Biologi 1 [4. uppl. ed.] 9789147085231, 9147085231 [PDF]

Zitiervorschau

Karlsson Krigsman Molander Wickman

Denna lärobok är avsedd för kursen Biologi 1. En grundläggande tanke som följt denna bok genom åren har varit att erbjuda en resonerande text med syfte att skapa inte bara teoretisk förståelse utan också insikter i hur kunskaperna kommer till användning. Varje större avsnitt har en inledande översikt och många exempel som levandegör resonemangen som ges i den löpande texten. I slutet finns sammanfattande frågor och en begreppskarta. Evolution och miljöfrågor utgör en samlande röd tråd genom boken. Med denna nya upplaga har boken uppdaterats och en rad illustrationer har förbättrats eller bytts ut. Stora delar har också omstrukturerats i enlighet med den nya ämnesplanen. En nyhet är de rutor med exempel på hur man samlar in, analyserar och tolkar data i biologisk forskning. Längst bak finns en ordlista. Till boken hör också en lärarhandledning. Avsikten har varit att skapa en modern bok som är lätt att läsa och förstå, samtidigt som den är gedigen innehållsmässigt sett. Kapitlen Cellers byggnad och Cellens genetik har skrivits av Janne Karlsson och Per-OlofWickman gemensamt, Introduktion, Ekologi, Evolution och Individens genetik av Per-Olof Wickman, Hållbar utveckling av Thomas Krigsman, Etologi och beteendeekologi av Bengt-Olov Molander och Organismernas släktskap och ekologi av Janne Karlsson. Vi har granskat och bearbetat texten tillsammans och har därför ett gemensamt ansvar för bokens innehåll. Tre av oss, Janne Karlsson, Bengt-Olov Molander och Per-Olof Wickman, har också skrivit Biologi 2, som är den andra läroboken •

•

1 serien.

Författarna

3

Inledning 6

Konsumtion 135 Avfall 137

Ekologi 11

Biologisk mångfald 139

Cellers byggnad 157

••

,•

Organismen och miljön 13 Kretslopp och flöden 23 Ekosystem på land 34

Cellernas byggstenar 158

Sjöar som ekosystem 48

Två huvudtyper av celler 160

Myrar som ekosystem 56

Hur man studerar celler 162

Ekosystemen i havet 59 Populationsekologi 66

Cellens genetik 165

Samhällsekologi 74

Hållbar utveckling 79

•

..

,.

Nukleinsyrornas byggnad 16 7 Kromosomer består av DNA och proteiner 168 Luften 92 Försurningen 103 Vatten 111

Generna uttrycks 170 Generna ärvs 176 Hur vet man att DNA bär på arvet? 182

"

Overgödning 115

Milj ögif te r 12 5

Genteknik och etik 184

Individens genetik 191

Etologi och beteende-ekologi 247

En historisk tillbakablick 192

Naturligt urval 24 9

Monogena egenskaper 195

Klassisk etologi 253

Polygena egenskaper 206

Beteendeekologi 264

..

Arftliga sjukdomar 207 Arvet och miljön 212 Avel och förädling 215

Organismernas släktskap och ekologi En kort översikt 281

Evolution 219

Eubakterier 284 Arkea 285 Eukarya 285

Hur organismerna grupperas och får namn 221

Gröna organismer 287

Livets historia 223

Svampar 289

Kartläggning av evolutionen 232

Djur 290

Evolutionens orsaker 236 Ekologi och evolution 243

Ordlista 300 Register 302

Kvinnan på bilden torkar alger för att unde rsöka hur de skulle ku nna användas som livsmedel.

Vad är biologi? Biologi är vetenskapen om de levande organis-

orsakerna till olika sjukdomar vet vi idag också

merna. Till organismerna hör alla levande varelser som djur, växter, svampar och bakterier.

en hel del om hur vi kan bota dem.

En viktig uppgift för biologerna är att beskriva hur de levande varelserna ser ut och fungerar.

säkrare och exaktare sätt kunna förutsäga vad som händer med människor och andra orga-

De undersöker också hur olika saker påverkar

nismer om något ändras. Men eftersom sam-

dem. På så sätt försöker de kartlägga orsakerna

banden i naturen ofta är så invecklade, kan

till varför organismerna fungerar på ett eller

det kräva stor möda eller till och med ibland

annat sätt. Bara om man förstår orsakerna

vara omöjligt att alltid säkert förutsäga vad

bakom går det att förutsäga vad som händer

som kommer att hända. Många av de samband som vi berättar om i den här boken är

om något ändras. I jordbruket vet man till exempel hur olika gödningsämnen kan få grödor att växa bättre. Tack vare forskning om

6

Inledning

Forskningen i biologi strävar efter att på ett

välkända och säkra, men vi beskriver också sådana som är mer osäkra.

DET KONTROLLERADE EXPERIMENTET

I biologi är sambanden ofta invecklade, och det går inte alltid att säkert avgöra orsakerna bakom de samband som man hittar. En ständigt diskuterad fråga är sambandet mellan mat och hälsa. Som synes i figuren är dödsfall i bröstcancer vanligare i länder där man äter mer fett. Man kallar ett sådant samband mellan två variabler för korrelation. På x-axeln sätter man den variabel som man tror är en viktig orsak till förändringar i variabeln på y-axeln. Av detta skäl kallar man variabeln på x-axeln för den oberoende variabeln och den på y-axeln för den beroende variabeln.

Men även om man finner ett samband mellan två variabler på detta sätt, kan man inte säkert säga att den oberoende variabeln [i detta fall fettintaget] verkligen orsakar förändringen i den beroende variabeln (i detta fall risken att dö i bröstcancer]. Problemet med att tolka ett sådant samband är att det finns en massa andra saker som skiljer länderna åt. Det kan vara andra saker man äter eller helt andra levnadsvanor som ändras på samma sätt som fettintaget. För att veta bättre försöker forskare göra experiment där de bara ändrar en sak i taget. Detta kallas för ett kontrollerat experiment . därför att man håller variablerna under kontrollerade förhållanden.

Man kan rycka att en lärobok i biologi bara ska handla om det som man verkligen vet. För varför ska man lära sig sådant som man ännu inte riktigt vet? Men att studera biologi handlar inte bara om att känna till så kallade säkra fakta. Det handlar också om att förstå vad som är viktiga biologiska frågor och att själv kunna avgöra hur bra kunskaper det går att ha inom olika områden. Hur säkert är till exempel det som skrivs i tidningarna om hoten mot mil. ..

~

JOn.

I en amerikansk studie lät man därför 19 000 kvinnor under åtta år äta hälften så mycket fett som tidigare. Som jämförelse till experimentgruppen hade man en kontrollgrupp som fortsatte att äta som vanligt. När man jämförde de två grupperna så fann man ingen skillnad i förekomst av bröstcancer. Detta experiment ger alltså inget stöd för den korrelation man tidigare funnit. För att veta helt säkert behöver man dock göra fler undersökningar. Inte heller i ett experiment kan man alltid kontrollera allt. Det är också möjligt att åtta år är för kort tid. Antal dödsfall per 100 000 Holland Storbritanniei (l Danmark

25

°

Canada () 0 Sohweiz Nya Zeland O lrlandQ; 0 o USA '\' [ Belgien Australien o os erige österri keO 00 Tyskland Jtalien~ ~._--.:: Ngr_ge O Frankri=ke,._ Tjeckien() Unglfn O Finland Po ugalO

20

15

Hong Kong

10

5

Polen

Ch ile('! o i u19ari! n Spanien Venezuel~o Rlrmånien 00Grekland Panama0 f d(}ugoslavien 0 Colombia o Puerto Rico ..........o ::::=:::=, ===::;::==:~==:I Filippinerna 0 o . OMexico Japan Taiwan . OSri Lanka Thailand 0 0 El Sal vador

0

20

®

60

80

100

120

140

160

180

Totalt f ettintag

Sambandet mellan antalet dödsfall i bröstcancer och totala fettintaget per person i olika länder.

En lärobok som bara handlade om det man säkert vet skulle ge en falsk bild av att man redan vet allt. I forskningen finns många spännande men också livsavgörande utmaningar kvar. Ingen vet idag säkert hur det första livet på jorden uppstod eller vad som styr utvecklingen av ett foster. Det finns också förhoppningar om att man i framtiden ska kunna göra vaccin mot sjukdomar som AIDS och malaria. Biologisk forskning behövs också för att få kunskap som kan hjälpa till att säkra tillgången på mat i världen.

Inledning

7

Organismer består av celler

Från molekyl till samhälle

De organismer som biologin handlar om har

I biologi är det stora och lilla beroende av var-

en hel del gemensamt. En tidig upptäckt var

andra. För att förstå biologi kommer du att

att de alla är uppbyggda av celler. En del är

studera allt från organismernas minsta orga-

encelliga och består av en enda cell. Dit hör mikroskopiska organismer som bakterier och

niska föreningar till hela samhällen av arter,

amöbor. Andra organismer är flercelliga och

som skogar och ängar. En studie av hur de organiska föreningarnas

består av mängder av sammanhängande celler,

molekyler fungerar hjälper dig att förstå hur

som tillsammans bildar en enda organism. Hit

cellerna fungerar. Hos flercelliga organismer

hör växter, svampar och djL1r.

bildar cellerna sedan vävnader. En vävnad är

Ett gränsfall mellan liv och död är virus.

en samling celler som ser ut på ett typiskt sätt

Till skillnad från andra organismer består vi-

och har en viss funktion. Hos oss människor

rus inte av celler. En del vill därför inte kalla

bildar till exempel muskelceller gemensamt en

dem för organismer. Hur det än är med den saken, så kan virus, precis som de organismer

muskelvävnad, som kan dra sig samman och få en muskel att spänna sig. Olika vävnader

som består av celler, föröka sig och skaffa av-

bildar sedan organ, som också har särskilda

komma. Något som förenar allt liv inklusive

funktioner. Ett visst organ, till exempel hjärtat,

virus är deras förmåga att göra kopior av sig

innehåller många olika vävnader, som muskel-

själva. En cell förökar sig genom att dela sig i

vävnad som får hjärtat att slå. Hjärtat innehål-

två dotterceller. Människor föder människor

ler också bindväv, som håller samman hjärt-

och virus ger upphov till nya virus.

muskeln. Tillsammans sköter dessa vävnader

Alla celler är uppbyggda efter i stort sett samma mönster, även om de kan se mycket

hjärtats uppgift att pumpa blod. En viss typ av vävnad finns ofta i flera olika organ. Muskel-

olika ut. En cell är en behållare, som är omgi-

vävnad finns förutom i hjärtat bland annat i

ven av en tunn hinna, ett cellmembran. Inuti

tarmarnas väggar och i kroppens muskler. Or-

cellen finns förutom vatten också en mängd

ganen bildar tillsammans en organism, som är

olika små strukturer, som sköter olika uppgif-

nästa steg i den biologiska storlekstrappan.

ter.

Om vi fortsätter mot allt större biologiska

Cellmembranet och strukturerna i cellerna

enheter, så grupperar biologerna sedan or-

är uppbyggda av organiska föreningar, det vill

ganismerna i populationer och arter. Arter

säga kemiska föreningar med kedjor av kol-

består av grupper av individer, där de olika

atomer. Exempel på organiska föreningar är proteiner, fetter och kolhydrater. I cellen sker

grupperna inte har så mycket kontakt med varandra. Abborrar i två olika sjöar har inte

hela tiden olika kemiska reaktioner som be-

så stora möjligheter att träffas, trots att de hör

hövs för att cellen ska fungera. Dessa kemiska

till samma art. Sådana åtskiljda grupper av en

reaktioner kallas för cellens ämnesomsättning.

art brukar man kalla populationer. En viss art

När du i ekologin läser om hur djur och växter

kännetecknas av att den normalt bara kan få

omvandlar olika ämnen, till exempel i foto-

avkomma med artfränder.

syntesen, så kan det vara bra att veta att de här

Slutligen, när vi når den största gruppe-

kemiska reaktionerna sker i alla de miljontals

ringen inom biologi, talar vi om samhällen.

små celler som bygger upp de flercelliga orga• n1smerna.

Samtliga populationer av alla olika arter som lever på en plats, brukar man kalla för ett organismsamhälle eller helt enkelt ett samhälle.

8

Inledning

Ett samhälle kan vara en skog m ed alla växter, djur och andra organism er som finns där. I figuren intill kan du göra en resa från de största beståndsdelarna till de minsta, som biologerna studerar i en skog. [al

[bl

ledn ingsvätska vävnad för fotosyntes--.__,, {cl hud skikt

kloroplast

... 1

vätskefylld ,, 1~., : blåsa I

I

---~~c

{dl

~

cellvägg

·

H2C: CH

CH3

,f/

,f/

H3C

N

N

CH2CH3

/

' Mg

H3C

#

N/

'I N

~

# #

CH3

CH2 I

CH2

' O=- C

"'

CH2CH3 0

0'

En resa från samhälle till molekyl i en barrskog. En s kog (al ä r ett samhälle med populationer av oli ka arte r av dj ur och växter. En sådan popu lation är till exempel a lla talla rna i skogen. Varje enskild tall är en organism som har oli ka organ som sköter olika funktioner. Barren sköter fo tosyntesen medan kottarna bildar frön som s köter förökn inge n (bl. Organen bestå r i sin tur av olika vävnader. I bild (cl visas ett ta llbarr i genomskärning med några av dess viktigaste vävnader. Ledn ing svävnaden sköter trans porten av olika ämnen i barret. Alla vävnader består av celle r. J ust i vävnaden fö r fotosyntes fi nns celler som innehå ller kloroplaster. I bild [dl visas en sådan cell i genomskärning. I kloroplasterna finns klorofyllmolekyler [el som hjälper till vid foto syntesen. Klorofyllmolekyle r finns i alla gröna växter med fotosyntes. men de är bara en av de tusenta ls oli ka sorters organiska molekyler som växtcellen innehåller. Organ iska molekyler är de minsta beståndsdelarna som är typiska fö r levande varelser.

' CH2 CH

'

Il

C- CH3

' CH2 ' 2 CH • CH2

'

CH- CH3

' CH2 CH2

'

' CH2 ' CH3 CH' CH2 I CH2 ' 2 CH

{el

' CH3 CH-

'

CH3

Inled ning

9

Bokensinnehåll och uppbyggnad Denna bok, Biologi l, handlar om ekologi, miljöfrågor, genetik, evolution och djurens beteenden. Sist i boken finns en översikt av alla de olika typerna av organismer. I Biologi 2 behandlas bland annat cellens, människans och växtens biologi. Som du kommer att upptäcka redan i första kapitlet om ekologi, är det viktigt att hålla reda på om egenskaperna som det talas om finns hos molekyler, celler, organismer, populationer, samhällen eller hela ekosystem. Samtidigt är det viktigt att förstå hur det som händer i det lilla och det stora hänger ihop. Vad cellerna gör påverkar till exempel hela organismen, eftersom den nästan bara består av celler. Varje större avsnitt inleds med en översikt av det som kommer att behandlas mer i detalj senare i avsnittet. I den inledande översikten beskrivs också vad som är syftet med avsnittet och vilka frågor som det behandlar. Meningen är att du ska få en ide om det som följer och vad som kan vara särskilt viktigt. I själva avsnittet berättar vi sedan utförligt hur man kan resonera för att förstå det som behandlades i den inledande översikten. Vi ger också många olika exempel för att ge en

Begreppskarta

består av

med

innehåller

'

'

Begrepp

Förbindelseord

är o ftast

talar om

' Substantiv

Sambanden

'

10

Inledning

uppfattning om hur resonemangen kan användas på det som verkligen finns och händer i organismerna och i naturen. De viktiga termer som behandlas i ett visst avsnitt visas med kursiv stil. Första gången termen används ger vi också en förklaring av vad termen betyder. För att göra det lättare för dig, finns viktiga termer dessutom samlade i en ordlista längst bak. Varje avsnitt avslutas med frågor. Det exakta svaret på frågorna finns inte alltid i texten. Meningen är att du ska kunna öva dig att använda avsnittets resonemang på andra än bokens exempel. Som en sammanfattning avslutas också avsnitten med en begreppskarta. Den beskriver schematiskt hur de viktigaste begreppen i avsnittet hör ihop. Ett exempel på en enkel begreppskarta finns till vänster. Den visar just de begrepp som är viktiga för att kunna läsa en begreppskarta. I de gröna rutorna finns själva begreppen, som oftast är substantiv. Förbindelselinjerna visar vilka begrepp som hör samman. På linjerna finns förbindelseord, som närmare talar om på vilket sätt begreppen hör ihop. En begreppskarta läser du vanligtvis uppifrån och nedåt. Men ibland finns förbindelselinjer också i andra riktningar. En begreppskarta kan se ut på många sätt. Du kan själv försöka göra en begreppskarta, innan du läser den som finns i boken. Det är en bra övning för att lära sig hur begreppen hänger ihop. I vissa av bokens kapitel finns särskilda rutor som ger exempel på forskningsmetoder inom biologi. Du har redan stött på en ruta som behandlar hur medicinska forskare har använt korrelationer och experiment för att undersöka sambandet mellan kost och cancer. Andra rutor behandlar hur man använder modeller, ställer upp hypoteser eller hur statistik kan användas. Alla de metoder som nämns i rutorna är allmänna och vanliga inom forskningen i biologi och viktiga att känna till om du vill göra egna undersökningar eller bedöma forskningsresultat.

