MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Miljø- og Fødevareudvalget 2015-16
MOF Alm.del Bilag 354
Offentligt

Aktuel

NATURVIDENSKAB

MARTS I 2016

FORSKNING • ERKENDELSE • TEKNOLOGI

Pris kr. 50,00

Når mobilantennen er god…

Bakteriers immunsystem åbner døren til en ny æra for biologien

Når naturen vender tilbage - Gyldensteen Kystlagune

Et forkromet kig på fortiden

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Her er artiklen, du ikke

vil fortryde at læse!

Overskrifter serveres i dag som velduftende madding, der narrer folk til at klikke sig

ind i på selve artiklen, også selv om de egentlig ikke interesserer sig synderligt for

det reelle indhold.

Forfatteren

om aktiv videnskabsformidler anno 2016 er det

svært at komme uden om de digitale platforme,

uanset om det drejer sig om nyhedsmedier, blogs eller

sociale medier. Når man kommunikerer elektronisk,

er man dog desværre også nødt til at tage højde for

den nye digitale realitet, at antallet af læsere i høj

grad afgøres af overskriften. En forsker, der er en

dygtig formidler, kan sagtens skrive en fremragende

og medrivende fortælling om sit seneste arbejde, men

hvis overskriften ikke er i orden, er der formentlig kun

ganske få, der vil læse det på nettet.

Det har professionelle mediefolk for længst fundet

løsningen på. Overskrifter serveres i dag som velduf-

tende madding, der narrer folk til at klikke sig ind i på

selve artiklen, også selv om de egentlig ikke interes-

serer sig synderligt for det reelle indhold. Der spilles

forførende på nysgerrighedens tangenter, og over-

skrifterne lokker med

“Sådan gør du...”, “Her er forkla-

ringen...”, “Disse 5 ting skal du gøre...”, “Du gætter

aldrig...”

og så videre.

Blandt de mest læste artikler de sidste to år

ﬁ

nder vi

for eksempel overskrifter som

“Derfor skal du blende

din Barolo”, “Er bacon lige så farligt som rygning?”

“De DØDSENSFARLIGE asteroider slår til igen”.

Vi er et ikke-kommercielt foretagende, og vi skal ikke tjene

penge på vores historier, men når vi skriver, ønsker vi

naturligvis, at folk læser vores budskab. Og præcis som

de kommercielle medier, hungrer vi derfor efter læsere.

Vi er ikke det eneste formidlingssite, der må forholde

sig til problemstillingen. Vores kollegaer på Viden-

skab.dk kender i høj grad betydningen af pirrende

overskrifter, som de ofte formulerer som spørgsmål.

Der anvendes også hyppigt ord som “Vild”, “Overra-

skende” og “Derfor” i overskrifter, der dækker over

i øvrigt ganske seriøse og interessante artikler om

moderne forskning.

Blandt de mest populære videnskabssites på nettet

ﬁ

nder vi I fucking love science (IFLscience.com), der

især er kendt fra virale indlæg på Facebook. Her har

der været udbredt kritik fra formidlingsverdenen, idet

sitet ikke kun kan

ﬁ

nde på at hugge materiale uden

at oplyse kilde, men også at clickbaite i en grad, hvor

overskriften ikke længere støttes af den forskning, der

beskrives. Er IFLscience.com god for videnskaben?

Tjah. Populariteten drømmer enhver formidler om at

have, men måske er den kommet på bekostning af

seriøsiteten.

Klaus Seiersen har en ph.d. i

fysik fra Aarhus Universitet.

Han arbejder som hospitals-

fysiker på Aarhus Universi-

tetshospital og er en aktiv

videnskabsformidler, bl.a.

gennem sitet ScienceBlog.dk

[email protected]

Videnskab og clickbait

Læseren ved nok, hvad jeg taler om, for metoden er

ikke længere forbeholdt tabloidpressen. Også de mere

seriøse danske dagblade benytter sig i forskellig grad

af “clickbait”, som fænomenet hedder. Mange læsere,

inklusiv undertegnede, er ved at være træt af det. Man

føler sig nemt bondefanget, når artiklens indhold ikke

lever op til overskriftens sensationalisme. Ordet click-

bait bruges da også oftest i nedsættende betydning.

Men sagen er, at det virker, hvilket enhver journalist

eller reklamekonsulent kan skrive under på. På nettet

er antal klik lig med reklamekroner, og overskriften

alene kan nemt betyde en 5-dobling eller mere af

læsertallet. Også selv om folk faktisk ikke læser selve

artiklens indhold.

Men hvad gør man så, når man som forsker vil formidle

sin videnskab elektronisk?Jeg er selv redaktør af sitet

ScienceBlog.dk, et blogger-fællesskab bestående af

en række danske videnskabsfolk, der skriver person-

ligt om alt fra egen forskning til politik og naturviden-

skab i hverdag og medier. Vi får langt den største del

af vores traﬁk fra deling af historier på sociale medier,

og for at få traﬁk har vi selv benyttet clickbaiting i

relativ mild grad.

SYNSPUNKT

Vi må følge med tiden

Som fagperson er jeg opdraget til at holde den faglige

fane højt, når jeg kommunikerer videnskab. Så jeg har

først og fremmest fokuseret på, at indholdet skal være

i orden. Men uanset min modvilje mod clickbait har jeg

også indset, at vi, der på et fagligt grundlag beskæf-

tiger os med videnskabsformidling, må følge med

tiden. Jeg tror derfor ikke, at der er nogen vej udenom

at ofre overskrifterne meget mere opmærksomhed i

fremtiden. Brugt på en seriøs og rafﬁneret måde, kan

overskriften som clickbait bringe vores videnskabs-

formidling ud til et væsentligt større publikum. Men

det er en kunst at skrive en god overskrift – det kan

tage lige så lang tid som at skrive selve indholdet.

Og man skal selvfølgelig nøje overveje, om historien

virkelig kan bære en sensationel overskrift. Vi gør

ikke videnskaben nogen tjeneste, hvis læserne føler

sig snydt.



Aktuel Naturvidenskab

Aktuel Naturvidenskab 3 1 2013

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Indhold

FORSKNING OG NYHEDER

Kort nyt

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Når mobilantennen er god… . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Høj funktionel rigdom trods få arter i Østersøen . . . . .

Når naturen vender tilbage - Gyldensteen Kystlagune .

Guide RNA streng

CRISPR-Cas9

genkendelsessekvens

Bakteriers immunsystem åbner døren til

en ny æra for biologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Et forkromet kig på fortiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Baglæns varmestrømning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Cas9 Protein

PERSPEKTIV, DEBAT OG SERVICE

Bakteriers immunsystem

åbner døren til en ny æra

for biologien

Bakteriers immunforsvar mod virus

kaldet

CRISPR-Cas

viser vejen til en

teknologi, der rummer et enormt

potentiale indenfor bioteknologien.

En teknologi, der præcist og effektivt

kan ændre gener i organismer, og som

allerede har vist resultater i jordbruget.

Synspunkt: Her er artiklen, du ikke vil fortryde at læse! . .

Forlagssvindel - en ny vej til nemme penge? . . . . . . . .

Bagsiden: Digitale indfødte på museum

. . . . . . . . . . . .

Når mobilantennen er god…

At måle kvaliteten af antenner i mobiltelefoner

er Gert Frølund Pedersen fra Aalborg Universitet

verdensmester i. Vi har talt med ham om

målingens kunst, og hvorfor antennerne i

mobiltelefonerne generelt er så dårlige.

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

KORT NYT

Kirurgirobot skal lære at sy operationssår

Robotter fra Syddansk Universitet er sendt i mesterlære for at lære

fra de bedste kirurger, så robotterne kan overtage det mest trivielle

arbejde – nemlig at sy operationssår sammen. Det kan fx være i forbin-

delse med indvendige syninger ved såkaldte kikkertkirurgiske indgreb.

Indtil videre øver de stive robotﬁngre sig på at sy i skumgummi i labo-

ratoriet på SDU. Med den ene hånd holder robotten skumgummiet på

plads, mens den anden hånd møjsommeligt forsøger at få nålen til at

ramme det bløde materiale.

For at gøre robotten mere sikker på hånden skal robotten lære af hos

kirurger på Odense Universitetshospital. Kirurgernes arbejde bliver

ﬁ

met, så bevægelserne kan blive omdannet til robotsprog, der gør, at

robotten kan gentage bevægelserne helt nøjagtigt. På den måde ska-

ber forskerne et bibliotek af bevægelser, så robotten på den måde

lærer, hvordan den skal agere.

Den største udfordring er, at ingen operation eller indgreb er ens. Alle

mennesker er forskellige og væv og hud opfører sig forskelligt.

»Vi behøver gode modeller for, hvordan væv opfører sig, når vi fx skæ-

rer eller stikker i det. Det er også derfor vi øver os på skumgummi, vi

arbejder på blødt-væv-modellering for at skabe gode modeller, før vi

kan automatisere processen», siger Thiusius Rajeeth Savarimuthu, der

er forskeren bag robotten.

Af Mette Christina Møller Andersen, Det Tekniske Fakultet, SDU.

En ingeniørstuderende over-

våger robotten øve sig på et

stykke skumgummi på SDU.

Flåten kigges i kortene

At kortlægge DNA-sekvensen af den første art af

ﬂ

åter viste sig at blive

et projekt, der har strakt sig over 10 år. Men for nylig kunne en inter-

national gruppe af 93 forskere fra 46 institutioner fremlægge resul-

tatet af anstrengelserne i

Nature Communications.

Konkret drejer det

sig om genomet af

ﬂ

åten

Ixodes scapularis,

som ligesom skovﬂåten i

Danmark (med det videnskabelige navn

Ixodes ricinus)

kan overføre

en række sygdomsfremkaldende bakterier til mennesker. Ikke mindst

kender vi borrelia, der er årsag til sygdommen borreliose, der kan give

alvorlige nerveskader, hvis ikke den opdages og behandles i tide.

En udfordring for forskerne har været, at

ﬂ

åtens genom viste sig at

være meget stort og kompliceret – ca. 1000 gange så stort som gen-

omet af den velkendte bananﬂue og langt det største genom af noget

leddyr (arthropod), der indtil nu er blevet kortlagt. Størrelsen af

ﬂ

åtgen-

omet skyldes hovedsageligt, at der i genomet er ophobet store regi-

oner med gentagne DNA-sekvenser i det ikke-kodende DNA. På den

måde minder genstrukturen i

ﬂ

åt-genomet faktisk mere om genstruk-

turen i pattedyr end den i insekter.

Det kortlagte

ﬂ

åt-genom har gjort det muligt for forskerne at identiﬁcere

gener, der koder for proteiner involveret i overførslen af sygdommen

anaplasmose, og for nogle af de proteiner, som spiller en nøglerolle i

vekselvirkningen mellem

ﬂ

åten og de bakterier, der er årsag til borre-

liose. Genomet har også givet forskerne et bedre kendskab til aspek-

ter af

ﬂ

åtens biologi, fx deres spyt, som indeholder en hel vifte af stof-

fer, der fungerer som antimikrobielle stoffer, smertedæmpende stof-

fer, antikoagulerende stoffer, immunundertrykkende stoffer mv. Alle

hjælper de

ﬂ

åten med at kunne suge blod fra værten uopdaget i dage-

eller ugevis. Flåtens spyt indeholder tusinder af sådanne stoffer, hvor

myg til sammenligning kun indeholder et hundredetal. Formodentlig gør

denne molekylære diversitet det muligt for

ﬂ

återne at kunne udnytte

et bredt spekter af værter og holde sig fast meget længe.

Forskerne håber, at en afsløring af

ﬂ

åtgenomets hemmeligheder kan

hjælpe med at udvikle nye strategier til at undgå de

ﬂ

åtoverførte sygdomme.

CRK, Kilde: Nature Communications 7; doi:10.1038/ncomms10507

Aktuel Naturvidenskab

2016

Foto: Dr Andrew Nuss

Foto: Mette Krull

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

KORT NYT

Gamle

ﬂ

yfotos hjælper klimaforskerne

Ingen tvivl om, at computeren har en afgørende indﬂydelse på for-

skernes resultater nu om dage. Fx når det gælder behandling af store

mængder data eller modellering af komplekse problemstillinger. Men

hvad angår den grønlandske indlandsis og afsmeltningen til verdens-

havene fra denne, så er det ikke nok med computersimuleringer og

andet godt fra den digitale verden. Der er brug for folk i felten. Piloter,

som med kameraet tændt kan dykke ned i detaljen og dermed skabe

overblik over, hvad der er sket med den grønlandske indlandsis og

afsmeltningen til verdenshavene gennem de seneste 100 år. Nu har

forskere på Grundforskningscenter for Geogenetik

Knud Rasmussen tager imod den verdens-

på Københavns Universitet i samarbejde med kol-

berømte amerikanske eventyrer og pilot,

leger på DTU og i udlandet fået rimelig tjek på den

Charles Lindbergh og hans hustru Anne Mor-

1.710.000 km

store isklump på verdens største ø og

row Lindbergh, da de mellemlander i Grøn-

strømmen af smeltevand til verdenshavene. Det har

land på vej hjem til USA fra Europa i 1932.

været “et missing link” i FN’s klimarapporter, som i

høj grad har bygget på computermodelleringer. For-

Foto: Arktisk Institut

skerne har indenfor de seneste fem år bl.a. inddraget en masse gamle

fotos taget fra

ﬂ

y i begyndelsen af 30’erne. På den måde kan forskerne østgrønland. Den Internationale Domstol i Haag afgjorde, at det var

sammenligne de gamle fotos med nye fotos af samme lokaliteter og Danmark. Takket være bl.a. en massiv fotodokumentation fra dansk

se, hvor meget is, der er smeltet og løbet ud i de grønlandske fjorde og side, hvor piloter i enmotors vandﬂyvere med åbent cockpit havde

ﬂ

ø-

videre ud i verdenshavene. Resultatet af dette arbejde har forskerne jet rundt i det barske område og gennemfotograferet det. Og så havde

for nylig offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift

Nature.

I studiet vores gamle polarforsker Knud Rasmussen også sin store andel i den

viser forskerne, at de er i stand til præcist at “pinpointe”, hvor Indlands- danske sejr i Haag med sin viden og ikke mindst tilstedeværelse i Grøn-

isen er særlig følsom, og hvad der styrer tabet af gletscheris i Grønland. land fra barnsben. 85 år efter dommen i Haag er der stadig brug for de

gamle fotos, som er af enestående kvalitet og vidner om, at det ikke

At forskerne har haft adgang til de gamle fotos skyldes ikke mindst en var et tøsedrengejob at

ﬂ

yve rundt dengang i Grønland.

national strid mellem Norge og Danmark, som udspandt sig i begyn-

Svend Thaning, journalist, SCIENCE Kommunikation, Københavns

delsen af 30’erne. Spørgsmålet var, hvem der var koloniherre i Nord-

Universitet. Artikel i Nature: Nature vol. 528, p396–400

Nyttig reaktion

På oliefelter afbrændes der hver dag store mængder naturlig metan-

gas til ingen verdens nytte. Man kunne undgå, at denne værdifulde

ressource gik til spilde, hvis oliebranchen havde en praktisk metode

til at omdanne denne metangas til

ﬂ

ydende metanol direkte på ste-

det. Det har man hidtil ikke haft, men måske kan en ny teknik udvik-

let hos Christine McKenzies forskningsgruppe ved Syddansk Univer-

sitet bane vejen for en sådan metode. Her har post.doc. Claire Deville

stået i spidsen for et projekt, hvor forskerne har opdaget en metode

til at kontrollere den kemiske reaktion af et organisk molekyle med

oxygen (O

) fra luften, således at kun en bestemt del af det organiske

molekyle bliver oxideret. Det er ofte vanskeligt at kontrollere kemiske

reaktioner med oxygen, da de ofte er kaotiske og uspeciﬁkke – tænk

bare på, hvor svært det er at kontrollere en brand eller forhindre biler

i at ruste for hurtigt.

Forskerne opdagede reaktionen, da de var i gang med at syntetisere

et simpelt koordinationskompleks af et organisk molekyle med man-

gan til et helt andet formål. Til deres overraskelse dukkede der oxygen

op i reaktionsproduktet, og ved at udføre reaktionen med isotopmær-

ket oxygen, kunne de se, at oxygenatomerne kom fra luften. Selvom

forskerne er overraskede over, hvor let reaktionen med oxygen fra luf-

ten indtraf, er de ikke overraskede over, at mangan viste sig at være

den "magiske ingrediens”.

En ny teknik til at kontrollere kemiske

reaktioner med ilt, kan måske forhindre

nytteløs afbrænding af naturgas.

Foto: Colourbox

Mangan spiller nemlig i lighed med en række andre metaller en vigtig

rolle i de væsentlige biologiske processer, der bruger oxygen. Ifølge

forskerne kan deres nyopdagede reaktion fungere som prototype for

de mange processer, der involverer kemiske reaktioner med oxygen

– fx netop omdannelsen af metan til metanol. Arbejdet er offentlig-

gjort i tidsskriftet

Angewandte Chemie,

hvor artiklen blev udnævnt til

“highly important”.

Birgitte Svennevig, Det Naturvidenskabelige Fakultet, SDU.

Kilde: Afh. i Angew. Chemie: DOI: 10.1002/anie.201510984

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

KORT NYT

Skovmyrer skal sikre

økologiske æbler

Dansk økologisk frugt er en mangelvare og producenterne har store

udfordringer for at få en robust og økonomisk rentabel produktion, når

man skal undgå sprøjtemidler.

Forskere fra Aarhus Universitet undersøger nu, om skovmyrer er en del

af løsningen på det problem. Her i foråret udsætter de et par hundrede-

tusinde skovmyrer i en økologisk æbleplantage på Djursland med den

forventning, at myrerne gør et stort indhug i de skadedyr, der begræn-

ser æbletræernes vækst og produktion. Planen er at

ﬂ

ytte en stor myre-

tue fra en granskov og lave et antal mindre tuer med hver sin dron-

ning rundt i æbleplantagen. Samtidig bliver der lagt ekstra grannåle i

æbleplantagen, så skovmyrerene har materialer til at bygge deres bo.

Seniorforsker Joachim Offenberg fra institut for Bioscience, Aarhus

Universitet, står i spidsen for det stort anlagte projekt om biologisk

bekæmpelse. Projektet er en del af

Organic 2.2.

programmet, der koor-

dineres af ICROFS (Internationalt Center for Forskning i Økologisk Jord-

brug og Fødevaresystemer).

Myrerne skal æde larver som frostmålere, der kan lave stor skade ved

at æde æbletræernes blade og blomster om foråret. Men myrer udskil-

ler også antibiotika inklusiv svampegifte via kirtler og bakterier, der

lever på myrenes kroppe. Det er en evne, de har udviklet i de mega-

tætte samfund, som en myretue huser, og hvor sygdomsfremkaldende

organismer ville sprede sig som en steppebrand, hvis myrerne ikke

havde deres eget mobile medicinskab. Forskerne håber, at myrernes

produktion af svampegift bl.a. kan bekæmpe skurv, der er en svamp,

som ødelægger æblerne.

En tredje fordel ved myrer er, at nogle arter udskiller urea – en kvæl-

stofforbindelse, som planterne optager direkte over bladene. På den

En skovmyre har nedlagt en

larve på et frugttræ og bærer

larven hjem til tuen.

Foto: Jesper Stern Nielsen/Anne Aagaard

måde gødes træerne med kvælstof og træernes vækst stimuleres.

