I takt med att årsmedeltemperaturen stiger på nordliga breddgrader förändras också regn- och snöförhållanden samt vattenflödena genom landskapet. Därmed ändras också levnadsförhållanden för insekter som kan vara smittbärare för olika sjukdomar.
Forskare vid Institutionen för naturgeografi vid Stockholms universitet har undersökt effekterna av sådana förändringar för harpest, en sjukdom som främst drabbar smågnagare men som också smittar människor. Studien visar att relativt små förändringar i klimat och landskapets vattenförhållanden kan kraftigt öka förekomsten av harpest hos människor. Resultaten stämmer överens med de ökande anmälda fall av harpest hos människor som rapporteras i Sverige.
Allvarlig sjukdom hos människor
− Harpest är dödligt för gnagare och ger allvarlig sjukdom hos människor, säger Gia Destouni, forskare vid Stockholms universitet. Vi har använt en testad statistisk sjukdomsmodell som har, till exempel, kunnat förutse sex av sju år med relativt stort antal harpestfall hos människor i Dalarna mellan 1981 och 2007. Den typen av testade sjukdomsmodeller är värdefulla hjälpmedel för att kunna förutsäga sjukdomsutbrott i framtiden under förändrade klimat- och vattenförhållanden.
Harpest sprids till människor på olika sätt. I de stora skogsområdena i Sverige, Finland, Ryssland och Alaska är bett av smittade myggor en vanlig spridningsväg.
− Nordliga samhällen och ekosystem är särskilt utsatta för klimatförändringar, som är större här än det globala genomsnittet, säger Gia Destouni. För den här studien valde vi att titta på harpest därför att det är en välstuderad sjukdom, med utvecklad och testad statistik för sjukdomsspridningen till människor på dessa breddgrader. Vi kunde då använda harpest som modellsjukdom för utveckling av ny metodik för att förutsäga hur ändrade temperaturer och vattenflöden kan leda till nya förhållanden för sjukdomens spridning till människor i nordliga samhällen. I fortsatt forskning kan liknande metodik användas för sådana klimateffektstudier för olika smittsamma sjukdomar och delar av världen.
Studien i sociologi, gjord av Anni Erlandsson, gjordes genom att skicka in fiktiva arbetsansökningar till 1 643 verkliga jobbannonser inom 18 olika yrken på den svenska arbetsmarknaden. Jobben representerar många av de största yrkena i Sverige, både låg- och högkvalificerade, som butikskassör, förskole- och gymnasielärare, städare, dataingenjör och sjuksköterska.
Sedan observerades vilka sökanden som blev kontaktade av arbetsgivaren. På så sätt studerades den första etappen av rekryteringsprocessen där urvalet av sökande som ska kontaktas för intervjuer görs.
Fiktiva ansökningar
I de fiktiva ansökningarna varierade de sökandens kön, som signalerades genom namn. Alla de fiktiva ansökande angavs vara 31 år, och hade likvärdig kompetens och utbildning inom de yrken som krävdes för jobben de sökte. Så, kontaktar manliga arbetsgivare manliga arbetssökande i större utsträckning än kvinnliga sökande? Svaret är ja – ibland.
Forskningen visar att manliga rekryterare kontaktar manliga sökande oftare än kvinnliga sökande i könsbalanserade yrken som gymnasielärare, kock och revisor. I dessa yrken är andelen kvinnor 40% till 60%. Studien visar däremot inte på någon statistiskt säkerställd könsdiskriminering från kvinnliga rekryterare.
Rädsla att kvinnor blir dyrare på grund av barn?
Varför skulle män gynna män i rekryteringssammanhang? Anni Erlandsson menar att det kan vara så att vissa män helt enkelt gillar att rekrytera och arbeta med andra män, snarare än kvinnor. Det kan också vara så att män antar att kvinnliga arbetstagare är mindre produktiva och dyrare. Detta kan i sin tur grunda sig på förväntade skillnader i arbetsrelaterade egenskaper och arbetstider efter att de har blivit föräldrar.
När kvinnor skaffar barn, kan arbetsgivare vara rädda för att det ska leda till inte bara föräldraledighet utan också minskad arbetstid och mindre engagemang i arbetet. Detta eftersom kvinnor traditionellt tar ett större ansvar hemma, medan arbetsgivare inte förväntar sig samma sak från män. Resultaten kan alltså delvis bero på att de 31-åriga kvinnliga sökandena i studien får ett ”moderskapsstraff” av manliga arbetsgivare, oavsett om de har barn eller inte. De antas ha små barn eller uppfattas som i ”riskzonen” för att skaffa barn.
Övervikt och fetma har ökat drastiskt de fyra senaste decennierna över hela världen, och detta gäller även de allra minsta. 2016 hade över 41 miljoner barn under fem år övervikt eller fetma enligt WHO. En studie från från samma år visar att ungefär 12 procent av fyraåringarna i Halland lider av övervikt eller fetma.
Studier visar att riskfaktorerna för sjuklighet ökar direkt när ett barn drabbas av övervikt eller fetma. Hela barnets kropp påverkas av den ökade vikten. Detta leder exempelvis till ökade påfrestningar i hjärta och kärl, risk för typ 2-diabetes, påverkan i skelett och muskelsystem. Fetman kan även ha psykosociala konsekvenser.
Mätdata- och enkätdata från barn och föräldrar i Halland
Annelie Lindholm, universitetslektor i omvårdnad vid Högskolan i Halmstad, har i sin avhandling studerat tillväxtmönster och riskfaktorer för övervikt, fetma och förhöjt midjemått hos förskolebarn. Studierna har utgått från ett projekt som heter ”Tillväxtprojektet”, där mät- och enkätdata har samlats in för 2 666 halländska barn som forskarna har följt sedan barnens födelse.
Tillväxtprojektet i Region Halland
Tillväxtprojektet startade 2006 av Josefine Roswall, barnläkare på Hallands sjukhus, och barnhälsovårdsutvecklaren Gerd Almquist Tangen. Syftet med projektet är att identifiera tidiga påverkansfaktorer för små barns hälsa och viktutveckling. I projektet samlas data om 2 666 halländska barn, födda 2007–2008, som har blivit mätta och vägda sedan de föddes. Det är ovanligt att så många barn följs under så lång tid och att forskare har data från så många unga barn att göra studier på.
De mätparametrar som avhandlingen har baserats på är vikt, längd och midjemått som har mätts från födelsen fram till fem års ålder vid nio tillfällen. Vid varje mättillfälle har föräldrarna även svarat på en enkät och svaren har använts i analyserna. Första året har barnen mätts fyra gånger, därefter en gång vid ett och ett halvt års ålder och därefter en gång varje år fram till femårsdagen.
– Det finns inte så många studier om orsaker till övervikt och fetma hos de yngsta barnen, därför har det varit unikt att kunna studera den här gruppen med så många små barn och analysera hur de växer tidigt i livet, säger Annelie Lindholm, som också har en magisterexamen i biomedicin.
Mätning av BMI och WHtR
För att följa barns viktutveckling i förhållande till längd används framför allt BMI (Body Mass Index – kroppsvikten i kilo delat med kroppslängden i meter i kvadrat) världen över. Detta trots att det finns mycket kritik mot det sättet att mäta eftersom BMI inte visar var på kroppen fettet sitter och inte heller skiljer på fettvävnad och annan vävnad som exempelvis muskulatur. Sjukdomar kopplade till övervikt, som hjärt- och kärlsjukdomar och typ 2-diabetes, är ofta associerade med bukfetma – även kallad central fetma. Därför har nya mätmetoder som påvisar bukfetma utvecklats. På Sveriges barnavårdscentraler mäts dock vanligen bara längd och vikt och inte midjemått i dag.