---

-

-

Vad handlar ekologi om? Ekologi handlar om samspelet mellan orga-

Hur förändras organismerna av miljön?

nismerna och den omgivande miljön. Eko-

Organismerna förändras på olika sätt av mil-

loger försöker förstå hur miljön påverkar hur

jön. För att se vad det kan betyda kan vi se när-

vanliga arter är, var de finns någonstans och

mare på ett vanligt träd som tallen. En tall som

varför de ser ut eller fungerar på ett visst sätt. Typiska ekologiska frågor är: Hur kan man

får mycket närsalter och vatten blir större än

hindra utfiskning? Varför uppträder skadedjur

där enskilda individer förändras av miljön kal-

bara vissa år?

las individuella forändringar. De sker under en individs livstid.

Syftet med det här kapitlet är att du ska kunna ställa ekologiska frågor och kunna

en tall som inte får det. Sådana förändringar

besvara dem med hjälp av förklaringar som

Förändringar kan också betyda att hela populationer förändras genom att de blir vanli-

bygger på samspelet mellan organismerna och

gare eller ovanligare. Tallen kan till exempelvis

miljön.

bli sällsyntare därför att granen blir vanligare och konkurrerar ut tallen. Sådana förändringar kallar man ekologiska förändringar. Ofta måste

Vad menas med miljön? MiljiJ°n är organismernas omgivning. Den innefattar både den levande och icke levande miljön. Den icke levande miljön är klimatet, marken, luften och vattnet. När ekologerna stu-

man studera en art under flera generationer för att se ekologiska förändringar. Slutligen kan miljön gynna uppkomsten av helt nya egenskaper som inte har funnits hos en art tidigare. I en framtid kanske ett torrare klimat gör så att tallen utvecklar tjockare barr, som skyddar den bättre mot Ltttorkning.

derar den icke levande miljön mäter de olika abiotiska faktorer. De kan vara kemiska fakto-

Sådana förändringar kallas evolution, och de

rer eller fysikaliska faktorer. Kemiska faktorer är olika kemiska ämnen. Hit räkt1as bland

ändringar.

annat pH och mängden närsalter i marken. Fysikaliska faktorer har med energitillgången

förändringar. Men eftersom miljön påverkar

och klimatet att göra. Exempel är temperatur och solljus. Den levande miljön beskrivs med hjälp av

biotiska faktorer. När man studerar de biotiska faktorerna så försöker man förstå hur organismerna påverkar varandra, det vill säga hur de är miljö för varandra. Många djur äter till exempel växter, och en del växter behöver bin eller fjärilar som pollinerar deras blommor. De olika miljöfaktorerna samspelar med varandra. Det är därför viktigt att studera både

tar ofta mycket längre tid än ekologiska förEkologer studerar framförallt ekologiska organismerna genom individuella förändringar och genom evolutionen, så måste ekologerna ta hänsyn till och studera sådana förändringar också. Ofta är det individuella förändringar som gör att ekologiska förändringar sker. Mindre regn kan göra att tallen får färre frön. Det kan i sin tur få tallen att bli sällsyntare. Det här kapitlet handlar främst om individuella och ekologiska förändringar. Hur miljön ger upphov till evolution av organismerna behandlas särskilt i kapitlet Evolution.

abiotiska och biotiska faktorer tillsammans.

abiotisk= icke levande

Hur bra en växt trivs kan till exempel bero

biotisk= levande

både på hur mycket daggmaskar det finns (en

evolution lat

biotisk faktor) och på hur mycket det regnar (en abiotisk, fysikalisk faktor).

12 Ekologi

evolutio =upprullande, utveckling

Organismen och miljön Inledande översikt Varje art har formats under en lång tids evolution. Under årmiljoner h ar dess egenskaper och behov anpassats till en viss miljö. Organismer kan därför inte fi nnas var som helst. En växt från Afrikas regnskogar kan inte leva i Sverige, och en fisk dör på land. Kunskaper om organismern as behov gör det lättare att förstå hur miljön kan påverka hur vanliga de är. Att ta reda på vilka behov en utrotningshotad art har, kan till exempel vara ett första steg för att rädda den. Alla organismer behöver materia och energi. Materia, det vill säga atomer av olika grundämnen, behöver organismerna till de organiska föreningar som deras celler består av. Energi behöver de för att bilda nya organiska föreningar, fö r att transportera ämnen i kroppen, och för att röra och förflytta sig. Men även om alla organismer behöver materia och energi, så har de olika sätt att skaffa sig det. Förutom tillgång på materia och energi, kräver organismer också att en rad andra abiotiska och biotiska faktorer för att leva. En fisk kan behöva en viss salthalt i vattnet och en blomväxt någon speciell insekt för att sprida sina pollen.

··.. ..

I det här avsnittet besvaras frågor om vad organismerna behöver för att klara sig, alltså för att överleva, växa och fortplanta sig. Syftet är att du ska få grundläggande kunskaper om just detta. Vi börjar med organismernas behov av energi och materia.

Organismernas egenskaper har anpassats till sin miljö. Under evolutionen har orga nismer na anpassats på oli ka sä tt till de krav miljön ställer på dem . Bilden visa r de oli ka sä tt som framfo ten har utvecklats på hos däggdju ren . al bäver, b] schim pans. cl människa

Ekologi 13

w

-...

Hur får organismen kol och energi?

Behovet av energi och kolföreningar

Fotosyntesen

Behovet av kol och energi hänger ihop. Det

Alla organismer behöver grundämnet kol till

beror på att organismerna behöver energi för

sina organiska föreningar. D e gröna växterna

att bygga upp stora organiska föreningar ur

får sina kolatomer från koldioxiden i luften. Av

små kolföreningar. En del av denna en ergi

koldioxid och vatten bildar växten sedan syre

lagras samtidigt i de stora organiska förening-

och socker. Detta sker i bladen och växtens

arna som bildas. Lite förenklat kan man säga

andra gröna delar. För denna kemiska reaktion

att ju mer kolatomer en förening innehåller,

krävs energi. Växten tar energin frå.n solljuset och hela reaktionen kallas därför för fotosyntes.

desto mer energi finns lagrad i den. De stora organiska föreningarna innehåller därför mer

En del av energin från solljuset lagrar växten i

energi än de små kolföreningarna.

sockermolekylerna. Syret som bildas i fotosyntesen, avges till

+ 6 H2 0 + energi

luften. Sockret, däremot, behåller växten

socker + syre 7 koldioxid + vatten + energi

och använder för att bygga upp ännu större

C6 H120 6 + 6 0 2 7

6 C0 2

organiska fö reningar, bland annat cellulosa, Kemisk reaktion för cellandningen.

stärkelse och fett. Cellulosa ingår i växtcellernas väggar och bildar den ved som ger växten stadga. Fett och stärkelse använder växten för att lagra energi. Det är inte bara växter som har fotosyntes, det har även alger och blågröna bakterier. Alla de här organismerna innehåller det grön a färgämnet klorofyll som fångar in energin i solljuset, med vars hjälp de kan omvandla koldioxid och vatten till socker. Gemensamt för växter, alger och blågröna bakterier är alltså att de kan bilda organiska föreningar som socker ur oorganiska föreningar som koldioxid och vatten. Sådana organismer kallas autotrofer. Eftersom de använder just fotosyntesen för detta, kallas de för Jotoautotrofer.

6 C0 2 + 6 H20 + ljusenergi 7 C6 H12 0 6 + 6 0 2 koldioxid + vatten + ljusenergi 7 socker+ syre

Cellandningen

Kemisk reaktion för fotosyntesen.

utnyttja koldioxid som näring. D e måste äta

Djur, svampar och de flesta bakterier kan inte organiska föreningar från levande eller döda

När stora organiska föreningar bryts n er i mindre, frigörs energi. Den frigjorda energin kan organismen använda till sina olika behov. Men organismen behöver inte stora orga-

organismer för att ska.ffa sig materia och energi. Sådana organismer kallas heterotrofer. Att organiska föreningar innehåller energi blir uppenbart när ved brinner, alltså när cel-

niska föreningar bara för att lagra och sedan

lulosa reagerar med syre och bildar koldioxid

vid behov utvinna energi. De behövs också för

och vatten. En hel del av den energi som fun-

att bygga upp själva organismen. Det är just

nits bunden i cellulosan frigörs då som värme.

därför som behovet av kol och energi h änger .. nara samman.

Liknande kemiska reaktioner ger heterotro-

14 Ekologi

ferna energi från de organiska ämnen de äter.

kan lagra som stärkelse och fett. Skogsväxter,

I deras celler förbränns de organiska förening-

som harsyra, har lägre kompensationspunkt

arna tillsammans med syre till koldioxid och vatten. Denna reaktion kallas cellandning. Alla

än växter på öppna marker. De klarar sig där-

phos = ljus , synthesis = sammanställning

för bättre i den skuggiga skogen.

klorofyll grek chloros = grön, phyllon = blad

organismer med cellandning behöver syre, annars dör de. En stor del av den energi som frigörs vid andningen bildar värme, som avges till omgivningen. Men all energi omvandlas inte till

autotrofer grek

Organismernas behov av andra grundämnen

autos = själv, trofe = " . nar1ng

heterotrof grek

värme, utan en del används för att bygga upp

Förutom kol behöver organismerna även en

nya organiska föreningar eller för andra ener-

rad a.n dra grundämnen, som ingår i de fören-

gikrävande processer, som att röra sig.

ingar som bygger upp dem. Bakterier och svampar kan få de här grund-

Fotoautotrofer har både fotosyntes och cellandning

ämnena genom att ta upp olika ämnen och

Även fotoautotrofernas celler andas ständigt. Hos dem finns nämligen både fotosyntes och andning. Vid cellandningen använder fotoautotroferna en del av de sockermolekyler som de bildade vid fotosyntesen. Genom cellandningen skaffar sig växterna den energi de behöver för att transportera ämnen och för att bilda andra ämnen som de behöver än socker. Växterna kan bara använda energin i solljuset för att tillverka sockermolekyler.

Kompensationspunkten

fotosyntes grek

heteros = annan, olika

joner som finns lösta i markvattnet eller i de vattensamlingar som de lever i. Varje art är specialiserad på att använda vissa föreningar och joner. En särskild förmåga finns hos några bakterier, som kan skaffa sig kväveatomer från kvävgasen som finns i luften. Hit hör bland annat de kvävefixerande blågröna bakterierna. Djur får de ämnen som de behöver genom att äta och dricka. Ofta behöver djuren ämnena i en särskild form. En del djur äter bara kött, andra äter bara bestämda växter. Vissa djur måste dricka mycket vatten, medan andra klarar sig med ytterst små mängder.

Cellandningen påverkas inte av ljuset. Fotosyntesen avtar däremot med minskad ljusstyrka och därför sker ingen fotosyntes på natten. Andningen tär då på de upplagrade energirika föreningar som växten bildat under dagen. Föreningar som stärkelse och fetter kan nämligen omvandlas till sockermolekyler igen och användas i cellandnin gen. Men också på dagen kan ljuset vara så svagt att fotosyntesen bildar färre sockermolekyler än vad som behövs i cellandningen. Den ljusstyrka där fotosyntesen bildar precis så mycket sockermolekyler som används av andningen kallas kompensationspunkten. Under kompensationspunkten tär en växt på sina förråd av sockermolekyler i form av stärkelse eller fett, och dör till slut. Över denna punkt bildar fotosyntesen ett överskott, som växten

Landsköldpadda. Sköldpaddor som lever i torra miljöer kan ofta klara sig med vattnet i växterna de äter.

Ekologi 15

Växternas behov

cellmembranen och DNA. Brist på magnesium, som ingår i klorofyll, leder till att den gröna färgen försvinner från bladen och att plantan växer långsammare. Brist på närsalter begränsar ofta tillväxten i naturen. Jordbrukare tillför därför gödning med bland annat nitratjoner, fosfatjoner och kaliumjoner för att öka avkastningen. För höga halter av lösta salter kan också vara ett problem för växterna. Vid havsstränder med hög salthalt i marken lever speciella arter. Bara de med rötter som har särskilda an-

Växten får koldioxid och syre från luften. Alla andra ämnen tar dock växten upp med. rötterna. Växterna kan bara ta upp vatten och lösta joner genom rötterna. Det här betyder att växterna fyller hela sitt behov av materia med ämnena koldioxid, syre och vatten samt med lösta joner. De lösta joner som växterna tar upp, kallas med ett gemensamt namn för närsa!ter. Hit hör framförallt joner som nitrat, ammonium, fosfat, järn, kalium, magnesium och sulfat. Saknas något av dessa närsalter får växten problem att klara sig. Nitratjoner och ammoniumjoner innehåller kväve. Kväve ingår i mängder av organiska föreningar hos alla organismer. Det finns bland annat i proteiner. Genom fosfatjonerna skaffar växterna sig fosfor. Fosfor behövs till många beståndsdelar i cellen, bland annat i

passningar för höga koncentrationer av salter klarar sig. De olika miljöfaktorerna i marken hänger nära samman. Brist på vatten leder till uttorkning. Växternas celler består till stor del av vatten och skadas om vattenhalten förändras alltför mycket. Men en hel del växter tål ganska kraftig uttorkning. Bladen hos många träd klarar att förlora vatten motsvarande en tredjedel av vikten. Flera lavar och mossor klarar fullständig uttorkning. Vattnet transporterar också upp närsalter i växten, vilket gör att vattenbrist även ger brist på närsalter. Mängden vatten i marken påverkar dessutom rötternas möjlighet att andas. Syre löser sig sämre i vatten än i luft. Därför kan vattendränkta rötter få syrebrist som hämmar tillväxten. Surhetsgraden i marken påverkar växten, men bara mycket låga och höga värden (under pH 4 och över pH 8) är direkt skadliga. Men surhetsgraden når sällan så extrema värden i naturen. Viktigare är att det finns ett samband mellan pH och mängden närsalter i marken (sidan 39).

sol~nergi

.. .

...

. -. .

I

,

: . •

16 Ekologi

. .. ..

.

. ,. .....

:

...

.

'

..

.. ..

.. . .

-

..

:

•, •'

.

. .•

Växtens behov. En växt kan tillverka alla organi ska fö renin ga r den behöver ur solene rgi och olika oorga niska ämnen. Kol till soc ker hämtas från koldioxid ur luften. Alla and ra grundäm nen hämtas frå n nä rsalter lösta i vatten, som tas upp av rötte rna ur ma rken. Ba ra någon procent av växtens vikt kommer från närsa lterna och sjä lva jorden. De t mesta är omvand lad koldioxid och vatten. Syre visas inte i bilden. Syre använ ds inte för att bygga upp ämnen i växten , utan bara fö r att förbrän na socker vid cellandningen .

Toleransområde och

Nisch

optimal temperatur för snöskyttesvampen.