En af Joachim Offenbergs ph.d.-studerende, Christian Pinkalski, har

for nylig vist, at vævermyrer i en mangoplantage i Australien bidrager

med 30 % mere kvælstof til planterne, end der bliver fjernet fra plan-

tagen, når mangofrugterne høstes.

Målet med projektet er at udvikle en økologisk bekæmpelse, der kan

anvendes i alle typer af plantager med varige afgrøder som pærer, ribs,

kirsebær, blommer m.m.

Peter Bondo Christensen

Kilde: Science & Technology, Aarhus Universitet. scitech.au.dk

Skov og klima

Jo mere skov, jo bedre for klimaet vil de

ﬂ

este nok tænke ud fra den

betragtning, at skove optager CO

fra atmosfæren. Men så enkelt er

det ikke, viser en analyse af den europæiske vegetationshistorie udført

af Kim Naudts og kolleger ved Laboratory of Climate Science and Env-

ironment i Gif-sur-Yvette, Frankrig. Forskerne har i deres analyse, der

for nylig er publiceret i

Science,

koblet historiske data om landskabs-

udnyttelsen i Europa med en land-atmosfæremodel for at undersøge

effekten af skove på klimaet.

I perioden 1750 til 1850 blev et skovareal på omkring 190.000 km

ryddet i Europa for at skaffe brænde og for at give plads til agerbrug.

Siden er skoven kommet tilbage igen på et ca. dobbelt så stor areal.

Men samtidig har hurtigvoksende og dermed mere kommercielt inte-

ressante nåletræer erstattet løvfældende skov på et areal omkring

633.000 km

. Dette skift i sammensætning af træer betyder, at de

europæiske skove samlet indeholder 3,1 mia. tons kulstof mindre end

de gjorde i 1750, selvom skovarealet samlet er blevet 10 % større. Net-

Skiftet fra løvfældende træer til nåletræer

har siden 1750 frigivet mere end 3 mia.

tons kulstof til atmosfæren.

toresultatet er altså, at de europæiske skove siden 1750 har afgivet

mere end 3 mia. kulstof til atmosfæren.

Forskernes analyse viser også, at skiftet fra løvfældende træer til mør-

kere nåletræer har øget overﬂadetemperaturen lokalt med 0,12 °C.

CRK, Kilde: Naudts, K. et al. Science 351, 597–600 (2016).

Aktuel Naturvidenskab

2016

Foto: Colourbox

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

KORT NYT

Illustration af Sentinel-3

efter separationen fra det

andet rakettrin.

Ny satellit overvåger (næsten) alt

En ridetur på et russisk atommissil op til 814 km’s højde. Sådan star-

tede livet for den europæiske satellit Sentinel-3, som gik i kredsløb på

en frostkold, overskyet februaraften fra kosmodromen Plesetsk 800

km nord for Moskva.

Sentinel-3 er primært, men ikke udelukkende, en havsatellit. Den måler

bl.a. vandstand, bølgehøjde, havtemperatur, algeopblomstringer og

vandforurening. Dertil kommer landtemperatur, istemperatur, vegeta-

tion, naturbrande og luftforurening. Med den vifte af anvendelser har

forskerne store forventninger til Sentinel-3, der har nogenlunde samme

størrelse, form og vægt som en mindre kassevogn.

En af de forventningsfulde forskere er DMI’s Gorm Dybkær. Trods de

hundreder af kilometer, der adskiller dem, har han Sentinel-3 helt inde

på livet. Mange af hans fremtidige forskningsprojekter som isekspert

Foto: ESA/ATG medialab

er nemlig afhængige af satellittens produkter. Og i foråret 2016 skal

han tjekke data og sikre, at de lever op til den forventede kvalitet, før

det europæiske rumagentur ESA åbner for adgange fra den alminde-

lige bruger. Gorm Dybkær skal også være med til at forbedre Senti-

nel-3’s overvågning af is. De data kan nemlig ikke oversættes lige så

nøjagtigt til fx temperatur, som når satellitten måler på land eller hav.

Løsningen er et forskningstogt til Arktis for direkte at måle det, satel-

litten registrerer fra rummet. Når de to sæt data sammenholdes, kan

satellitten kalibreres, så fremtidige målinger kan oversættes præcist.

Sentinel-3’s forventede levetid er 7 år med brændstof til yderligere 5.

I efteråret 2017 får den hjælp til sit arbejde af Sentinel-3B og inden

2020 af Sentinel-3C. Du får et charmerende indblik i alle forventnin-

gerne til Sentinel-3 i en tegneﬁlm fra det europæiske rumagentur ESA:

http://korturl.dk/3n3

Niels Hansen, DMI

Skal vi slå de gamle celler ihjel?

I takt med at celler ældes, får DNA-skader og udsættes for andre typer

af stress, sørger cellens egne sikkerhedsmekanismer for, at cellen hol-

der op med at dele sig for at undgå, at den udvikler sig til en kræftcelle.

Dette stadie, hvor en celle ikke længere deler sig, kaldes senescens.

Udover den manglende celledeling kendetegnes dette stadie ved, at

de udtrykte gener i cellen ændres, og at cellen ikke er modtagelig over

for de signaler, som normalt får celler til at påbegynde deres egen pro-

grammerede død (apoptose).

Med alderen vil der ophobe sig

ﬂ

ere og

ﬂ

ere celler i senescens-sta-

diet i vores organer og andre væv, hvilket afspejler sig i aldersrelate-

rede sygdomme i fx nyrerne og hjertet. Det har fået forskere fra USA

til at undersøge, hvad der sker med kroppen, hvis man dræber celler

i senescens-stadiet i stedet for at lade dem ophobe sig.

Ved at genmodiﬁcere mus til selv at slå de gamle celler ihjel, når de

modtog en bestemt medicin, kunne forskerne slå op til 70 % af sene-

scens-cellerne ihjel. Det resulterede i, at musenes levetid blev for-

længet med over 20 %, rapporterer forskerne i tidsskriftet

Nature.

Resultaterne viser, at celler i senescens-stadiet er et interessant mål

for fremtidige lægemidler.

Kasper Sjödin Kristensen. Kilde: Nature

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

ER DU I TVIVL OM DIT KOMMENDE STUDIEVALG?

BLIV

STUDERENDE

FOR EN DAG

Overvejer du at læse på universitetet

– måske en naturvidenskabelig

uddannelse eller en ingeniøruddannelse?

Så har du mulighed for at blive

‘studerende for en dag’ på Aarhus Universitet

Se hvilke

uddannelser der

tilbyder ‘Studerende

for en dag’ og

læs mere på

Oplev hverdagen som studerende

Vær med til både undervisning og andre faglige

aktiviteter

Stil alle dine spørgsmål direkte til en studerende

Måske bliver du klogere på dit studievalg

SCITECH.AU.DK/STUDERENDEFORENDAG

Aktuel Naturvidenskab

2016

AARHUS

UNIVERSITET

SCIENCE AND TECHNOLOGY

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Når

mobilantennen

er god…

Radiodødt målerum.

Foto: Adam Lehn

At måle kvaliteten af antenner i mobiltelefoner er Gert Frølund Pedersen

fra Aalborg Universitet verdensmester i. Vi har talt med ham om

målingens kunst, og hvorfor antennerne i mobiltelefonerne generelt

er så dårlige.

er er så dejligt ude på landet. Men er du

afhængig af din smartphone til et vigtigt

opkald, kan fornøjelsen ved de landlige omgivel-

ser hurtigt fordampe. Enhver mobilejer – og det

betyder i praksis de fleste danskere – har forment-

lig gjort den erfaring, at der er stor forskel på, hvor

god din forbindelse til netværket er, afhængig af

hvor man befinder sig. Er du midt inde i en stor

by er der sjældent problemer, mens det er en helt

anden sag, hvis du befinder dig i et sommerhus i

den yderste klitrække på vestkysten.

sende og modtage signalerne fra vores mobiltelefo-

ner. Men en nok så vigtig del af forklaringen lig-

ger i kvaliteten af den antenne, der er indbygget i

selve telefonen. For her er der nemlig stor forskel

på de enkelte mærker og modeller – og tendensen

er, at antennerne bliver ringere og ringere. Og der

er ingen sammenhæng mellem prisen på telefonen

og kvaliteten af antennen.

Den problematik har Gert Frølund Pedersen fra

Aalborg Universitet forsøgt at få sat på dagsor-

denen gennem flere år. Gert Frølund Pedersen er

professor ved Institut for Elektroniske Systemer,

og han er en af verdens førende forskere indenfor

måling af mobiltelefoners antennekvalitet. Sidste

år kunne vi bl.a. opleve ham i programmet

Kon-

tant

på DR, hvor han målte på den nye iPhone 6s

Forfatter

Carsten R. Kjaer,

Aktuel Naturvidenskab

red@aktuelnaturviden-

skab.dk

En del af forklaringen er selvfølgelig, at mobilnet-

værket bliver mindre “fintmasket”, når vi bevæ-

ger os fra byerne til mere tyndt befolkede områ-

der af landet. Der bliver med andre ord længere

mellem de mobilmaster (basisstationer), der skal

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

og konstaterede, at antennen i denne model var

blevet ringere end i dens forgængere 6’eren (som i

øvrigt heller ikke var god).

Sammen med sine kolleger ved Aalborg Universi-

tet har han udviklet en metode til at måle effek-

tiviteten af mobilantenner, som i dag bruges som

standardtest over hele verden. Dermed har vi dog

ikke fået let adgang til information om kvaliteten

af de enkelte mobiltelefoners antenner. For den

information holder mobilproducenterne og tele-

operatørerne tæt til kroppen. Hvis man så pro-

grammet

Kontant

kunne man ved selvsyn se, at

målingen af mobilantennen foregik i et meget spe-

cielt radiodødt rum og krævede en særlig pro-

cedure. En sådan test er derfor ikke bare noget

ethvert lille teknikværksted kan udføre og dermed

afsløre de dårlige antenner.

Målingens kunst

Før 1990’erne var mobile telefoner på størrelse

med en kuffert eller såkaldte “biltelefoner”, der var

fastmonteret i en bil. De første håndholdte mobil-

telefoner kom på markedet i starten af 1990’erne.

Frem til ca. 1998 havde næsten alle mobiltelefo-

ner en ekstern antenne – som enten kunne træk-

kes ud eller havde form som en lille “stub”. Fak-

tisk var det danske firma Cetelco det første, der

bragte en mobiltelefon med intern antenne på

markedet i 1995 (som i øvrigt var baseret på Gerts

afgangsprojekt). Nokia fulgte efter med deres før-

ste model med intern antenne i 1997, og derefter

gik det stærkt frem mod år 2000. I dag har så godt

som alle mobiltelefoner en intern antenne.

De første år med håndholdte mobiltelefoner,

blev der ikke målt på antennerne. Men da der

begyndte at dukke nye typer af antenner op på

mobiltelefonerne, kunne mobiloperatørerne se

betydelige forskelle, som de ikke umiddelbart

kunne forklare. Derfor begyndte man at måle på

antennerne til nogle mobiltelefoner. Men det fore-

gik i starten ved, at man koblede selve antennen

til et kabel og målte antennens effektivitet gennem

dette, uden at der var en bruger involveret. Og så

var der ingen problemer at spore.

Men der er flere problemer med denne måle-

metode: Man skal ind i telefonen og fi nde ste-

det, hvor antennen “fødes”, hvilket ikke er let

for andre end producenten – og så er der ingen

garanti for, at antennen virker på samme måde,

efter at telefonen er skilt ad, da alt metal i telefo-

nen virker som antenne. Derudover kommer måle-

kablet selv til at fungere som en antenne, og ikke

mindst inkluderer målingen ikke indflydelse fra

en bruger. Gert satte sig derfor som relativ nyslået

antenneingeniør for at lave målinger under mere

realistiske betingelser – dvs. hvor signalerne til

telefonen sendes gennem luften og telefonen betje-

Gert Frølund Pedersen. Foto: Aalborg Universitet

Kroppen påvirker dit mobilsignal

I sin forskning har Gert Frølund Pedersen kunnet vise, at

der er mange forskellige faktorer knyttet til vores ana-

tomi og individuelle måde at bruge vore mobiltelefoner

på, der påvirker hvor godt et signal antennen modtager.

Fx hvor høje, vi er, eller om vi har sølvfyldninger i tæn-

derne eller bruger briller. Flere af disse faktorer har dog

ikke stor betydning, så man kan se bort fra dem i den

samlede vurdering af en given mobiltelefons antenne.

Men der er to faktorer, der har stor betydning. Den ene er,

om man holder telefonen på højre eller venstre side af

hovedet. Og den anden er, hvordan man holder telefonen.

En undersøgelse med 100 forsøgspersoner viste, at

mobilbrugere overordnet har to måder at holde telefonen

på: “fast” eller “blødt”. Og det har stor betydning – helt

op til en faktor 10 i signalstyrken. Derfor er det altid en

god ide at prøve at ændre grebet om telefonen og at

“skifte øre”, hvis man har problemer med forbindelsen.

Principillustration af de måder at holde en telefon på:

“Fast” eller “blødt”.

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

nes af en bruger. Da han i 1997 som den første

begyndte at udføre målingerne på denne måde

viste det sig, at der var kæmpestor forskel fra bru-

ger til bruger (en faktor 10). Det kom derved til

at stå klart, at en helt afgørende parameter for en

antennes effektivitet i praktisk brug er, at krop-

pen absorberer en stor del af signalerne. Når man

sammenligner antenner, må der derfor tages hen-

syn til, at det ikke er ligegyldigt, hvem der bru-

ger telefonen, hvordan den holdes og i hvilken ret-

ning, den peger.

Med den viden i bagagen gik Gert og kolleger i

gang med at udvikle en metode, der kunne bru-

ges som standardtest. Det var noget af en balan-

cegang, da der udspandt sig lidt af en teknisk og

politisk krig mellem de store kommercielle aktører

på markedet om, at en test ikke måtte favorisere

bestemte antennetyper. På det tidspunkt var der

nemlig stadig mange af de gamle udtræksanten-

ner og de små tykke stub-antenner på mobiltelefo-

nerne samtidig med, at der så småt var begyndt at

komme nye integrerede antenner på markedet.

Målinger

Når Gert Frølund og kolleger måler på mobilantenner med deres standardiserede

metode, måler de både, hvad mobilen kan sende, og hvad den kan modtage. De måler

mobilens sendestyrke i alle retninger og begge polariteter (et elektromagnetisk signal

kan tage to forskellige retninger, når det udbreder sig i den tredje retning vinkelret på

planet med de to ortogonale polariteter). De beregner herudfra en værdi kaldet Total

Radiated Power (TRP).

Herefter regulerer de det signal, der sendes til mobiltelefonen, således at telefonen lige

akkurat kan modtage signalet. Den tekniske deﬁnition af en acceptabel talekvalitet er

en maksimal “bit-fejlrate” (forkortes BER) i procent – for GSM-netværket er en accepta-

bel bit-fejlrate 2,44 %. Værdien for, hvornår senderen lige netop kan modtage et accep-

tabelt signal registreres for hver retning og polaritet. Dette regnes så om til en værdi

kaldet Total Isotropic Sensitivity (TIS), der er det tal, som en antennes kvalitet angives i.

Nedslående resultater

Den metode, som Gert og kolleger endte op med,

involverer, at telefonen placeres i en kunstig hånd

ved et kunstigt hoved, der skal simulere tilsva-

rende dele på et menneske. Herligheden place-

res så i et radiodødt rum – dvs. et rum, hvor ingen

forstyrrende signaler udefra kan trænge ind, og

hvor signalerne fra senderen i rummet ikke reflek-

teres fra væggene. Testen foregår så ved at ringe

mobilen op via senderen i rummet og måle, mens

telefonen med den kunstige hånd og hoved trin-

vist vendes og drejes. Man ender derfor med et

helt net af målepunkter fordelt på en kugleflade.

Disse målinger kan så summeres og give et samlet

mål for antennens effektivitet (inkl. senderens og

modtagerens effektivitet).

Testen afslører, hvor svagt et signal fra en mobil-

mast en given telefon kan klare sig med for at få

en taleforbindelse til mobilnettet. Signalets stør-

relse måles i dBm (decibel over en milliwatt), som

er en logaritmisk skala. Jo lavere værdierne er, jo

bedre er modtagelsen.

Standarden for GSM (der står for Global System

for Mobile Communications) foreskriver, at tele-

fonen skal kunne opfange et signal på mindst -102

dBm ved frekvensbåndet på 900 MHz (som er det

frekvensområde, som GSM-netværk opererer ved

uden for byerne, da det rækker længst). Men det

er vel at mærke, når man måler uden en antenne

på telefonen ved at sætte en standardiseret kabel-

forbindelse direkte mellem telefonens modtager og

en basestation. Når der kommer antenne på telefo-

nen, og den skal opfange radiobølgerne fra luften,

er telefonerne langt fra at kunne opfange de -102

Eksempel på måling af udstrålingen fra en mobilantenne – i dette tilfælde en iPhone 3,

der er monteret ved siden af et kunstigt hoved. Der er målt den effekt telefonen sender

– altså ikke, når den modtager. Som det ses er der meget lidt effekt, der sendes i retning

af hovedet placeret i -Y retningen. Farvekoden viser forskel mellem sendt effekt i hver

retning i forhold til indgangseffekten, skala i dB. Summeres effekttætheden over alle

retninger er tabet forskellen fra 0 dB.

Signaltab fra mobil til mast (dB)

Forsøgsperson nr. (sorteret)

Kurverne her viser nogle af de målinger, Gert Frølund Pedersen i sin tid brugte til at vise,

at samtalekvaliteten ikke kun afhænger af mobilmodellen – i høj grad også af brugerne.

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Kortene viser forskellen på, hvor god dækning, man har rundt om i Danmark, afhængig af, om man har en mobiltelefon med

en god antenne eller dårlig antenne. Kort: Erhvervsstyrelsen 2013

dBm, som GSM-standarden foreskriver. Det var

den konklusion Gert Frølund Pedersen og kolleger

nåede frem til, da de målte på 23 af de mest popu-

lære smartphones tilbage i (2012 og igen i 2013) –

bl.a. som et led i Erhvervsstyrelsens kortlægning

af mobildækningen i Danmark.

Undersøgelsen vakte megen opmærksomhed, bl.a.

fordi det viste sig, at de meget populære modeller

fra Apple og Samsung på det tidspunkt klarede sig

rigtig dårligt. Således kunne iPhone 5 og Samsung

Galaxy S3 kun opfange signalet ved hhv. -88,8 og

-89,9 dBm – markant dårligere end den tredjedår-

ligste i testen (Nokia C2-01), som havde dækning

ved -93,1 dBm. Hver gang værdierne falder med 3

dBm, svarer det til en halvering af signalet. Så det

er markante forskelle, vi taler om.

I et samfundsmæssigt perspektiv er de dårlige

antenner dog et problem, mener Gert. I områ-

der med dårlig mobildækning vil mobilselska-

berne således hvert eneste år skulle sætte mange

flere master op blot for at kompensere for de sta-

digt dårlige antenner. Og det er der jo kun bru-

gerne til at betale for via deres abonnement. Dårli-

gere antenner betyder også et højere strømforbrug

i telefonen for at holde forbindelsen.

Mærkning af mobilantenner

Gert er en varm fortaler for at indføre en egent-

lig mærkningsordning for antenner i mobiltelefo-

ner, så forbrugerne kan få reel viden om kvaliteten

af antennen.