I sina studier har Annelie Lindholm även använt sig av WHtR (Waist to Height Ratio – midjemått-längd-kvot) för att identifiera förhöjt midjemått hos barn i förskoleåldern, samt hur WHtR stämmer överens med BMI i denna åldersgrupp.
Andra studier där forskare har använt WHtR är ofta gjorda på äldre barn eller vuxna och det råder i dag ingen enighet gällande betydelsen av WHtR hos små barn. Annelie Lindholm har dock inte hittat någon som har jämfört både BMI och WHtR i åldersgruppen 0–5 år tidigare, så som hon har gjort i sin avhandling.
Innan forskarna påbörjade mätningarna inom Tillväxtprojektet var de noga med att undersöka om det fanns studier som visade samband mellan att mäta midjemått på barnen och utvecklingen av anorexi, men några sådana samband kunde de inte hitta.
– Genom att använda mig av både BMI och WHtR i mina studier kunde jag se att över hälften av barnen med normalt BMI ändå hade förhöjt midjemått. Det innebär att vartannat barn med förhöjt midjemått, eventuella riskfaktorer kopplade till det, missas när endast BMI används, säger Annelie Lindholm.
Riskfaktorer och förändring tidigt i livet
I sin avhandling har Annelie Lindholm också tittat på riskfaktorer för övervikt och fetma. Under senare år har flera studier pekat på att de 1 000 första dagarna hos barnet, från befruktning till tvåårsdagen, är avgörande för etablering av övervikt eller fetma. Den här perioden är viktig i barnets tillväxt och även för att försöka förändra beteenden och göra något åt det.
Om barnet drabbas av fetma som liten ökar även risken för fetma som vuxen. Det är inte bara barnets beteende och vanor som spelar roll, utan risken för övervikt och fetma påverkas även av andra faktorer. Det som kan påverka är bland annat högt BMI hos mamman före graviditeten och typ 2-diabetes. Båda sakerna är förknippade med höga glukoskoncentrationer i blodet, vilket verkar kunna ge ökad glukostransport till fostret och därmed leda till ökad tillväxt av fettvävnaden hos barnet.
Även andra händelser under graviditeten, exempelvis att tillväxten i livmodern hämmas vilket ger ökad risk för liten storlek vid födelsen (SGA – small for gestational age), är förknippat med ökad risk att drabbas av övervikt eller fetma senare i livet. Annelie Lindholm fann även samband med pappans BMI, som exempelvis kan stå för matvanorna i familjen.
– Om ingripanden görs tidigt finns chansen att etablera goda vanor innan barnet själv har etablerat osunda sådana. Därför kan det vara avgörande att tidigt identifiera barn som löper risk för att utveckla övervikt eller fetma och sjukdomar kopplade till det, säger Annelie Lindholm.
Barnens matintag påverkar viktutvecklingen
Annelie Lindholm har också tittat på barnens matintag och hur det påverkar viktutvecklingen. Det är sedan tidigare känt att en tidig snabb viktökning är förknippad med ökad risk för övervikt eller fetma senare i livet. Annelie Lindholm har fått fram tydliga resultat på att matning med nappflaska ökar risken för sådan tidig snabb viktökning. Även nattmål med bröstmjölksersättning är en riskfaktor för detta.
Sambandet mellan nappflaskan och den snabba viktökningen beror troligtvis på innehållet – om flaskan innehåller bröstmjölk, ersättning eller välling – men också på hur föräldrarna matar sitt barn. Tidigare forskning har visat att vid amning slutar barnet äta när hen är mätt, men vid flaskmatning är det lättare att det blir en mer forcerad matning eftersom föräldrarna får lättare att uppmuntra barnet att dricka upp när de kan se innehållet i flaskan. De vuxna litar inte på den naturliga mättnadskänslan hos barnet och då kan barnet få i sig mer än vad som egentligen behövs.
Inom Tillväxtprojektet är forskarna samstämmiga i att övervikt eller fetma behöver uppmärksammas tidigt i livet, så att barnet kan få förutsättningarna till hjälp. Om barn med risk för övervikt eller fetma inte upptäcks kan de inte heller få något stöd i riktning mot en hälsosam viktutveckling.
– Det är dock viktigt att små barn inte ska banta, utan växa ifatt sin vikt, säger Annelie Lindholm.
Annelie Lindholm, Universitetslektor i omvårdnad, Högskolan i Halmstad, annelie.lindholm@hh.se
I takt med att städerna förtätas och skyfallen tilltar ökar risken för översvämningar. Forskare blir alltmer eniga om att det är effektivare att härma naturens processer för avrinning än att på traditionellt sätt bygga ut befintliga ledningar och magasin under jord.
Dessa så kallade blågröna lösningar blir allt vanligare för att komplettera det befintliga ledningsnätet. Till de blågröna metoderna räknas framförallt dammar, kanaler, gröna tak och svackdiken. Även växtlighet istället för hårdgjorda ytor ingår (även om det numera också finns genomsläpplig, så kallad permeabel, asfalt).
– Det gäller att ta ett helhetsgrepp eftersom alla typer av avrinningssystem samspelar.
– Görs inte det finns risk för att blågröna lösningar förvärrar problemen, säger Salar Haghighatafshar doktorand i kemiteknik vid Lunds tekniska högskola som i sin avhandling presenterar ett modelleringsverktyg som planerare kan använda för att bygga blågröna dagvattensystem.
Ledningsnätet blir överlastat
Det i särklass vanligaste misstaget, enligt Salar Haghighatafshar, är att låta överskottsvatten från blågröna anläggningarna rinna in i de befintliga ledningsnäten.
– Eftersom de vanliga ledningsnäten lätt blir överbelastade vid höga vattenstånd är detta ingen bra lösning. Men i stadskärnor där det är ont om plats kan en sådan lösning på vissa sträckor bli nödvändig, säger Salar Haghighatafshar.
Istället förespråkar han att de öppna dagvattensystemen förses med separata avrinningsrör som forslar bort vattnet till lämplig slutdestination vilket oftast är en kanal, sjö eller hav. Idag görs detta sällan. En stadsdel som framgångsrikt har installerat separata rör är Augustenborg i Malmö.
Separata avrinningsrör sällsynta
En anledning till att det sällan byggs separata rör är att det först med denna avhandling som riskerna visas svart på vitt. En annan är att det kan bli en dyr historia. Det krävs utgrävningar för rörplaceringar vilket leder till störningar i biltrafiken under tiden.
En tröst är att mycket annat spelar in och kan väga upp nackdelar med uteblivna rör.
– I slutändan är det inte en antingen-eller fråga. Blågröna system leder till biodiversitet, har en nedkylningseffekt och kan höja bostadspriserna eftersom människor uppfattar dessa inslag som estetiska.
Modelleringsverktyget presenteras i avhandlingen och är utformat så att det går att använda för de som jobbar med avrinningsfrågor såsom VA-strateger, vatteningenjörer, och stadsplanerare.
– Idag finns en växande medvetenhet om att pollinatörer hotas av oförsiktig användning av bekämpningsmedel och av krympande arealer med lämpliga livsmiljöer. Hur de påverkas av kraftiga naturliga störningar har vi däremot vetat betydligt mindre om. Generellt tycks sådana störningar i naturen vara negativa för pollinatörer, men det finns undantag, säger forskaren Charlie Nicolson från University of Vermont/UC Davis.
Han har tillsammans med Paul Egan, forskare inom växtskyddsbiologi vid SLU granskat 117 vetenskapliga studier och gjort den första vetenskapliga sammanställningen av de hot som extremväder och naturkatastrofer kan utgöra för pollinatörer och pollinering. De redovisar sina slutsatser i tidskriften Global Change Biology.