En arts behov kallas dess ekologiska nisch. Ni-

Snöskyttesvampen är en skadegör are i ta llplante-

schen talar om vad en art behöver för att överleva, växa och fortplanta sig. Den beskriver när arten trivs bäst, men också vad arten överhu-

ringar. Den påmi nner ytlig t om mögel. Den angriper tallbarr som under vi ntern

vudtaget tål. En fullständig beskrivning skulle

har lega t under snötäcket.

innehålla artens alla krav på biotiska och abio-

Efter snösmä l tningen blir

tiska faktorer. Men i praktiken är detta ofta

barren rödbruna. Svampen växer snabbast vid de tem-

ointressant. Istället försöker man finna de fak-

pera turer som r åder under våren. Snöskyttesvampens

torer i artens nisch som är viktiga för att förstå

krav har studerats noga för att effektivisera bekämp-

ett visst problem, till exempel vad som begrän-

.

n1ngen.

sar artens utbredning eller vilka faktorer som kan ha gjort en art mer sällsynt (sidan 66). De naturtyper där en arts nisch finns kallas artens habitat. Ett habitat är en plats. Nischen är däremot en beskrivning av artens behov av abiotiska och biotiska faktorer. Giraffens habitat är savannen, medan giraffens nisch bland annat är dess behov av föda och ett särskilt klimat.

tillväxt (mm/dag)

4030-

2010 0 -1_:;!!!!!!!!!!! : . . . . . . _ , . . - ~ - ~ - ~ - ~____::,;!C.........,. -5 0 +5 +10 +15 +20 +25 temperatur (0 ( )

habitat lat habitare = bebo

Ekologi 17

Vissa arter kräver mycket speciella faktorer för att kunna leva, andra har ett bredare

som förklarar varför olika arter lever i olika miljöer. Ett exempel kan visa varför. Över ett fält går en stig. På stigen växer groblad. Det är en seg och platt växt, tätt tryckt intill marken. Bredvid stigen växer höga smala växter som konkurrerar om ljL1set. Dessa kan inte leva på stigen eftersom de inte tål att bli nert rampade. Groblad får å andra sidan inte tillräckligt med ljus bredvid stigen. När omständigheterna avviker kraftigt från de optimala kan de i längden vara skadliga för organismen. Sådana omständigheter sägs ge upphov till stress. Numera orsakar människans utsläpp skadligt höga koncentrationer av vissa ämnen i miljön, som vätejoner via surt regn (sidan 103). Andra ämnen, som normalt inte förekommer i naturen, kan vara giftiga i mycket låga koncentrationer. Hit hör till exempel dioxiner (sidan 133). Här är det meningslöst att tala om ett optimalt värde, eftersom organismen inte har något behov av dessa ämnen.

register. I Antarktis finns isfisken, som bara överlever mellan cirka minus två och plus två grader. Rudan, som finns i Sverige, klarar temperaturer mellan noll och fyrtio grader. Dessa olika grader av specialisering förklaras utifrån de naturliga variationer i temperatur som förekommer i respektive arts habitat. I haven vid Antarktis är temperaturen i genomsnitt minus 1,8 grader och varierar bara några tiondels grader. I de små gölar där rudan lever, kan skillnaderna i temperatur mellan sommar och vinter bli mycket stora. Även arter med ett brett toleransområde fungerar bäst vid vissa speciella omständigh eter. Man säger att sådan a omständigheter är optimala. Snöskyttesvampen växer bäst vid femton grader, även om den också kan trivas vid temperaturer över och under denna. Allmänt gäller regeln att en art inte kan vara bäst på allting. Detta är en viktig princip,

optimal lat optimus = bäst

Jämnvarma

I

I

Växelvarma

ko

smaragdödla

. . . . m1ss1ss1pp1alligator

0,008

270

0,03

50

Kroppsyta (m 2)

0,004

3

0,01

1,3

Kroppsyta/vikt (m 2/kg)

0,5

0,01

0,3

0,03

vanlig näbbm us Vikt (kg)

Energibehov (W)

I o.s

1

270

1

0.004

Energibehov/vi kt (W/kg)

65

1

0, 15

0,04

Kroppstemperatur (°C)

39

39

20

20

Djurens storlek och sätt att värma s ig påverkar deras energ ibehov. Data från fyra djur som har hålli ts inomhus vid 20 grader. Ett jä mnvarmt djur måste hå lla s ig va rmt och använder mycket mer energi rä knat per kroppsvikt än ett växelvarmt djur. Det jämnvarma djuret måste dä rför äta betydligt mer [energi behovet!. Dessutom behöver sto ra jämnvarma dj ur relativt sett mindre energ i än små jämnva rma. Alligatorns totala energibehov är av dessa båda skäl ba ra fyra gånger s törre än näbbmusens. tro ts att alligatorn väger 6 000 gånger mer.

18 Ekologi

Djurens värmebalans Som vi har sett spelar temperaturen en viktig roll för om en organism ska trivas eller inte. Bland djuren är balansen mellan temperaturen i omgivningen och kroppstemperaturen särskilt intressant. Mäter man kroppstemperaturen hos en talgoxe eller en älg, spelar det ingen roll om det är skugga eller sol, sommar eller vinter, den är ändå densamma. Fåglar och däggdjur är jämnvarma, vilket betyder att de har en

På det öppna, solbelysta fältet är det varmare nära marken än högre upp i vegetationen. Många växelvarma djur utnyttjar skillnader i mikroklimat för att hjälpligt påverka sin temperatur. Kalla dagar flyger till exempel många dagfjärilar bara i lä längs soliga skogskanter. Musklerna kräver nämligen en temperatur runt 30 grader för att kunna röra vingarna tillräckligt snabbt för flygning. På blåsiga, öppna marker, eller i skuggan, skulle en fjäril snabbt kylas av och bli oförmögen att flyga.

jämn kroppstemperatur, som inte påverkas av omgivningen. De flesta däggdjur har en kroppstemperatur på ungefär 37 grader. Hos fåglar är den något över 40 grader. Alla andra

utvecklingstid

djur är växelvarma. Hos ett växelvarmt djur ändras kroppstemperaturen med temperatu•

•

40

•

ren 1 omg1vn1ngen. Fåglar och däggdjur kan hålla en hög och

30

jämn kroppstemperatur därför att deras förbränning bildar mycket värme. Ju mindre ett jämnvarmt djur är, desto mindre värme pro-

20

ducerar det. Samtidigt förlorar det lilla djuret sin värme fortare, därför att det har en större

10

yta i förhållande till sin volym. Resultatet blir att små jämnvarma djur måste producera stora mängder energi för att hålla sig varma. Små däggdjur och fåglar äter därför mer och har

0 20

30

temperatur (°C)

40

mycket högre förbränning i förhållande till sin kroppsvikt än stora jämnvarma djur, trots att de har samma kroppstemperatur. Växelvarma djur behöver inte värma upp sig med hjälp av sin förbränning. De äter därför mycket mindre än de jämnvarma djuren. Växelvarma djur kan höja kroppstemperaturen med hjälp av solen. I skuggan har husflugan

Temperaturen påverkar utvecklingshastigheten hos växelvarma djur. Bla nd växelvarma djur går ofta utveckling en från ägg till vuxen snabbare ju varmare det ä r. Husflugans utveckli ng tar fem gånger så lång tid vid 15 som vid 30 grade r. Men djur klarar inte av a tt bli hu r varma som helst . Det fin ns en optima l tempe ratur. Blir kroppstem pe ra turen fö r hög s kadas ce llerna. Detta mä rks hos hus fl ugan på a tt utvecklingen bli r allt lång samma re när temperaturen stiger över 30 grader. Blir det varmare än 40 grader dör la rverna.

samma temperatur som luften. Men sätter den sig i solen istället, kan den höja sin temperatur med ända upp till femton grader över lufttem-

Mikroklimatet påverkar också hur fort

peraturen. Solen är en viktig värmekälla för

växelvarma djur växer. Ju varmare det är de-

växelvarma djur.

sto fortare blir de fullvuxna. Men alltför höga

I ett landskap kan klimatet ändras på bara några meter eller till och med på ännu mindre

temperaturer är skadliga och många djur uppsöker då skugga.

avstånd. Man säger att mikroklimatet ändras.

Ekologi 19

Miljön förändras D

vuxna ålars födoområde

Miljön för en organism är aldrig konstant längre tider. Många organismer byter miljö som en n aturlig del av sin livscykel. Fiskar kan vandra till speciella vatten, där leken sker. De mörtar som lever i Östersjöns brackvatten vandrar på våren upp i sötvatten i bäckar och åar för att leka. I lekvattnet tillbringar ofta fiskarnas yngel sin första tid innan de sedan vandrar tillbaka. ÄnnL1 mer dramatiska är miljöförändringarna för groddj ur och insekter, till exempel m yggor, där larverna lever i vatten medan de vuxna djuren lever på land.

lekområde

6

•

•

Alens vandringar. Alen leker i Sa rgassohavet. De nykläckta ynglen va ndrar sedan med havsströ mmarna till våra breddgrader. Vid sex till sju års å lder är de redo att vandra tillbaka .

I

När miljön ändras, flyttar ökeng räshoppan. I tropiska och subtropis ka de la r av värld en fi nns va ndringsgrä shoppor. En art är ökengräshoppan som de t stå r skrive t om i Bibeln. Ökeng räshoppan fi nns i de regnfattiga de larna av Afrika, men flyttar från to rra områden till områden med regn . Svä rmarna av flyttand e grä shoppor kan bli så stora a tt de fö rmörkar himlen . De största svärmarna kan täcka hundratals kvadra tki lometer. Ökengräshoppa n äter dagligen en mängd som

20 Ekologi

motsvara r ungefär den egna vi kten . En stor svä rm äter upp det mes ta av växtligheten där den fa r fram och kan fö rstöra s körda r för tusentals männ iskor. Forskning om vandringsgräshoppor har idag gjort de t möjligt att i viss må n kontrollera dem . och stora svä rmar ä r därför ovan li gare nu än fö rr. Man kan idag i viss mån fö rutsäga när svärmar ska utvecklas och be käm pa dem in nan de blir fö r s tora.

Miljövillkoren i ett bestämt område föränd-

Även vissa jämnvarma djur tillbringar vin-

ras också. Vissa villkor förändras cykliskt med

tern i vila, till exempel igelkottar och fladder-

en viss rytm under dygnet eller året. Föränd-

möss. Andra arter fortsätter att vara aktiva eller

ringar kan också ske i en viss riktning och över längre tidsperioder, som när ett hygge växer

flyttar till gästvänligare trakter. Det är mest fåglar som flyttar, men det fö-

igen. Slutligen kan förändringar inträffa utan

rekommer också bland en del däggdjur. Renen

något som helst mönster. Det kan vara stor-

rör sig till exempel mellan sommarbetet i fjäl-

mar, skogsbränder eller giftutsläpp. Individer

len och vinterbetet i skogen nedanför.

av en art har egenskaper som hjälper dem att överleva vissa förändringar, medan andra förändringar leder till att arten försvinner tillfäl-

Äggflotte

ligt eller varaktigt från området. Som ett exempel på hur organismerna klarar miljöförändringar kan vi se närmare på

.. Agg

hur de överlever vintern. På våra breddgrader

---i1~•

larv - - · ~ puppa

är vintern för de flesta djur och växter en period då tillväxt och förökning upphör. Många organismer använder förändringar i dagarnas längd eller i temperaturen som signaler på att vintern närmar sig. Organismernas hormon-

vuxen insekt

suger blod ~ •

system påverkas av dessa signaler, och de börjar förbereda sig för vintern. De kan behöva bygga upp ett näringsförråd, uppsöka vinterkvarter eller omvandlas till ett särskilt stadium. Många organismer utvecklar en större tolerans

sommar, var 0

•

parning lång dag eller varmt

mot låga temperaturer än annars under året. För landlevande växter är vintern en torrperiod, då vattnet i marken fryser. Vintern till-

honor i vintervila

bringar de därför i vila, med förråd av näring som hjälper dem att skjuta nya skott kommande vår. Fleråriga (perenna) växter övervintrar som plantor. Ettåriga (annuella) växter övervintrar som frön. Även många djur tillbringar vintern i vila. Bland växelvarma djur sjunker förbränningen med temperaturen, och all aktivitet upphör

Livscykeln hos den vanliga stickmyggan. Bara befruktade honor öve rvintra r. När de kommer fram på våren suger de blod och lägger seda n sina ägg på ytan av mindre va ttensamlingar. Dä r lever sedan la rverna av mikroo rganismer och fö rmultnande org anis ka äm nen. Myggorna avgör med hjälp av dagarnas längd och tempera turen vilken årstid det är. och om de ska förö ka s ig direkt eller gå i vinte rvila. No rmalt hinner den van li ga stickmyggan med ett pa r generationer unde r somma ren .

vid en viss temperatur. Insekter har ofta ett för arten typiskt stadium som de övervintrar i. Bland getingar övervintrar bara befruktade honor, medan de flesta gräshoppor övervintrar som ägg. Det finns också insekter som flyttar längre sträckor.

Ekologi 21

0

FRAGOR 1. Förklara vad som menas med a) abiotiska och biotiska faktorer b) kompensationspunkt c) nisch d) habitat e) optimal fl stress gl mikroklimat 2. al Vilken betydelse har vatten, pH och mängden närsalter i marken för växten? bl Vad kan orsaken vara att många krukväxter dör om man vattnar dem för mycket? 3. Ge exempel på autotrofer och heterotrofer. al Hur får deras celler energi? bl Hur får deras celler materia? cl Vad använder deras celler energi och materia till? 4. Hur påverkar kroppsstorleken ett jämnvarmt djurs värmebalans? 5. Varför behöver inte ett växelvarmt djur äta lika mycket som ett jämnvarmt djur som väger lika mycket? 6. Ge exempel på hur växter och djur har anpassat sig till miljöns förändringar under året. 7. När man undersökte storleken på blåmusslor på Västkusten och i Östersjön så fann man att de var mindre ju lägre salthalten var. Man antog då att det var den låga salthalten som stressade blåmusslorna och som gjorde att de inte kunde bli lika stora. al Varför behöver man göra ett kontrollerat experiment för att säga om denna korrelation verkligen är ett orsakssamband? bl Hur skulle du göra ett sådant experiment?

nisch som är en beskrivning av

"

.~n~rgt som tas från

22 Ekolog i

Kretslopp och flöden Inledande översikt Ibland studerar ekologer samspelet m ellan

Kunskap om hur ekosystemen fungerar som helhet behövs eftersom organismerna är så beroende av varandra och av den abiotiska mil-

h ela samh ällen och den icke levande miljön. Samhället tillsammans med den icke levande

jön. Om till exempel en skogsägare vill förstå

miljön kallas för ett ekosystem. Ekosystem är

hur mycket närsalter som finns tillgängligt för

alltså samhällen som en skog eller en sjö, inräknat inte bara organismerna utan också den

träden, så behövs kunskaper om hur ämnena i närsalterna cirkulerar mellan organismerna,

abiotiska miljön.

vattnet, luften och marken. Kunskaper om

I det här avsnittet ska vi titta närmare på hur

hur ämnen a rör sig i ekosystemet h ar hjälpt

en ergin och materien rör sig genom ett ekosystem som helhet. Här behandlas hur energin

oss a.tt förstå också hur olika utsläpp påverkar ekosystemen. Vad händer till exempel med

från solen fångas upp av växterna och långsamt

alla ämnen som kommer från bilavgaser?

omvandlas av de olika organismerna. Det be-

I det här avsnittet får du först en allmän

handlar också hur några viktiga grundämnen

översikt av hur materia och energi rör sig ge-

bildar kretslopp i ekosystemen.

nom ekosystemen och sedan får du möjlighet att se närmare på enskilda delar av dessa flöden och kretslopp.

Hur materia och energi rör sig i ett ekosystem

Det finns också nedbrytare som lever på lämningar som avföring och vissna löv. Även

Som exempel på hur energi och materia rör sig

dessa organiska föreningar har först bildats vid

i ett ekosystem kan vi titta på hur det kan se ut i en skog. Näringsbasen på land, alltså det som

fotosyntesen. Precis som andra organismer, använder nedbrytarna de organiska föreningarna

alla organismer lever på, direkt eller indirekt,

för att växa och till cellandningen.

är framförallt de gröna växterna. Med hjälp

Den koldioxid som bildas av organismerna

av fotosyntesen omvandlar växterna koldioxid

vid cellandningen blir åter tillgänglig för väx-

och vatten till organiska föreningar. En del av

terna och kan bindas i nya organiska föreningar.

de organiska föreningarna blir tillväxt. På en ek bildas till exempel nya skott och rötter, och

På detta sätt ingår koldioxiden i ett kretslopp. Förutom koldioxid och vatten tar växterna

stammen ökar i omkrets. Andra organiska för-

också upp närsalter. Även närsalterna binds i de

eningar blir på nytt koldioxid och vatten vid växternas cellandning.

organiska föreningarna. När djuren och ned-

Olika djur lever sedan av växterna. På eken

niska föreningarna till närsalter igen och avger

brytarna äter, bryter de ner en del av de orga-

lever larverna av en fjäril som kallas ekveck-

dem sedan på olika sätt. Djur förlorar närsalter

laren. Precis som eken använder ekvecklarna

med urinen. Särskilt effektiva är nedbrytare

näringen från bladen både till att växa och till

som svampar och bakterier på att omvandla

cellandning. Ekvecklarna blir i sin tur uppätna

organiska föreningar till närsalter. På så sätt blir ämnen som kväve, fosfor och kalium åter till-

av lövsångare.

gängliga för växterna. Dessa ämnen ingår alltså precis som koldioxid i ett ständigt kretslopp. Ekologi 23

Energins flöde Producenter och konsumenter

Energin i en organism finns bunden i dess or-

solenergi

ganiska föreningar. Därför brukar man studera energins väg genom att följa just de organiska föreningarna. De organiska föreningarna tillförs ekosystemet genom fotosyntesen och lämnar det genom cellandningen. Eftersom det är fotoautotroferna som tillför ett samhälle energi, kallas de gemensamt för

producenter. D en mängd solen ergi de fångar in och binder i organiska föreningar kallas

bruttop rimärproduktionen. En del av dessa or-

.•

ganiska föreningar förbränner producenterna själva i sin cellandning. Det som sedan är kvar kallas nettoprimärproduktionen, eller helt en..