For nogle år siden var der megen bekymring for,

om strålingen fra mobiltelefoner udgør en risiko.

Det udmøntede sig i, at producenterne nu skal

angive den såkaldte SAR-værdi for telefonerne, der

et udtryk for, hvor megen stråling, de sender ind i

personen. På samme måde kunne problemet med

“dårlig dækning”, som mange forbrugere er opta-

get af i dag, imødekommes med en mærknings-

ordning. Nogle steder er der reelt problemer med

dårlig dækning – men før man bander sin teleud-

byder langt væk, vil det være relevant at sikre sig,

at problemet ikke primært ligger i telefonens egen

antenne. Og her vil en mærkningsordning kunne

gøre en stor forskel.

Som det er i dag, er det faktisk ikke muligt for

forbrugeren at skaffe sig faktuel viden om kvalite-

ten af antennen i en given telefon. Og så længe der

ikke hersker åbenhed om målinger af antennernes

Et samfundsproblem

Man skulle tro, at en sådan pinlig afsløring af dår-

lige antenner i de populære smartphones, ville

få producenterne til at stramme op. Men sådan

er det altså ikke gået. Gennemsnitskvaliteten for

antennerne er faldet over tid, og forskellen mellem

telefoner er stadig omkring en faktor 10.

En væsentlig grund til den manglende lyst til at

forbedre antennerne fra mobilproducenternes side

er formentlig, at afsløringerne af de dårlige anten-

ner ikke har kostet dem på salgstallene. Langt de

fleste brugere bor i byerne, hvor mobildækningen

er så god, at der næsten ikke behøver være anten-

ner på telefonerne for at få forbindelse. I prak-

sis vil problemet derfor kun være stort for måske

10 % af brugerne.

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Mobilnettet

I dag er der groft sagt 3 generationer af teknologi i brug i det danske

mobilnetværk – som blot benævnes 2G, 3G og 4G. De enkelte net-

værk kan sende på forskellige frekvenser: I Danmark sender 4G på

800, 1800 og 2600 MHz, 3G sender på 900 og 2100 MHz og 2G

sender på 900 og 1800 MHz. Tendensen er, at operatørerne selv kan

vælge, hvilket system de bruger på deres frekvenser.

En lavere frekvens betyder en længere rækkevidde af signalet, og

derfor sender mobilmaster i tyndtbefolkede områder ofte på de lave

frekvenser. Høje frekvenser bruges til gengæld til hurtigt internet

med færre spidsbelastningsproblemer – derfor sendes der med høje

frekvenser i byområder, hvor dækning ikke er problemet, men deri-

mod kapaciteten (dvs. antal brugere pr. areal på samme tid). Dog

kan moderne bygninger med megen stål og vinduer med metalcoat-

ning dæmpe signalet så meget, at det giver mobilbrugerne proble-

mer indendørs, og her er antennerne i mobiltelefonen igen vigtige!

Mobilmaster kan forstyrre hinandens signaler, og derfor er det regu-

leret, hvem der må opsætte master med de enkelte frekvenser, lige-

som der er regler for, hvad frekvenserne må bruges til.

Yderlige info:

www.ens.dk/teleoginternet/telefoni

www.mastedatabasen.dk

←

Dit valg af telefon kan være afgørende for om du kan få

forbindelse langt ude i skoven.

Liste over de seneste målte telefoner

Der er målt på GSM900(MHz)-båndet, som typisk bruges til samtaler.

De bedste telefoner er placeret øverst i listen.

Phone Model

ranking

Doro Phone Easy 605

Samsung S5

Sony Xperia Z

Samsung S6

Sony Xperia Go

Samsumg Galaxy III mini

LG A250

Nokia Lumia 620

Nokia Asha 300

Sony Xperia 5Z compact

HTC One

Huawei Y300

Nokia 1800

iPhone 4

HTC One mini

LG Optimus

Huawei Ascend P2

Nokia Lumia 920

Samsung Galaxy note II (3G)

Samsung S4 (4G)

Samsung Galaxy note II (4G)

HTC Desire X

Samsung S4 mini

iPhone 6

Nokia C1-01

HTC Wildﬁre S

iPhone 4s

Samsung SII

Nokia C2-01

iPhone 6S

Nokia Lumia 820

iPhone 5C

iPhone 5S

Samsung SIII

iPhone 5

Nokia Lumia 925 (phone 2)

Nokia Lumia 925

kvalitet, vil mobilproducenter og mobiloperatø-

rerne kunne skyde skylden på hinanden, når der er

problemer med mobildækningen.

GSM900 TIS

Performance

-98.8 dBm

-98.5 dBm

-98.1 dBm

-97.8 dBm

-97.7 dBm

-97.5 dBm

-97.2 dBm

-96.8 dBm

-96.2 dBm

-96.0 dBm

-95.8 dBm

-95.5 dBm

-95.4 dBm

-95.1 dBm

-94.7 dBm

-94.5 dBm

-94.4 dBm

-94.0 dBm

-93.9 dBm

-93.5 dBm

-93.3 dBm

-93.2 dBm

-93.1 dBm

-93.0 dBm

-92.3 dBm

-90.2 dBm

-89.9 dBm

-88.8 dBm

-88.1 dBm

-88.0 dBm

AAU-mærke

Denmark

Mobiler med

ﬂ

ere antenner

Da man begyndte at lave interne antenner i mobil-

telefonerne var udfordringen rent teknologisk at

lave antenner, der var gode nok til at kunne det

“hele”. I dag er udfordringen i højere grad ble-

vet, at der kommer mere og mere metal ind i de

smarte mobilmodeller. Det primære problem er,

at det bliver sværere for antennen at “dække” alle

de frekvenser, der bruges til mobiltelefoni, når der

er meget metal omkring antennen. Derfor bør en

god antenne i en moderne, metalfyldt smartphone

i praksis bestå af en antenne, der kan justere sig

selv til den frekvens, der til et hvert tidspunkt skal

bruges. Udover at der kommer flere og flere fre-

kvensbånd, kræves der højere datarater, og for at

opnå den højere datarate i fx vores nye 4G-system,

skal der være mindst to antenner, der modtage sig-

nalet på samme tid.

Selv med disse krav vil det ifølge Gert være muligt

for mobilproducenterne at forsyne fremtidens

modeller af smartphones med ordentlige antenner,

uden at det behøver fordyre telefonerne med mere

end en 10-20 kr.



Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Læs mere på

science.ku.dk/ba

VÆLG DEN RIGTIGE

UDDANNELSE FOR DIG

På Københavns Universitet har du gode muligheder for at opleve vores 21 naturviden-

skabelige bacheloruddannelser. Det hjælper dig til at vælge den uddannelse, der bedst

matcher, hvad du vil. Du kan blandt andet:

• BLIVE ”STUDERENDE FOR EN DAG”

• BESØGE OS MED DIN KLASSE

21 NATURVIDENSKABELIGE BACHELORUDDANNELSER:

Biokemi, Biologi, Biologi-bioteknologi, Datalogi, De fysiske fag, Forsikringsmatematik,

Fødevarer og ernæring, Geograﬁ og geoinformatik, Geologi-geoscience, Have- og

parkingeniør, Husdyr videnskab, Idræt, Jordbrugsøkonomi, Kemi, Landskabs arkitektur

Matematik, Matematik-økonomi, Molekylær biomedicin, Nanoscience, Naturressourcer,

Skov- og landskabsingeniør

BESØG OS PÅ FACEBOOK OG INSTAGRAM OG SE

MERE OM STUDIELIVET PÅ UDDANNELSERNE:

Læs på SCIENCE

scienceku

kø b e n h av n s u n i v e r s i t e t

d e t n at u r - o g b i o v i d e n s k a b e l i g e f a k u lt e t

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Høj funktionel rigdom

trods

få arter

Østersøen

Hvis vi i stedet for at opgøre antallet af arter i et økosystem

opregner arternes funktioner eller egenskaber, får vi et nyt mål

for biodiversitet, som hjælper os med at forstå økosystemers

struktur, funktion og forandringer.

Om forfatteren

et er velkendt, at artsrigdommen er høj i hav-

områder med høj saltholdighed, og at mang-

foldigheden mindskes, når man bevæger sig fra

det åbne hav ind i fjorde og delvist lukkede hav-

områder med stor ferskvandstilstrømning (estu-

arier), hvor saltholdigheden langsomt aftager og

vandet bliver brakt og til sidst ferskt. Østersøen er

et kæmpe estuarie. Rigdommen af både planter og

dyr er høj i de danske farvande, men aftager når

vi kommer ind i den egentlige Østersø, og yder-

ligere når vi bevæger os mod nord til den Finske

Bugt og Den Botniske Bugt helt i nord, hvor salt-

holdigheden er lav pga. tilstrømmende ferskvand

fra de mange floder. Dette mønster har vi således

også fundet i en undersøgelse af de bundlevende

dyr (snegle, muslinger, orme, krebsdyr), hvor det

samlede artsantal faldt fra 151 i de danske sunde til

blot 6 arter i Den Botniske Bugt. Et fald i artsan-

tal med en faktor 25, som dog er naturligt og for-

venteligt.

Men hvad betyder dette dramatiske fald i antallet af

arter for økosystemets funktion? Ændres de kemi-

ske og biologiske funktioner? Ændres økosystemets

produktion og omsætningen af næringsstoffer? Og

hvordan kan vi måle eventuelle forskelle i funktion?

Hvad betyder antallet af arter for økosystemet?

Biologisk mangfoldighed, eller biodiversitet, kan

beskrives som antallet af arter og variation mellem

individer inden for arter af planter, dyr og mikroor-

ganismer i et økosystem.

En høj biodiversitet gør et økosystem mere mod-

standsdygtigt overfor forandringer. Det skyldes, at

der i et økosystem med mange arter sandsynligvis

vil være nogle arter, der kan “overtage” andre arters

funktioner i økosystemet, hvis disse skulle for-

svinde – fx pga. menneskeskabte påvirkninger. For

os mennesker er bevarelsen af et økosystems funkti-

onelle stabilitet – fx i Østersøen – væsentligt, fordi

det sikrer fortsat mulighed for bl.a. fiskeri og rekre-

ative aktiviteter.

Arternes funktionelle egenskaber

For at en art skal kunne bibeholde en funktion i

økosystemet, hvis en anden art forsvinder, bør de

to arter have nogenlunde ens roller i økosystemet.

Arternes funktionelle egenskaber er altså afgørende

for, i hvilket omfang de kan vikariere for hinanden.

Arters funktionelle egenskaber kan fx være deres

størrelse, kropsform, måden de forplanter sig på,

hvordan de indtager føde og hvad de derfor lever

af. Det er arternes egenskaber, der afgør, hvordan

de samvirker med hinanden og med det omgivende

miljø, og dermed hvordan de bidrager til økosyste-

mets funktion.

De dyr, der lever på eller i havbunden påvirker først

og fremmest udvekslingen af næringsstoffer, ilt og

organisk materiale mellem havbunden og de frie

vandmasser. Det gør de især ved at rode op og tygge

sig igennem i havbunden. Hvor meget, de roder op,

afhænger af deres størrelse og deres levemåde, dvs.

om de graver i havbunden, bygger gange eller rør.

Og det afhænger af, hvad de lever af: Om de spi-

ser mudder (og lever af de mikroorganismer, der er

i mudderet), eller om de filtrerer det overliggende

vand for fødepartikler. Bunddyrenes rolle minder

Anna Törnroos er ph.d,

post doc i EU BONUS

projektet BIO-C3,

Centre for Ocean Life,

DTU Aqua og Åbo Akademi

University i Finland,

anna.m.tornroos@abo.ﬁ

[email protected]

Oversættelse:

Thomas Kiørboe, Centre for

Ocean Life, DTU Aqua tk@

aqua.dtu.dk

Akt

Naturvidenskab

uel

tur

Aktuel

vid

ens

kab

skab

201

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Forskellige krebsdyr kan grave gange i havbunden og

transporterer derved både sediment og ilt i bunden. De

veliltede grave-gange er lyse.

Børsteorme kan grave forskellige typer gange i sedimentet,

både dybt ned i bunden eller tæt ved overﬂaden. På billedet

ses en Y-formet gang af børsteormen

Hediste diversicolor.

Billedet viser et tværsnit gennem en sandbund. De lange lyse

vel-iltede gange er gravet af forskellige bunddyr og ses på en

baggrund af iltfattigt, sort sediment. Ligesom i vores haver er

mangfoldigheden af dyrenes forskellige måde at leve og

bevæge sig på vigtig for iltningen af havbunden.

Når sandmuslingen

(Mya arenaria)

graver sig ned i bunden

danner den et lang, lige gang. Igennem gangen kan den

række ud med et “sugerør” og støvsuge overﬂaden eller de

overliggende vandmasser for fødepartikler.

Fotos: Anna Törnroos.

meget om den rolle regnorme og tusindben har i

vores haver og kompostbunker. Og endelig er bund-

dyrene selv føde for større dyr, herunder fisk som

torsk og fladfisk.

Artsrigdom kontra funktionel rigdom

Når det gælder fisk og bunddyr er det ikke helt

enkelt at undersøge forholdet mellem arternes egen-

skaber og de forskellige økosystemfunktioner. Ide-

elt ville det indebære at holde intakte økosystemer i

laboratoriet, hvilket ikke er muligt, eller man skulle

kunne gennemføre eksperimenter på havbunden,

hvilket er meget krævende. Derfor kan vi i stedet

anvende egenskaberne hos de arter, der indgår i et

givet bunddyrssamfund, som et mål for systemets

funktionelle potentiale.

Vi kan opdele de forskellige egenskaber, der karak-

teriserer en organisme i flere kategorier. Fx kan

egenskaben “størrelse” deles i flere størrelseskate-

gorier, egenskaben “måden at æde på” kan opde-

les i planteædere, rovdyr, mudderædere, osv. I vores

Naturvidenskab

Akt

uel

kab

Aktuel

tur

vid

ens

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Mikroskopet er et vigtigt

redskab i studier af

bunddyr og deres egen-

skaber. For at

bestemme, tælle og

måle bunddyrene anven-

des mikroskop. De

ﬂ

este

organismer er svære at

se med det blotte øje.

Foto: Nolwenn Quillien

Mikroskopet er også et

vigtigt redskab, når man

vil studere, hvordan et

dyr æder. Denne børste-

orm har mange, lange

tentakler, som den spre-

der ud over havbunden

for at fange føde.

Billedet viser en forstørret havbørsteorme med ten-

takler og børster på siden af kroppen, som ellers kan

være svære at se. Denne art anvender dog ikke ten-

taklerne til at fange føde, men som kønsorgan. Den er

et grådigt rovdyr forsynet med kraftige kæber, som

kan ses i mikroskopet.

Fotos: Sarah Faulwetter

undersøgelse af bunddyrs-samfundene i Østersøen

anvendte vi således 10 egenskaber opdelt i 51 kate-

gorier. Vi fandt, at den funktionelle rigdom, lige-

som artsrigdommen, aftager langs saltholdigheds-

gradienten i Østersøen, men ikke i nær samme grad.

Mens vi fandt en reduktion i artsrigdommen på 96

% (fra 151 til 6 arter), når vi går fra de danske far-

vande til bunden af Østersøen, så blev den funkti-

onelle rigdom blot reduceret med 34 %. Dvs. at de

6 arter, der er tilbage i bunden af Østersøen, stadig

udtrykker 66 % af den funktionelle diversitet, som

de 151 arter i de danske farvande har.

Hvilke ændringer sker der så i bunddyrssamfun-

dene, når vi bevæger os fra de danske sunde ind

i Østersøen? Først og fremmest kunne vi notere,

at dyrene bliver mindre, de bliver mere fastsid-

dende, og de ændrer ernæringsmåde og domine-

res af ådselsædere og parasitter. Disse egenskaber er

knyttet til, hvordan omsætningen og transporten af

organisk materiale i økosystemet foregår. Ændrin-

ger i de unge dyrs spredningspotentiale og de

voksne dyrs måde at bevæge sig på viser, at det orga-

niske materiale omsættes på en anden måde i Den

Botniske Bugt end i Kattegat.

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Videre læsning:

Betydning af biodiversitet

Worm, B., Barbier, E.B.,

Beaumont, N., et al., 2006.

Impacts of biodiversity loss

on ocean

ecosystem services.

Science 314, 787–790.

Yachi, S., Loreau, M., 1999.

Biodiversity and ecosystem

productivity in a

ﬂ

uctuating

environment: the insu-

rance hypothesis. Proc.

Natl. Acad. Sci. U. S. A. 96,

1463–1468.

Millennium Ecosystem

Assessment. 2005. Eco-

systems and human well

being: biodiversity syn-

thesis. World Resources

Institute, Washington, D.C.,

USA.

Funktionelle mønstre i

Østersøen

Törnroos A., Bonsdorff E.,

Bremner J., Blomqvist M.,

Josefson A.B., Garcia C.,

Warzocha J Marine benthic

ecological functioning over

decreasing taxonomic

richness. (2015). Journal of

Sea Research 98:49-56.

Kilde: Törnroos et al. 2015.

Høj funktionel diversitet trods lav artsrigdom. Grafen viser

reduktionen i antallet af arter af bunddyr (hvide søjler) og

egenskaber (grønne søjler) fra Skagerrak/Kattegat til Den

Botniske bugt i nordlige Østersø. Den funktionelle rigdom er

forholdsvis høj trods få arter i Østersøen. Kortet viser både de

forskellige områder (I-VII) som indgik og saltholdigheden i

Østersøen, som er høj i Skagerrak (blå farve) og lav i Den

Botniske Bugt (brun farve).

Ændringer i funktionelle egenskaber

hos bunddyr i Østersøen. Figuren

viser to eksempler på egenskaber i

bunddyrssamfundene (måde at æde

og kropsstørrelse), som mindskes

eller forsvinder, når man bevæger sig

fra Skagerak / Kattegat, ind i Øster-

søen og nordpå til Den Botniske Bugt.

Illustration: Jan Heuschele

Skagerak/Kattegat

Den Botniske Bugt

Østersøen - et perfekt modelområde

Tabet af biodiversitet både på landjorden og i havet

skyldes primært mennesket og anses for en af de

store globale udfordringer, menneskeheden står

overfor. Derfor er det vigtigt at forstå, hvilke kon-

sekvenser en reduktion i artsantallet kan have for et

økosystems funktion. Ofte anvendes modeller til at

studere dette, men det er vanskeligt at inkludere den

samlede kompleksitet af et økosystem i en simuler-

ingsmodel. Derfor er det vigtigt at studere virkelige

økosystemer, hvor artsrigdommen naturligt varierer,

fx langs saltgradienten i Østersøen.

En meget lang tradition for at indsamle miljødata

og beskrivelser af artssammensætningen har gjort

Østersøen til et af de bedst studerede havområder

i verden. Og det betyder, at vi har lange tidsser-

ier. Således gennemførte den Danske biolog C.G. J.

Petersen meget omfattende registreringer af bund-

dyrssammensætningen i de danske farvande allerede

i begyndelsen af forrige århundrede. Det giver

mulighed for at undersøge, hvordan både den biol-

ogiske og den funktionelle diversitet har ændret sig

gennem en periode på mere end 100 år, hvor påvirk-

ningen fra menneskets aktiviteter har været stor.



Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Når

naturen

vender tilbage

- Gyldensteen Kystlagune

I marts 2014 blev kystlagunen ved Gyldensteen Strand givet tilbage

til naturen. Allerede det første år indvandrede mange nye arter til

lagunen, men mange af dem gik dog kraftigt tilbage igen i 2015.