Upprop till forskare och beslutsfattare
– Vår artikel ska ses som ett upprop till forskare och beslutsfattare. Vi behöver mer forskning om hur pollinatörer påverkas av naturliga störningar och bättre beslutsunderlag till naturvård och katastrofberedskap.
– Vi behöver veta vad som krävs för att värna mångfalden av pollinatörer, för att säkra pollineringen av både vilda och odlade växter, och därmed människors livsmedelsförsörjning, säger Paul Egan, som är forskare vid SLU:s institution för växtskyddsbiologi i Alnarp.
Extrema värmeböljor, utdragen torka, skogsbränder, översvämningar, orkaner, vulkanutbrott och tsunamier är exempel på naturliga störningar som kan ha stor omedelbar inverkan på människors tillvaro. Dessutom kan de påverka oss indirekt, genom drastiska effekter på ekosystemen och de tjänster dessa levererar, såsom pollinering.
Bränder kan gynna mångfalden
Ett tydligt mönster som forskarna såg vid granskningen av de 117 studierna var att översvämningar, torka och extrem värme i huvudsak har negativ inverkan på pollinatörer och pollinering. När det gäller orkaner, men särskilt bränder, var resultaten mer blandade; en noggrannare analys visade att det framför allt var bin som kunde gynnas, och det gällde såväl individ- som artrikedom.
Huvudförfattaren, Charlie Nicolson, berättar att han under granskningen av litteraturen mötte en mängd berättelser om naturens förödande krafter, men också om jakten på en del ganska udda faror, bland annat hur pollinatörer påverkas av solstormar, eller jordens elektromagnetism.
Många väderrelaterade hot, såsom översvämningar och stormar, förväntas bli vanligare och mer kraftfulla i takt med klimatförändringarna, vilket oroar forskarna.
Småbrukare i utvecklingsländer drabbas värst
– Vi ser att den här typen av pollineringsforskning är starkt fokuserad på ekonomiskt utvecklade regioner. Samtidigt är det småbrukare och utvecklingsländer som kommer att drabbas hårdast, inte minst för att de ofta är mer beroende av grödor som kräver pollinatörer, säger Paul Egan.
Nicolson och Egan lyfter fram ett antal forskningsområden som de tycker bör prioriteras i framtiden. Ett råd är att fler ”chockhändelser” bör införlivas i klimatforskningen Det behövs också studier som på ett bättre sätt beskriver hur pollinatörers, grödors och människors exponering för extrema naturfenomen är sammanlänkade.
Kontakt:
Paul Egan, forskare vid Institutionen för växtskyddsbiologi,
Sveriges lantbruksuniversitet, Alnarp, paul.egan@slu.se
Charlie C. Nicholson, postdoktor, ccnicholson@ucdavis.edu
Interaktiv karta (html-fil; visas i nytt fönster)
En interaktiv global karta över alla studier kan ses här.
Flera av de identifierade kemikalierna bedöms vara endokrinstörande, det vill säga ämnen som påverkar hormonsystemet och kan därigenom ge negativa effekter, enligt en studie gjord av forskare vid Karlstads universitet och Icahn School of Medicine at Mount Sinai i New York.
Nästan all riskvärdering av kemikalier sker genom att man testar ett ämne i taget. Idag vet vi emellertid att vi alltid exponeras för ett stort antal kemikalier samtidigt i mycket komplexa blandningar. I den så kallade SELMA-studien har det till exempel analyserats 26 kemikalier i mer än 2 300 gravida kvinnors urin och blod.
Det visade sig härvid att 24 av de 26 kemikalierna kunde identifieras i mer än 90 procent av kvinnorna, vilket visar att människan ständigt är exponerade för komplexa blandningar. En viktig frågeställning är därför hur sådana blandningar påverkar barns hälsa och utveckling.
SELMA-studien
Studien har undersökt betydelsen av prenatal exponering för blandningen av de 26 kemikalierna för kognitiv utveckling hos 718 barn inom SELMA-studien. Urin- och blodhalter av de 26 kemikalierna mättes i första trimestern under graviditeten och barnens kognitiva förmåga mättes vid sju års ålder. Viktiga bakgrundsvariabler såsom mammans rökning, utbildning, IQ, med mera och bland annat barnens födelsevikt och prematuritet samlades in med hjälp av enkäter och tillgång till registerdata.
Analyserna i studien identifierade en kemikalieblandning hos de gravida kvinnorna vilken var kopplad till lägre kognition (lägre IQ) hos barnen, där effekterna var starkare för pojkar.
Blandningar av betydelse för IQ
En interkvartil ökning av det beräknade WQS-indexet, var signifikant associerat till 1,9 enheter lägre IQ för pojkarna. De viktigaste kemikalierna i den identifierade blandningen härrör från hårda och mjukgjorda plaster (fenoler och ftalater), bekämpningsmedel, kosmetika, antibakteriella medel, textilier och föda.
– Vi är egentligen inte förvånade över de här resultaten, säger Carl-Gustaf Bornehag, professor vid Karlstads universitet och Icahn School of Medicine at Mount Sinai. Flera av de identifierade kemikalierna är av europeiska expertorgan bedömda som hormonstörande och flera av dem är idag förbjudna i varor och produkter. Det vi nu ser är att det finns en effekt även för blandningar, där vi nu måste utveckla bättre riskvärderingsmetoder som inte bara tar hänsyn till enskilda ämnen.
Carl-Gustaf Bornehag, professor i folkhälsovetenskap vid Karlstads universitet och Icahn School of Medicine at Mount Sinai. carl-gustaf.bornehag@kau.se
De mycket välbevarade fossilen från Ryssland kastar ett nytt, och lite förvånande, ljus över tetrapoderna. Fyrfotingarna som tog klivet från vatten till land och på detta blev förfäder, inte bara till amfibier, reptiler, fåglar och däggdjur, utan också till oss människor.
De första tetrapoderna utvecklades från fiskar under tidsperioden devon som tog slut för ungefär 360 miljoner år sedan. Under många decennier baserades vår idé om vad devontida tetrapoder var för något, på fynd från bara ett par olika släkten: huvudsakligen de ”fyrbetna fiskarna” Ichthyostega och Acanthostega som är kända från nästan kompletta skelett.
Ichthyostega och Acanthostega levde precis i slutet av devon. De flesta andra tetrapoder från devon är kända från bara några få bitar av käkar eller skelettdelar: tillräckligt för att veta att de existerade men inte mycket mer. Men en del av de fragment som nu hittats kommer från tetrapoder som levde mycket tidigare, för ungefär 373 miljoner år sedan, och de äldsta fossila tetrapodfotspåren är hela 390 miljoner år gamla.
Fossilen efter Parmastega hittades i kalksten som ligger exponerad längs floden Izhmas bankar (Ryssland). Foto: Pavel Beznosov
– Tetrapoderna under devon har alltså haft en tidig historia som vi hittills vetat väldigt lite om. Detta är frustrerande eftersom det handlar om ett av de viktigaste skeendena i ryggradsdjurens historia, menar forskarna.
Något som den nya ryska tetrapoden Parmastega aelidae kan ändra på. Parmastega hittades i Sosnogorsk-formationen, en kalksten som formades i en tropisk kustlagun men som nu ligger exponerad längs floden Izhmas bankar. Fyndplatsen ligger nära staden Ukhta i republiken Komi i europeiska Ryssland.
Och den här gången rör det sig inte om enstaka benfragment. När forskarna löste upp kalkstenen med hjälp av ättiksyra kunde de konstatera att de funnit perfekt bevarade ben från huvudet och skuldrorna, mer än hundra stycken så här långt. Dessa kan sättas samman till en tredimensionell rekonstruktion av djuret, den med råge äldsta rekonstruktionen för någon tetrapod.