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

.

varmeenergi .,'

.

kelt primärproduktionen. Denna energi finns i d e organiska föreningar som bildar själva

materia

växten. Den binds i tillväxt av nya celler i blad, skott, stam och rötter. H eterotrofer som djur, svampar och bakterier får del av primärpro-

Hur energi och materia rör sig mellan organismerna.

duktionen när de äter, eller på annat sätt tar

Bara ma ter ien ingår i et t kre tslopp. Kol dioxid och

1n nar1ng. Det m est korrekta sättet att definiera pri-

närsalter binds av växter na i organiska föreningar. Vid cellandningen avges koldi oxiden igen . som då ka n tas upp av växterna. Närsalter frigör s nä r svampar och bakterier bryter ner de orga niska fören ingarna i döda lämningar av organismerna. På så sätt bli r också

.. .

.

märproduktionen är "den energi som binds på en plats under en viss tid". Men energi är

närsa lte r na tillgängliga för växterna igen. Växterna

besvärligt att mäta. Därför brukar man istäl-

omvandlar solenergi till kemisk energ i, som binder samman atomerna i de stora organ iska molekyl er na.

let använda förändringen i torrvikt (biomassa)

När dessa molekyler bryts ner. fr igörs energi i form av

per tidsenhet. Den totala primärproduktionen

värme. Denna energ ifor m kan inte växter na använda fö r

på jorden har uppskattats till ca 170 milj arder

at t bil da nya organ iska före ningar.

ton torrvikt per år. Minst två tredjedelar av detta produceras av de gröna växterna på land och resten av framförallt planktonalger i havet. Planktonalger är små, i vattnet svävande, mikroskopiska alger (sidan 48) . Primärproduktionen på olika platser va-

Till skillnad från materien ingår inte en-

rierar. D en är större ju snabbare växter eller

ergin i något kretslopp. Energin i solljuset

alger växer. På vintern är den noll i en svensk

omvandlas vid cellandningen till värme. D en

skog, eftersom växterna inte växer. Primär-

värmen kan inte växterna använda för att bilda

produktionen på en plats begränsas alltså av

nya organiska föreningar. Vi ska börja med att

de omständigheter som påverkar hur snabbt växter växer, till exempel värme och tillgången

titta närmare på hur en ergin flödar genom or-

0

ganismerna på detta enkelriktade sätt.

24 Ekologi

pa vatten.

Växtätare (herbivorer), som huvudsakligen är olika slags djur, lever på primärproduktionen. De blir i sin tur uppätna av rovdjur (karnivorer), som i sin tur blir uppätna av andra rovdjur. Växtätarna och rovdjuren, som lever av producenterna, kallas konsumenter. Tillsammans utgör en sådan här serie av organismer en näringskedja. Den beskriver hur energin flödar från solljuset, via de gröna autotroferna och vidare genom olika konsumenter. Varje länk i denna kedja bildar en trofinivå. Men i praktiken hör en art sällan entydigt hemma på en viss trofinivå. De flesta arter äter istället föda som hör hemma på olika trofinivåer. I naturen är enkla näringskedjor sällsynta - en mer komplicerad näringsväv ligger när-

konsument

,' '

'

'

\,' '

'

' ,,

\

4

..,,.,.

-skräntärna

kons·ument · strömming

konsument hinnkräfta

konsument planktonalg

En näringskedja från Östersjön.

rovdjur hoppkräfta

'

rovcljur oron manet

..

växtätare hinnkräfta

växtplankton En näringsväv från Östersjön.

På samma sätt som man kan tala om prodL1centernas produktion, så kan man säga att konsumenternas tillväxt är deras produktion. PrimärprodL1ktionen sätter gränsen för hur stor produktionen av konsumenter kan vara . Det är därför inte förvånande att ekosystem med hög primärproduktion, som regnskogar och korallrev, också har hög produktion av konsumenter. På varje trofinivå sker förluster som gör att allt mindre mängd energi och kol blir tillgänglig för nästa trofinivå. Det finns tre skäl till detta. För det första dör många organismer innan de blir uppätna. För det andra finns det ämnen som djuren inte kan spjälka i sina tarmar. Människor kan inte spjälka cellulosa. Sådana ämnen förloras som avföring. För det tredje så förbränner organismerna en del av de ämnen som de äter i cellandningen. Dessa organiska ämnen går förlorade som koldioxid och värme. Totalt brukar man säga att mer än 90 procent av energin går förlorad på varje trofinivå. Inte mer än tio procent av all tillväxt på en trofinivå omvandlas alltså till tillväxt på trofinivån ovanför. Det här innebär att produktionen blir allt lägre för varje trofinivå. Därför finns det sällan mer än fem trofinivåer i naturen.

herbivor lat herba = planta, ört, voro = slukar, sväljer karnivor lat caro = kött trofinivå lat trofe = .. . nar1ng

Ekologi 25

a Näring som tas upp av djurplanktons celler

30°/o

40°/o

b Planktonalger som blir uppätna av djurplankton

20°/o

Näring som blir koldioxid och vatten vid cellandningen

De delar av planktonalger som inte kan smältas, • som utan avgar avföring

Energiförlusterna betyder att den sammanlagda vikten av organismerna sjunker för varje trofinivå uppåt i näringskedjorna. Hur biomassan mellan olika organismer på olika trofinivåer fördelar sig i ett ekosystem brukar man visa med en näringspyramid. Energiförlusterna används ofta som argument för att vi människor ska äta mat på en

60°/o

c

40%

Planktonalger som dör innan de blir uppätna av djurplankton

så låg trofinivå som möjligt. Med enbart vegetabilisk mat skulle man teoretiskt sett kunna föda tio gånger fler människor än med kött.

100°/o

Men detta resonemang grundas på vissa förenklingar. Bland annat förutsätter det att män-

Bara tio procent av tillväxten i planktonalger omvandlas till djurplankton. Reste n går förlorat därför att al planktonalger dör in nan de blir uppätna , bl djurplankton ka n inte ta upp all nä rin g som finns i pl an kto na lgerna, utan en del blir avföring, och cl en del av nä rin gen som dj urplankton tar upp blir koldioxid och vatten i cellandn ingen.

niskan kan leva på det som djuren äter eller att vi kan använda djurens habitat som åkrar. Det senare gäller inte vilda djur i skogen eller fiskar i havet. Förr användes ofta sämre, näringsfattiga marker till boskapen och de bördigare till odling av grödor. De näringsfattiga dög inte

Barrskog

att odla matväxter på. Numera är detta inte alltid fallet och många köttdjur får hö från bördiga marker eller får högvärdiga proteiner från djur i födan. När nu detta sker, så är det sant att vi skulle kunna föda fler människor

Rovdjur Djurplankton

om maten togs från växtriket på den lägre trofinivån.

Planktonalger

En näringspyramid. Den sam manlagda vikten [biomassan) hos organismerna på de olika trofi nivåerna i ett visst samhä lle kan visas med en näringspyram id. Ytorna visar biomassan på tre olika tr ofinivåer i ett ekosystem i havet. På varj e tr ofi nivå sjunker bi omassan med 90 procent. Det visas med ytor som m inskar i motsvarande mån .

26 Ekologi

Näringspyramid i en svensk barrskog. I den svenska barrskogen bestå r en stor del av pro ducenternas vikt av ved. som bara äts till mycket liten del av växtä tarna. Det mesta utnyttjas av nedbrytarna , som äter veden när träden har dö tt. Detta förklarar varför konsumente rna utgör en så liten del av den levande vikte n jämfört med producente rna. I havet äts det mesta av primärprod uktione n upp av konsumenterna. [För att konsumenternas r elativt lilla bi omassa fortfarande ska synas i den hä r figuren, visas biomassan här som vo lym istället för som yta.I

(

.

.

Nedbrytarna i marken. I jord en finns en mängd orga nismer som lever på döda lämningar av växter och dju r. Många av de viktigaste nedbryta rna är mycket små (se fö rstoring i vänstra rutan) Hoppstjä rtar (1l. hornkva lster (2). många ringmaskar (3) och rundmaska r (4] är bara några mi llimete r. De lever i pore r i jorden som bildas av stö rre grävande djur. som daggmaskar (5). Runt kornen i jorden finns en soppa bestående av en tunn vattenfi lm med orga niska rester. Här lever ännu mindre organ ismer [se ytterli -

Nedbrytarnas roll i ekosystemet De organiska ämnen som förloras på olika trofinivåer i form av döda organismer eller som avföring, blir föda för nedbrytare. En död fisk vid stranden äts upp av andra fiskar, strandkrabbor, snäckor och bakterier. En komocka på land blir mat åt skalbaggar, flugor, bakterier och svampar. Luften på land är fylld av svamp- och bakteriesporer, som utvecklas när de träffar på lämplig föda. Bakterier och svampar är ofta specialiserade på bestämda organiska ämnen. Ved innehåller ämnena cellulosa och lignin (vedämne). Vissa svampar, till exempel fnösktickan, använder framför allt lignin. De får veden att bli vit och porös, så kallad vitröta. Arter som rottickan använder istället framförallt cellulosa. D et kvarlämnade ligninet ger veden en brun färg och angreppet brukar kallas brunröta.

gare fö rstoring i hög ra rutan]. till exempel bakterier [6) och mycel (trådar som svampa r bildar under marken) (7). båda viktiga grupper som gör nä rsalte r tillgäng liga för växterna . Också små encelliga organismer finns. Gisseldjuret [en flagella t) [8) lever på organ iska lämn ingar. medan amöbor (9) och toffeldju r (1OJ lever på bakterie r.

Svampar och bakterier, som fungerar som nedbrytare, finns i många fall redan på de levande organismerna och kan vara skadliga om organismen försvagas. Skador på barken av trä.d gör det möjligt för svampsporer att gro och bilda mycel som ger röta i veden. Snabb nedbrytning gör att växterna får god tillgång på närsalter. Detta gynnar primärproduktionen. Nedbrytningshastigheten stimuleras av syre liksom lagom mycket vatten och värme. I södra Sverige är nedbrytningen snabbare än i Norrland, mycket på grund av att det är varmare söderut. I miljöer där nedbrytningen går långsamt kan döda organiska rester samlas. Det är vanligt i vattendränkta miljöer, som sumpmarker och sjöbottnar med dålig luftväxling. Syrebristen dödar alla nedbrytare bland djuren, liksom de svampar och bakterier som behöver syre. Här finns istället så kallade anaeroba bakterier, som klarar sig utan syre. Dessa bryter inte ner organiska ämnen fullständigt (sidan 284). Det

anaerob grek an =

icke, aer = luft,

bios= liv

Ekologi 27

här är alltså platser där kretsloppet har brutits på ett naturligt sätt. I sumpmarker bildar de anaeroba bakterierna metan (CH4). Det är en gas, som till slut hamnar i luften. Tillsammans med koldioxid och vattenånga bidrar metan till växthuseffekten (sidan 93). I sumpmarker ansamlas ofullständigt nedbrutna växtlämningar i form av torv. På sjöbottnar samlas dy och gyttja. Under årmiljoner kan sådana organiska lämningar omvandlas till de fossila bränslena kol, olja och naturgas.

Kolets kretslopp Kol finns i naturen mest som koldioxid (C02), vätekarbonat (HC0 3- ), kalk (CaC0 3) och i de organiska föreningar som har bildats av levande organismer. Det finns också i form av rent kol i berget. Det pågår en ständig omvandling av kol från en form till en annan .

,.

_,

•

.

-

" .,

Koldioxid finns i luften (drygt 0,03 volymprocent). Det finns också löst i vatten. I havet finns det ungefär femtio gånger mer koldioxid än i luften. Koldioxid rör sig lätt med luften och vattnet från ett ekosystem till ett annat. Det rör sig också lätt mellan luft och vatten. I vatten kan koldioxid omvandlas till vätekarbonat, som lätt omvandlas till koldioxid igen. När organismerna andas bildas koldioxid som kommer ut i luften och vattnet. Vulkanutbrott kan också bidra med koldioxid till luften eller vattnet. På land får luften koldioxid även från skogsbränder. Fotosyntesen binder åter koldioxiden i organiska föreningar. Men en del rester av döda organismer bryts aldrig ner fullständigt till koldioxid. Istället omvandlas de till olika ofullständigt nedbrutna organiska föreningar som torv, olja, naturgas och metan eller stenkol. En stor del av dessa föreningar lagras i marken och används som fossila bränslen.

.~

_,

'

-

Lagras en del av människans koldioxidutsläpp i öknarna? I öknen fi nns inte myc ket växter som tar upp koldioxid, men en hypotes är att ma rken tar upp lika mycket koldioxid som svenska skogar.

28 Ekologi

.'

'

.

smutsig. För 14 000 år sedan började inlandsisen dra sig tillbaka från Skåne, och 6 000 år senare var hela Sverige fritt från is. När isen smälte, lämnade den kvar sin last av söndermalt berg på marken och på havets botten. På detta sätt

När isen smälte låg de lägst liggande delarna av vårt land under havsytan. Genom isens tyngd hade jordskorpan pressats ner. När trycket från isen lättade lyftes jordskorpan åter långsamt uppåt, och landet höjde sig Ltr havet. Denna landhöjning har varit störst i norra Sverige, där isen var tjockast. Den pågår fortfarande, om än allt långsammare. Gränsen mellan de områden som har och de som aldrig har legat under havsytan kallas för högsta kustlinjen (HK). Ovanför högsta kustlinjen finns framförallt jordar med morän. Under högsta kustlinjen finns däremot mer sorterade jordarter. Vi ska se på orsakerna till detta. De landområden som idag ligger under högsta kustlinjen var som vi sett tidigare havsbotten. De låg under havsytan när isen just hade smält bort. De var då täckta av morän. Men genom landhöjningen steg marken långsamt allt högre. Först stack topparna av bergknallar och åsar upp ovanför vattenytan. De bildade vid den här tiden de yttersta kobbarna i skärgården och var oskyddade för vågornas rörelser. Vågorna sköljde bort det mesta av

Landhöjningens omfattning i meter sedan istiden samt högsta kustlinjens läge. Blå områden ligger under högsta kust li njen .

36 Ekologi

moränen utom möjligtvis de allra grövsta kornen. Toppen av bergknallar består därför ofta

av nakna hällar och stenblock. Sällan finns det

av grunda vikar och sjöar. De svaga vågor som

mer än ett tunt lager grovkornig jord.

nu sköljde mot de lägre liggande sluttningarna lä.m nade kvar även mellanstora partiklar, som

Den ursköljda jorden sjönk så småningom till botten. De grövre partiklarna, som sand och mo, sjönk ganska snabbt närmast stran-

sand och mo. Bara de allra minsta kornen or-

den. De allra finaste kornen av lera höll sig

Det här är anledningen till att jordarterna

svävande längst och lade sig på de djupaste

är sorterade i höjdled under högsta kustlinjen.

bottnarna längst från stranden. Så småningom

I dalar och på slätter finns finkorniga jordar

hade landet höjt sig så mycket att den stormiga

med lera och mjäla, m edan grövre jordarter

skärgården hade förvandlats till ett landskap

dominerar uppåt backar och branter.

kade dessa vågor ta med sig.

_,:

al n:' · · -

' ~-....0·~1-aa:::........ a -~=11;_.:·-~=~w.._-~h~s""'-'RMt .... ,.~---~~

.· ' ...

'...

bl

:.. . , ..

'

... .. ....

·~

- - -·

:---·

-

~--- ...

_,..___

., . ..

cl

..

·

. .. .

.

Hur landskapet under högsta kustlinjen har påverkats av isen och det sjunkande vattnet efter istiden. a l Den smä ltande isen läm nade en blandning av olika stora mi neralkorn, så kallad morän efte r sig. Först låg hela landskapet under vatten. bl Vartefter landet höjde sig . kom a llt lägre liggande marker a tt utsä ttas för vågorna. De fin are mineralkornen s polades bort och lämnade ka la hä llar eller klapperstensfä lt på de höga höjderna. Bara i sprickor

.

. lämnades moränen kvar. I backa rna hamnade sand och mo . Längst ner på botten avsa ttes de finaste parti kla rna s om leror. cl I dagens lan dskap åters peglar den naturliga veg etationen, liksom män niska ns användn ing av marken, denna sortering av moränens mineralkorn i höjd led.

Ekologi

37

Klimatet

Jordarter med mer av fina partiklar har bättre vattenhållande förmåga. Dessutom har de

Klimatet kan sammanfattas med hjälp av vege-

en större sammanlagd yta på mineralkornen,

tationsperiodens längd och humiditeten. Båda

vilket gör att närsalter, genom vittring, lättare kan frigöras till växterna. Backar och branter

har stor betydelse för hur vegetationen ser ut på en plats.

är därför näringsfattigare och torrare än dalar

Vegetationsperiodens längd är lika med det

och slätter. Till detta bidrar också det faktum

antal dagar under ett år som dygnets medel-

att vatten från nederbörden rinner neråt och

temperatur överstiger plus fem grader. Det

ansamlas i lågt liggande områden. På vägen • nerat

är ett bra mått på hur många dagar under ett

tar vattnet också med sig närsalter.