Formentlig vil der gå år endnu, før økosystemet er stabiliseret.

Om forfatterne

Fyn

L il le b æ

Sandra Walløe Thorsen,

ph.d.-studerende.

[email protected]

Erik Kristensen, lektor,

[email protected]

Thomas Valdemarsen,

lektor, valdemarsen@

biology.sdu.dk

Mogens Flindt, lektor

[email protected]

1871 blev en

lagune ved

Gyldensteen strand

på Nordfyn tørlagt,

så det inddæmmede

område kunne anvendes

til husdyr, høslæt og dyrk-

ning af afgrøder. Næsten 150

år senere, i slutningen af marts 2014, blev områ-

det givet tilbage til naturen igen takket være Aage

V. Jensen Naturfond. Foran 5000 naturinteresse-

rede blev digerne brudt, og forvandlingen var total.

Allerede dagen efter var lagunen fyldt med vand og

fremstod som en komplet marin lagune på overfla-

den. Men under vandoverfladen stod stubbe, græs

og træer stadig. For nogle markerede fjernelsen af

digerne for halvandet år siden prikken over i’et, der

afsluttede mange måneders forberedende arbejde

bag digerne. Men for os biologer var det først nu,

det hele begyndte!

Lagune

bage? Det er spørgs-

målet, vi biologer har fået til

opgave at besvare.

Genskabelsen af Gyldensteen Kystlagune er også

vigtig for klimaforskning, for hvad er konsekven-

serne, hvis vandstanden stiger i vore have og land-

områder oversvømmes? Kystnære havområder kan

potentielt binde store mængder kulstof, hvis netto-

optaget af CO

hos primærproducenterne (plank-

ton, tang og havgræsser) overstiger økosystemets

frigivelse af CO

fra respiration.

Bunden i lagunen har været anvendt som land-

brugsjord i snart 150 år og er derigennem blevet

beriget med både organisk materiale og nærings-

stoffer. Vi antog, at oversvømmelsen ville medføre,

at der ville blive frigivet store mængder nærings-

stoffer til lagunen. Høje koncentrationer af kvælstof

(N) og fosfor (P) vil favorisere opvækst af hurtigt-

voksende alger. Derfor var det højst sandsynligt, at

der de første år efter oversvømmelsen ville optræde

massive algeopblomstringer i lagunen med udvik-

ling af dyresamfund, som afspejlede de variable og

til tider barske forhold. Vi forventede at opleve et

Forventningerne

Formålet med genetableringen af kystlagunen er

først og fremmest at øge biodiversiteten i de danske

kystnære områder samt at sikre fuglelivet nye raste-

pladser med gode fødekilder. De biologiske under-

søgelser skal følge udviklingen fra landbrugsjord til

havbund samt udviklingen af flora og fauna i lagu-

nen. Hvor hurtigt vender naturen rent faktisk til-

Marianne Holmer,

professor

[email protected]

Alle ved Biologisk Institut,

Syddansk Universitet

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Græsser

ﬁ

ndes stadig under vandoverﬂaden i sommeren 2014,

hvor de danner substrat for andre organismer, her blågrønalger.

Foto: Thomas Valdemarsen.

dynamisk system med store variationer i den økolo-

giske tilstand, hvor populationer etablerer sig hur-

tigt, men forsvinder igen, når forholdene ændrer sig.

I 2015 er det meste af den oversvømmede vegetation rådnet væk.

Foto: Sandra Walløe Thorsen.

En surrealistisk oplevelse

Vores første besøg efter oversvømmelsen i 2014 var

surrealistisk. Ovenfra lignede det et normalt lav-

vandet kystområde, men under vandoverfladen

stod der græs og træer som i en fremmed under-

vandsverden. Landplanterne døde naturligvis hur-

tigt og vil blive nedbrudt før eller siden. Allerede i

2015 var de synlige rester af materiale fra jordover-

fladen blevet væsentligt mindre. De første gå og

sejlture i området var lidt af en udfordring. Der fin-

des naturligvis ingen søkort med angivelse af gamle

træer, stubbe og udlagte sælsten, som kun lige kan

skimtes i vandoverfladen ved højvande. Bunden var

blød og visse steder sank vi i til over knæene. Foto-

dokumentation af undervandsliv skulle foregå hur-

tigt før partikelskyen fra vores færden indhentede

os og nedsatte sigtbarheden til få centimeter.

God

Økologisk kvalitet

Stor frigivelse afjordbundens

næring

mange alger og iltsvind

Lille frigivelse afjordbundens

næring

Stabil udvikling af flora og fauna

Dårlig

Indvandring af alger

Lagunen har tre åbninger til det nordlige Lillebælt,

den største i vest og to lidt mindre i øst, hvor tide-

Tid efter oversvømmelse

Model over forventninger til udviklingen i lagunens økologiske kvalitet i tiden efter

oversvømmelsen. Det er uvist, hvornår der kan opstå et stabilt balanceret system.

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Vest

Antal slægter

Øst

M A

J A

2014

A M

2015

Algeforekomst i den østlige del af lagunen i august 2014

(øverst) og 2015 (nederst).

Fotos: Sandra Walløe Thorsen.

Forekomst af primærproducenter (herunder blågrønalger,

havgræsser og makroalger) i den østlige og den vestlige del

af lagunen i 2014 og 2015 angivet som antallet af slægter.

vandet kommer ind i lagunen. Al indvandring af

marin flora og fauna foregår således gennem disse

åbninger. Det foregår enten ved, at drivende alger

og svømmende dyr aktivt søger ind i lagunen eller

ved, at algesporer og dyrelarver passivt føres ind

med tidevandet.

De første tegn på algeliv i lagunen var opblom-

string af blågrønalger, som voksede på enhver

overflade i maj-juni 2014. De gamle stubbe og

grene virkede desuden som perfekt substrat for

større tråd- og bladformede alger. I løbet af som-

meren 2014 blev lagunen domineret af hurtigt-

voksende grøn-, brun- og rødalger, specielt i den

østlige ende. Til gengæld var diversiteten af alger

højere i vest end i øst, hvilket nok skyldes, at det

marine præg dominerede i vest, hvor den største

åbning ud til Lillebælt ligger. En anden medvir-

kende faktor til masseforekomst af alger i den øst-

lige ende kan være, at vestenvind førte løstvok-

sende ansamlinger mod øst, hvor disse blev opho-

bet. Her samlede grønalgerne rørhinde (Entero-

morpha

sp) og i særdeleshed vandhår (Cladophora

sp) sig i måtter på op mod 30 cm tykkelse og over-

skyggede al anden vækst. De store mængder af

makroalger i 2014 påvirkede også vandet ovenover,

hvor der blev målt højt klorofylindhold, hvilket

normalt tyder på tilstedeværelse af fytoplankton. I

dette tilfælde var det dog alene sporer fra grønal-

gerne og bundlevende kiselalger, som var årsag til

det høje klorofylindhold.

I sommeren 2015 var diversiteten i øst og vest imid-

lertid ens, hvilket formentlig skyldtes fravær af de

store mængder grønalger. Den manglende masse-

forekomst af grønalger i øst året efter digeåbnin-

gen kan skyldes en kombination af koldt vejr i for-

året og sommeren 2015 og lavere koncentrationer af

Akt

uel

Natur

Aktuel

tur

vid

ens

kab

Naturvidenskab

2016

201

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

5000

Vest

Ø st

Nereis

4000

3000

2000

Individer pr. m

4000

3000

2000

Mya

1000

Polydora

1000

Cerastoderma

A M J J A S O N D J F M A M J J

2014

2015

A M J J A S O N D J F M A M J J

2014

2015

Figuren viser bunddyr (individer pr. kvadratmeter) i den østlige og vestlige del af lagunen.

næringssalte. Frigivelsen af næringssalte fra bunden

i 2015 har tilsyneladende ikke været stor nok til at

medføre eksplosiv vækst som i 2014. Det er noget,

vi arbejder på at kunne forklare.

Indvandring af orme og muslinger

Kort efter oversvømmelsen så vi mange små fisk i

vandet – kutlinger, nålefisk, hundestejler og skrub-

beyngel. Der kom også hurtigt en del svømmende

og kravlende krebsdyr i området, som nød godt af

den føde, som lagunen var rig på i 2014. Det var

især små græssere, som ernærer sig af opportunisti-

ske makroalger. Faktisk kunne disse græssere ikke

følge med de hurtigtvoksende grønalger i 2014. Det

skyldes enten for meget tilgængelig næring eller for

sen indvandring af disse græssere. Om de har været

medvirkende til den manglende opblomstring af

grønalger i 2015 er endnu uvist.

Den bundlevende fauna er vigtig for lagunens øko-

logi og fungerer som fødegrundlag for mange fisk

og fugle. Bunddyrene indvandrede overraskende

hurtigt i lagunen. De først ankomne var til vores

store overraskelse små hjertemuslinger (Cerasto-

derma glaucum)

og sandmuslinger (Mya

arenaria),

som blev fundet i store mængder (1000-2000 indi-

vider pr. m

) allerede i juli 2014. Derefter ankom

en række børsteorme anført af frynseormen (Nereis

diversicolor),

den lille orm

Polydora cornuta

samt

dansemyggelarver (Chrironomus) og spredte blå-

muslinger (Mytilus

edulis).

Et år efter oversvøm-

melsen (april 2015) dominerede frynseormene i den

vestlige del af lagunen med op til 5000 individer pr.

. Dette er et højt antal set i lyset af, at man fin-

der tætheder på op til 3000 individer pr m

andre

steder langs de danske kyster med optimale leve-

vilkår. Forekomsten i øst var dog væsentlig lavere,

sandsynligvis på grund af det massive algedække i

sommeren 2014. Frynseormenes aktivitet er vigtig

for iltning af havbunden og omsætningen af orga-

nisk materiale. Iltning af sedimentet kan gavne

etablering af andre iltfølsomme bunddyr. Til vores

store overraskelse forsvandt næsten alle hjertemus-

linger og sandmuslinger i løbet af vinteren 2014-

15 og foråret 2015. Vi tror, at muslingerne er sul-

tet ihjel, fordi der ikke har været føde nok i van-

det, eller fordi de ikke har kunnet filtrere vandet på

grund af for store mængder af uorganiske partikler,

der hvivles op fra bunden.

Er der en klimagevinst?

Vi undersøgte frigivelsen af CO

fra jorden lige før

og efter oversvømmelsen for at få et estimat for den

umiddelbare klimagevinst ved naturgenopretnings-

projektet. Før oversvømmelsen blev der gennem-

snitlig frigivet omkring 12.300 ton CO

pr. år fra

lagunens areal, hvorimod frigivelsen faldt med 75

% til 3.200 ton pr. år efter oversvømmelsen. Dette

hænger som nævnt sammen med faldet i jordens ilt-

indhold efter oversvømmelsen. Vand kan kun inde-

holde ca. 5 % af den ilt, der er i luft, og diff usionen

af ilt forløber 10.000 gange langsommere i vand

end i luft. Hastigheden af mikrobielle nedbryd-

ningsprocesser blev dermed reduceret efter over-

svømmelsen og har resulteret i det dramatiske fald

i frigivelsen af CO

. Før vi jubler over denne til-

syneladende store klimagevinst, skal vi lige se lidt

nærmere på de videre perspektiver. Når vi målte på

-frigivelsen (respiration) og CO

-optagelsen

(primærproduktion) i jordbunden efter oversvøm-

melsen, så vi, at disse opvejede hinanden i løbet af

året, så vi får en netto CO

-frigivelse på nul.

Den store frigivelse af CO

fra jorden før oversvøm-

melse skyldtes hurtig nedbrydning af rodrester fra

landbrugsafgrøder dyrket året før. Denne nedbryd-

ning gik næsten i stå ved oversvømmelsen, og rodre-

sterne blev deponeret i jorden. Ifølge undersøgelser

vil en kornmark binde 600 g kulstof om året, hvilket

betyder at der i 2013 var bundet ca. 4.700 ton CO

i afgrøderne på Gyldensteens 214 ha. Det betyder,

at den egentlige klimagevinst er ca. 7.600 ton CO

Hvis klimagevinsten skal fortsætte i de efterfølgende

år, skal primærproduktionen og den permanente

deponering af alger i lagunen være af en størrelse-

orden som ved landbrugsproduktion. Det vil højst

sandsynligt ikke ske. Fx havde vi i højsommeren

2014 et algedække på 75-100 % i ca. en fjerdedel af

Blæretang på nippet

til at blive dækket i

ophvirvlet bundma-

teriale.

Foto: Sandra Walløe Thorsen

Naturvidenskab

Akt

uel

Aktuel

kab

tur

dens

vid

201

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Fakta om Gyldensteen Strand

5 km øst for Bogense på Fyn

Inddæmmet i 1871

616 ha tidligere landbrugsareal købt af Aage V. Jensen

Naturfond og leveret tilbage til Naturen.

Kystlagunen har et areal på 215 ha, som blev oversvømmet

den 29. marts 2014.

Der er ingen permanente ferskvandstilløb til lagunen. Hvis

vandstanden i den tilstødende engsø bliver for høj, kan der

periodevis forekomme overløb til kystlagunen.

Ca 90 % af lagunen har en gennemsnitsdybde på under 1 m.

Lagunen har tre åbninger

kun blive en permanent klimagevinst, såfremt øko-

systemet i fremtiden optager mere CO

end der fri-

gives ved nedbrydning. Det kan ske, hvis der kom-

mer en dominans af langsomtvoksende makroalger

eller planter som havgræsser.

Den umiddelbare klimagevinst er måske alligevel

permanent, fordi nedbrydningen af organisk kul-

stof i landbrugsjord normalt er større end tilførslen

med afgrøder. Altså forsvinder den organiske pulje

i jorden gradvist, hvilket jo forhindres i den over-

svømmede jord ved Gyldensteen.

lagunen. Tørbiomassen i dette område var 335 g/m

baseret på 50 stikprøver. De tørrede alger indholdt

i gennemsnit 28,6 % kulstof, og derfor tilbageholdt

algedækket i sommeren 2014 kun ca. 50 ton kulstof

(svarende til ca. 190 tons CO

). Algerne døde natur-

ligvis senere på året, hvorefter de enten blev ekspor-

teret til Lillebælt eller sank ned og blev nedbrudt på

bunden af lagunen. Kun den lille rest, der ikke blev

omsat, kunne blive deponeret i lagunens bund, hvil-

ket helt sikkert er meget mindre end den umiddel-

bare klimagevinst i 2014. Målinger i 2015 har des-

uden vist, at den totale primærproduktion i lagunen

er nogenlunde i balance med nedbrydningen – altså

ingen klimagevinst. Den nye kystlagune kan derfor

For tidligt at drage endelige konklusioner

Alt i alt har udviklingen ved Gyldensteen Strand

den første tid efter digebruddet budt på flere overra-

skelser. Måske nærmer tilstanden i lagunen sig hur-

tigere forholdene i Lillebælt uden for digerne, end vi

havde forudset. Det er dog endnu for tidligt at drage

endelige konklusioner, så vi må vente og se hvilke

nye overraskelser lagunen vil bringe os i årene frem-

over. Vi vil i løbet af de næste år fortsætte med at

følge udviklingen i næringsstofferne og etableringen

af alger, planter og dyr i det nye økosystem, og hvor-

ledes dette påvirker klimagevinsten. Vi formoder

dog, at der vil gå en rum tid, før området nærmer

sig en stabil balance.



Matematikvejlederuddannelsen

”Man får lyst og mod til at prøve nye undervisningsmetoder”

”Man får et helt andet perspektiv på

egen undervisning. Matematikvejleder-

uddannelsen forsyner os med et begrebs-

apparat og en praktisk erfaring, der gør

os bedre i stand til at forstå eleverne.

Det er tankevækkende hvor usikker, selv

de dygtigste elevers matematiske viden

er. Uddannelsens teoretiske indhold har

hjulpet mig til at forstå problemernes

karakter. Det er meget berigende”

Jørgen C. Ebbesen, cand. scient.

Marie Kruses Skole

Kort om uddannelsen

Matematikvejlederuddannelsen giver

redskaber til at fjerne snublestenene for

elever med læringsvanskeligheder.

Uddannelsen viser via simple tests,

Gennem arbejdet med miniprojekter

bliver undervisningen gjort praksisnær,

og du kan fra første semester hjælpe

dine elever med læringsvanskeligheder

til en ny forståelse af matematikfaget.

Aktuel Naturvidenskab

2016

Roskilde Universitet

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Bakteriers

immunsystem

åbner døren til en ny

æra

for biologien

Bakteriers immunforsvar mod virus kaldet CRISPR-Cas viser vejen til

en teknologi, der rummer et enormt potentiale indenfor bioteknologien.

En teknologi, der præcist og effektivt kan ændre gener i organismer,

og som allerede har vist resultater i jordbruget.

andre organismer og som spås en lovende fremtid

som bioteknologisk redskab. Redskabet består af et

protein (Cas9), der er i stand til at klippe dobbelt-

strenget DNA over, samt en kort designet RNA-

streng, der guider proteinet til det DNA, der ønskes

ændret. De DNA-sekvenser, der koder for redska-

bets to elementer (dvs. protein og RNA-streng),

kan med nuværende teknikker forholdsvist sim-

pelt inkorporeres i en organismes arvemasse, hvor-

efter redskaberne bliver syntetiseret af organismen

selv. Når redskaberne har udført deres opgave, er

det tillige relativt simpelt at avle redskabssekven-

serne ud af arvemassen igen. Resultatet vil være en

organisme med de ønskede ændringer i arvemassen,

men uden spor af det anvendte biologiske værktøj.

Når det bakterielle immunsystem er i operation,

I de tre år, der er gået siden opdagelsen, er der sket

kan det fungere således: 1) en viruspartikel lander

en eksplosiv vækst af forskning, der benytter sig af

på bakterien og injicerer sit DNA med henblik på

at tage kontrol over cellen; 2) ved hjælp af CRISPR- genredigering ved hjælp af CRISPR-Cas9.

I forhold til andre metoder har CRISPR-Cas9-

Cas opdager bakterien, at DNA-strengen ikke er af

systemet en række fordele. Det er enkelt at designe

egen oprindelse, men kommer fra en virus; 3) ved

hjælp af CRISPR-Cas klipper bakterien DNA-stren- det RNA, der skal guide Cas9 hen til det sted, hvor

gen over, og dermed er virus- DNA’et uskadeliggjort. der skal klippes. Arbejdsprocessen er relativt simpel,

hurtig og billig, hvilket gør det let at opskalere stør-

relsen af eksperimenter efter behov.

Et system med umådeligt potentiale.

I bakterier eksisterer der flere versioner af dette

system, der varierer i kompleksitet. De fleste af

Genterapi

disse systemer involverer flere forskellige Cas-prote- CRISPR-Cas9-teknologien spås en strålende frem-

iner, der alle klipper i DNA. Cas-proteinerne gui-

tid både inden for grundforskning og bioteknolo-

des frem af et lille stykke RNA, der matcher det

gien. Man har demonstreret CRISPR-Cas9 syste-

DNA, som skal klippes over. I praksis er det et for-

mets funktionsdygtighed i et væld af modelorganis-

mer lige fra gåsemad (modelorganismen for højere

bløffende simpelt system til at genkende og klippe

i DNA, som nu har vist sig at kunne overflyttes til

planter) til salamandre, zebrafisk og mus. Man

RISPR-Cas er det sprøde akronym for bakteri-

ers forsvar mod virus, et system som kan gen-

kende virus-DNA og klippe det over. Systemet blev

opdaget i 2012, og ikke længe efter blev det klart,

at CRISPR-Cas er et effektivt værktøj til at klippe

og ændre i DNA, ikke bare i bakterier, men også i

dyr og planter. Nu står vi overfor en ny revolution

i biologi og medicin kaldet genredigering eller præ-

cisionsforædling. Det vil give os mulighed for at

ændre en organismes kodende DNA (dvs. mutere

det) uden at tilføre fremmed arvemateriale. Dette

har store perspektiver indenfor grundforskning, for

jordbrug og måske også indenfor medicin.