Spejade med bara ögonen ovan vattenytan
Forskarna har hittat både små och större individer, den största med ett huvudmått på ungefär 27 cm. Fiskliknande karaktärsdrag hos en del av benen indikerar att detta inte bara är den tidigaste utan också den mest primitiva av alla välbevarade tetrapoder från devon som hittats hittills.
Det är en underlig varelse som framträder. Liksom andra tetrapoder från devon har Parmastega en något krokodilliknande form, men ögonen reser sig över hjässan och näspartiets och underkäkens kurva skapar ett ”flin” som avslöjar de formidabla tänderna.
Sidolinjekanalerna, känselorgan som detekterar vibrationer i vattnet och som Parmastega ärvt från sina fiskförfäder, utgör en ledtråd till djurets livsstil. Dessa kanaler är välutvecklade i det nedre käkpartiet, i nosen och på ansiktets sidor, men uppe på huvudet bakom öronen saknas de. Det här betyder förmodligen att Parmastega spenderade mycket tid precis vid vattenytan, med ögonen uppe över ytan. Krokodiler gör detta idag eftersom de vill hålla koll efter landlevande djur som de kanske vill fånga.
Nålliknande tänder i underkäken
Vi vet inte så mycket om landområdet som omgav Parmastegas lagun men där kan ha funnits stora artropoder som tusenfotingar eller havsskorpioner att fånga vid vattenbrynet. Den slanka, elastiska underkäken med nålliknande tänder ser ut att vara väl anpassad för att ”skopa upp” byten från marken, medan överkäkens robusta tänder kanske borrades in i bytet med hjälp av Parmastegas kroppsvikt.
Det fossila materialet bjuder dock på ytterligare en överraskning. Skuldergördeln bestod delvis av brosk som är mjukare än ben, och ryggraden och extremiteterna kan ha bestått helt av brosk eftersom dessa inte har bevarats. Detta talar starkt för att Parmastega, med sitt krokodillika huvud och uppstickande ögon aldrig riktigt lämnade vattnet, eftersom ett broskskelett är alldeles för svagt för att bära upp kroppen på land.
Smög den sig på byten vid vattenbrynet för att sedan häva sig upp på stranden, fånga bytet mellan sina käkar och sedan glida tillbaka ner i vattnet igen? Vi vet inte. Tetrapodernas utveckling verkar knappast bestå av en progressiv kavalkad av allt mer landanpassade djur. Dess släktträd framstår snarare som en ganska trasslig buske av ekologisk experimentering.
Per Erik Ahlberg, Institutionen för organismbiologi, Uppsala universitet, per.ahlberg@ebc.uu.se
Idag saknas biomarkörer för astma hos de yngsta barnen, trots att astma och astmaliknande andningsbesvär är en av de vanligaste orsakerna till besök på akutmottagning för barn i förskoleåldern. Det är därför svårt att bedöma prognos och behov av uppföljning och behandling för dessa barn.
– Vårt mål är att utveckla ett molekylärt verktyg som kan komplettera dagens kliniskt baserade diagnos och prognos, säger Cilla Söderhäll, docent i medicinsk genetik vid institutionen för kvinnors och barns hälsa, Karolinska Institutet som lett studien.
Förutsäger lungfunktion vid sju års ålder
Forskargruppen har under flera års tid följt en grupp barn som sökt akut vård på Astrid Lindgrens barnsjukhus med obstruktiva andningsbesvär. Barnen har vid akutbesöket varit mellan sex månader och tre år gamla. I samband med de pågående andningsbesvären har forskarna kunnat identifiera specifika biomarkörer som förutsäger lungfunktion och behov av astmamedicinering vid sju års ålder. Biomarkörerna är baserade på skillnader i hur vissa gener uttrycks i denna patientgrupp jämfört med barn som inte sökt akut vård för andningsbesvär.
Forskarna fann också en association mellan D-vitaminnivåer i småbarnsåren och genuttryck vid akuta andningsbesvär, vilket tyder på att D-vitaminnivåerna kan ha betydelse för uppkomsten av astmabesvär.
Kan bidra till ökad individualisering
– Våra fynd bidrar till ökad kunskap om astma hos barn i förskoleåldern och öppnar för möjligheter att identifiera barn med risk för fortsatt astma redan vid ett tidigt akutbesök. På sikt kan det bidra till ökad individualisering av enskilda barns behov av uppföljning och effektivare behandling av astma hos barn, säger Cilla Söderhäll.
Dagens moderna teknik kräver sällsynta jordartsmetaller. För att hitta mer metaller behöver vi förstå hur de koncentreras i jordskorpan.I en studie från Uppsala universitet och Sveriges geologiska undersökning (SGU) visar forskare hur denna typ av malmer en gång bildades. Det ger grundläggande och ny förståelse för hur malmer rika på sällsynta jordartsmetaller kan bildas.
Genom att jämföra sina nya data med tidigare genomförda geologiska observationer kunde forskarna visa att malmerna bildats under havsbotten i anslutning till aktiva vulkaner, där metallhaltiga och heta vattenlösningar av magmatiskt ursprung reagerade med lokala kalkstenshorisonter i en tjock packe av vulkaniska avlagringar. Reaktionerna mellan lösningarna och kalkstenen ledde till utfällning av både metaller i form av järnoxid (magnetit) och REE-mineral, liksom de olika silikater som utgör det så kallade skarnet (ansamlingar av kalciumsilikatmineral).
Bastnästypens gruvor har haft en nyckelroll i upptäcktshistorien av sällsynta jordartsmetaller. Det var till exempel här man först träffade på cerium, lantan och flera REE-rika mineral som bastnäsit. Gruvorna finns längs ett över 100 km långt stråk i Bergslagen, den så kallade REE-linjen. De var också de första malmerna i världen som bröts i fast berg specifikt för att utvinna just dessa kritiska metaller. Bastnästypförekomsterna är paleoproteroziska, alltså ungefär 1,90-1,89 miljarder år gamla järn-REE-skarnmineraliseringar.
Det kraftigt ökande behovet av sällsynta jordartsmetaller (”REE”, efter engelskans Rare Earth Elements) i modern teknik, inte minst för olika tillämpningar inom grön och klimatvänlig energiproduktion och elektromobilitet, har lett till globala ansträngningar för att hitta mer av dem. Idag står Kina för mer än 90 procent av världsproduktionen och risken för tillgångsbrist driver sökandet efter REE i övriga världen. De räknas därför till de allra mest kritiska metallerna för EU. En viktig nyckel till att finna nya mineraliseringar av dem är att förstå hur de en gång bildades.
För att bättre kunna förstå och karakterisera de processer och fluider som sannolikt skapat mineraliseringarna av Bastnästyp, genomfördes en studie av fördelningen av stabila isotoper i deras mineral. Forskare från Uppsala universitet, Sveriges geologiska undersökning (SGU) och University of Cape Town, Sydafrika, tog fram syre- och kolisotopdata från tio platser i Bergslagen, ett dataset som gjorde det möjligt att beräkna sammansättning och ursprung hos de fluider – som visade sig vara magmatiska vattenlösningar – som ursprungligen bildade de REE-rika malmerna. Resultaten har publicerats i Nature Research-tidskriften Scientific Reports.
Studien har stötts av Vetenskapsrådet, Sveriges geologiska undersökning (SGU) och Uppsala universitet.
Tidigare forskning visar att svenska lärarstudenter haft svårt att peka ut någon bra matematiklärare som de haft, däremot åtskilliga dåliga. Många av dem uppger också, efter att ha arbetat en tid: ”Det värsta är att den enda metod jag kan är den jag själv hatade.”