• som temperaturen tillåter växter att växa. ar

En liknande sortering åstadkommer också

Vegetationsperioden är längst utmed Sveriges

älvar och åar. När älven rinner snabbt i bergiga

kuster och avtar norrut och västerut mot fjäll-

områden tar den med sig de finare partiklarna i moränen. De faller sedan till botten när älven

kedjan. Tillgången på vatten i jorden under vege-

når slätten och närmar sig havet.

tationsperioden påverkar också hur mycket växterna kan växa. Tillgången ökar med ökad

D e här sambanden har stor betydelse för vilken typ av vegetation som finns på höjder

nederbörd och minskar med ökad avdunst-

och i dalar. På slätter och i älvdalar finns finare

ning. Nederbörd minus avdunstning kallas

jordarter, ofta med jordbruk. På högre marker

humiditet. Ett negativt värde betyder att till-

och i nordligaste Sverige finns grövre jordarter

gången på vatten i marken minskar. I sådana

med framförallt skogsbruk.

områden är torka vanligare än i områden med hög humiditet. I Sverige kommer nederbörd

Jordarter i Sverige.

C) C) C) C) C) C)

oftast med sydvästliga vindar från Atlanten, och humiditeten är därför högst i

Morän Kalfjäll lsälvssediment

väster. Humiditeten i ett område

Grovmo, sand, grus

påverkar bland annat hur vanliga

Lera-finmo

140

Lerig morän, moränlera

150

mossar är (sidan 56). Humiditeten kan också variera lokalt. Den soliga sydsidan av en kulle eller berg blir varmare och

160

torrare än den skuggiga nordsidan. På sydsidan finns därför växter som klarar torka bättre och behöver mer

170

ljus. 190

150

humiditet lat humere = fuktig

210 200 Vegetationsperiodens längd

•

(i daga r) i oli ka delar av Sverige. >

200 dagar

mellan 150 och 200 dagar ~

250

38 Ekologi

240


200 150 - 200 100 -1 50 50 - 100 0 - 50 · 50 - 0 50o/o brun jord

... ' ., ...-

I

.,,.. ·r, ~'· ,,'-"",''it : ~· ~c,~ '

podso l

.

'.. . ~

Sveriges jordmåner.

Andel av jordarna som utgörs av pods oler respektive brunjordar i olika delat av Sverige.

Jordmånen De jordar som först täckte Sverige efter istiden bestod bara av söndermalt berg. En sådan jord kallas mineraijord. Men marken invaderades snabbt av olika organismer. Organismerna och klimatet gör att jorden förändras. Ovanpå mineraljorden hamnar organiska rester. Så småningom blandas de organiska resterna också med mineraljorden. Den övre delen av marken, som påverkas av klimatet och organismerna, kallas jordmånen. Klimatet, berggrunden, jordarten och organismerna på platsen bestämmer tillsammans hur jordmånen kommer att se ut. Klimatet och de döda organiska resterna påverkar jordmånen uppifrån. Detta ger en skiktning i jorden, med de organiska resterna överst och i stort sett opåverkad mineraljord längst ner. Hur skiktningen ser ut kallar man för jordmånens profil. Man känner igen en jordmån på dess profil. I Sverige finns två dominerande typer av jordmåner. De kallas brunjord och podsol. De har olika vegetation.

Brunjordar och ängsskogar

Brunjordar finns på de finkorniga jordarterna, framförallt i dalar och på de stora slätterna i södra Sverige. Den naturliga vegetationen är oftast lövskog med inslag av ädla lövträd som alm, ask och lind, fast även gran förekommer. I fältskiktet dominerar örterna. Gräsen har ofta breda blad. På grund av örterna kallas skogarna på brunjordar för ängsskogar. Många av dessa marker är idag uppodlade och omvandlade till åkermark. Brunjordens frodiga vegetation beror på ett nära samspel mellan marken, klimatet och organismerna. BrL1njordar har ofta mer kalk i marken. Det ger ett högre pH-värde, som ökar mängden närsalter. Ett högre pH-värde gör att urlakningen går långsammare. Mindre jordpartiklar med en stor sammanlagd yta vittrar snabbare, och mer närsalter frigörs. De små jordpartiklarna håller också kvar vattnet i marken bättre. Brunjordar torkar inte ut lika lätt som podsoler.

Ekologi 39

I ängsskogen dom inerar lövträd och örter.

Brunjordar är vanliga på kontinenten och bildar en nordlig utpost i Sverige. D e bildas lättare ju snabbare och fullständigare nedbrytningen är. En lång och varm vegetationsperiod

forna. Den består mest av döda rester av växter, som blad och kvistar, som fortfarande går att känna igen. Där finns också rester av djur. Skiktet m ed förna är aldrig särskilt tjockt.

tillsammans med ett högt pH-värde, gynnar nedbrytande bakterier. Brunjordar innehåller stora mängder bakterier som effektivt bryter ner organiska rester. Daggmaskar är typiska för brunjordar. D e är vanligare i mindre sura jordar, som det växer örter och lövträd på. Daggmaskarnas gångar gör att det kommer ner luft i jorden. De nedbrytande bakterierna kräver god tillgång på syre. Daggmaskarna äter också blad. Deras avföring innehåller sönderdelade växtrester, som är lättare för bakterierna att bryta ner än hela blad. Daggmaskarna blandar också mineraljorden med jordens organiska rester. Gräver man en grop i en brunjord, kan man studera skiktningen. Överst i profilen ligger Brunjordsprofil.

40 Ekologi

Förnan bryts ganska fort ner till mikroskopiska rester och till olika organiska föreningar, så kallade humusämnen. Daggmaskarna blandar dessa med mineraljorden, som finns längre ner. Denna blandning bildar ett lager som kallas mull. Den är ofta några decimeter, men kan vara över en halvmeter tjock på de bördigaste jordarna. Det organiska innehållet i mullen är relativt lågt (fem till femton procent av jordens torrvikt) eftersom nedbrytningen är effektiv och omblandningen med mineraljorden är god. Det är framförallt från mullen som växternas rötter hämtar sin näring. Mull har normalt ett pH-värde mellan 4,5 och 7. Nedåt övergår mullen gradvis i opåverkad mineraljord. Podsol och hedskogar

Podsol finns mest på högre liggande mark i södra Sverige, medan det i Norrland är den vanligaste jordmånen. Vegetationen domineras av barrträd, framförallt tall, och ris, som ljung, blåbär och lingon. Gräsen, till exempel kruståtel, har ofta trådsmala blad. Vegetationen är glesare än på brunjorden, men det finns ett rikt bottenskikt med lavar och mossor. Många av växterna behåller bladen på vintern; de är vintergröna. I Skåne finns ofta bokskog på podsol. Podsoler blir sällan bra åkermark, och på de här jordarna bedrivs oftast skogsbruk. Skogen på podsoler kallas hedskogar. Podsol är en nordlig jordmånstyp. Den är fattigare på närsalter och mer känslig för torka än brunjorden. De grövre jordarterna torkar oftare ut än de finkorniga brunjordarna. Dessutom är de långa vintrarna en torrperiod, eftersom vattnet då är fruset. Utseendet hos växterna är anpassn ingar till att klara torka. Trådformade blad hos barrträd, ljung och gräs minskar bladens yta och därmed avdunstningen. Samma effekt har den tjocka ytterhuden på lingonrisets blad.

Hedskog. I hedskogen är r is och tallar van liga. Mycket få skogar är idag opåver kade av män niskan . Vanlig t är likåldriga bestånd av trä d som är så dda eller pla nterade vid samma tidpun kt.

Ekologi 41

Men mindre bladyta minskar även fotosyn-

kunna skaffa sig n äring. Tall samarbetar bland

tesen. Hedskogens växter kan därför inte växa

ann at med sm örsoppen. På näringsfattiga

lika. fort som många av ängsskogens växter

marker bildar mycelet som en filt kring trädens rötter. Bildningen kallas mykorrhiza eller

med tunna och skivformiga blad. Men det här uppvägs av att många av hedskogens växter är vintergröna. De kan sätta igång tillväxten

svamprot. Svampen förser växten med närsalter,

tidigare på våren och fortsätta längre på hösten

girika organiska föreningar, som växten bildar

än bladfällande växter.

vid fotosyn tesen. Mykorrhiza finns även hos

Växterna i hedskogen inneh åller många organiska föreningar som skyddar dem mot

som ammonium. I utbyte får svampen ener-

andra växter som lever på näringsfattiga jordar, som ljung och lingon.

torka. Det gör dem också svårare att bryta ner

Podsolen är mer skiktad än brunjorden, ef-

för svampar och bakterier. Till och med i södra

tersom inga daggmaskar finns som rör om i

Sverige tar det nästan ett decennium att bryta ner ett tallbarr. Ändå finns vissa beståndsde-

jorden. Lagret med förna på en podsol brukar också vara tjockare, trots att produktionen är

lar kvar (sidan 75). Vid nedbrytningen bildas

lägre i hedskogen än i ängsskogen. Det beror

sura föreningar. Detta förstärker podsolens

på att n edbrytnin gen går långsammare. Un-

låga pH-värde och brist på närsalter.

der förnan finns ett skikt som kallas mår eller

Svampar är de viktigaste nedbrytarna i

råhumus. Precis som i mullen innehåller det

hedskogen. Deras m ycel bildar en ljus väv av

här skiktet mer eller mindre nedbruten förna.

spindeltunna trådar i de övre markskikten

Eftersom omblandningen är liten, är de orga-

som syns om man lyfter på den översta förnan.

niska föreningarna m est nedbrutna i botten

Många träd i hedskoge11 är beroende av ett nära samarbete med någon hattsvamp för att

av måren. Den organiska halten i jorden är hög, mellan 60 och 90 procent. Den har ett pH-värde mellan 3,5 och 4,5. I mullen gör den högre halten av kalk att humusämn ena binds h årt i jorden. I måren, däremot, leder det låga pH-värdet och den långsamm a nedbrytningen till att humusämnen följer med vattnet från nederbörden ner genom jorden. Det sura vattn et, som rinner från måren ner genom mineraljorden, löser ut järnjoner och aluminiumjoner. Urlakningen av järn leder till att lagret under måren blir vitt. Detta skikt kallas därför blekjord. Ett stycke längre ner blir marken mättad med alL1miniumjoner och järnjoner, som fälls ut. Då färgas jorden röd av järnjonerna, och skiktet kallas därför rostjord. Under rostjorden finns opåverkad mineraljord.

Podsolprofil.

podsol ryska pod = inunder, sola= aska mykorrhiza grek mykes = svamp, rhiza = rot

42 Ekologi

Hällmarkstallskog med renlav och lj ung .

Hällmarkstallskog

långsamt, vilket gör att marken blir surare och

På hällmarker med berg i dagen kan podsolen

näringsfattigare. Om man fäller lövträden och

vara mycket tunn eller saknas helt. Träd och ris

planterar granar istället kan därför en brun-

växer glest och finns i sprickor och gropar där

jord så sm åningom bli alltmer lik en podsol.

jordlagret är tillräckligt tjockt. D et vanligaste

Utsläpp av luftföroreningar gör att nederbörden är surare än vad som annars skulle ha

trädslaget är tall och den här skogstypen kallas hällmarkstallskog. På berghällarna växer mest

varit fallet (sidan 103). Podsolens låga kalkin-

lavar, som renlav och islandslav.

nehåll och låga pH-värde gör den extra känslig för sur nederbörd. Brunjordar klarar sig bättre

Trädslaget och marken

tack vare ett större innehåll av kalk som skyd-

Övergången mellan olika jordmåner är glidande, och mellanformer är vanliga. Det finns

dar dem. Ett sj unkande p H-värde i marken på grund av sur nederbörd, kan göra att vissa

dessutom ett samspel mellan vegetationen och

växter får svårt att klara sig och att jordarna ur-

jordmånen. Jordmånen påverkar vilken vege-

lakas på näringsämnen . Skogarna växer sämre.

tation som finns, m en vegetationen påverkar

I vissa fall kan det hj älpa om man odlar lövträd

också jordmånen. Gran kan bilda skogar på både näringsfattiga och näringsrika jordar.

som björk istället för barrträd. Björk ger en mindre sur förna än barrträd och kan bromsa

Granbarren bildar sur förna, som bryts ner

försurningen av marken.

Ekologi

43

Alvar Kalkrika områden i Sverige.

•

kalkrik berggrund kalkri ka jordarter

Alvar. På alvaret kännetecknas vegetationen av många blommande örter och låga bus kar. Ofta är jordtäcket mycket tunt och här och var är kalk hä llen blottad .

44 Ekologi

Alltför mycket kalk i marken är stressande för många växter. Platser med mycket kalk i jorden har därför en särskild vegetation. Mest kalk i jorden finns i områden med en berggrund av kalksten och ett tunt jordtäcke. Dessa marker kallas alvar. Jordmånen på alvaren har ett pH-värde omkring sju. De består av en blandning av mull och vittrad kalksten. Ofta översvämmas markerna vid snösmältningen på våren, för att helt torka ut på sommaren. På vintern leder omväxlande tö och frost till att jorden rör sig. Alvar finns framförallt på Öland och Gotland men också i Skåne, Västergötland och Jämtland. Alvaret har få träd och ett mycket artrikt bottenskikt och fältskikt, med många blommande örter och små buskar. Här finns många för Sverige unika arter, som alltså inte finns någon annanstans. Den blå bergsskrabban finns närmast i Frankrike och alvarmalörten hör hemma i Sibirien. Ölandssolvändan finns bara på Öland och ingen annanstans i världen.

Sveriges vegetationsreg ioner

Sveriges vegetationsregioner. subalpina och alp ina reg ionen

Skillnaderna i klimat mellan södra och norra

norra barrskogsregionen

Sverige gör att man finner olika trädarter i sko-

södr a barrskogsre gionen

gen. Med hj älp av skogsträden har man därför

södra lövskogsreg ionen

delat in Sverige i fem vegetationsregioner. Längst i söder finns den södra lövskogsre-

gionen. I den naturliga skogen finns lövträd, medan gran saknas. Tall förekommer mycket sparsamt. Denna del av landet är numera till stor del uppodlad och bebyggd. Av skogen finns bara små rester kvar, ofta på näringsfattiekens nordgräns

ga jordar. En stor del av skogen är planteringar med tall eller gran. Granens naturliga gräns mot söder bildar gränsen för södra barrskogsregionen. Här är blandskogar av löv- och barrträd vanliga, även om barrskogar är vanligast. Rena lövskogar av bok, ek och alm förekommer, men betydligt

granskogens sydgräns

mer sparsamt än i södra lövskogsregionen. Gränsen till nästa region, norra barrskogs-

regionen, är den så kallade norrlandsgränsen (limes norrlandicus). I denna region dominerar barrträden helt skogarna och många löv-

Fjällkedjans vegetation

träd som ek, bok, vildapel och körsbär saknas.

Längs den skandinaviska fjällkedjan varierar klimat, jordarter och topografi kraftigt. Detta

Björken är fortfarande vanlig. Tillsammans

gör den svår att passa in i de mönster för jordmåner och vegetation som finns i resten av

västlig utpost av taigan, som sträcker sig ända bort genom Sibirien.

landet. Fjällkedjans vegetation påverkas fram-

I norr och väster, längs fjällkedjan, övergår

förallt av höjden över havet. I svenska fjällen bildas skogsgränsen av björken, som går högre upp längs fjällsluttningen än barrträden. Ovanför fjällbjörkskogen tar det trädlösa kalfjället vid. Trädgränsen varierar något i olika delar av fjällen, men ligger

bildar södra och norra barrskogsregionen en

barrskogen i fjällbjörkskog (subalpina regio-

nen) och det högre liggande kalfjället (alpina regionen). Fjällbjörk i höstskrud.

någonstans mellan 500 och 950 meter över havet. Närmast ovanför trädgränsen kan snår av videbuskar fortfarande finnas på blöta ställen. Men ju högre upp man kommer, desto mer dominerande blir de lägre skikten i vegetationen. Allra högst upp, innan den eviga snön ta.r vid, finns framförallt lavar.

Ekologi

45

Världens vegetation Världens vegetation kan delas in på ett liknande sätt som i Sverige. De olika vegetationstypernas utbredning bestäms framför allt av nederbörden och temperaturen. I ett varmt klimat blir förhållandena torrare för växterna. Kalla klimat är också torra en stor del av året, när vattnet är fruset. Brist på vatten och låg temperatur ger låg produktion, alltså långsamt växande växter och sparsam grönska. Lägst produktion har de torra öknarna samt de kalla, torra tundrorna. På tundran råder ständig tjäle. Vattnet i marken

l:=J

IS

l:=J

tundra, alpin vegetation

tinar bara närmast ytan under den korta sommaren. Mest produktiva är de varma och våta, tropiska regnskogarna. Olika vegetationstyper kännetecknas av olika livsformer. I regnskogarna finns mycket höga träd med täta skikt av kronor, som bara släpper ner lite ljus till marken. Därför är vegetationen i de lägre skikten ofta mycket sparsam, utom där omkullfallna träd gör att ljuset kan nå marken. Uppe i trädkronorna finns däremot en mängd olika arter av blommande epifyter, till exempel orkideer. Också lianer är vanliga. De når upp i trädkronorna genom att klättra på trädens stammar. årsmedeltemperatur ·c

30

~.