Forfatterne

Jeppe Thulin Østerberg

er ph.d.-studerende,

[email protected]

Michael Palmgren er

professor, dr. scient.

[email protected]

Begge ved

Institut for Plante- og

Miljøvidenskab

Københavns Universitet

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Bakteriers immunforsvar

Immunforsvaret i bakterier beskytter mod virus

(som også kaldes bakteriofager – eller blot fager)

og mod små cirkulære DNA-strenge kaldet plas-

mider. Når DNA fra en virus eller et plasmid kom-

mer ind i en bakterie, udtrykkes generne fra

denne fremmede DNA. Der bliver derved dan-

net proteiner, der hjælper sygdommen med

at virke og formere sig. For at forhindre

dette har bakterier et system, der gemmer

små sekvenser fra det fremmede DNA og

bruger det til at genkende sygdommen

næste gang, den trænger sig på.

Cellemembran

Virus

Virus-DNA

angribes og

klippes over

Virus-DNA

Cas-RNA-

kompleks

Cas-kompleks

Ny sekvens af

virus-DNA indsættes

Sekvenser fra

vira adskilles af

gentaget DNA-sekvens

Cas1

Cas2

Systemet benytter sig af de fremmede

sekvenser sammen med en række proteiner,

der er i stand til at klippe i DNA. Når sekven-

serne kombineres med disse proteiner, danner de

et kompleks, der er i stand til at genkende den frem-

mede DNA og klippe den i stykker. Således forhin-

dres sygdommen i at få fat, og bakterierne klarer sig bedre.

Navnet CRISPR-Cas har sit ophav i måden, hvorpå de fremmede

DNA-sekvenser lagres i bakteriernes immunhukommelse. De frem-

mede sekvenser beﬁnder sig i en region af bakteriernes arve-

masse adskilt af en regelmæssigt gentaget DNA-sekvens. Denne

Transkription

Guide-RNA

Efter Horvath &

Barrangou, 2010.

struktur er ophav til betegnelsen CRISPR, som er en forkortelse af

Clustered regularly-interspaced short palindromic repeats,

og det

forklarer også betegnelsen for Cas-proteinerne, der simpelthen

står for CRISPR associated.

Genredigering med CRISPR-Cas9

Sted for ønsket mutation

Princippet i at bruge CRISPR-Cas9-

systemet til genredigering:

1) En RNA-guidesekvens designes, så

Gen i organismens arvemasse (genomisk DNA)

Guide RNA streng

CRISPR-Cas9

genkendelsessekvens

den matcher DNA-koden i arvemassen

det sted, man ønsker at ændre;

2) RNA-guidesekvensen indføres i

organismen sammen med Cas9-prote-

inet, der kan klippe i DNA. Cas9-protei-

net ledes af RNA-guidesekvensen frem

til det matchende sted i arvemassen;

Cas9 Protein

Brud på begge strenge af genomisk DNA

3) Efter at være blevet ledt på rette

plads klipper Cas9-proteinet organis-

mens dobbeltstrengede DNA over;.

4) Organismens eget system til at ved-

ligeholde arvemassen reparerer det

dobbeltstrengede brud, men systemet

har en relativt høj fejlrate, så der kan

opstå fejl (ændringer = mutationer) i

det reparerede DNA.

Reparation af bruddet resulterer i mutation

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

har desuden vist, at CRISPR-Cas9 systemet fun-

gerer i humane celler. I humane celler åbner dette

op for et væld af muligheder, fx at skabe store bib-

lioteker af celler med forskellige mutationer for så

at undersøge virkningen af nye lægemiddelkandi-

dater. En anden mulighed er at bruge systemet til

genterapi. Det er i teorien muligt at reparere anlæg

for nogle arvelige sygdomme ved at redigere i arve-

massen. Ved hjælp a CRISPR-genredigering er det

således lykkedes forskere at kurere mus for stær ved

at rette en af de arvelige mutationer, der forårsager

sygdommen. Det er dog tvivlsomt, om genterapi er

noget, vi vil se i mennesker i den nære fremtid. Da

det tidligere i år blev rapporteret, at et forskerhold

havde brugt CRISPR-Cas9 til at redigere i arve-

massen i humane embryoer, blev der fra mange for-

skeres side råbt vagt i gevær, og diskussionen om de

etiske retningslinjer for human genterapi er stadig

langt fra løst.

og bruger muterede planter med disse træk i den

videre avl. Mutationsforædling af kulturplanter er

altså accepteret praksis i dag. Til gengæld er der en

stærk modvilje mod genmodificerede planter – dvs.

planter der har fået tilføjet gener fra andre orga-

nismer for at give dem ønskede kvaliteter.

Gener der er flyttet (transporteret) mellem orga-

nismer på tværs af artsbarrierer kaldes

transgener.

Når CRISPR-Cas9 anvendes til at skabe en muta-

tion i en plante, vil den første generation af plan-

ter efter forsøget godt nok være “transgene”, da

CRISPR-Cas9-værktøjet (som indbefatter trans-

gener) stadig fi ndes i dem, men efter et antal til-

bagekrydsninger med den oprindelige plante, vil

dette værktøj være forsvundet, og tilbage vil være

planter, der er identiske med udgangspunktet på

nær den ønskede mutation. De resulterende plan-

ter er således ikke transgene. Spørgsmålet er så,

om brug af CRISPR-Cas-9-systemet skal betrag-

tes som genmodificering og de resulterende plan-

ter som GMO’er, eller om systemet frit kan bruges

som et supplerende værktøj i almindelig plantefor-

ædling. Dette juridiske spørgsmål er ikke endeligt

løst i EU, men i Sverige har den regulerende myn-

dighed for nylig slået fast, at planter forædlet ved

brug af CRISPR-Cas9, og som ikke længere bærer

på transgent arvemateriale, ikke skal kategoriseres

som GMO.

↑

Meldug er en svamp, der

angriber bl.a. hvede med

store tab for landbruget

verden over. Med CRISPR-

Cas9-teknikken kan for-

skere fremavle planter, der

er modstandsdygtige over-

for meldug.

Foto: Lise Nistrup Jørgensen

Erfaringer med CRISPR-Cas9 i jordbruget

Interessant nok er situationen næsten omvendt i

planter. I arbejdet med forædling af kulturplan-

ter har man siden midten af det tyvende århund-

rede benyttet sig af tilfældigt genererede mutatio-

ner. Traditionelt foregår det ved at benytte radio-

aktiv stråling eller kemiske mutagener til at skabe

en stor mængde tilfældige mutationer i planter.

Derefter udvælger man interessante mutationer

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Ny GMO-teknik

Når en mutation opstår, skyldes det oftest en fejl i det repa-

rationsmaskineri, der

ﬁ

ndes i celler til at beskytte deres

arvemasse. En oplagt metode til at generere mutationer er

derfor at slå DNA-strengen i stykker, så cellen tvinges til at

reparere det. I alt liv er arvemassen gemt i dobbeltstrenget

DNA, og når man forsøger at slå denne dobbeltstreng i styk-

ker, kan det derfor ske, at en enkelt streng slås i stykker et

sted eller, at begge strenge slås i stykker eller klippes over.

Den franske forsker

Emmanuelle Charpentier

(nu på Umeå Universitet)

opdagede sammen med

amerikaneren Jennifer

Doudna

CRISPR-Cas9

systemet i 2012. Emma-

nuelle Charpentier er på

Time Magazines

liste

over verdens 100 mest

indﬂydelsesrige perso-

ner i 2015.

Foto: Wikimedia Commons

svarende kromosomkopi. Det kan dog også være andet DNA,

og man kan eksperimentelt tilføje DNA med en del, der ligner

de brudte ender. I dette stykke DNA kan man frit ændre på

den kode, der ligger imellem de ende-lignende stykker. Det

giver mulighed for meget præcist at redigere DNA-sekvensen

omkring brudstedet og kaldes genredigering. Forskere har

derfor længe været interesseret i metoder, hvormed man

kunne klippe DNA-dobbeltstrenge over præcist på de steder,

hvor man ønsker at redigere.

Fokus har i mange år været på at designe sammensatte pro-

teiner bestående af en nuklease, en type protein, der er i

stand til at kløve DNA-strenge, og proteiner, der binder DNA

ved speciﬁkke DNA-koder. Designet af sådanne proteiner har

dog vist sig at være særdeles omstændeligt, da kodningen af

de dele af proteinerne, der genkender DNA, kræver sammen-

sætningen af mange mindre stykker syntetiseret DNA.

Selvom der er sket store fremskridt på dette område de

seneste år, er disse fusionsproteiner nu ved at blive overhalet

indenom af CRISPR-Cas9-systemet, der dukkede op i 2013

fra en til dels uventet retning, den mikrobiologiske forskning i

bakteriers adaptive immunforsvar.

Disse dobbeltstrengsbrud har adskillige fordele: I enkelt-

strengsbrud repareres den ødelagte DNA-streng ved, at de

manglende basepar kopieres fra den intakte del af dobbelt-

strengen. I tilfælde, hvor begge strenge er brudt, kan dette

ikke lade sig gøre, og en af to reparationsmekanismer sæt-

ter ind.

Den første mekanisme forsøger at sætte de to brudte stykker

sammen igen. Denne mekanisme har en høj rate af fejl og er

derfor særdeles interessant, hvis man ønsker at mutere

DNA’et. Den anden mekanisme benytter sig af DNA, der lig-

ner enderne af den DNA-streng, der blev brudt. Dette nye

stykke DNA bliver brugt som skabelon for at reparere stren-

gen, og er som oftest den anden tilsvarende DNA på den til-

Det første eksempel på en kulturplante, der er

blevet ændret med CRISPR-Cas9, er brødhvede.

Allerede i september 2014 viste kinesiske forskere

således, at de ved hjælp af denne teknik vil kunne

fremavle planter, der er modstandsdygtige mod

den skadelige svamp meldug, der angriber hvede

og byg med store negative følger for udbyttet. For-

skerne havde kunnet slukke for alle seks kopier

af et gen og dets varianter i hvede, der koder for

et protein, der sidder på overfladen af hvedes cel-

ler, og som meldugsporerne skal genkende, inden

de kan spire. Det bemærkelsesværdige er, at hve-

deplanternes modstandsdygtighed ikke skyld-

tes, at de havde fået tilført nyt DNA – i princippet

kunne disse mutationer lige så godt være opstået i

naturen.

I november 2015, lige før deadline af denne arti-

kel, kom et større gennembrud i bekæmpelsen af

plantesygdomme. Tre grupper fra hhv. Kina, USA

og Saudi-Arabien kunne vise, at de havde overført

CRISPR-Cas9-systemet til planter, således at de

nu er beskyttet mod udvalgte virus, der angriber

planter. Virus i mange former angriber planter og

forårsager enorme skader i jordbruget hvert år. De

udviklede planter kunne genkende virus, når det

kom ind i deres celler, og klippede derefter effek-

tivt deres DNA over ved hjælp af CRISPR-Cas9-

systemet.

Forædling af kulturplan-

ter som ris har betydet,

at der over tid er akku-

muleret tilfældige muta-

tioner, der påvirker risens

egenskaber negativt.

CRISPR-Cas9 vil være et

oplagt værktøj til at repa-

rere disse mutationer.

Foto: Colourbox

CRISPR-Cas9 i fremtidens jordbrug?

Københavns Universitet valgte for nylig at støtte

et tværvidenskabelig projekt kaldet

Plants for

a changing world,

hvor forskere på tværs af fag-

grænser skulle diskutere og analysere, om CRI-

SPR-Cas9 og andre teknikker kan anvendes til at

hjælpe med at sikre et bæredygtigt jordbrug, der

kommer klimaændringerne i forkøbet, og som

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

er etisk og samfundsmæssigt forsvarligt. Der bli-

ver flere munde at mætte i fremtiden, og der bliver

derfor brug for mere mad. Den skal kunne dyr-

kes uden at belaste naturen mere end, vi allerede

gør, så vi skal bruge mindre plads, gøde mindre og

sprøjte mindre. Denne vision kaldes også

bæredyg-

tig intensivering,

og selvom den kan lyde umulig,

er dens realisering vigtig for at kunne redde vores

planet fra overudnyttelse af de store, men i sidste

ende begrænsede, ressourcer, den stiller til rådig-

hed. Udover planteforskere deltager jurister, føde-

vareøkonomer, samfundsforskere, etikere og fi lo-

soffer i projektet.

Det første resultat af denne analyse blev publice-

ret i december 2014 og vakte interesse verden over.

Det blev således foreslået, at CRISPR-Cas9 og

andre præcisionsforædlingsteknikker kunne bru-

ges til at rette på fortidens fejl. Dvs. rette på util-

sigtede mutationer, der er opstået på et eller andet

tidspunkt i løbet af tusinde års forædling og som

kan have svækket kulturplanterne og gjort dem

mindre modstandsdygtige mod plantesygdomme,

skadedyr, tørke, kulde, varme og næringsman-

gel. Det var således ikke et forslag om at give

planterne nye egenskaber, men at give dem deres

gamle egenskaber tilbage. Denne bestræbelse på at

føre utilsigtede mutationer tilbage til deres oprin-

delige form er blevet kaldt “tilbage-til-naturen-for-

ædling”.

Forædling på naturens egen måde

I løbet af 2015 er der kommet en række artikler, der

bekræfter hypotesen om, at der i forædlingens tids-

rum er akkumuleret mutationer i vores kulturplan-

ter, som har ændret deres egenskaber på utilsigtet

vis. Specielt har kinesiske forskere kunnet dokumen-

tere dette i ris. Her har forskellige tilfældigt opstå-

ede enkeltmutationer påvirket kulturrisens evne til

at optage kvælstofholdig gødning effektivt, til at

modstå kulde og til at klare ekstrem varme. Det vil

være oplagt at reparere skader, hvor de er opstået,

ikke bare i de rissorter, der dyrkes nu, men i andre

kulturplanter, hvor de måtte være opstået. CRISPR-

Cas9 vil være et oplagt værktøj til dette formål.

Et andet resultat af projektgruppens arbejde, der

blev publiceret i maj 2015, er, at sådanne styrkede

planter skal danne basis for fremtidens økologi-

ske jordbrug. Økologien har vist vejen frem mod et

bæredygtigt jordbrug, men økologisk jordbrug lider

under manglende produktivitet sammenlignet med

det konventionelle jordbrug. Således er det bereg-

net, at hvis al konventionel jordbrug skal overgå til

at blive økologisk, kræver det 40% mere landbrugs-

areal end det, der anvendes nu. Dette er utænkeligt,

hvis vi skal bevare vor jordklode i sin nuværende

tilstand. Med CRISPR-Cas9 er der håb om, at vi

kan udvikle planter, der er styrket på naturens egen

måde, så de ikke behøver så meget input, men giver

mere output.



Forslag til videre læsning

Doudna1, J.A. & Char-

pentier, E.: The new

frontier of genome engi-

neering with CRISPR-

Cas9. Science vol. 346,

Is. 6213.

The Crispr Quandary. New

York Times, 15. nov. 2015

Engineering Virus-

Resistant Plants. The

Scientist, 11. nov. 2015:

A Proposal to Modify

Plants Gives G.M.O.

Debate New Life. New

York Times, 29. Maj 2015.

Dansk forsker: Økologer

burde elske ny GMO-

teknik

http://videnskab.dk/

teknologi/dansk-forsker-

okologer-burde-elske-ny-

gmo-teknik

Om DNA-reparation

Når kroppen reparerer

DNA. Aktuel Naturviden-

skab nr. 6/2015.

Bliv studerende for en dag

- og få brikkerne til

at falde på plads!

27. februar 2016, kl. 11-15

Naturvidenskab på

Syddansk Universitet

www.sdu.dk/brobygning

Læs mere på sdu.dk/Brobygning

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Et forkromet

kig på

fortiden

Når bjergarter nedbrydes ved kemisk forvitring, kan grundstoffer som

chrom bliver frigivet og transporteret ud i havet. Måden, det foregår på,

kan fortælle os interessante ting om det tidspunkt i Jordens historie,

hvor udviklingen af

ﬂ

ercellet liv for alvor tog fart.

Af Carsten R. Kjaer,

Aktuel Naturvidenskab

red@aktuelnaturviden-

skab.dk

ejr, vind og kemiske processer nedbryder ubøn-

hørligt selv de hårdeste klipper på jordens over-

flade over geologisk tid. De nedbrudte materialer

transporteres i floder og vandløb ud til havet, hvor

materialerne aflejres på havbunden og med tiden

kan komme til at indgå i nye bjergarter.

I det arbejde spiller en nøjere forståelse af samspillet

mellem forvitring, klima og liv en væsentlig rolle.

Chrom sladrer om forvitring

Enhver tolkning af, hvordan miljø og klima tog sig

ud for mange millioner år siden, må i sagens natur

bygge på tolkninger af, hvad bjergarterne fra den

tid indeholder af fossiler og forskellige grundstoffer.

De senere år har Robert Frei og kolleger udviklet en

metode baseret på analyse af bjergarternes indhold

af isotoper af grundstoffet chrom til at tolke på

miljø og klima i fortiden. Forskerne har vist, at når

chrom i dag forvitrer ud af bjergarter ved kemisk

forvitring, så er det primært den tunge isotop

Cr,

der bliver mobiliseret og med floderne transporteres

ud i havet. I havet kan chrom-isotoperne blive ind-

bygget i kemiske sedimenter – dvs. sedimenter, der

dannes ved at grundstoffer opløst i vand udfældes

på havbunden som carbonater og jernoxider.

Denne mekanisme betyder, at forholdet mellem

den tunge isotop

Cr og den almindelige isotop

Cr er anderledes i sedimenter, der er dannet ud

Artiklen bringes i

samarbejde med

Det Frie Forskningsråd

| Natur og Univers.

Og hermed skulle alt, hvad der er interessant at vide

om forvitringsprocesser på jorden, være sagt, vil

nogle måske mene. Men her vil Robert Frei, der er

professor ved Institut for Geovidenskab og Natur-

forvaltning på Københavns Universitet, uden tvivl

være uenig. For som med så meget andet i natu-

ren, er det ved at studere de finere detaljer i disse

processer, at man kan få svaret på store spørgs-

mål. Robert Frei arbejder sammen med sine kolle-

ger på at afsløre detaljer om, hvordan miljøet og kli-

maet ændrede sig på det afgørende tidspunkt i jor-

dens historie, hvor udviklingen af dyr og flercellede

organismer for alvor tog fart – en begivenhed kaldet

den kambriske eksplosion

og som vi i et eller andet

omfang kan takke for, at vi mennesker mange mil-

lioner år senere selv kunne opstå som art.

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

↑

Robert Frei med en af sine tidligere ph.d.-studerende tager prøver fra Urucum-jernformationen i Brasilien i 2009. Forma-

tionen er verdens største jernformation fra tiden omkring grænsen mellem prækambrium og kambrium.