Det berättar matematikforskaren Yukiko Asami Johansson som nu undersökt matematiklärares professionella kunskap, speciellt i Japan, och hur personlig erfarenhet där sprids till att bli gemensam kunskap.
– Problemet i svenska skolor är att det inte finns någon etablerad undervisningskultur som man kan följa, säger hon.
Lärare inget riktigt yrke
– Nyutbildade svenska lärare skulle vilja undervisa matematik på ett annat sätt, men de vet inte hur och de kan inte börja experimentera i en klass, säger Yukiko Asami Johansson som menar att läraryrket i hela världen, sedan slutet av 60-talet, inte setts som ett riktigt yrke jämfört med exempelvis läkare eller jurist.
Om en läkare inte kan bota en cancerpatient, tar hen det inte personligt. Problemet måste lösas med hjälp vetenskapen som hen delar med andra som ska bota. Men när en elev inte klarar av att räkna med bråk, så har matematikläraren inte några delade professionella kunskaper att luta sig mot.
– Det blir den individuella lärarens personliga erfarenhet, inte en professionellt gemensamt delad kunskap, som ska ”bota” eleven.
Delad kunskap är nyckeln till bättre undervisning
Yukiko Asami Johansson har undersökt hur personlig erfarenhet sprids till att bli gemensam kunskap.
– I Japan har de etablerat sätt att dela kunskap mellan matematiklärare, så att alla har likartad uppfattning, och det är det som är nyckeln.
Hon framhåller att lärare i Japan uppmuntras att presentera material vid nationella lärarkonferenser, ges möjlighet att skriva böcker för att dela sin erfarenhet, och att alla varje år måste hålla minst en ”öppen lektion” där lärare kan titta på varandra och sedan diskutera styrkor och svagheter i lektionen efteråt.
– Det här, och att man umgås och nätverkar utanför skoltid, supportar japanska lärare och individens erfarenhet blir då allas kunskap.
Lär eleverna hitta skönheten i matematik
I Japan finns det också massor med yrkesord som handlar om rutiner under matematiklektionerna, och som lärarutbildningen lär ut systematiskt.
– De får en verktygslåda med ett eget språk, som en målare eller en murare har i Sverige, och då kan man använda de orden och alla vet vad det innebär.
Den japanska läroplanen säger, bland annat, att elevernas förmåga att kunna arbeta med matematiska problem genom att kommunicera med varandra ska uppmuntras och utvecklas.
Den ger också praktiska exempel på hur de olika utbildningsmålen i matematik ska förverkligas i undervisningen. Japanska lärare använder därför, till exempel, tavlan för att hjälpa eleverna att utveckla sin resonemangsförmåga, inte att som i Sverige bara visa problem och lösningsmetoder.
– Genom att använda problemlösningsmetoder ska eleverna finna skönheten, värdet i matematik.
Svårt att säga vilket system som är bäst
– Det finns så många engagerade och duktiga svenska matematiklärare men det krävs tid att tillverka genomtänkta problem och att skriva detaljerade lektionsplaneringar, i Japan finns detta redan där att använda och att förbättra.
Yukiko säger att hon, som forskare inte kan säga att det japanska systemet är sämre eller bättre. Det hon velat göra är att utforska skillnaderna och vad som är de bakomliggande orsakerna.
– Kanske kommer många fler av eleverna upp till en viss nivå i Japan, eftersom man kan uppmuntra och stimulera dem genom olika vägar, men kanske sker det på bekostnad av något annat. Det vet vi inte, säger Yukiko Asami Johansson.
Yukiko Asami-Johansson, forskare vid Högskolan i Gävle, yukiko.asamijohansson@hig.se
Text: Douglas Öhrbom
Ett internationellt forskarteam har fått nästan elva miljoner kronor för att studera vilka effekter syrebrist har på fisk och födovävar på tre olika platser i världen: i Östersjön, Lake Erie och Mexikanska golfen.
Forskarnas viktigaste verktyg för att studera effekterna är otoliter, fiskarnas öronstenar som är gjorda av kalciumkarbonat. Otoliterna växer när fisken växer, och bildar ringar varje år som kan läsas på samma sätt som trädens årsringar. I otoliterna bildas också spår som återspeglar kemin i vattnet där fisken levde. Genom att använda röntgenfluorescens och masspektrometrianalys får forskarna reda på hur fisken växt och var den rört sig.
Otolit och födoväv. Bild: SLU
Karin Limburg, är fiskeriekolog vid SUNY College of Environmental Science and Forestry i Syracuse, New York, gästprofessor vid institutionen för akvatiska resurser vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU Aqua) och expert på kemin i fiskars otoliter.
– Föreställ dig att du hade ett litet ben någonstans i kroppen som berättade hela ditt livs historia, vart du reste och när du mådde bra eller var stressad. Det är så vi tror att detta fungerar, säger professor Karin Limburg som leder projektet, och hon liknar dessa data från fiskarnas kroppar vid ”kemiska loggböcker” över fiskarnas liv.
Forskarna kommer också att undersöka fiskarnas ögonlinser, som på liknande sätt kan visa om fisken utsatts för kvicksilver, samt deras muskler som kan berätta mer i närtid var de varit och vad de ätit.
Torsk, flundra och svartmunnad smörbult
Forskarteamet ska studera hypoxieffekter på tre fiskarter på varje plats. Vanligtvis finns arterna på olika djup. Forskare tror att bottenlevande arter kommer att visa större påverkan från hypoxi än de som lever i grundare vatten. I Östersjön ska man studera torsk, flundra och svartmunnad smörbult, i Lake Erie i nordöstra USA studeras svartmunnad smörbult, gul abborre och glasögongös och i Lavaca Bay, sydväst om Houston studeras flundra, stubbkväkare och röd trumfisk.
– Syrebristen påverkar fiskarna på flera olika sätt samtidigt. Fiskarna får för lite syre till sina kroppsfunktioner, deras bottenlevande byten kan också bli färre på grund av syrebristen och dessutom kan vissa av fiskarna flytta från bottenmiljöerna och röra sig mer i den fria vattenmassan istället. Det gör att syrebristen påverkar hur arterna samspelar med varandra, vad och var de äter och vem de konkurrerar med. Därför kommer vi i projektet också att använda nya data i modeller av Östersjöns födoväv, för att se hur syrebristen påverkar hela födoväven, säger Anna Gårdmark, professor vid institutionen för akvatiska resurser vid SLU.
Torsken svälter i Östersjön
Att torsken i Östersjön påverkas av syrebrist är väl belagt och forskare har bland annat observerat att torsken utnyttjar vattenmassan på ett annorlunda sätt och bland annat söker sig till mer syrerika kustnära vatten. Forskning har också visat att brist på syre leder till brist på föda som gör att torsken både växer dåligt och är i dålig kondition.
– Vad vi inte vet är hur effekten av dessa olika faktorer samspelar och vilken som har störst påverkan på torskpopulationerna. Kan vi ta reda på det så kommer vi även att kunna förutsäga hur en fortsatt eller till och med försämrad syresituation påverkar inte bara torsken utan också indirekt övriga arter i ekosystemet och vilka effekter det till exempel kan få för fisket, säger Michele Casini, professor vid institutionen för akvatiska resurser vid SLU.
Tvärvetenskap ger fler perspektiv
Förutom otolitspecialister, fiskekologer och ekotoxikolger deltar också miljöekonomer från USA, Tyskland, Norge och Kanada i projektet. De kommer att studera vilka ekonomiska följder syrebristen får i form av förluster av så kallade ekosystemtjänster som till exempel ett försämrat fiske.