!=i

tropisk regnskog

20

barrskogar med stort lövinslag

~

o,

15

lövfällande skog

"Cl>

:,

10

sommargröna lövskogar

\. ,· ~

.;

städsegröna lövskogar

l:=J !=i

~ s» :, :,

25

barrskogar, taiga

l:=J

(/)

5 0 -5

gräsmarker, stäpper

-10

halvöknar, öknar

- 15 0

savann,savannskog, torrskog

2 000

3 000

4 000

genomsnittlig årsnederbörd mm

tropiska-subtropiska regnskogar, bergsregnskogar

,

.

Världens vegetationstyper.

Vegetationstypernas samband med temperatur och nederbörd. Vegeta tionstyper nas utbredn ing bestäms mest av nederbörd och temperat ur. Det går dock inte att dra några skarpa gränser mellan olika vegetationstyper.

I torrt klimat, som i öknen och på stäppen, står träden glest och blir inte så höga. Tundran saknar helt träd. Växterna i torra klimat har olika anpassningar som hjälper dem att klara torka. Ett exempel är kaktusar, som finns i öknar i Nord- och Sydamerika. De har rötter som når djupt ner i marken och de saknar blad. Istället är stammen uppsvullen och har förmåga att lagra vatten. Dess yttersta skikt är tjockt och skyddar mot avdunstning. I ytan på stammen finns det klorofyll som sköter fotosyntesen. Samma vegetationstyp kan förekomma i helt olika delar av världen. På både Mada-

46 Ekologi

1 000

gaskar och Hawaii finns det till exempel regnskog. Innan människan spred växter över världen hade de här öarna helt olika arter. Men eftersom öarna hade ungefär samma klimat, uppstod likartade anpassningar hos växterna. Av samma orsak ser livsformerna i regnskogen likadana ut över hela världen. Med befolkningsökningen breder människans städer och odlingslandskap ut sig och ersätter de ursprungliga vegetationstyperna. I de tättbefolkade delarna av världen kan man resa i timmar och bara finna spillror av den ursprungliga vegetationen. Kartan över vegetationstyperna är därför en förenkling.

0

FRAGOR 1. Förklara vad som menas med al marken bl jordart cl morän d) mineraljord

påverkas av

el jordmån f) humiditet g) topografi h) klimat.

abiotiska faktorer., ·-· . ." . ._ - '

Ge också några exempel på hur de

-

som kan vara

påverkar veg etation en. 2. Beskriv och namnge vegetationens olika livsformer och skikt på land. med olika

med olika

3. Hur kan människans markanvändning påverka villkoren för organi smerna? 4. Hur har jordarterna sorterats under

• •• som påverkar

•

som påverkar

som påverkar

som påverkar

högsta kustlinjen? 5. Beskriv jordmånstyperna al brunjord och b) podsol och ange vad som främjar

som påverkar

uppkomsten av dem.

som bestämmer

6. Beskriv vegetationen i al hedskogar och

• I

bl ängsskogar och ange vad som främjar

som påverkar

uppkomsten av dem. 7. Namnge och beskriv Sveriges

I

•

I

. .

•

.

.

vegetationsregioner. som bestämmer

som bestämmer

8. Vad menas med al alvar b) hällmarkstallskog? 9. Vilka samband finns mellan klimatet och

som bestämmer

värld ens vegeta tionstyper? 10. Bilden här bredvid visar ett försök där

som påverkar t

I

I

I

•

forskare gasade träd för att ta reda på hur många skalbagg sarter som fann s i dem. Det här försöket ingick i en undersökning för att uppskatta hur många okända arter det kan finnas i regnskogarna. Försöket visade att regnskogarna innehåller mängder av

Hur m ång a arter finns det i regnsk ogen? Regn skoga r na är de artrikaste miljöerna på vår planet. Inte sä l lan finns det mer än

okända arter, som bara finn s på ett

50 tr äda rt er på en hektar. Fr ån Sydamerika är tota lt

begränsat område. Uppskattningen

närmare 3 000 t r ädarter

antyder att det kanske finns tio gånger fler arter i regnskogarna än som nu är beskrivna. Forskarna menar därför att mängder av arter hotas även när vi hugger ner mindre områden av

kända. I hela Sverige finns det drygt tjugo inhemska arter av träd. I regnskogen finns kanske m iljoner ännu inte upptäckta arter, framförallt insekter.

regnskogar. Är det rätt att gasa ihjäl en massa skalbaggar för att ta reda på detta?

Eko logi

47

Sjöar som ekosystem Inledande översikt Hur livet ser ut i en sjö bestäms framförallt av vattendjup, årstid och hur näringsrika markerna runt sjön är. Vi ska börja med at t titta på sjöns olika delar och hur de förändras med djupet.

Sjöns olika delar Sjön består av tre delar: stranden, fria vattenlitoral lat litus = strand pelagial grek pelagos = hav, stor vattenmassa profundal lat profundum = djup plankton grek planktos = irra omkring, föra ett kringflackande liv

massan och botten. Den del av sjön där det finns vegetation kallas stranden (litoralen). På djupare vatten saknas vegetation. Denna del av sjö n kan delas in i den fria vattenmassan (pelagialen) och botten (profundalen). Djur och växter vid stranden

Strandens vegetation består av olika livsformer, som är knutna till olika djup. Närmast land växer sumpmarksväxter (övervattensväxter). De är rotade i sjöbotten, men deras blad och gröna delar finns ovanför vattenytan och är anpassade till ett liv i luften. Hit hör vass och säv. Längre ut finns .flytbladsväxter och undervattensväxter. Undervattensväxter har sina gröna delar under vattenytan, men kan ha blommorna i eller ovanför vattenytan. De delas in i långskottväxter och rosettväxter. Långskottväxterna har en lång, slingrande stjälk. De kan vara förankrade i botten, som är fallet hos h årslinga. Andra flyter fritt i vattn et, som vattenbläddran. Denna växt skaffar sig extra näring genom att fånga smådjur i blåsor. Rosettväxter har bladen i rosett nere vid botten, men kan ha blommor på långa stj älkar ovan vattenytan. Ett exempel är notblomster. Flytbladsväxter har blad som flyter på vattenytan. De kan vara rotade i botten, som

48 Ekologi

näckrosor, eller flyta med fritt hängande rötter, som andmat. I botten är det brist på syre. Många växter vid stranden har luftkanaler från bladen n er till rötterna. Rötterna kan på så sätt utnyttja det syre som bladen bildar vid fotosyntesen på dagen. Vid stranden finns djur som äter av vegetationen, bland annat olika snäckor. De betar också av den matta av trådformiga alger som finns på vegetation och stenar. Sötvattensgråsuggan lever på organiska lämningar från vissna växter och döda djur. På växter och bryggpålar finns svampdjur. De är fastsittande och filtrerar plankton och partiklar av dött organiskt material ur vattnet. I strandkanten finns också rovdjur, som unga abborrar och buksimmare, en sorts insekt. Till skillnad från abborren, måste buksimmaren hämta syre från luften ovanför vattenytan. När den besöker vattenytan kan d en fästa en luftbubbla på buken och under vingarna. Luftbubblan använder den som syreförråd under vattnet. Som vuxen insekt kan buksimmaren ta sig flygande från en vattensamling till nästa. Fria vattenmassan och botten

I vattnet fi nns plankton. Det är organismer som svävar fritt i vattnet och ofta bara är några millimeter eller mindre. Det finns både planktonalger och djurplankton. Till planktonalgerna räknas dels blågröna bakterier, dels olika alger som kiselalger, grönalger, guldalger och pansarflagellater. Planktonalgerna är de enda producenterna ute i den fria vattenmassan. På planktonalgerna lever djurplankton, till exempel hjuldjur, hoppkräftor och hinnkräftor. En del djurplankton äter också döda organiska rester. Djurplankton äts i sin tur av filtrerande fiskar, som siklöja och nors.

~

överyattens:t-~ , . vaxter ::~ ; ~ under.vattens~ . .~, vaxter

- -·

....
.....

..... . .....

,/ 1

I

'" · ;,.t

J\+'• ,{ •• .{...'· \.,.,. ,.,..90

35-55 gräns för korallrev

-

55-90

I)

• C)I)

",'8

•

År

""e

•

~I)

,.,,C)

-.,c:i

McDonaldsrestauranger

c

c

0

Internationell turism

,;::, 800

--.. 200 ·

-.

~

R>C)

,.,,OJ

År

Telefoner

800

Vi är fler. vi är ri kare, vi producera r mer mat, vi har fler bi lar och telefoner och vi reser mer idag än någons in tid igare. Och förä ndringarna ske r i en allt snab bare takt. Människa ns liv har på många områden blivit mycket lättare och bättre ä n det var förr.

s;il:>

",C\

nC)

",C\

s;il:>

fl

År

400

-::;:

200


C)

~

,,,c:s

År

0

~

Medeltemperatur på norra halvklotet 1.0~ - - - - - - -

Klimat: stora översvämningar

(Il

"' öi .:,,:; ~ ...

-t ::,

:(Il! (Il

0,5

Uttunning av ozonlagret över Antarktis .i 70 - , - - - - - - - - S: ·.:,,:; 60 ~ 50 ::3 40 0 > 30 ! 20 "' 10 E... ~

R:,C)

.....'ö

~C)

.....q,

R,C)

...,."l

hC)

~

R,C)

,,,c:s

O ' - - - . - - . - - - -~

:,.!! 0

~

">"

~

År Förlust av tropisk regnskog 0 35 ~ - - - - - - 0 t:;- 30 .:0 25 al 20

Andel betes- och jordbruksmark

E

0

.__~-----......!I

-o.s (..C) ~·,

Kustzonen: räkodlingar

;...,

32 ~ - - - - - - ~

Kustzonen: övergödning '.:' "" 10 , - - - - - - - - -

.!:

27

~

Överfiske

--N

~o

,!::,

8 6

Förlust av global biologisk mångfald i o 30- · ~ - - - - - - -

-"' -"'... c

(Il

.S 20 t: '" 10

i;

...,

.!: c

-e ::,

82 Hållbar utveckling

0 ' - - - - ~ -""'C) ",.

Vi påverkar atmosfären genom att släppa ut gaser som ökar instrålningen av UV-ljus från solen, som ökar medeltemperaturen på jorden, som ökar vattennivån i havet och som leder till

och 11 kvadratmeter i Malaysia och Indonesien för att odla palmolja och palmkärnor. Forskare har uppskattat att det finns i med-

övergödning och försurning. I växter och djur

eltal 1,8 hektar produktivt land och vatten per invånare i världen. Under de senaste 40 åren

hittar vi tungmetaller som människan brutit

har människans ekologiska fotavtryck för-

ur berggrunden. Vi har tillverkat nya kemika-

dubblats. Idag förbrukar jordens befolkning

lier som inte tidigare har funnits på jorden.

50 procent mer naturresurser än vad som är

Vår framfart har lett till stora förändringar för övriga organismer på jorden. Att livsmil-

långsiktigt hållbart. Skillnaderna är dock stora mellan olika länder.

jöer förändras är den största anledningen till att arter försvinner. Frågan är hur stor del av vår jord vi människor ska utnyttja och hur stor del vi ska lämna till andra organismer.

EKOLOGISKT FOTAVTRYCK Land

Ekologiskt fotavtryck (yta i hektar per person)

I Sverige I s.9 I Bangladesh I o.6

Vi är mer beroende än nagons1n 0

•

Kina

2,2

USA

8,0

Världen

2,7

•••

~

Kanske kan man idag med vår utvecklade teknik känna att naturen är lite överflödig. Men faktum är att vi idag använder mer natur än

Ekologiskt fotavtryck i några länder och ett genomsnittligt värde för världen.

någonsin tidigare. Forskare har beräknat att en stad som Stockholm behöver en yta som är omkring 1000 gånger större än staden för att tillfredsställa invånarnas behov av mat, papper, kläder, byggnadsmaterial, med mera. Med i beräkningarna finns även ytor för att ta hand om det avfall och de luftföroreningar som invånarna ger upphov till. Den yta som vi behöver kallas ett ekologiskt fotavtryck. Det är ett försök att beskriva hur mycket resurser som vårt sätt att leva kräver. I det ekologiska fotavtrycket inräknas även den yta som vår konsumtion kräver av jordbruksmark, skogar och hav i andra länder. Av

Antal planeter 2,0

1,5

den jordbruksmark som vi använder för vår konsumtion ligger närmare hälften utanför Sverige. Odling av kaffe, te, choklad och bom-

1,0

Jordens b1äär1k~ . ra~ft~r:,,.r:~:::::::::. • .................... .

••••••••!

0,5

ull är några exempel, men den största delen av importen är kraftfoder som används till att föda upp djur. Omkring 80 procent av det kraftfoder som vi använder importeras från andra delar av världen. Vi "lånar" 220 kvadrat-

0,0 -------,-----,.----....----,----' 1960 1970 1980 1990 2000 Globalt ekologiskt fotavtryck. Redan på 1970talet passerade vi grä nse n för jord ens bä rkraft.

m eter i Brasilien och USA för att odla soja,

Hållbar utveckling

83

Rikt land - rent hemma, men stort fotavtryck Med det ökande välståndet följer att vi konsumerar mer, reser mer och producerar mer sopor. Materialomsättningen ökar och det ekologiska fotavtrycket blir allt större. Men samtidigt har de lokala miljöproblemen minskat i omfattning. Utsläppen av svaveldioxid och bly har minskat snabbt och floder och sjöar har blivit renare. Det ökade fotavtrycket växer istället någon annanstans, kanske i avlägsna regnskogar. Japan har ökat sin skogsareal och täcks numera till två tredjedelar av skog. Samtidigt har Japan blivit det land som importerar mest virke i världen. Landets import av bland annat regnskogstimmer har lett till avskogning i andra länder i Sydostasien. På motsvarande sätt har Östafrikas skogar avverkats för att man ska kunna odla te, kaffe och annat för export till Europa. Sydamerikas pampas har omvandlats för att producera kött till Europa och Nordamerika. D e rika länderna har även i allt högre utsträckning flyttat den del av produktionen som har störst påverkan på miljön, som till exempel textilindustri och gruvdrift, till andra länder. Antal hektar som används per person

10 9 8 7 6 5 4

3 2 1-

1,205

567

885

miljoner människor

OECD

BRIC

ASEAN

Afrikanska Unionen

Ekologiskt fotavtryck och befolkningsmängd i olika delar av världen. BR IC- länd erna Bras ilien. Ryss land. Ind ien oc h Kina är de lä nder so m öka r det ekologi ska fotavtrycket sna bba st. OECO är en ekonomis k samarbetso rganisatio n so m samla r de flesta r ika lä nde r. ASEAN bestå r av tio lä nde r i Sydostasien och Afrika nska unio nen är en sa mmanslutn ing för afrikanska länder.

84 Hållbar utveckling

Hittills har den eko nomiska utvecklingen resulterat i en ökad materiell konsumtion, med ökad miljöbelastning som följd. De positiva effekterna av en effektivare materialanvändning till följd av produktutveckling och effektivare produktion har "ätits upp" av den ökade konsumtionen. Utmaningen blir att se till att en utveckling kan ske samtidigt som miljöbelastningen minskar - att utvecklingen blir hållbar.

Miljö och utveckling Insikten om att vi har blivit många på jorden, att naturresurserna inte är oändliga och att vår planet har svårt att ta emot alla våra utsläpp, samlade 3 5 000 människor från 181 länder vid FNs konferens om miljö och utveckling i Rio de Janeiro i Brasilien 1992. Frågan som diskuterades var hur vi ska forma ett hållbart samhälle som tillfredsställer dagens behov, utan att försvåra möjligheterna för kommande generationer att tillfredsställa sina behov. I slutdokumentet Agenda 21 slogs fast att för att forma en hållbar utveckling måste ekonomisk utveckling, en rik kultur och social välfärd gå hand i hand med skydd av miljön ocl1 hushållning med naturresurserna. Demokratins betydelse och kvinnors, ungdomars och ursprungsbefolkningars inflytande lyftes också fram. I september 2000 enades världens ledare på FNs millennietoppmöte om en rad mätbara mål, millenniemål, för att minska fattigdom, hunger, sjukdomar, analfabetism och diskriminering av kvinnor till år 2015. Ett huvudbudskap var att det finns både kunskap och resurser för att uppnå målen och därigenom lyfta mer än 500 miljoner människor ur fattigdom.

Förändrad markanvändning i Bolivia.

Skogen ha r fra mför allt ersatts av soja bönsodling ar. I ce ntru m av va rJ e område finns ett litet sa mhälle. De ljusröda områdena är sojaböns od linga r. de mörka re områdena om kri ng är träd pla nte ringar som vi nd skydd.