←

Foto af en typisk “diamictit”, som

ﬁ

ndes indskudt i Urucum-jernformationen i Brasilien. Diamictit er en type bjergart dannet

ud fra sedimenter, hvori der er klippestykker, der bærer tydelig præg af skurestriber fra gletschere. Denne diamictit er dannet

under Marionoan-istiden for ca. 635 mio. år siden, som blev ledsaget af en stor puls af oxygen til jordens atmosfære.

Fotos: Karin M. Frei

fra udfældning af chrom i havet, end i de bjergarter,

de stammer fra. Og da isotoperne er stabile bety-

der det, at signalet gemmes i sedimenterne, hvorfra

det kan aflæses mange millioner år senere af nysger-

rige forskere.

Det interessante er, at denne mobilisering af chrom

ved forvitring kun kan finde sted, hvis der er oxy-

gen til stede. Derfor kan analyser af chrom-isoto-

perne i gamle sediment-bjergarter fortælle forskerne

om oxygen-forholdene i atmosfæren, men også om

det geokemiske miljø i havet på det tidspunkt, hvor

sedimenterne blev aflejret i havet.

Så lad os kridte den bane op, som Robert Frei popu-

lært sagt vil bringe sine chrom-analyser i spil på.

lede sig voldsomt, hvilket tilsyneladende fulgte i

kølvandet på en masseuddøen af organismer.

Samtidig med de biologiske ændringer ændrede

geokemien i oceanerne sig på global skala, idet

havet blev meget metalholdigt. Sedimenter dannet

i det tidlige kambriske hav (og som siden er blevet

til hårde bjergarter), er således beriget med metaller

og specielt med sjælden jordartsmetaller og platin-

gruppe-metaller.

Man ved også, at overgangsperioden var præget af

kraftig forvitring på landjorden, idet man i de geo-

logiske lag over store områder kan spore en gammel

overflade fra den tid, der bærer præg af erosion og

forvitring uden sidestykke i den geologiske historie.

De metalrige sedimenter i havet afspejler dermed, at

der ved forvitringen af bjergarterne på land blev fri-

givet en mængde grundstoffer, som med floderne

blev ført ud i havet.

Atmosfærens indhold af oxygen steg omkring græn-

sen til et niveau svarende til omkring 80 % af det

Ekstreme ændringer

Overgangen mellem de geologiske tidsperioder

prækambrium og kambrium markerer en af de mest

dramatiske episoder af forandring i Jordens histo-

rie. Som allerede nævnt var det på det tidspunkt, at

marine dyr og andre flercellede organismer udvik-

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Foto: Shutterstock

Kemisk forvitring

Når bjergarter nedbrydes og ændres kemisk taler man om

kemisk forvitring.

Der

ﬁ

ndes

ﬂ

ere typer af kemisk forvitring.

Når den sure regn reagerer med mineralerne i bjergarterne

Når CO

i luften opløses i regnvand, dannes den svage car-

bonsyre (kulsyre = H

). Det sure regnvand kan opløse især

kalkbjergarter, når det siver gennem revner og sprækker.

Over geologisk tid kan der på den måde opstå spektakulære

hulesystemer.

Regnvand kan blive til en stærkere syre, når gasser som

svovldioxid og nitrogenoxid opløses i vandet. Denne sure regn

kan angribe mange typer bjergarter og kan fx gøre svære ska-

der på bygninger og historiske monumenter, som er et pro-

En tredje type kemisk forvitring er oxidation, hvor oxygen i

atmosfæren reagerer med metaller i bjergarterne og danner

metaloxider. Det mest almindelige metal involveret i den

type forvitring er jern, hvor der dannes oxidmineraler som

hæmatit (Fe

) eller, hvis der er vand til stede (hvilket der

ofte er), kan der dannes limonit (Fe

•nH

O). Oxidmineraler

har en tendens til at være strukturelt svage og deformeres let.

og producerer lermineraler og salte, som fjernes i opløsning,

taler man om hydrolyse.

blem i mange storbyer i verden, fx i Rom.

Redoxreaktioner og isotoper

Redoxreaktioner (redox er en forkortelse for reduktion-oxida-

tion) er en meget stor gruppe af kemiske reaktioner, der

involverer overførsel af elektroner fra et kemisk stof til et

andet. Det stof (atom, ion eller molekyle), der afgiver elektro-

ner siges at blive oxideret, mens det stof, der modtager elek-

troner bliver reduceret. Herved siges stoffernes oxidationstal

at blive ændret. Som beskrevet i artiklen, bliver chrom oxide-

Det karakteristiske ved redox-følsomme grundstoffer som

chrom, uran, jern, cerium er, at de fraktioneres ved oxidation/

reduktion – dvs., at enten tunge eller lettere isotoper af stof-

ferne foretrækkes i oxideret eller reduceret form.

ret fra en trivalent form, dvs. Cr(III) til hexavalent form Cr(VI),

ved at afgive 3 elektroner.

Oxidation af chrom

Oxidation af trivalent chrom til hexavalent chrom i jordbun-

Atmosfærisk O

idati

den er katalyseret af mangandioxid (MnO

). Herved sker sam-

tidig en sortering, idet det primært er den tunge isotop

Cr,

der oxideres og kan indtræde i vandfase. Chrom transporte-

res med grundvand og

ﬂ

oder, primært i form af komplekser

af HCrO

4 -

, og ender til sidst i havet.

I havet reduceres chrom(VI) igen til chrom(III) af jern, der der-

med oxideres fra jern(II) til jern(III). Efterfølgende kan chrom

MnO

Cr(III)

Aktuel Naturvidenskab

Afstrømning

Cr(VI)

Cr(

VI)

Cr(VI)

Fe(II)

Cr(III)

Fe(III), Cr(III)-

oxider

Fe(III)

indbygges i sedimenter på havbunden som chrom-jernoxider.

Når man måler forholdet mellem chromisotoperne angiver

man resultatet som en afvigelse fra den normale fordeling af

isotoperne

Cr og

Cr – man benævner det



Cr. Når vær-

dien er positiv, har der altså fundet en fraktionering sted. Og

når man måler sådanne positive værdier i bjergarter, der er

aﬂejret ved udfældning af jernoxider i havet, afspejler det

altså inputtet af chrom fra

ﬂ

oder.

Båndet jernformation (BIF)

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

Robert Frei i færd med at

tage en vandprøve fra en af

de små

ﬂ

oder i Misiones-

provinsen i Argentina. Vand-

prøverne bliver analyseret i

et primitivt feltlaboratorium.

Formålet var her at studere

frigivelsen af chrom fra

bjergarter i det tropiske

ﬂ

odmiljø og transporten af

chrom til havet. En forstå-

else af chroms cyklus i natu-

ren i nutiden er helt nødven-

digt for at kunne anvende

Fotos: Karin M. Frei

chrom som sporstof til at

kortlægge fortidens miljø.

nutidige niveau. Og endelig var perioden præget af

voldsomme klimaændringer. Forud for grænsen var

forløbet en periode af godt 100 millioner års varig-

hed, hvor klimaet vekslede mellem varmeperioder

og verdensomspændende istider. Man har fundet

spor af mindst fire sådanne istider af op til 10 mil-

lioner års varighed, hvor jorden var dækket næsten

fuldstændig af is (disse perioder har på engelsk fået

navnet Snowball Earth). Det er klart, at hvis ikke

disse verdensomspændende episoder af istider var

bragt til ophør, havde de komplekse organismer, vi

kender i dag, formentlig aldrig set dagens lys.

havet, hvilket i sidste ende ledte til, at også dybhavet

blev oxygenholdigt for omkring 580 mio. år siden.

Udviklingen af et oxygenrigt overfladevand var

selvfølgelig stærkt relateret til fotosyntesen og der-

med mængden af alger. Opblomstring af alger kan

stimuleres af øget tilførsel af næringsstoffer fra land,

og det er netop, hvad der sker, når forvitringen af

bjergarter øges på landjorden. Og det kan så igen

fremmes af et øget oxygenniveau i atmosfæren. På

den måde er der tale om en række mekanismer, der

gensigt påvirker hinanden.

Oxygen i atmosfære og hav

Udfordringen for forskerne er at forstå, hvordan disse

markante og komplekse begivenheder – dvs. klima-

ændringer, opbygningen af stærkt metalholdige ocea-

ner/havområder og udviklingen af livsformer – hæn-

ger sammen. Det er svaret på disse store spørgsmål

Robert Frei gerne vil komme et skridt nærmere.

Et afgørende punkt i forståelsen er naturligt nok,

hvordan oxygen-niveauet i atmosfæren og havet

har udviklet sig i perioden. Helt overordnet menes

atmosfærens oxygen-niveau at være steget i to

omgange: Dels i en periode for mellem ca. 2,45 og

2,2 mia. år siden, og dels i distinkte faser i perioden

for mellem ca. 800 og 542 mio. år siden.

I denne lange periode var havet det meste af tiden

karakteriset ved en lagdeling, hvor det oxygenrige

overfladevand var adskilt fra det anoxiske dybhav af

en overgangszone. I denne zone blev oxygen effektivt

“opsuget” i reaktioner – såkaldte redoxreaktioner –

med opløste grundstoffer som jern, chrom, molybden

mv. Produkterne af disse reaktioner – fx jernoxider –

blev aflejret på havbunden som kemiske sedimenter.

Med tiden blev denne kemiske lagdeling af havet

mindre udtalt over på grund af større opblanding i

Fin tidsopløsning

I studiet af disse mekanismer udmærker chrom sig

ved at være meget følsom overfor oxygenniveauet –

dvs. redox-forholdene i dets omgivelser. Når der er

oxygen til stede, kan chrom oxideres fra den triva-

lente form, Chrom(III), til den hexavalente form

Chrom(VI), som er vandopløselig. Samtidig sker

der en sortering, idet det som nævnt primært er den

tunge chrom-isotop

Cr, der oxideres til den hexa-

valente form. Ved således at kortlægge chrom-iso-

topsignalet i sediment-bjergarter, der er aflejret over

en lang tidsperiode, kan man opnå en fin tidsop-

løsning af, hvordan oxygen-niveauet har udvik-

let sig. Med denne metode har Robert Frei og kol-

leger kunnet vise, at oxygenniveauet i atmosfæren

ikke bare steg trinvist gennem hele den lange peri-

ode, men fx også faldt i perioder – fx på et tids-

punkt for ca. 1,88 mia. år siden. I bjergarter fra

tiden lige omkring grænsen mellem prækambrium

og kambrium viser chrom-analyserne, at atmosfæ-

rens niveau af oxygen – som ventet – steg kraftigt i

denne periode.

En stærk treenighed

Uran opfører sig et langt stykke ad vejen ligesom

chrom, idet uran ved kemisk forvitring med oxy-

gen til stede oxideres fra formen Uran(IV) til den

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

O R S

K N I

N G

OR KN NG

Foto: Karin M. Frei

Feltarbejde i en afsidesliggende og utilgængelig del af pro-

vinsen San Juan i Argentina. Her blev der indsamlet carbo-

Prækambrium

og kambrium

520

530

540

Millioner

år

I dag!

550

Den kambriske

eksplosion

250

500

542

560

570

750

Neo-

proterozoikum

900

1000

1250

Meso-

proterozoikum

1600

Neoproterozoikum

580

590

1500

1750

2000

Paleo-

proterozoikum

2250

600

3500

2500

610

620

630

640

2750

3000

3250

3400

3500

3750

3800

—

–

—

–

—

–

—

–

—

–

—

–

—

–

—

–

—

–

—

–

—

–

—

–

—

–

nater fra tiden omkring overgangen til kambrium med det

formål at afsløre ændringer i havets redox-forhold, som kan

have været relateret til en samtidig stigning i atmosfærens

indhold af oxygen.

Kambrium

Baykonur-

istid

Pr otero zoikum

Gaskiers-

istid

Ediacarium

opløselige Uran(VI), som transporteres ud i havet

med floder. I havet vil uran fortrinsvist binde sig til

overfladen af partikler og mineraler. Den eneste sig-

nifikante kilde til opløseligt uran i havet er afstrøm-

ning fra floder. Derfor vil kemiske sedimenter og

skiferbjergarter, som er beriget med uran, indirekte

afspejle, at der forud for aflejringen af disse sedi-

menter har fundet kemisk forvitring sted på land-

jorden, der er understøttet af oxygen.

Et tredje interessant grundstof til at afsløre detaljer

om redox-kemien i fortidens oceaner er molybden.

Det har vist sig, at carbonatbjergarter, der er dan-

net ved kemisk udfældning af carbonat, tilsynela-

dende meget tæt registrerer forholdet mellem isoto-

perne

Mo og

Mo i det omgivende havvand. Det

vil sige, at variationerne i forholdet mellem disse to

isotoper indbygges i carbonaterne over tid. Ligesom

chrom og uran er den primære kilde til molybden i

havvand forvitring af bjergarter på landjorden, der

strømmer med floder ud i havet.

De tre grundstoffer udgør en stærk treenighed af

“sladrehanke”, som ifølge Robert Frei vil gøre det

muligt at udlede detaljeret information om redox-

forholdene i havet og atmosfæren i den fjerne for-

tid. Han står nu i spidsen for et projekt finansieret

af Det Frie Forskningsråd | Natur og Univers, hvor

han sammen med kolleger fra ind- og udland både

Prækambrium

A r k æiku m

Marinoa-

istid

I artiklen snakker vi generelt om grænsen mellem prækambrium og kambrium.

Men som det fremgår af

ﬁ

guren betegner prækambrium i virkeligheden al den tid,

der var “før kambrium” og det er jo langt størstedelen af Jordens historie. Som det

fremgår, er prækambrium selv inddelt i en række tidsperioder, og vores historie

foregår i den yngste del af prækambrium, der betegnes Neoproterozoikum. Faktisk

er også denne underinddelt, idet den yngste del af neoproterozoikum betegnes

Ediacarium, som er opkaldt efter Ediacara Hills i Australien, hvor man har fundet

en mængde fossiler af tidligt

ﬂ

ercellet liv (Ediacara-faunaen).

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Robert Frei kommer fra Schweiz, hvor han

ﬁ

k sin ph.d. fra Swiss Federal Institute of Technology (ETH) i Zürich i 1992. Efter fem

års ansættelse ved det kendte isotoplaboratorium på universitetet i Bern blev han dr. phil., og kom derefter til Danmark for at

lede Dansk Center for Isotopgeologi, dengang ved Geologisk Institut, Københavns Universitet. I 1999 blev han som 38-årig

udnævnt til professor, og han har siden ledet forskningsgruppen indenfor geokemiske, mineralogiske og petrologiske proces-

ser ved Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning. Robert Frei har publiceret talrige artikler i førende videnskabelige tids-

skrifter, og han har en udpræget tværvidenskabelige tilgang til sin forskning. Han har været primus motor i at udvikle udviklin-

gen af det system til analyse med stabile chrom-isotoper, som er beskrevet i artiklen.

Foto: Kent Pørksen, IGN

vil udvikle på metoderne, og tage dem i anvendelse

på prøver af bjergarter fra tiden omkring grænsen

til kambrium. Prøverne vil komme fra lokaliteter

over hele verden, fx fra Skotland, USA, Kina, Brasi-

lien, Argentina og Grønland.

vil forskerne forsøge at koble begivenheder på land

med hvad der samtidig skete i oceanerne.

Robert Frei tror selvfølgelig ikke, at netop dette

projekt vil give det endelige svar på, hvordan miljø,

klima og livet ændrede sig på overgangen mellem

prækambrium og kambrium. Som det altid er til-

fældet med den type forskning, handler det om at

føje sten til den voksende bygning af viden, vi har

om denne vigtige periode i Jordens historie. For

Robert Frei vil et væsentligt succeskriterium for

projektet være at få etableret det nye trekløver af

stabile isotoper, chrom, uran og molybden, som et

kraftfuldt værktøj i forskernes arsenal til at under-

søge den fjerne fortid.



Videre læsning

Frei, R., Gaucher, C., Poul-

ton, S.W. & Canﬁeld D.E.

(2009): Fluctuations in

Precambrian atmosphe-

ric oxygenation recorded

by chromium isotopes.

Nature vol. 461, p250-253.

Jens Olaf P. Pedersen: Og

der kom ilt… udviklingen

af livsbetingelserne på

jorden. Aktuel Naturvi-

denskab nr. 2/2000

Hans Ramløv: Da Jorden

var en kæmpesnebold.

Aktuel Naturvidenskab,

nr. 1/2000.

Fokus på klimaændringer

Især vil Robert Frei med sine kolleger studere bjerg-

arter, der er aflejret i havet igennem to af de store ver-

densomspændende istider før grænsen til kambrium

kaldet Marinoan-istiden (for ca. 635 mio. år siden)

og Gaskiers-istiden (for ca. 570 mio. år siden).

Arbejdshypotesen er her, at de redox-følsomme

grundstoffer som chrom er velegnede til at rekon-

struere disse store klimaændringer. Det kolde klima

under istiderne og det varme klima, da isen smel-

tede væk igen, bør således kunne spores i signalet af

redox-følsomme grundstoffer. Signalet vil afspejle

den cyklus nævnt tidligere, hvor en varm, oxygen-

rig atmosfære forstærker oxidativ forvitring på land,

som fremmer mobiliseringen og transport af chrom

og andre stoffer til havet, hvor alger blomstrer op

og dermed øger mængden af oxygen i vandsøjlen og

i atmosfæren. Under det kolde istidsklima bør iso-

topsignalet af fx chrom være anderledes.

Ved også at undersøge prøver fra bjergarter, der den-

gang befandt sig på land og var udsat for forvitring,

Artiklen bringes i samarbejde med Det Frie Forskningsråd | Natur og Univers.

Det Frie Forskningsråd dækker alle videnskabelige hovedområder og uddeler

hvert år knap 1 mia. kr. til forskningsprojekter baseret på forskernes egne

ideer. Det Frie Forskningsråd består af 84 anerkendte forskere udpeget på

baggrund af deres høje faglige kompetence.

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Baglæns

varmestrømning

Varme, der strømmer fra et koldt legeme til et varmere, lyder som

et brud på fysikkens love. Men på den meget lille skala i naturen

kan det faktisk ske, viser eksperimenter. Heldigvis bryder vores

verdensbillede ikke sammen af den grund.

Forfatteren

ad kaffekoppen stå på bordet, og kaffen begyn-

der af sig selv at blive varmere eller måske

endda at koge over. Det ville sikkert glæde en del

og brænde tungen på andre, men det ville også få

en del fysikere til at få bekymrede rynker i pan-

den på vegne af termodynamikkens anden hoved-

sætning.

forvente, at det sker i selv den mindste kop cap-

puccino – vi skal helt ned i mikro- og nanopartik-

lernes verden.

En lidt anderledes fysisk lov

Termodynamikkens anden hovedsætning er noget

speciel sammenlignet med andre fysiske love som

Newtons tyngdelov eller bare termodynamikkens

første hovedsætning.

Fysiske love udtrykker som regel en matematisk

relation imellem forskellige størrelser udtrykt ved

en formel, hvor en eller flere fysiske størrelser kan

fi ndes som funktion af andre fysiske størrelser. Fx

udtrykker termodynamikkens første hovedsæt-

ning energibevarelse: Den totale energi i en termo-

dynamisk proces er givet ved summen af arbejde

og varme. Til forskel fra dette, siger den anden

hovedsætning noget om, i hvilken retning proces-

sen forløber i stedet for at beskrive forhold imel-

lem fysiske størrelser. Omsat til ord kan loven

udtrykkes som: “Varme kan ikke strømme fra et

koldere til et varmere sted, uden at der udføres

eksternt arbejde.”