Projektet omfattar även forskning om miljökommunikation. Med hjälp av studenter vid SUNY och dess Digital Storytelling Studio ska forskarna studera vilka former av media och kommunikationssätt som är mest effektiva för att öka allmänhetens medvetenhet och förståelse kring syrebrist i haven.
Kontakt:
Anna Gårdmark, professor, Institutionen för akvatiska resurser, SLU anna.gardmark@slu.se
Michele Casini, professor, Institutionen för akvatiska resurser, SLU michele.casini@slu.se
Karin Limburg, gästprofessor, intitutionen för akvatiska resurser, SLU samt professor, State University of New York College of Environmental Science and Forestry (ESF), Syracuse, NY USA karin.limburg@slu.se,klimburg@esf.edu
Platsen Möllevången är ett innerstadsområde med prisvärda bostäder dit aktivister flyttat sedan 1990-talet. Bilden av Möllevången används i stadens berättelse för att locka invånare, turister och investeringar till området.
De aktiviteter som aktivisterna bedriver på Möllan bidrar till gentrifieringen, områdets sociala statushöjning, menar Christina Hansen som skrivit en avhandling om politisk aktivism i Malmö. Men lösningen är inte att sluta flytta till Möllan, eller att flytta därifrån.
– Den här platsen är viktig för att driva politiska kamper på så det blir ändå viktigare, säger Christina Hansen.
Möjligheter i mångfald
En sådan politisk kamp är solidariteten med migranter som exempelvis papperslösa eller romska EU-medborgare. Dessa migranter riskeras att utnyttjas som billig eller gratis arbetskraft. Det är ett problem på Möllevången – men också på andra ställen i Malmö. Skillnaden är att Möllan erbjuder möjligheten för migranter att få kontakt med aktivistgrupper, bygga nätverk och vänskap samt dela kunskap.
– Möllevången som plats och rum möjliggör politiska kamper för ökad jämlikhet. Framförallt används Möllevången som en berättelse om en bättre värld. Genom Möllevången och solidariteten som aktivisterna bygger mellan olika kamper, men också mellan migranter och sig själva – visar de att det finns andra sätt att leva i gemenskap som överskrider skillnader, menar Christina Hansen.
Gentrifiering; social förändringsprocess som består i att individer med hög socioekonomisk status flyttar till stadsdelar som traditionellt har dominerats av. Källa: Nationalencyklopedin
– På Möllan finns både social utsatthet och stark politisk aktivitet. Aktivister äter på falafelsställen där de vet att anställda får dåligt betalt på. Jag ville förstå vad som gjorde att aktivister drogs till den här platsen, säger Christina Hansen.
Möllevången unikt för Malmö
”Alla städer har inte ett Möllan”, säger en aktivist i materialet. Både Stockholm och Göteborg har haft den här typen av liknande bostadsområden, men inte längre. En förklaring kan vara att omvandlingen av hyresrätter till bostadsrätter stannat av.
– Över hälften av bostäderna på Möllan är hyresrätter. Så ser det inte ut på Söder. Om man måste köpa sin bostad för att bo på en plats förändras den snabbt, säger Christina Hansen.
Det som talar emot en ökad gentrifiering av Möllevången är just andelen hyresrätter, men också den sociala utsattheten.
– Det är en innerstadsdel med fina byggnader och torg. Om hyrorna för lokala butiker går upp samtidigt som omvandlingarna ökar, är risken hög för fortsatt gentrifiering vilket i så fall riskerar hota platsen som mobiliserande kraft i staden, säger Christina Hansen.
Antingen argumenterar man för att det inte ska finnas undervisning i förskolan – att barn ska få leka, eller så argumenterar man för att barnen ska undervisas och förberedas för skolan. Men diskussionen är förenklad, menar Niklas Pramling, professor i pedagogik vid Göteborgs universitet.
– Förskolläraryrket rymmer många dimensioner, en är lek, en annan är undervisning och en tredje är omsorg. Det är viktigt att inte någon av dem får stå tillbaka. Avgörande för att lyckas är att förstå att undervisning inte behöver vara att man står och förmedlar information, säger han.
De senaste åren har han arbetat med i ett forskningsprojekt om lärande och lek som genomförs i samarbete med förskollärare och en forskargrupp från flera olika universitet.
– Vi känner inte till tillräckligt mycket om lekens utvecklande potential och syftet är att undersöka hur undervisning kan äga rum i lek utan att leken försvinner.
För leken är viktig i förskolan, poängterar Niklas Pramling. Leken skapar sammanhang där ord och begrepp får mening. Ett ord som kvitto till exempel, som enskild glosa blir det ett fragment men när barnen leker affär fyller ordet en funktion och betydelsen blir det tydlig.
Det finns fler vinster med leken. Som att barnen blir aktiva deltagare och inte passiva mottagare. Eller att små barn kan förstå abstraktioner som stor och liten genom att på egen hand undersöka konkreta föremål. Dessutom lär leken oss att fantisera; i leken kan vi föreställa oss hur saker kan vara annorlunda – något som är grundläggande för vår förmåga att förstå omvärlden.
Stör gärna mitt i leken
Skolforskningsinstitutet gjorde under 2018 en forskningsöversikt som visar att personalen på förskolan spelar en viktig roll för att leken ska utveckla barnens sociala förmågor. Men i det arbetet behöver pedagogerna utöva ledarskap och på olika sätt skapa förutsättningar för lek. Studien identifierar tre saker som är viktiga för att det ska äga rum:
Att regissera. Att personalen planerar och ställer i ordning för lek
Att delta. Personalen ska guida, utveckla och medla i leken.
Observera och reflektera. Därigenom kan personalen utveckla sin kunskap om barnen och om leken
Ett viktigt skäl till varför studien gjordes var att förskollärare efterfrågat kunskap om just detta, och att tidigare studier visat att det finns en tvekan hos förskollärare att gå in i barns lek, för att man är rädd för att störa leken. Istället förhåller man sig passiv, säger Karolina Fredriksson, projektledare på Skolforskningsinstitutet.
I förskolan behöver undervisning vara relaterad till lek, det är Niklas Pramlings fasta övertygelse.
– I vår studie talar vi om lekresponsiv undervisning. Det innebär att utforma en verksamhet som bidrar till att barn utvecklar nya lekar och nya lekroller och samtidigt lär sig om någonting som ligger utanför leken. Centralt i den här typen av undervisning är att både förskollärare och barn skiftar mellan det som vi kallar för ”som om” – det fantasifulla och det som är på riktigt, ”som är”.
Ett exempel är en lek där den påhittade bokstavstjuven stjäl bokstäver. Att det plötsligt försvinner en bokstav ur ett namn och eller ett ord.
– Vad händer med mitt namn då? Det är ett sätt för barnen att lära sig om bokstäver men man kan delta utan att kunna stava eftersom det samtidigt är på låtsas.
För att ge stöd för barns lärande kan personalen utveckla leken genom att ta in begrepp och föremål som barnen själva inte skulle tänka på. Då blir pedagogerna medskapare istället för några som undervisar genom att berätta hur det är. Som i leken där det kommer ett brev till förskolan med utmaningar som barnen behöver klara. Till exempel ska de tillsammans samla 10 avlånga saker innan de får ta sig till lekens nästa del.
– I barnens vardag planteras då reella problem som vad är ett avlångt objekt? Eller hur får vi ihop 10 stycken ?
En pedagogik som påminner om skolans leder däremot inte till att förskolebarn lär sig mer. Det finns det mycket belägg för, säger Niklas Pramling.