De senaste 20 åren har många människor runt om i världen fått det bättre. De flesta

ser. Finns det rent vatten, fiskemöjligheter, ved

människor är i dag friskare, de lever längre och

en chans att försörja sig. Men när betesmark,

är mer välutbildade. År 1990 levde 60 procent

kustzoner och skogar överutnyttjas drabbas

av befolkningen i östra Asien på mindre än 10

de människor som brukar fiska, jaga, samla

kronor om dagen - idag har siffran minskat till

ved och medicinalväxter hårdast, eftersom de

16 procent. Även i länder med ogynnsamma

är mer direkt beroende av förnybara naturre-

ekonomiska förutsättningar h ar människors

surser för sin försörjning än rika. Människor

hälsa och utbildningsnivå förbättrats kraftigt.

kan drivas till att ytterligare överutnyttja sin

Samtidigt har inkomstklyftorna i världen ökat - både inom och mellan länder.

närmaste omgivning - och därmed förorsaka

och bete har även den som föds utan egendom

Flera av de globala miljöproblemen drab-

ytterligare jorderosion, avskogning och överbetning- och på så vis äventyra sin egen fram-

bar framförallt befolkningen i fattiga länder.

tida försörjning. Förstörelse av naturresurser

De klimatförändringar som till större delen

leder till ökad fattigdom, som tvingar män-

orsakas av den rika världen, väntas leda till

niskor att ytterligare tära på resurserna för sin

översvämningar, spridning av sjukdomar, vat-

överlevnad.

tenbrist, jorderosion och ökenspridning. De

Forskare har visat att det finns tillräckligt

som beräknas få de största problemen med att

med vatten och jordar för att kunna föda fler

möta förändringarna är länder med små ekonomiska resurser.

än 7 miljarder människor. För att lösa problem som fattigdom och matbrist behöver

Det finns ett nära samband mellan fattig-

såväl ekologiska som sociala och ekonomiska

dom, miljöförstöring och brist på naturresur-

frågor lösas.

Hållbar utveckling

85

Pollineri ng - en ekosystemtjänst

lingen och en ökad återvinning lett till en effektivare materialanvändning av många icke förnybara naturresurser. Istället har det blivit allt tydligare att samhällsutvecklingen är beroende av ekosystemens förmåga att leverera förnybara naturresurser och ekosystemtjänster. Förnybara naturresurser som grödor, fisk och dricksvatten är förnybara om de används i en utsträckning som gör att återväxten överstiger uttaget. Idag påverkar vi hav, skogar, jord och den biologiska mångfalden på ett sätt som kanske inte alltid är hållbart. Det som begränsar fiskfångsterna idag är inte längre antalet fiskebåtar, eller den tekniska utrustningen, utan det minskade fiskbeståndet. För att öka fångsterna behöver man investera i naturkapitalet genom att se till att återväxten överstiger uttaget. Avkastningen från världens fiskeflottor är mer än 300 miljarder kronor mindre än den kunde vara med en genomtänkt och h ållbar

Naturen saknar pris En viktig anledning till att miljöfrågor inte får tillräcklig genomslagskraft är att de i för liten utsträckning kopplas till ekonomi. Vår ekonomi är utformad utifrån förutsättningen att det inte finns några gränser för uttaget av naturresurser och att naturens förmåga att ta hand om vårt avfall är oändligt stor. Eftersom naturen har saknat värde i ekonomernas modeller, har det varit lönsamt att exploatera naturresurser. För att tydliggöra hur naturtillgångarna förändras har man under senare år börjat använda begreppet naturkapital. Det brukar delas upp i: icke fornybara naturresurser som exempelvis olja och mineraler. fornybara naturresurser som exempelvis fisk

och skog. ekosystemtjänster som exempelvis insekter-

nas pollinering av grödor. Tidigare var man orolig för att ändliga, icke förnybara naturresurser som olja och metaller skulle ta slut. Men de tar inte slut, istället blir de mer svåråtkomliga och därmed dyrare att utvinna. Samtidigt har den tekniska utveck-

86 Hållbar utveckling

förvaltning. Mångfalden av arter i jordens skogar, hav, sjöar, våtmarker och andra ekosystem bjuder oss på ett brett urval av nyttigheter som brukar kallas för ekosystemtjänster. Det är tjänster som vi får "gratis" från naturen som till exempel återcirkulering av närsalter nödvändiga för jordbruk, skogsbruk och fiske. Våtmarker renar utsläpp, insekter pollinerar grödor, träd tar upp koldioxid och fåglar fångar skadeinsekter. Ekosystemen omvandlar samhällets avfall till nya resurser och skapar till och med regn - mer än hälften av nederbörden i Amazonas har sitt ursprung i avdunstat vatten från trädens löv. Ekosystemtjänsterna brukar delas in i fyra kategorier: • Försörjningstjänster levererar olika varor som till exempel kött, fisk, frukt, grönsaker, trä och bränsle. • Reglerande tjänster kontrollerar bland annat klimat, spridning av sjukdomar och pollinering av grödor. • Kulturella tjänster innefattar estetiska värden och möjligheten till upplevelser och rekrea.

t1on.

• Stödj ande tjänster är grundförutsättningar för människans och naturens fortlevnad på

att reglera vattenflödet som är tio gånger större än dess timmervärde. 0

jorden som till exempel ozonskiktets skydd mot UV- strålning, fotosyntes och närsalters kretslopp.

Ar 1996 beslutade New York att investera 10 miljarder för att återuppbygga och skydda det vattenområde som förser staden med dricksvatten. Kostnaden för att bygga en vat-

0

tenreningsanläggning hade varit sex gånger

Ar 2005 publicerade FN en utvärdering av jordens ekosystemtjänster i The Millennium Eco-

större, dessutom hade en årlig driftkostnad på

system Assessments. Över 1 400 forskare och

två miljarder tillkommit.

andra experter från 95 länder genomförde en

Värdet av jordens samlade ekosystemtjäns-

kartläggning av tillståndet i världens ekosys-

ter är givetvis svårt att beräkna, men uppskatt-

tem. Av de 24 undersökta ekosystemtjänsterna

ningar pekar på ett värde som är dubbelt så

håller 60 procent på att förstöras eller utnyttjas på ett ohållbart sätt. Forskarna konstaterar

stort som jordens samlade BNP. Ekologi och ekonomi hör ihop - i båda fal-

att människan utövar en växande påverkan på

len handlar det om att hushålla med begrän-

ekosystemens dynamik. Som ett resultat av denna påverkan har många ekosystem över-

sade resurser. Man lever av räntan och inte av

gått till mindre produktiva tillstånd med redu-

att förlora, man gör en riskbedömning, sprider

cerad förmåga att generera ekosystemtjänster.

sina risker och har bra försäkringar.

kapitalet. Man satsar inte mer än man har råd

Förändringarna går idag så fort att samhället

Idag är ett icke miljövänligt beteende ofta

varken hinner anpassa sig till den nya situationen eller utveckla strategier och regelverk för

både billigt och bekvämt. Fördelarna finns här och nu, nackdelarna där och sedan - och då

uthålligt bruk av de varor och tjänster ekosys-

får ofta någon annan betala. Gemensamma

temen ger.

resurser som luften, fisken i haven och den

Enligt studien går det att vända den negativa trenden. Det handlar bland annat om att

biologiska mångfalden tillhör ingen men ändå alla. Hur ska vi förvalta det som vi "äger" till-

sätta prislappar på ekosystemtjänster och in-

sammans, vilka risker ska vi ta? Frågorna rym-

vestera i hållbar skötsel av viktiga ekosystem.

mer många etiska aspekter. Vilken betydelse får våra beslut för dem som lever i andra delar

Ofta är det ekonomiskt lönsamt att behålla fungerande ekosystem. I en skog kan värdet av översvämningsskydd, erosionsskydd, koldiox-

av världen, för framtida generationer och för andra arter?

idupptag och ekoturism vara mer än tre gånger så värdefulla som skogens värde som timmer och bränsle. Även om avverkningen av ett visst

Pollinering - en ekosystemtjänst

skogsområde kan vara lönsamt för ett skogsföretag så kan det alltså innebära stora kostnader

bin och andra insekter ska fortsätta att pollinera våra växter. Mer än två tredjedelar av

för samhället i stort i form av förlorade ekosys-

de viktigaste matgrödorna är beroende av pol-

tem tjänster och uteblivna försörjningsmöjlig-

linatörer.

Kanske har vi alltför länge tagit för givet att

heter för lokalbefolkningen. Man beräknar att

Honungsbiet är en av Sveriges 285 olika

omkring 70 procent av jordens fattiga är direkt

biarter. För att tillverka ett kilo honung krävs

beroende av dessa ekosystemtjänster. För att få

kanske 60 000 flygturer till olika blommor. De

bra underlag för hur ett område ska användas

allra flesta biarter är specialister och har mun-

behöver därför ekosystemens tjänster värderas ekonomiskt.

delar som passar bara ett fåtal växter, medan

Skogarna i övre delen av Asiens längsta flod,

Bristen på honungsbin på de storskaliga odlingarna i USA har skapat en ny marknad

Chang Jiang i Kina, bedöms ha ett värde för

honungsbiet kan besöka många olika växter.

Hållbar utveckling 87

antal individer

------

Vi ka n påve rka jordens bärkraft [se s. 68]. Om vi ________ - - - - minska r ekosystemens -------bärkraft förmåga att producera

- - - .... ... ... ... ... - - - -

för biodlare. Bikupor transporteras på lastbilar från Florida till Kalifornien i februari för att pollinera mandelblommor på de stora odlingarna av mandelträd. Bina får sedan åka till New York för att pollinera äpplen, till Maine för blåbärsodlingar och slutligen till Michigan för att pollinera gurkor. Tidigare pollinerades odlingarna av vilda bin vilket fortfarande gäller för mindre odlingar belägna nära naturen. Men de stora monokultu rerna är ingen bra plats för pollinerare och odlarna blir beroende av ekosystemtjänster på lastbil. Värdet av insekternas tjänster i USA är svårt att beräkna men har uppskattats till cirka 400 miljarder kronor per år.

Få ut mer av mindre Om hela mänskligheten skulle leva på samma nivå som europeer, amerikaner och den snabbt ökande köpstarka medelklassen i bland annat Kina, Indien och Brasilien, så skulle det krä-

ekologiska bärkraft kan dock förstärkas, om resursanvändningen effektiviseras. De flesta av dagens miljöproblem beror på att flödena av material och energi är för stora, är felaktiga eller hanteras på fel sätt. För att vår resursanvändning ska vara långsiktigt hållbar behöver vi utnyttja n aturens resurser effektivare och på ett smartare sätt. Det finns många sätt att bli effektivare. En väg är att utveckla material- och energisnåla produkter - för trettio år sedan fyllde en datamaskin ett helt rum, idag får en apparat med samma kapacitet plats i fickan. Ett annat sätt är att byta ut en produkt mot en annan som kräver mindre energi och material - genom att byta ur glödlampor i trafiksignaler mot LEDlampor minskar energiförbrukningen till en tiondel. Ytterligare ett sätt är att ersätta flera gamla produkter med en ny med många funktioner som till exempel mobiltelefonen.

0

mat

mat

konsumtion

av varor

88 Hållbar utveckling

ekosyste mtjänste r kom mer jord ens bärkraft att minska . Ka n vi istä llet långsiktigt öka eko systemens produktivitet el ler m ins ka resursanvä nd ningen så öka r istä llet antalet mä nn iskor so m jorden kan föda.

dagens tekn ik används för att omvandla metaller, kol, olja och andra naturresurser till bilar, bostäder, mat, värme, med mera. Jordens

vas tre jordklot. Beräkn ingarna förutsätter att Enke lriktade flöden el ler sl utna kretslopp . Akermarke n förlorar närsalt er när ma t transporteras til l staden. Ge nom att låta komposte r ba r t avfa l l från sta den behand las i en rö tka m mare ka n energirik meta ngas utvinnas . Rötslam met innehålle r närsalter som kan återföras till åkermarken. På sa mma sä tt ka n kold ioxid tas upp av växande träd och avfall återvinnas. Kretsloppen sluts. vilket medför at t miljöpåve rkan och avfal lshögar na mi nskar.

- - - - - - - - - .....

Sverige på rätt väg? Sveriges riksdag har antagit 16 miijiimål för en ekologisk hållbar utveckling. Det övergripande målet är att till nästa generation kunna lämna över ett samhälle där de största miljöproblemen är lösta. Det innebär att påverkan

på miljö och hälsa ska ha sjunkit till långsiktigt hållbara nivåer år 2020. Utvecklingen av miljön i Sverige går i flera fall åt rätt håll. Men tempot är inte tillräckligt högt. Nio av de sexton miljömålen bedöms som svåra att nå till 2020.

SVERIGES 16 MILJÖMÅL

5.Skyddande ozonskikt

9. Grundvatten av god kvalitet

13. Ett rikt odlingslandskap

3. Bara naturlig försurning

2. Frisk luft

1. Begränsad klimatpåverkan

©

@

6. Säker strålmiljö

@

e

7. Ingen övergödning

4. Giftfri miljö

@

8. Levande sjöar och vattendrag

10. Hav i balans samt levande kust och skärgård

11. Myllrande våtmarker

12. Levande skogar

14. Storslagen fjällmiljö

15. God bebyggd miljö

16. Ett rikt växtoch djurliv

@

e

Hållbar utveckling 89

Det finns äve n hybrid er till SJÖSS. Fraktfartyget drivs av både vind kraft och diesel.

Vi har redan idag kommit en bit på vägen För 30 år sedan upptäckte vi i Sverige att de ökade utsläppen av svaveldioxid var ett pro-

villa förbrukar. I ett småhusområde u tanför Göteborg värms husen i huvudsak upp av de boendes kroppsvärme. Husen har extra isolering, stora fönster mot söder och små fönster mot norr. Val av energieffektiva hushållsma-

blem och vi vidtog då åtgärder för att minska försurningen. Vi upptäckte att användningen

skiner, kyl och frys bidrar till den låga energi-

av freoner i kylskåp påverkade ozonskiktet och

förbrukningen.

löste även detta problem. Flera av de värsta

Det finns bilar som kör en mil på mindre

kemikalierna är borta från marknaden idag. Innerstadslt1ften är bättre, vattenkvaliten i

än tre deciliter bränsle. Allt fler bilar och bussar drivs med el, biogas eller alkohol. Hybrider

sjöar och floder h ar förbättrats. Många mil-

med kombinerat bränsle och eldrift blir allt

jöförbättringar har skett tack vare forskning

vanligare. Nästa steg i utvecklingen blir kanske

och teknikutveckling samt användningen av politiska styrmedel som lagar, skatter och av-

de vätgasdrivna bilar och bussar med bränsleceller som börjat rulla på våra vägar.

gifter på utsläpp. Men för att skapa en långsiktig hållbar ut-

Ett an nat exempel på kreativa lösningar är de fraktfartyg som har utrustats med segel som

veckling ställs det nya krav på tänkande och

styrs av en dator. Genom att utnyttja passad-

uppfinningsrikedom. Smarta, kreativa lös-

vindarna kan bränsleförbrukningen minska

ningar som kräver mindre material och energi

med 10-35 procent.

samt råvaror som kommer in i fungerande

Andra lösningar ligger närmare till ha.n ds.

kretslopp, kan i framtiden leda till att miljö-

En stor livsmedelskedja i Stockholm minskade

problemen minskar.

sina lastbilstransporter till en fjärdedel genom att samordna transporter från ett femtiotal

Det är redan idag möjligt att bygga hus som drar en tiondel av den energi som en normal

livsmedelsleverantörer ut till de enskilda butikerna.

90 Hållbar utveckling

Framtida utmaningar

Våra liv blir alltmer sammanvävda med resten

Listan över allvarliga miljöproblem är lån g.

av världens - inte bara p olitiskt, socialt och

Ö ver 800 miljoner m än niskor går och lägger

ekonomiskt, utan även ekologiskt.

sig hungriga varje kväll. M er än en milj ard

Möjligheterna att lösa miljöproblem en och

m änniskor saknar säker tillgång till ren t vatten . Marinbiologer tvivlar på att dagens fisk-

skapa en hållbar u tveckling h ar ald rig varit

fångster kan öka, idag är 11 av de 15 värdeful-

och ekon omiska resurser idag än tidigare.

laste fiskeo mrådena överutnyttjade.

Utmaningen är att göra det dagliga livet håll-

bättre än nu. D et fi nns m er kunskap, teknik

leva på för de flesta människor. Nästan överallt

bart genom att utveckla sm arta, resurssn åla lösningar som tillfredsställer våra behov - att

ökar livslängden , barnadödligheten avtar och

kunna leva ett gott liv utan att utarm a d en

andelen fattiga minskar. Industrin i Sverige har

omgivande miljön . Framti dens arbete för en

minskat m etallutsläppen till enstaka procent av

hållbar utveckling är b land annat högtekno-

1970-talets nivåer och biltrafikens blyutsläpp

logi - solceller, biopolym erer och bränslecel-

har helt upph ört. Utter, h avsörn och gråsäl är några arter som har blivit allt vanligare i takt

ler. D et är kreativitet - att utveckla sm arta lösningar på h ur vi ska organisera samhället så

m ed att halterna av vissa miljögifter minskat i

att det blir hållbart.