Det typiske eksempel er køleskabet. Det koldere

sted er skabets indre, og det varme er køkkenet

udenom. Køleskabet fungerer kun, hvis man sætter

stikket i stikkontakten og tænder for strømmen. På

den måde udfører den elektriske strøm et arbejde

(med at drive en pumpe). Mere formelt sagt, så ind-

fører man en tilstandsfunktion, som kaldes entropi,

og man postulerer, at i et lukket system kan entro-

pien ikke mindskes – kun blive større eller forblive

konstant. Sætningen ovenfor om varmestrøm er

den sædvanlige måde at udtrykke termodynamik-

kens anden hovedsætning på, og den er den direkte

konsekvens af den mere formelle påstand.

Alberto Imparato er

lektor i statistisk fysik,

Institut for Fysik og Astro-

nomi, Aarhus Universitet

[email protected]

Umiddelbart forventer man jo, at der skal tilfø-

res energi for at få varme til at strømme fra et kol-

dere sted til et varmere – det sker ikke bare af sig

selv. Men det er ikke desto mindre netop det, vi

har observeret i eksperimenter. Du skal bare ikke

Optisk

pincet

Kold

partikel

Varm

partikel

2 m

Varme

strømning

Væske

Laser 1

Laser 2

Principillustration af den eksperimentelle opstilling. To små

partikler af silika er fanget i fokusset af to laserstråler og

holdes ved forskellige temperaturer. De små “fjedre” indike-

rer, at partiklerne kan bevæge sig en smule mod hinanden,

og de vekselvirker via den omgivende væske.

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

FORSKNING

Den klassiske termodynamik blev formuleret i

løbet af 1800-tallet, da fysikerne beskæftigede sig

med forholdene omkring store maskiner, fx effek-

tiviteten af en dampmaskine. Den anden hoved-

sætning afspejler, at det ikke er muligt at følge

bevægelsen for et enkelt atom i et makrosko-

pisk fysisk system, eller sagt med Maxwells ord:

»loven er utvivlsomt sand, så længe vi kun kan

beskæftige os med mangelegemesystemer og ikke

har midler til at studere eller håndtere de enkelte

molekyler, som systemerne består af.«

Fra den makroskopiske termodynamik ved vi, at

så snart der opstår en temperaturforskel imellem

de to systemer, vil varmen begynde at strømme

fra den varme side til den kolde side af systemet.

Det, vi ser, er, at der er en – godt nok meget lille

– sandsynlighed for, at det omvendte sker. Med

andre ord ser vi, at i løbet af et stykke tid kan var-

men strømme fra det kolde legeme til det varme,

uden at vi udefra udfører arbejde på systemet.

Videre læsning

James Clerk Maxwell

(1872): Theory of Heat.

New York: D. Appleton

& Co.

Forskningsartiklen

A. Bérut, A. Imparato, A.

Petrosyan, S. Ciliberto

(2016): Stationary and

transient Fluctuation The-

orems for effective heat

ﬂ

ux between hydrodyna-

mically coupled particles

in optical traps. Physical

Review Letters i februar

2016.

Artiklen er oversat af

Ole J. Knudsen

Paradigmeskift fremfor lovbrud

Modsigelsen af anden hovedsætning er dog kun

tilsyneladende. Når man gentager eksperimen-

tet mange gange, bliver gennemsnitsresultatet som

ventet: At den gennemsnitlige varmestrøm går fra

det varme til det kolde, ganske som anden lov siger.

Men på et eller andet givet tidspunkt er der altså en

sandsynlighed forskellig fra nul for, at varmen går

den modsatte vej. Sandsynligheden skrumper blot

til ingenting, jo længere tid forsøget forløber. For-

løbet for sandsynligheden følger en eksakt matema-

tisk sætning, som kaldes fluktuationssætningen. De

forsøg, vi har udført understreger altså, at entropien

er en statistisk værdi, ganske som Maxwell nævnte.

Så når vore nye resultater ikke er et egentligt “lov-

brud” er det fordi, forståelsen af termodynamik-

kens 2. hovedsætning har ændret sig fra at skulle

fortolkes absolut til at være statistisk baseret.

Denne forståelse er helt essentiel, når man betragter

små systemer. Vore grundlæggende resultater kan

bane vejen for design af mikro-maskiner og hjælpe

med en øget forståelse af, hvordan eksempelvis

biologiske processer på celleniveau er termodyna-

misk mulige.



Varmestrømning på mikrometer-skala

Man kan så spekulere over, hvad der sker med ter-

modynamikkens anden hovedsætning, når man

faktisk har at gøre med små systemer med få fri-

hedsgrader. Her er den indre energi af samme

størrelsesorden som den termiske energi for omgi-

velserne. Noget sådant er fx tilfældet i nanomaski-

ner, som kan være naturlige eller menneskeskabte

motorer, som omsætter kemisk energi til mekanisk

energi. Denne type maskiner er fx ansvarlige for

aktiv transport i de levende celler.

Og når man undersøger sagen nærmere fin-

der man faktisk, som Maxwell indså, at mikro-

skopiske systemer som nanomotorer ikke blot er

nedskalerede versioner af deres makroskopiske

fætre.

I et studie, som for nylig er publiceret i tidsskrif-

tet

Physical Review Letters,

har vi studeret energi-

strømmen imellem to partikler i mikrometerstør-

relse (1/1 000 000 meter), som var fanget med en

laserpincet og holdt ved forskellige temperaturer.

Foto af den eksperi-

mentelle opstilling med

lasere på ENS Lyon,

Frankrig. Denne opstil-

ling blev brugt til de

be skrevne eksperimen-

ter.

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

PERSPEKTIV

Forlagssvindel

Antallet af videnskabelige tidsskrifter vokser eksponentielt.

En stor andel af de nye tidsskrifter tilbyder publicering mod betaling.

Som ung og uerfaren forsker er det svært at

ﬁ

nde rundt i denne jungle

af tidsskrifter, forlag og betaling, og man kan let blive snydt.

- en ny vej til nemme penge?

Om forfatterne

år en forsker får en artikel optaget i et tids-

skrift med

peer review

(dvs. hvor artiklens

kvalitet er blevet bedømt af andre eksperter inden

for området), er det en glædelig begivenhed. Frug-

terne af det kundskabens træ, som man har plantet

og passet, kan nu høstes af andre. Denne begiven-

hed kan hurtigt spores i mailboksen. Et stigende

antal tidsskrifter og konferencer tilbyder nemlig

at udgive ens næste artikel. Ofte kender man ikke

disse tidsskrifter, men de har tilsyneladende høje

impact factors

(et mål for videnskabelig gennem-

slagskraft), og titlerne er nogenlunde relevante for

ens forskningsfelt.

ningsskik og videnskabelig formidling. Den samme

kritik kan selvfølgelig rettes mod de traditionelle

betalingstidsskrifter, som jo også sælger en vare –

ofte til meget høje priser. Her er det abonnenten,

dvs. læseren eller biblioteket, som er kunden og som

afgør, om kvaliteten er værd at betale for.

Fup-tidsskrifter

De nye OA-tidsskrifter kan være mere eller min-

dre lødige, og de mest tvivlsomme af dem kaldes

for “Scam Journals”, fup-tidsskrifter. Problemet er

ikke nyt, for der har altid været trykte tidsskrifter,

som lå i den lave ende af kvalitetsskalaen uden peer

review og af dårlig teknisk standard. Men tærsk-

len for at udgive et trykt tidsskrift, endsige holde

styr på en skare af abonnenter, har tidligere været

høj. Et digitalt tidsskrift kan nemt og hurtigt opret-

tes på en fjern server. Det tunge og tidskrævende

peer review kan også speedes op, fx ved at den fag-

lige bedømmelse foregår i et kommentarfelt, efter at

artiklen er lagt på nettet.

Hvis et tidsskrift er alt for ringe, falder abonnen-

terne fra. Men med OA-modellen kan de besvær-

lige abonnenter undgås, og finansieringen er sik-

ret, så længe der findes forfattere eller institutioner,

der er villige til at betale. Om der også findes læsere

er mindre vigtigt. Her er der naturligvis en mulig-

hed for at tjene nemme penge, og i dag findes der

mange forskellige betalingsmodeller, som kan være

både dyre og komplicerede at gennemskue. Og her

ser vi endda bort fra den helt åbenlyse svindel med

publicering, hvor man blot opkræver pengene uden

at levere varen.

I de senere år er der gjort mange forsøg på at afsløre

sådanne Scam Journals. Der er utallige eksem-

pler på falske peer reviews, og mange artikler, som

fagligt set er det rene nonsens, er blevet indsendt

og optaget både i OA og traditionelle tidsskrif-

ter. En videnskabsjournalist på det anerkendte tids-

skrift

Science,

John Bohannon, skrev i 2012 helt

Anita L. Thiesen er

forskningsbibliotekar i

Biovidenskab på Syddansk

Universitetsbibliotek, hvor

hun blandt andet beskæf-

tiger sig med forskning-

sevaluering (bibliometri)

samt undervisning og

vejledning i god akademisk

praksis.

[email protected].

Forskningspublicering er en vare

Hvorfor pludselig al denne interesse? Når der gøres

reklame, er det for at sælge en vare, og det er da også

tilfældet her. Varen er en adgang til at publicere i

Open Access

(OA) -tidsskrift, hvor artiklen ligger

frit tilgængelig på internettet. Her er det forfatteren,

som betaler en afgift for at få artiklen optaget. Open

Acces hylder, som andre gratistjenester, den smukke

tanke om fri og ligelig adgang til forskningen og

den globale udbredelse af information.

Troværdighed er altafgørende for forskningens kva-

litet. Når artiklen er blevet bedømt og accepteret af

et anerkendt, videnskabeligt tidsskrift, har den fået

et kvalitetsstempel. Og jo højere impact factor dette

tidsskrift har, des større anerkendelse og gennem-

slagskraft kan forskeren, i teorien, se frem til.

Mange nye OA-tidsskrifter skilter med peer reviews

og høje impact factors og forsikrer om, at kun

forskning af allerhøjeste kvalitet kommer igennem

nåleøjet. Men hvad sker der med troværdigheden og

kvalitetskravene, når det er forfatteren som betaler?

Kan og vil de nye OA-tidsskrifter overholde disse

krav? Eller er tilbuddet om at publicere en artikel

mod betaling bare en ny måde at tjene penge på?

Ikke at der er noget galt i det, blot produktet opfyl-

der de gældende etiske standarder for god forsk-

Ole Ellegaard er forsk-

ningsbibliotekar i Fysik

og Kemi på Syddansk

Universitetsbibliotek,

hvor han blandt andet

beskæftiger sig med

simulering af fysiske pro-

cesser, videnskabsteori,

bibliometri og registrering

af kemiske forbindelser.

[email protected].

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

PERSPEKTIV

bevidst en elendig forskningsartikel og sendte den

til 304 OA-tidsskrifter. Artiklen var så fuld af fejl,

at ethvert videnskabeligt tidsskrift burde afvise

den. Men halvdelen af tidsskrifterne accepterede

artiklen, ofte efter et peer review uden bemærk-

ninger. Bemærk dog, at der ikke var tale om et for-

søg i videnskabelig forstand, da han ikke havde en

kontrolgruppe at sammenligne med. Vi ved altså

ikke, hvordan de traditionelle tidsskrifter ville have

behandlet hans artikel.

publiceringsgebyr. Danske forskere er blevet narret

til at publicere i

International Journal of Advanced

Research,

som er registreret hos Beall, og som har en

titel, der minder meget om det anerkendte tidsskrift

Journal of Advanced Research.

I dette tilfælde lykke-

des det dog forfatterne at trække artiklen tilbage, da

man opdagede miseren.

De nye OA-forlag er også udsat for et vist pres fra

traditionelle forlag, som stadig lever af at sælge abon-

nementer. De har selvfølgelig en stor interesse i at

bevare den eksisterende forretningsmodel og bringe

OA-bevægelsen i miskredit. Beall’s liste beskæfti-

ger sig kun med OA-tidsskrifter, men der bliver også

fusket indenfor de traditionelle tidsskrifter. Fx kan

en Scam Journal undgå at komme på Beall’s liste ved

at skifte til den traditionelle betalingsmodel. Hvis

svindlen med kvalitetsproces og peer review er pro-

fessionelt udført, kan der gå lang tid, før nogen

opdager det og kan bevise, hvad der foregår.

Beall’s liste

Scam Journals håndteres ganske kontant af biblio-

tekaren Jeffrey Beall fra University of Colorado,

som årligt offentliggør en liste over problematiske

OA-forlag og -tidsskrifter. Over 900 forlag er i dag

registreret på Beall’s liste.

Der kan være mange grunde til, at et ellers hæder-

ligt tidsskrift havner på “Beall’s liste”, som derfor

er lidt kontroversiel. Men mange ser listen og det

underliggende website som et nyttigt værktøj til at

undgå de uheldige sider af OA-publicering. I alle

tilfælde har Beall’s store indsats sat fokus på pro-

blemet og medvirket til den livlige debat om viden-

skabelig etik og publiceringspraksis, som foregår på

mange netmedier og blogs.

Flere eksempler på lodret svindel er kommet frem

de senere år. To velrenommerede tidsskrifter, det

schweiziske

Archives des Sciences

og det østrig-

ske botaniktidsskrift Wulfenia, fik deres websider

kopieret, hvorved adskillige forfattere mistede deres

Bordet fanger

I sommeren 2014 blev vi kontaktet af en

ph.d.-studerende, som skulle have sin første arti-

kel udgivet. Hun havde sendt den ind til et OA-

tidsskrift med en relevant titel, men opdagede

så, at dette tidsskrift stod på Beall’s liste. Der var

kun udkommet to artikler på 1�½ år – med samme

emne og samme forfattere. Linket til artiklerne vir-

kede ikke. Det lignede et fup-tidsskrift! Hvad gør

man så? Kan man fortryde, efter man har indsendt?

Hvad risikerer man? Og kan det skade ens videre

karriere?

Aktuel Naturvidenskab

Illustration: Bo Michelsen

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

PERSPEKTIV

Open Access

Adgang til artikler i et videnskabeligt tidsskrift kræver normalt et abonnement, som kan koste op til 50.000 kr./år.

“Gratis” adgang via Open Access

ﬁ

ndes i

ﬂ

ere varianter:

• Gylden OA, hvor artiklerne optages i et OA-tidsskrift mod beta-

ling, og frit kan læses af enhver.

• Grøn OA, hvor artiklen optages gratis i et almindeligt tidsskrift,

som tillader at artiklen samtidig publiceres et andet sted

(parallel-publicering) på visse betingelser. Det kan være som

en tidligere version eller kladde (preprint), i et andet format (fx

HTML) eller med 6-12 mdrs. forsinkelse.

• Vi foreslår endnu en kategori: Sort OA, hvor artiklen optages i

et fup-tidsskrift med ringe eller ingen kvalitetskontrol og peer

review, dvs. en form for pengemaskine.

Der

ﬁ

ndes også en mellemting, hybrid OA, hvor artiklen optages

i et almindeligt tidsskrift, men frikøbes så den er frit tilgængelig i

den endelige version på tidsskriftets hjemmeside.

Vælg det rigtige tidsskrift

Når man skal beslutte, hvilket tidsskrift man vil sende sin artikel til, kan man bruge disse kriterier:

• Er det et

anerkendt tidsskrift?

Dvs. at tidsskriftet optræder blandt referencerne i gode artikler

indenfor emnet, og evt. har en høj ”impact factor” (en beregnet

værdi, som angiver den faglige gennemslagskraft).

• Har tidsskriftet

peer review?

Dvs. at artiklens kvalitet skal bedømmes af en eller

ﬂ

ere fagfæl-

ler (”peers”) inden den kan blive udgivet. Bemærk dog, at der

ﬁ

ndes højt anerkendte tidsskrifter uden sædvanligt peer review.

• Er titlen

velkendt

indenfor faget?

Dvs. at den citeres i de artikler man læser, og ens vejleder eller

andre erfarne forskere kender denne titel.

• Giver tidsskriftet

BFI points?

I det danske BFI-system får universiteterne penge efter, hvor

mange artikler forskerne har publiceret i bestemte tidsskrifter.

Titlerne er udvalgt af danske forskere indenfor de enkelte

fagområder. Der er næsten 20.000 tidsskrifter på listen, heraf

3.000 titler indenfor naturvidenskab.

• Er det et tidsskrift med

Open Access?

I Danmark har vi et politisk mål om, at alt offentlig forskning

skal være frit tilgængelig via OA i 2020. Målet kan opfyldes på

ﬂ

ere måder (se faktaboks om Open Access).

Forslag til yderligere

læsning

Beall, J. (2015, November

5th). Beall’s List: Poten-

tial, possible, or proba-

ble predatory scholarly

open-access publishers.

http://scholarlyoa.com/

publishers/

Dorch, B. F. (2006). Gra-

tis adgang til naturviden-

skaben. Aktuel Naturvi-

denskab, 6, 30-31.

Ramkov, J. (2014, 2.

december). Rovgrisk

forlag tager danske for-

skere ved næsen. Inge-

niøren. Lokaliseret den

11. november 2015 på

http://ing.dk/artikel/

rovgrisk-forlag-tager-

danske-forskere-ved-nae-

sen-172643

Secher, K. (2013, 4. okto-

ber). Falsk forskning

afslører dårlig kontrol

blandt åbne tidsskrifter.

Videnskab.dk. Lokaliseret

den 11. november 2015

på http://videnskab.dk/

kultur-samfund/falsk-

forskning-afslorer-darlig-

kontrol-blandt-abne-tids-

skrifter

Det tager ikke mange sekunder at indsende sit

manuskript online. Undervejs skal man krydse af i

feltet “Jeg har læst og godkendt betingelserne”, og

her gør mange forskere præcis det samme som en

privatperson, der downloader apps eller opretter en

netprofil: Man godkender vilkårene uden at tænke

nærmere over dem, måske endda uden at læse dem.

Men når man sender sit manuskript til et forlag,

indgår man en kontrakt på forretningsmæssige vil-

kår, og det er en god ide at læse den igennem, før

man trykker “send”. Ofte kræver forlaget, at man

overdrager copyright og andre rettigheder til dem,

og hvis artiklen skal udgives som OA, har man

måske forpligtet sig til at betale et publiceringsge-

byr på 3.000-15.000 kr.

Desværre må vi sige, at “bordet fanger” i forhold

til det valgte tidsskrift. Når man først har indsendt

sin artikel, og dermed indgået en juridisk bindende

aftale med forlaget, kan det være svært at komme

ud af aftalen igen uden en god grund, som at man

fx har opdaget grundlæggende fejl i sine forsøg.

Hvis forlaget afviser artiklen, har man naturligvis

lov til at kontakte et nyt forlag, men inden da kan

der være gået lang tid med peer review og anden

korrespondance. Derfor er det en rigtig god ide at

tænke over, hvem man sender manuskriptet til.

for en ung forsker, som hurtigst muligt skal skabe

sig et vist fagligt renommé for at komme i betragt-

ning til en fast stilling.