Lek gör barn sociala gruppvarelser
– Ambitionen att barn ska lära sig mer vid tidigare ålder innebär inte att man ska göra förskolan till skola. Det finns det ett brett stöd för i forskningen. Bland annat en amerikansk studie som gjorts sedan amerikanska förskolor gått mot en mer skolinriktad verksamhet. Den visar tydligt att barnen lär sig bättre när de är aktiva deltagare än när de är passiva mottagare.
Leken kan också hjälpa barnen att bli trygga och samspela med andra. Det är ett av resultaten i Skolforskningsinstitutets forskningssammanställning ”Att genom lek stödja och stimulera barns sociala förmågor.” Forskarna har gått igenom 1000 abstracts och efter granskning valt ut 15 svenska och internationella studier som beskriver hur förskollärarna kan stärka barnens sociala förmågor genom lek.
– Vi vill visa att det finns mycket forskning som stödjer att lek är viktigt för förskolebarn och att man genom lek kan hjälpa barn att bli sociala gruppvarelser. Barn som är blyga, barn som slåss, barn som inte vill prata, är inget man kan instruera bort men leken kan göra underverk, säger Ingrid Engdahl, docent i barn och ungdomsvetenskap vid Stockholms universitet och en av forskarna bakom forskningsöversikten.
Förbereda och regissera lek
Men det går inte av sig själv. Forskningsöversikten visar att det krävs både struktur och förskollärare med kunskap om lekens betydelse. Den konstaterar också att pedagoger som inte tar hänsyn till barnens perspektiv riskerar att i värsta fall starta lek som leder till ett negativt samspel mellan barnen.
– Vi försöker förklara vad personalen gör som resulterar i att leken stimulerar barnens sociala förmågor. Vi hittade då tre kategorier bland resultaten: Att de regisserar leken, det vill säga att de gör i ordning för lek, ungefär som för en pjäs. Att de deltar, det innebär att vara aktivt närvarande, antingen på avstånd eller genom att gå in i leken när det behövs. Och att de behöver observera och reflektera.
Det är ett förhållningssätt som förutsätter att personalen är lyhörd för barnens intressen och att vuxna inte lämnar leken utan använder lekens möjligheter, säger Ingrid Engdahl. Men det riskerar att kollidera med det som kallas fri lek, som traditionellt har en stark ställning inom förskolan. Men fri lek förordas varken av Niklas Pramling eller Ingrid Engdahl.
– Det ska finnas stort utrymme för barn-initierad lek, men det finns en syn på lek som innebär att om barnen leker så är personalen nöjd. Förskolan är en miljö som ska främja lärande och utveckling, barnen ska få möta nya miljöer och utmanas av saker de annars inte skulle komma i kontakt med. Det sker kanske som bäst inom ramen för lek och utforskande. Leken kan vara planerad undervisning – som det står i läroplanen, säger Ingrid Engdahl.
Avskaffa den fria leken
Fri lek har blivit ett honnörsord men förståelsen för vad lek är har varit oreflekterad, menar Niklas Pramling.
– Lek är aldrig fri. Lek förutsätter till exempel vissa erfarenheter. Leker en grupp barn en lek som bygger på en film de har sett, är de som inte sett filmen inte fria att delta eftersom de kanske inte förstår leken. Sedan kan personalen ibland vara med och ibland inte. Men friheten består inte i att förskollärarna inte är med.
Dessutom är barns lekar inte alltid roliga och utvecklande för alla barn som deltar. Lekar kan vara grymma eller utesluta vissa barn. Någon som alltid får vara hund eller drabbas av att vara lillebror, med förbehållet ”men du var inte född ännu”, för att ta ett exempel från en av Niklas Pramlings studier.
För egen del tycker Niklas Pramling att begreppet ”fri lek” borde avskaffas. Det räcker att tala om lek.
– Det är mer givande att fundera på hur förskolan skapar en verksamhet där barn och förskollärare är fria att ta aktiviteterna i oförutsägbara riktningar, säger han.
Vad är lekresponsiv undervisning?
Projektet om lärande i och av lek är ett samarbete mellan universitetet, högskolor och förskolor, med syftet att utveckla en lekbaserad undervisning i förskolan.
– Målet med projektet är att skapa ny kunskap om hur en didaktik kan utformas som förenar lek och undervisning, säger Niklas Pramling professor i pedagogik vid Göteborgs universitet och forskningsledare.
Studien genomförs i nära samarbete med förskolor. Bland annat filmar personalen på förskolorna leksituationer. Tillsammans med forskare och andra förskollärare diskuteras sedan filmerna. Forskarna gör sedan analyser av filmmaterialet som följs upp med seminarier tillsammans med förskollärare, utvecklingsledare och förskolechefer.
Ett av resultaten av forskningen är begreppet lekresponsiv undervisning som Niklas Pramling vill etablera. Det innebär att utforma en verksamhet som bidrar till att barn utvecklar nya lekar och nya lekroller och samtidigt lär sig om någonting som ligger utanför leken.
I kampen mot klockan och i jakten på att hitta klimatsmarta alternativ till fossila bränslen, får världen nu se sig om efter fler alternativ till sol-, vind- och vattenkraft, menar Marcus Aldén, professor i förbränningsfysik vid LTH, Lunds universitet och verksam i en miljö med mycket avancerad laserutrustning.
Vid Lunds lasercentrum jobbar forskare med att ta reda på hur olika typer av förbränning fungerar – samt vad som krävs för att de ska fungera renare och effektivare. Gruppens kompetenser inom laserdiagnostik används också i helt andra områden, exempelvis för att mäta syrehalten i nyfödda barns lungor.
Energiinnehåll som fossila bränslen
Nyligen fick Marcus Aldén 34 miljoner i forskningsanslag för att bland annat studera hur förbränning av järn, kisel och aluminium i pulverform fungerar. Projektet är grundvetenskapligt, men om det visar sig att metallerna går att tämja kan resultaten få stor praktisk nytta.
– De här metallerna har i stort sett samma energiinnehåll som fossila bränslen och energiomvandlingen sker med hög effektivitet, säger Marcus Aldén.
En bärande idé är i konceptet med metallförbränning är att ta ett helhetsperspektiv. Resterna tas om hand. När exempelvis järn har brunnit med syret i luften och blivit järnoxid kan pulvret via ”grön” elektrolys renas till järnspån igen.
Vätgas för koldioxidfri förbränning
Marcus Aldén och hans kollegor kommer att arbeta med Eindhovens tekniska universitet. Där byggs just nu ett stort nationellt centrum för att undersöka hur detta slutna, gröna kretslopp fungerar. Utöver dessa två forskargrupper finns det bara en handfull grupper i världen på området, bland annat vid McGill-universitet i Montreal i Kanada. Lundaforskarna arbetar även med denna grupp.
En annan sida av att använda metall som bränsle är att låta det reagera med het vattenånga med huvudsyftet att producera vätgas som i in sin tur kan användas för koldioxidfri förbränning.
Ammoniak kan också bli bränsle
I projektet ingår också att studera potentialen med ammoniak som bränsle, som vid förbränning inte heller släpper ut koldioxid.
– Det är egentligen ett rätt så dåligt bränsle med låg förbränningshastighet och energiinnehåll, men som har börjat bli intressant eftersom det inte släpper ut någon koldioxid. För att kompensera de bristande förbränningsegenskaperna kommer även sameldning med vätgas att studeras.
Kan underlätta för svensk industri att tillverka vätgas
Om det visar sig att det går att använda ammoniak och metaller skulle detta vara av stort intresse för svensk industri som behöver alternativa bränslen och vätgas istället för fossila bränslen. Och för kraft- och värmeproduktion samt sjöfart kanske ammoniak eller metallpulver kan hjälpa till att ersätta dieseln.Öpp
Detta ska forskarna studera
I projektet ska forskarna ner på molekylnivå studera hur dessa, i sammanhanget mer ovanliga ämnen, förbränns. De ska laborera med parametrar såsom tryck, temperatur och turbulens. Även partiklarnas storlek kan spela in. Vidare ska det testas om plasma kan påverka och kanske effektivisera förbränningen.