Hvis man er kommet til at vælge et decideret svindel-

forlag, risikerer man at både pengene og arbejdet er

spildt. Forlaget accepterer artiklen og sender regnin-

gen, og så sker der ikke mere. Linket til artiklen vir-

ker ikke, eller hjemmesiden bliver nedlagt. Hvis man

har overdraget sin copyright, er det forlaget, som har

rettighederne til udgivelsen. Ellers kan man måske

få artiklen udgivet et andet sted, hvis man medde-

ler forlaget, at man ønsker at trække artiklen tilbage,

at man betragter deres adfærd som svindel og i øvrigt

vil overgive sagen til universitetets jurister. Værre er

det måske, hvis forlaget fremadrettet misbruger ens

navn i deres markedsføring for at lokke andre i fæl-

den. Det kan jo være, at man nogle år senere faktisk

er blevet “et navn” indenfor sit fag!

Men hvem ved? Et nystartet OA-tidsskrift eller for-

lag, uden den store erfaring eller mange ressourcer,

men med et reelt ønske om at udgive videnskabelige

artikler, bliver måske mere professionelt og anerkendt

med tiden. Den nævnte ph.d.-studerende fik sin arti-

kel udgivet, og den findes nu gratis online i en god

PDF-kvalitet. Nu, et år senere, eksisterer tidsskrif-

tet stadig og har 6 artikler med duelige links. Det er

beskedent, men dog positivt. Og set fra forlagets side

giver det god mening at trække hjulene i gang på

denne måde. Måske kan unge forskere og nye tids-

skrifter ligefrem hjælpe hinanden frem? Det er ikke

altid sort eller hvidt! Og forlagene på Beall’s liste er

ikke nødvendigvis kriminelle allesammen, nogle af

dem er bare ikke særlig dygtige… endnu.



Ikke altid sort/hvidt

Hvis man har valgt et forkert tidsskrift, må man

som minimum se i øjnene, at ens artikel nok ikke

får den synlighed og læserskare, som den ellers

kunne have fået. Og at man selv går glip af en del af

de citationer (dvs. den hæder og anerkendelse), som

man måske havde fortjent. Dette er alvorligt nok

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

21 INGENIØRUDDANNELSER

PERSPEKTIV

VED DINE ELEVER, AT DE KAN

BLIVE STUDERENDE FOR EN

DAG?

Din elev følges med en af vores ingeniørstuderende

gennem en dag, deltager i undervisningen og pro-

jektarbejdet, ser vores laboratorier og kan i det hele

taget tale med vores studerende om alt fra fagligt

niveau til læsemængde.

Målet er at give dine elever forudsætningerne for at

tage et kvalificeret studievalg. Vores studievejleder

står også til rådighed.

Eleven laver selv aftalen. Afholdelse i februar-maj

og september-december.

Læs mere på:

www.sdu.dk/tek/studerendeforendag

Find vores forskellige ingeniøruddannelser på:

www.sdu.dk/ing

Tilmelding og kontakt:

Tlf. 6550 7444

eller

[email protected]

Krusninger i tid og rum

Det er sjældent, at forskning inden for fysik trækker overskrifter i

de store landsdækkende medier. Det er dog lige præcis, hvad nyhe-

den om tyngdebølger har gjort. En international forskergruppe, LIGO,

har endeligt fået en konkret måling af de tyngdebølger, hvis eksi-

stens Einstein postulerede i den generelle relativitetsteori i 1915.

Tyngdebølger er forskydninger, eller “krusninger”, i rumtiden for-

årsaget af nogle af de mest voldsomme og energirige processer i

Universet såsom sammensmeltningen af to neutronstjerner, eks-

plosionen fra en supernova eller kolliderende sorte huller. Og det

er netop kollisionen mellem sorte huller, som forskerne har målt.

Helt præcist er der tale om to sorte huller, det ene på 36 solmas-

ser og det andet på 29 solmasser, som kolliderede for 1,3 milliar-

der år siden. Efter at de to sorte huller havde været i kredsløb om

hinanden i mange millioner år, var det først i de sidste to tiende-

dele af et sekund, at energien blev så høj, at de målte tyngdebøl-

ger blev dannet.

I løbet af disse tiendedele af et sekund gik de to sorte huller fra

at cirkulere hinanden 17 gange i sekundet til 75 gange i sekundet,

hvor tyngdebølgernes frekvens og intensitet toppede, og de smel-

tede sammen.

Kollisionen resulterede i et sort hul på 62 solmasser, og de tre “mang-

lende” solmasser blev omdannet til energi og sendt ud i rummet i

form af tyngdebølger.

Illustration: SXS

Computersimulering af hvordan to

sorte huller smelter sammen og i

den proces producerer tyngdebølger.

LIGO’s måling af tyngdebølger er banebrydende, fordi den beviser og

åbner op for muligheden for at observere universet ved at måle på bølger

i tyngdekraften i stedet for at måle på lys – men også, fordi de bekræf-

ter en matematisk teori formuleret af et menneske for 100 år siden.

Kasper Sjödin Kristensen. Kilde: www.ligo.caltech.edu/

WA/news/ligo20160211

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

SERVICE

Aktuel NATURVIDENSKAB

Udgiver

Aarhus Universitet, Science & Technology, i samarbejde med:

• Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet,

Københavns Universitet

• Det Naturvidenskabelige Fakultet og Det Tekniske Fakultet,

Syddansk Universitet

• Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet,

Aalborg Universitet

• Roskilde Universitet

• Danmarks Meteorologiske Institut.

Styregruppe

•

Bo T. Andersen,

afdelingsleder, Det Tekniske Fakultet,

Syddansk Universitet

•

Joakim Groth,

kommunikationschef, Det Natur- og Bioviden-

skabelige Fakultet, Københavns Universitet

•

Mads Bendix Fjendsbo,

rektor, Viborg Gymnasium og HF

•

Niels Kring,

chefkonsulent, Det Naturvidenskabelige Fakultet,

Syddansk Universitet

•

Annette Lind,

områdeleder, chefkonsulent, Det Teknisk--

Naturvidenskabelige Fakultet, Aalborg Universitet

Redaktionsgruppe

•

Mette Christina Møller Andersen,

Det Tekniske Fakultet,

Syddansk Universitet

•

Michael Bjerring Christiansen,

Aarhus Statsgymnasium

•

Jørgen Dahlgaard,

Aktuel Naturvidenskab

•

Niels Hansen,

Danmarks Meteorologiske Institut

•

Carsten Rabæk Kjaer,

Aktuel Naturvidenskab

•

Carsten Nielsen,

Aalborg Universitet

•

Hans Ramløv,

Roskilde Universitet

•

Birgitte Svennevig,

Det Naturvidenskabelige Fakultet,

Syddansk Universitet

•

Svend Thaning,

Københavns Universitet

Eftertryk kun efter aftale. Citat kun med tydelig kildeangivelse.

Synspunkter, der fremføres i bladet, kan ikke generelt tages som

udtryk for redaktionens holdning

Ansvarshavende

Dekan Niels Chr. Nielsen, Science & Technology,

Aarhus Universitet

Redaktion

Redaktør Jørgen Dahlgaard og redaktør Carsten Rabæk Kjaer

Tlf.:

87 15 20 94

E-post:

[email protected]

Hjemmeside:

aktuelnaturvidenskab.dk

Postadresse:

Aktuel Naturvidenskab, Ny Munkegade 120,

Bygn. 1520, 8000 Århus C

Abonnementspris 2016

294 kr. i DK for 6 numre, inkl. moms og porto.

Abonnementsservice:

Telefonnr.: 70 25 55 12

e-post: [email protected]

Layout og illustration:

Jørgen Dahlgaard

Tryk:

Jørn Thomsen /Elbo A/S

ISSN:

1399-2309 (papirudgaven), 1602-3544 (web)

Oplag:

7.500

Omslag:

Foto fra det radiodøde rum på Aalborg Universitet,

hvor forskerne kan måle kvaliteten af

mobilantenner.

Foto: Adam Lehn.

Fagpanel

Aktuel Naturvidenskab samarbejder med en bred skare af fagfolk,

der stiller deres faglige viden til rådighed for bladet.

•

Katrine Krogh Andersen, ph.d.,

forsknings- og udviklingschef,

Danmarks Meteorologiske Institut

•

Flemming Besenbacher,

professor, Interdisciplinært

Nanoscience Center (iNANO), Aarhus Universitet

•

Claus Hviid Christensen,

senior manager, Innovationscenter,

Dong Energy

•

Jesper Dahlgaard, ph.d.,

Aarhus Universitetshospital og Psykologisk

Institut, Aarhus Universitet.

•

Ture Damhus,

Kemiker ved Novozymes samt formand for

Kemisk Forenings Nomenklaturudvalg

•

Søren B. F. Dorch,

astrofysiker ph.d., bibliotekschef, Syddansk

Universitetsbibliotek, adjungeret lektor ved Niels Bohr Instituttet,

Københavns Universitet

•

Michael Drewsen,

professor, Institut for Fysik og Astronomi,

Aarhus Universitet

•

Claus Emmeche,

lektor, Niels Bohr Instituttet, Københavns

Universitet.

•

Tom Fenchel,

professor emeritus, Marinbiologisk Laboratorium,

Københavns Universitet

•

Jens Morten Hansen,

statsgeolog ved GEUS samt adjungeret

professor i naturﬁlosoﬁ ved Københavns Universitet

•

Vagn Lundsgaard Hansen,

professor, Inst. for matematik,

Danmarks Tekniske Universitet

•

Palle Høy Jakobsen,

ph.d. & DMSc., Managing Director,

EIT Health Scandinavian CLC

•

Peter K.A. Jensen,

adm. overlæge, Klinisk genetisk Afdeling,

Aarhus Universitetshospital

•

Mikkel Willum Johansen,

adjunkt i de matematiske fags videnskabsteori,

Institut for Naturfagenes Didaktik, Københavns Universitet

•

Peter C. Kjærgaard,

professor, ph.d., museumsdirektør, Statens

Naturhistoriske Museum

•

Gunnar Larsen,

geolog, NIRAS.

•

Bent Lauge Madsen,

biolog (pensioneret fra Miljøministeriet).

•

Sebastian H. Mernild,

Klima- og Polarforsker, Glaciology and Climate

Change Laboratory, Center for Scientiﬁc Studies/Centro de Estudios

Cientiﬁcos (CECs), Chile

•

Ole G. Mouritsen,

professor, Institut for Fysik,

Syddansk Universitet.

•

Bent Nielsen,

gymnasielektor, Københavns VUC.

•

Jens Olaf Pepke Pedersen,

senior forsker, DTU Space.

•

Kaj Sand-Jensen,

professor, Sektion for Ferskvandsbiologi,

Biologisk Institut, Københavns Universitet.

•

Theresa S. S. Schilhab,

forsker, Forskningscentret Gnosis,

Aarhus Universitet

•

Klaus Seiersen,

ph.d., Aarhus Sygehus, Afd. for Medicinsk Fysik.

•

Carl-Erik Sølberg,

civilingeniør, Institut for Fysik,

Aalborg Universitet.

Sponsorabonnenter:

Aktuel Naturvidenskab

2016

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

SERVICE

Intropakke

Undervisning

Aktuel Naturvidenskab i gymnasiet

Hvis du underviser i et naturvidenskabeligt fag på gymnasiet, er der godt nyt til dig: Du kan nu

ﬁ

nde

ﬁ

re spritnye undervisningssæt beregnet til undervisningen i gymnasiet på vores hjemmeside.

De nye materialer er lavet som en del af projektet

Aktuel Naturvidenskab i undervisningen,

som VILLUM FONDEN har ydet

ﬁ

nansiel støtte til. Fremover vil der jævnligt komme nye under-

visningssæt til, der knytter an til artikler i de nyeste numre eller til artikler fra arkivet. Samti-

dig vil vi arbejde med at organisere artikler fra arkivet i temaer, som er relevante i gymnasie-

undervisningen. Og så har vi lanceret en quiz-app på hjemmesiden, som både skal være til

sjov og læring. Her kan du bl.a. prøve kræfter med spørgsmål til temaet om

Naturvidenska-

bens 10 største erkendelser,

som har været et af de mest populære temaer på Aktuel Natur-

videnskabs hjemmeside gennem tiden.

Projektgruppe med gymnasielærere

Intropakken – en oplagt gaveide!

Bestil en intropakke med de seneste otte

numre samt abonnement i ét år (6 numre).

Pris kun kr. 354,- inkl. moms, porto og

ekspedition (merpris for udland).

Bestil via aktuelnaturvidenskab.dk

[email protected]

eller på tlf. 70 25 55 12.

Lærere fra Viborg Gymnasium og HF, Aarhus Statsgymnasium og Vesthimmerlands Gymnasium

er med i en projektgruppe, der arbejder med at lave nye undervisningssæt, online-temaer og

quiz-spørgsmål. Det er tanken at involvere lærere fra

ﬂ

ere gymnasier hen ad vejen.

Hvis du har spørgsmål ang. arbejdet i projektgruppen eller kommentarer til de nye under-

visningsmaterialer, er du velkommen til at kontakte koordinator for projektgruppen, Peter

Arnborg Videsen fra Viborg Gymnasium og HF på mail [email protected]

Nye undervisningsmaterialer

Abonnementsservice

Har du fået ny adresse eller ønsker du

at bestille et gaveabonnement på bladet?

Kontakt abonnementsservice på

Telefon:

70 25 55 12

Mandag-torsdag kl. 8-16, fredag kl. 8-14.

[email protected]

Abonnement kan også bestilles via

hjemmesiden:

aktuelnaturvidenskab.dk

Husk at melde

ﬂ

ytning til ny adresse.

Vi modtager desværre ikke automatisk

besked om din nye adresse.

De nye undervisningssæt er knyttet til artiklerne:

• Bakteriers immunsystem åbner døren til

en ny æra for biologien

(AN 1/2016) Biologi B+A og Bioteknologi

• Se ind i maden, (AN nr. 6/2015) og

• Kviksølv i Østersøen, (AN nr. 5/2015)

Biologi B+A, med faktaboks om kemi

• Sæt sejl mod stjernerne, (AN nr. 4/2013),

Fysik A

ﬁ

nder materialerne under punktet

undervisningsmaterialer

på hjemmesiden:

aktuelnaturvidenskab.dk

Her kan du også

ﬁ

nde undervisningssæt

til mange andre artikler.

rganismen

s arvemas

se (genom

isk DNA)

Guide RNA

streng

CRISPR-Cas

genkende

lsessekven

Cas9 Protei

Brud på be

gge streng

e af genom

isk DNA

Oprydningssalg

Mangler du nogle numre af bladet?

Så er der nu en chance for at supplere

samlingen med dette tilbud:

Tilbudspakke med ældre ikke udsolgte

numre ca. 26 blade (fra år 2007-2014):

Pris kun 250,- inkl. porto (dk) og moms.

Se mere og bestil via hjemmesiden:

aktuelnaturvidenskab.dk eller

på telefon 7025 5512.

Nyhedsbrev

Tilmeld dig det elektroniske nyhedsbrev og få nyt om Aktuel

Naturvidenskab i din mailboks.

Du får:

• Artikler på forhånd, når der er en aktuel anledning

• Appetitvækkere og link til artiklerne digitalt

• Information om andre aktuelle tiltag.

Tilmeld dig via hjemmesiden: aktuelnaturvidenskab.dk

Mød os på Facebook.com

/aktuelnaturvidenskab

MOF, Alm.del - 2015-16 - Bilag 354: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 1-2016

AL HENVENDELSE TIL:

Aktuel Naturvidenskab, Ny Munkegade 120, Bygn. 1520, 8000 Aarhus C

Tlf.: 70 25 55 12 / 87 15 20 94, E-post: [email protected]

Digitale

indfødte

på

museum

Af Carsten R. Kjaer,

Aktuel Naturvidenskab

Foto: Maria Randima

En game controller kan bygges af lidt af hvert og

kan sagtens inkludere et par appelsiner!

på en eller anden måde, uden man får den fjerneste fornemmelse af

den fascinerende elektronik, der ligger bag. Men når børnene får lov

at skille apparater ad og opdager printkort med mikrochips og andre

komponenter eller bygger deres egen game controller, bliver der igen

skabt en meget direkte forbindelse mellem nogle fysiske ledninger

og kontakter og det, der foregår på skærmen. Det kan forhåbentlig

give børnene en teknologisk aha-oplevelse,« siger Hans. Pointen blev

umiddelbart bekræftet af to små piger bag en laptop, som pludselig

begejstret råbte:

Det virker, det virker…!

Man kan godt føle sig en smule bedaget, når brugsgenstande fra ens

ungdom begynder at dukke op på museerne. Sådan havde jeg det lidt,

da jeg besøgte Steno Museet i Aarhus i skolernes vinterferie og bl.a.

kunne genopleve synet af en Commodore 64 og et 56 k Lassat-modem.

Men følelsen understreger vel blot den trivielle pointe, at nogle tekno-

logier udvikles så hurtigt, at der kun skal et par årtier til, før en given

dims er at betragte som antik. Nu var det “antikke” computerudstyr i

montrerne måske mest henvendt til os gamle, der kunne falde i staver

over alt det grej, vi kan huske fra barndomshjemmet og de første år på

studiet. Børnene – og dem var der rigtig mange af på Steno Museet i

vinterferien – var hovedmålgruppen for temaugen

Game on.

Og skal

man dømme ud fra stemningen den eftermiddag, jeg besøgte museet,

gik konceptet rent ind hos ungerne. Med højrøstet iver var de beskæf-

tiget med at spille gamle “bip-spil”, med at lave deres egne

game con-

trollere

eller med at bygge

ﬁ

gurer ud af teknologi-skrot.

Forskning i forklædning

Børnene kunne på Steno Museet også prøve kræfter med et computer-

spil, der i virkeligheden er hard core forskning i forklædning. Umiddel-

bart går spillet ud på at pløkke en masse edderkopper, før de får ram

på en. For at få ammunition og bedre våben skal man med musen

trække noget, der ligner en væskefyldt skål fra et punkt på skærmen

til et andet så hurtigt som muligt, og uden at “væsken” skvulper over.

»Og det er denne manøvre, vi er interesserede i,« fortæller lektor Jacob

Sherson fra Institut for Fysik og Astronomi ved Aarhus Universitet.

Bevægelsen repræsenterer nemlig en løsning på det problem at

ﬂ

ytte

et atom ved hjælp af en laser-pincet, uden at det bliver ustabilt – noget

man skal kunne for at udvikle en kvantecomputer. Spillet registrerer

musens bevægelser og omsætter det til en konkret løsning, som for-

skerne kan prøve af. »Det er noget, der kræver utallige beregninger,

men kan vi lægge beslag på en lille del af de mere end 30 mia. timer,

der skønsmæssigt blive brugt på computerspil årigt, så skal vi snart

få lavet en kvantecomputer,« griner Jacob Sherson.

Prøv forskernes spil på www.scienceathome.org



Teknologiske aha-oplevelser

»Ideen med temaet har været at trække børnene ind i det tekniske

univers via noget, de alle sammen går op i, nemlig computerspil,« for-

tæller Hans Buhl, der er museumsinspektør ved Steno Museet. Man

betegner i dag frejdigt børn og unge mennesker som

digital natives,

fordi de vokser op med den digitale teknologi som den naturligste ting

i verden. Men at være en “digital native”, betyder ikke nødvendigvis,

at forståelsen af teknologien stikker ret meget dybere end den over-

ﬂ

adiske brugeroplevelse.

»I dag er mange af vore gadgets blevet en slags “black box”. Når man

berører touchskærmen på en smartphone eller tablet, reagerer den

Aktuel Naturvidenskab

2016

2015