Man ska också undersöka vilka utsläppen blir. En del kväveoxider (NOx) kan bildas, eftersom förbränningen sker i luft som ju innehåll kväve, men Marcus Aldén spår att de blir så pass begränsade att går att reglera med förbränningstekniska åtgärder. En utmaning är att säkerställa att det inte kommer ut ultrasmå partiklar som kan vara skadliga.
Om metaller skulle visa sig fungera som bränsle och energibärare samt för att framställa vätgas, kan det även hjälpa till att reducera behovet av import av bensin, diesel och naturgas. Det skulle göra Sverige mindre sårbara, menar forskarna.
– Men jag vill inte översälja detta och ge bilden av att vi om tjugo år står och skyfflar in järnpulver i en motor. Det kanske visar sig mycket komplicerat och inte fullt så praktiskt genomförbart. Eller så är det jättehett, vi får se. Oavsett så befinner vi i oss i ett läge med en ökande CO2-halter i atmosfären. Det gör att vi måste studera lite mer exotiska energialternativ, säger Marcus Aldén.
Tillförseln av koldioxid till atmosfären riskerar dessutom att öka markant med upp till 41 procent om vi inte lyckas bromsa våra egna utsläpp.
– Vi har länge vetat att varmare temperaturer och tinande permafrost accelererar koldioxidutsläppen under vintern, men vi har inte tidigare haft någon konkret uppskattning av kolbalansen, säger Sue Natali, direktör för det Arktiska programmet vid Woods Hole Research Center som lett studien.
Fyra svenska forskare från Göteborgs, Lunds och Stockholms universitet har deltagit i studien. Mats P. Björkman som deltagit i studien från Göteborgs universitet säger:
– Uppvärmningen i Arktis sker fortare än någon annanstans i världen och den största temperaturökningen sker under vintern. Länge har man räknat med att markprocesserna näst intill avstannar under vintern och mätningar av till exempel växthusgasflöden har därför fokuserats på den arktiska växtsäsongen.
Nettoutsläpp på 700 000 ton koldioxid
Det internationella forskarteamet har sammanställt vintermätningar från 104 olika platser runt om i Arktis. Studien slår fast att vinterprocesser definitivt är något att räkna med och att dessa områden avger cirka 1,7 miljoner ton kol till atmosfären från oktober till april, vilket kan jämföras med de 1 miljoner ton som växterna i samma område beräknas ta upp under sommaren.
Det innebär att den tidigare stabila Arktiska kolsänkan håller på att ändras till en källa.
Många olika faktorer påverkar nedbrytning av organiskt material under vintern, det som i slutskedet leder till utsläpp av koldioxid eller metan. Framförallt är det tillgången på ofruset vatten, som ofta påträffas i tunna lager eller mikro-ansamlingar runt jordpartiklar, som möjliggör utsläppen. Med ökade temperaturer så kommer andelen tillgängligt vatten att öka, vilket resulterar i en markant ökad nerbrytningstakt.
– Andra faktorer spelar också in, som till exempel vilken typ och hur mycket vegetation som finns. Men det är trots allt temperaturen som har störst betydelse. Ökande vintertemperaturer kommer att spela stor roll för dessa områden i framtiden, säger Frans-Jan Parmentier, docent vid Lunds universitet.
Även om forskningsresultaten är dystra så går det att påverka utvecklingen menar Mats P. Björkman:
Klimatneutralt samhälle räddningen
– Trots att koldioxid utsläppen under vintern kommer att öka med den globala uppvärmningen så kan denna positiva återkoppling förhindras om vi tar ställning och agerar snabbt för en omställning till ett klimatneutralt samhälle.
Under de senaste decennierna så har stora forskningsresurser lagts på att fastställa kolbalansen i Arktis, vilket är en del av det arbete som ligger till grund för FN:s klimatpanels rapporter.
– Fältarbete i Arktis är inte en dans på rosor och speciellt inte under vintern där naturens krafter påverkar hur, när och var vi kan mäta, säger han.
Dr. Mats P. Björkman, Institutionen för geovetenskaper, Göteborgs universitet mats.bjorkman@gu.se
Med hjälp av en upphittad död fluga visar Amir Reza Zekavat, doktor vid Institutionen för naturvetenskap och teknik vid Örebro universitet, hur lätt det är att se små detaljer med hjälp av datortomografi, skiktröntgen. Både på ytan och inuti.
På datorskärmen syns det tydligt att det är en fluga. Men i den enorma förstoringen går det också att se minsta skada på flugan – och ta en titt in i flugans huvud.
Datortomografi har blivit allt vanligare inom vården för att få tydligare röntgenbilder och kunna ge bättre behandlingar. Men när Amir Reza Zekavat använder universitetets röntgenutrustning i sin forskning handlar det istället om att titta in i föremål av metall för att kunna upptäcka fel som ofta inte ens syns i mikroskop.
– Den stora vinsten med datortomografi är att vi får tredimensionell information om problemet, säger han.
Film: Med datortomografi, skiktröntgen, går det lätt att förstora huvudet på en fluga (till vänster) och sedan titta in i det (till höger). På samma sätt går det att se om det finns dolda fel i metalldelar – både utanpå och inuti. (2 min, 07 sek)
Porer kan orsaka stora skador
På bordet bredvid honom står en liten metallbit. Den ser perfekt ut, men den kraftigt förstorade röntgenbilden på skärmen avslöjar på ett tydligt sätt att allt inte har fungerat som tänkt vid tillverkningen. Det finns både ojämnheter i ytan och små porer inne i metallen.
Felen är inte större än bråkdelar av en millimeter. Men eftersom själva metallbiten är så liten utgör de största porerna en oroväckande stor andel av just den här delen.
– Defekterna har en stor betydelse för delarnas mekaniska styrka. Om en bärande del i ett flygplan eller en bil går sönder så kommer det att orsaka stor skador, säger Amir Reza Zekavat.
De här metallbitarna har skapats en 3D-skrivare. Så kallad additiv tillverkning ger nya möjligheter att bygga komplicerade strukturer inne i varje bit. På så sätt går det att minska materialanvändningen och bitarnas tyngd. Foto: Jesper Mattsson
3D-skrivare gör lättare delar
I sin doktorsavhandling har han tittat på ett område som har stora möjligheter: 3D-printning av metalldelar. Genom att använda tekniken går det att lager för lager bygga stabila delar av metallpulver. Det går också att bygga komplicerade strukturer som använder mindre material.
3D-printern gör det alltså möjligt att ta fram specialanpassade bitar som väger förhållandevis lite. Lättare delar skulle kunna betyda mycket för till exempel transportindustrin och flygbranschen. Alla kilon som kan tas bort från ett fordon är viktiga för att minska koldioxidutsläppen.
Men samtidigt ställs stora krav på delarna. Amir Reza Zekavat pekar i sin forskning på att det uppstår brister vid tillverkningen av metalldelarna – men också på att det är möjligt att se exakt var felen finns.
Ändrar designen
Genom att använda förstorande datortomografi som kvalitetskontroll går det alltså att rätta till fel tidigt. Både genom att ändra i tillverkningsprocessen och designen.
– Vi kommer att få mer pålitliga delar. Om vi förväntar oss att en del ska utsättas för en särskild sorts krafter eller stress, så vet vi också att vi måste räkna med de här skavankerna när vi designar. Det är det viktigaste jag har kommit fram till i min forskning, säger Amir Reza Zekavat.