Sam tidigt har jorden blivit en bättre plats att

naturen . Många av de rika länderna har haft en

Men eftersom hållbar utveckling till stor del

På alla plan sker en snabb globalisering och

h andlar om frågor kring värderin gar, etik och moral finns det inga givna och självklara svar

världen blir mindre och mindre. När vi äter

på frågan hur en h ållbar utveckling ska se ut.

ban an er från Ecuador, apelsiner från Sydafrika, kakao från Elfenbenskusten eller dricker

Hur ska vi hantera intressekonflikter m ellan

kaffe från Colombia så kommer våra kroppar

fram tida generationer, m ellan m änniska och

att byggas upp med atomer från hela världen.

andra arter?

liknande utveckling som Sverige.

0

FRAGOR 1. Diskutera tänkbara orsaker till den kraftiga befolkningsökningen på jorden. 2. a) Vilka av dagens miljöproblem var kända när

dina föräldrar var barn? b) Vilka miljöproblem tror du finn s när du fyller 50 år?

3. Förklara vad som menas med a) naturkapital, b) ekosystemtjän st, c) förnybar naturresurs, d) ekologiskt fotavtryck .

4. Di skutera om hög eller Låg tillväxt är bäst för miljön.

5. Vilka miljöproblem tycker du ska lösas på individnivå och vilka ska lösas på samhällsnivå?

rika och fattiga, m ellan oss som lever nu och

6. Diskutera följande påståenden: "Att rädda naturen är viktigare än att rädda människan." "Vi måste leva på naturens villkor, eftersom vi är beroende av den." ••

" Okad tillväxt och ny teknik är det bästa sättet att lösa miljöproblemen." " Kan vi minska befolkningsökningen så löses miljöproblemen." " Så länge forskarna är oense om orsakerna till miljöproblemen är det ingen ide att bry . sig.

..

"Det var bättre förr. Miljöproblemen löses om vi lever som människor gjorde förr i tiden." "Det är politikernas sak att lösa miljöproblemen."

Hå l lbar utveckli ng

91

tillväxt försämrades luften i våra tätorter. Ge-

Luften

nom att bygga alle högre skorstenar försökte ma.n förbättra luftmiljön i närområdet enligt principen "the solution to pollution is dilu. ". t1on

Inledande översikt

Fiskdöd i några små sjöar på västkusten

Jordens ursprungliga atmosfär bestod troligen till största delen av kvävgas, koldioxid

under 1960-talet visade sig vara orsakad av försurande nedfall. Sjöarna som ligger långt

och vattenånga. Men sammansättningen har förändrats under jordens utveckling, bland annat genom att fotosyntetiserande organismer började ta upp koldioxid ur luften och avge syrgas. En del av det organiska material som bildades vid fotosyntesen har inte brutits ner, utan lagrats bland annat som fossila bränslen. Det har medfört att mer syrgas har bildats vid foto-

från utsläppskällor hade förorenats av ämnen som hade transporterats långa sträckor. Största delen kom med vindarna från andra länder. Luftföroreningar var därmed inte längre bara lokala problem. Att stabila luftföroreningar kan spridas ännu längre sträckor stod klart när det visade sig att pingviner på Antarktis innehöll insektsbekämpningsmedlet DDT, trots att det aldrig

syntes än vad som förbrukats vid nerbrytning.

har använts på den antarktiska kontin enten.

Samtidigt har luftens koldioxidhalt sjunkit. Idag består jordens atmosfär till 99,9 procent av kvävgas, syrgas och argon. Dessutom förekommer låga halter av andra ämnen, som kan vara av stor betydelse för livet på jorden. Luften innehåller även vattenånga av varierande halt. I och med industrialismen började människan att på allvar påverka halterna av de olika gaserna i luften, och även släppa ut ämnen som tidigare inte hade funnits i atmosfären. I takt med städernas och industriproduktionens

Under 1980-talet kom alle flera tecken på att vi är på väg att förändra både jordens klimat och skyddet mot solens ultravioletta strålar. De flesta av de föreningar som påverkar jordens värmebalans och ozonskiktet är stabila och har en så lång livslängd att de hinner sprida sig i hela atmosfären. De får därför effekter på miljön över hela världen, oberoende av var på jorden utsläppen sker. Den långa livslängden hos dessa molekyler gör att våra utsläpp idag kommer att påverka atmosfärens sammansättn ing för kommande generationer.

Luftens sammansättn ing effekter 1

Gas

konce ntra tion i ppm (parts per million)

livslängd i atmosfären

Kväve, N2

780 800

Syre, 0 2

209 400

miljontals år • t usentals ar

Argon, Ar

9 330

miljontals år

Koldioxid, C0 2

389

ca 4 år 2

K

Metan, CH 4

1,8

K

Dikväveoxid, N20

0,32

ca 10 år • ca 100 ar

Ozon i troposfären. 0 3

0,02

ca 1 månad

H,K,V

Ozon i stratosfären, 0 3

0,02-1 ,0

variabel

H, K

Kolväten, ej metan

0,01

< några dygn

H,OT, V

Kväveoxider, NO, N0 2

0,0005

Freon-12, CF 2cl2

I o0004

Freon-11, CFCl3

0,0003

Svaveldioxid, 502

0,0002

I Ammoniak, NH3

92 Hållbar utveckling

I

I 0.0002

några dygn • l ca100ar ca 50 år några dygn • I nagra dygn

K,05

F, H, OT

I KOS . K, 05 F, H, K, V

I F. V

1. F Påverkan på surhetsgrad i miljön V Påverkan på växterna H Påverkan på hälsan OS Påverkan på ozon i stratosfären K Påverkan på klimatet OT Påverkan på ozon i troposfären 2. Koldioxid omsätts däremot långsamt mellan ythav och djuphav. Utsläpp av fossi lt kol kommer därför att påverka atmosfärens koldioxidha lt under hund ratals år.

+ 100

W/m 2

Solinst rå ln ing under sommaren på norra halvklotet

(skillnad från nutid) + 50

0 - 50 400 000

300000

200000

100 000

0

100 000

0

år före nutid +4

Lufttemperatur i Antarktis

°C (skillnad från nutid)

+2

0

- 2

- 4

-6 - 8

400 000

300000

200000

år före nutid mellanistid

istid

mellanistid

istid

mellanistid

istid

mellanistid

istid

mellanistid

Solinstrålning, temperatur och koldioxidhalt de senaste 430 000 åren. Jordens bana runt sole n och Jo rdaxelns riktning ka n berä knas med stor noggrannhet långt ti llbaka i tid en. Växlingar mella n istid er och mellan istid er anses orsaka de av dessa regelbu ndna variat ioner i solinstrå ln ingen. Genom att analysera luftbu bb lor i is frå n olika djup av An tarktis inla ndsis, har forska re beräknat hur jordens medeltemperatur och koldioxid halt varie ra t. Både tem pe ra tu ren och kold ioxidhalten varie rar i takt med förä nd ri ngar av solinstrå lningen. Dagens ko ld ioxidhalt på närmare 390 ppm ligger klart över de medelvärden som beräknats und er de se naste 430 000 åren.

Koldioxidhalt i atmos fären

ppm

360 340 320 300 280 260 240

220 200 180 400 000

300 000

200 000

100 000

0

år före nutid

Växthuseffekten Klimatet på jorden har växlat mellan istider och varmare mellanistider under de senaste två miljoner åren. Orsaken till dessa variationer anses vara regelbundna förändringar av jordaxelns lutning och jordens bana runt solen. Det leder till att solinstrålningen till jorden varierar, och därmed uppvärmningen av jordytan och atmosfären. Vi lever nu i en mellanistid men är på väg mot en ny istid, med kulmen om några tiotusentals år. Även efter den senaste istiden har klimatet i Sverige varierat. Under en varm period för 5 000 år sedan bredde lövskogarna ut sig norr-

ut och sköldpaddor kunde leva i södra Sverige. Under medeltiden var det istället kallare. Klimatet påverkas även av andra faktorer som till exempel stora vulkanutbrott. Stoftpartiklar och svavelföreningar från utbrotten hindrar en del av solens strålar att nå jordytan, vilket leder till kallare klimat under några år. Den indonesiska vulkanen Tamboras utbrott 1815 följdes av" året utan sommar" - så stora blev de globala klimateffekterna. Det är svårt att ur dessa naturliga variationer urskilja vilken effekt människans aktiviteter har på jordens klimat.

Hållbar utveckling 93

Växthuseffekten är livsviktig!

Någonting har hänt

Jordens atmosfär kan liknas vid glaset i ett

I mitten av 1800-talet började man i många

växthus. Den släpper igenom den kortvågiga strålningen från solen så att den når jordytan,

länder göra regelbundna meteorologiska observationer. Mätningar visar att den lång-

men fångar upp (absorberar) delar av den lång-

samma avkylningen som har registrerats sedan

vågiga värmeutstrålningen från jorden. Den

vikingatiden har tagit en ny riktning. Under

uppvärmda atmosfären återsänder en del av

1900-talet ökade jordens m ed eltemperatur

värmestrålningen, tillbaka mot jorden. D enna

med 0,7 grader. Havsytan steg m ed 17 cm,

effekt beror på vissa gasers egenskaper att ab-

mot n ormalt 1-2 cm per sekel under de se-

sorbera värmestrålning. De viktigaste växthus-

naste tusen åren. I nästan alla bergstrakter h ar

gaserna är vattenånga, koldioxid, metan och

glaciärer minskat i storlek. Mycket tyder på

dikväveoxid. Växthuseffekten gör att jordens

att Alpernas glaciärer nu är mindre än på flera tusen år. Även polarisen i Arktis minskar. Som-

medeltemperatur är 15 plusgrader istället för 18 minusgrader.

maren 2007 hade isen krympt med 40 procent, jämfört med 1960- talet. Forskare har observerat att en del fågelarter började lägga sina ägg allt tidigare på året och att växter spri-

Medianutbredn ing i september 1979-2000.

.. ..· ... : ••• • ••' ••

•

..... .. .••

d er sig allt högre upp i bergsområden. Klimatforskarna är överens om att det har

••

•

skett en tydlig klimatförändring. Diskussionen

•••.

,•• .,· •

......•.

•• ..•• ·.,.,_,,_.__

handlar istället om orsakerna till förändringen . En del forskare anser att dessa förändringar är

•.

.• •,·••

• ''

•'

naturliga klimatvariationer. De allra flesta tror

• -·· '

·.......

•

•

• ••

dock att ökningen beror på de stigande hal-

••

terna av gaser i atmosfären som kan absorbera

{

i i ·'

värmestrålning från jorden. FNs klimatpanel

.:

•••

IPCC analyserar och utvärderar forskning om jordens klimat, beskriver effekterna och föreslår åtgärder. I deras rapport från 2007 drogs slutsatsen att människans utsläpp av växthusgaser mycket sannolikt förklarar huvuddelen

miljoner km 2

av den uppvärmning vi haft under sista hälften

vinter

16

av 1900-talet. Bakom rapporten står flera tu• arsgenomsn1 tt

sen forskare från 130 länder.

•

14 12

sommar

10 8 6 4

Sommaren 2007 fanns 27°/o mindre is än vad som någonsin förr uppmätts.

2 o --~~~~~~~~-.-~~-.-~~~

1900

1920

1940

94 Hållbar utveckling

1960

1980

2000

Polarisen i Arktis minskar i storlek. I september 2007 var utbredn ing en den mi nsta sedan mätningarna sta r tades.

På mindre än hundra år har den istäckta ytan på Kilimanjaro i Tanzania minskat till en sjättedel. Om utvecklingen fo rtsä tte r som hitti lls kom mer all is på Afrikas högsta berg att vara borta någon gå ng mella n år 2020 och 2030. Högre tempera tu r, torrare luft och färre moln är de viktigaste orsa kerna ti ll att ise n försvi nner. Borrkä rnorna visar att ise n är minst 11 700 år gamma l.

yta, km 2 14

12

10 8 6

4

2 1900

1920

1940

1960

1980

2000

2020

Is på Kilimanjaro

Växthuseffekten förstärks

Koldioxidhalten i luften stiger och är idag troligtvis högre än den har varit under de senaste

har medfört att metanhalten i atmosfären har mer än fördubblats sedan 1800-talet. Gasläck-

650 000 åren. Orsaken är den ökade förbrän-

age från soptippar samt utvinning av kol och naturgas är andra källor (se s. 82) .

ningen av fossila bränslen, främst kol och olja

Dikväveoxid, eller lustgas, bildas vid för-

(80 o/o), men också att stora skogsområden

bränning och när vissa bakterier i syrefattiga

huggs ner och bränns utan att nya träd plan-

miljöer utnyttjar nitrat som syrekälla (deni-

teras (20 %). Mer än hälften av dessa utsläpp

trifikation). Ökad användning av gödsel och

tas upp av haven och växterna. Men vare sig

nedfallet av kväveföreningar har medfört att

växternas tillväxt eller vattnets förmåga att lösa koldioxid hinner motverka ökningen av luf-

denitrifikationen ökat och därmed luftens halt av dikväveoxid (se s. 82).

tens koldioxidhalt (ses. 82).

CFC-gaser finns inte naturligt utan har

Vid förbränning av biobränslen som ved,

tillverkats av människan sedan 1930-talet (se

flis, halm och snabbväxande skog avges kol-

s. 99). Dessa föreningar påverkar jordens vär-

dioxid. Men det blir inget nettotillskott av

mebalans på flera olika sätt. Dels absorberar de

koldioxid till atmosfären, om man ser till att

jordens värmestrålning, vilket leder till upp-

återplantera i samma takt som man avverkar.

värmning, och dels bryter de ner ozon i stra-

Då tar ju växterna upp motsvarande mängd

tosfären (15- 50 km). Ozon är en växthusgas i

koldioxid igen. Metan, eller sumpgas, bildas av bakterier vid

nedre delen av stratosfären och minskningen av ozonhalten där, leder till avkylning. CFC-

nerbrytning av organiskt material i syrgasfria

gaserna har alltså både en värmande och en

miljöer som träsk, våtmarker och djurmagar.

avkylande effekt.

Ökad risodling och fler rapande tamboskap

Hållbar utveckling

95

Klimatet om hundra år

• H avsnivån kommer att stiga med ytter-

D en förstärkning av växthuseffekten som på-

ligare 18-59 cm. Det beror framförallt på att

går ser ut att fortsätta. Jordens medeltemperatur förväntas öka och klimatet förändras. För

vattnet u tvidgar sig n är det blir varmt, men

att försöka förutsäga hur det kommer att för-

också på att glaciärer börjar smälta. Leder uppvärmningen till at t stora landisar på Grönland

ändras, arbetar man med olika datormodeller

och i Antarktis börjar smälta kan havsytan

som beskriver hur jordens klimatsystem fung-

stiga väsentligt mer.

erar. Resultaten är inte samstämmiga, m en de flesta pekar mot att

Klimatförändringens konsekvenser

• Jordens medeltemperatur kommer att öka med 1, 1 till 6,4 grader till år 2100. D et skulle i

Klimatförändringarna kan i vissa områden på jorden leda till större skördar och ökad skogs-

så fall bli varmare på jorden än det varit under de senaste 150 000 åren. En av orsakerna till

arna led a till negativa effekter för jordbruk,

den stora osäkerheten är att man inte vet hur

ekosystem , vattenresurser och h älsa. Männis-

stora utsläppen av växthusgaser blir. Man är

kor som bor i torra områden, i låglän ta kust-

också osäker på olika förstärkande effekter som

områden, i områden med begränsad tillgång på vatten eller som ofta drabbas av översväm-

tillväxt. Men på andra platser kan föränd ring-

till exempel hur mycket metan som kommer att frigöras när tundran i Sibirien tinar eller effekten av ett minskande is- och snötä.cke som

ringar. Miljoner människor riskerar sämre

minskar solljusets reflektion från jordytan.

hälsa när insekter och sjukdomar sp rider sig.

• Temperaturökningen kommer att bli ojämnt fördelad över jorden. D en antas bli

Omkring 20- 30 procent av växt- och djur-

större nära polerna än vid ekvatorn.

snabbt att de inte hinner anpassa sig. I Sverige

ningar, är särskilt utsatta för klimatföränd -

arter hotas när deras livsmiljöer förändras så

• Även luft- och havsströmmar kommer att

+ 5,2

+ 4,8

anses fjällens samt Östersjöns växt- och djurliv

påverkas, befarar en del forskare. På lång sikt

som särskilt känsligt.

_ + 4,4

kan Golfströmmens värmetransport till Norden ändras, så att klimatet i Sverige istället blir

Jordens medeltemperatur år 1000-2100. Värdena för perioden 1000-1900 bygger på stud ier av bla nd an nat glac iärisar och å rs ri ngar frå n träd . Utveckling en fra m ti ll 2100 bygg er på oli ka modellberä kningar av hur stora utsläppen av växthusgaser kom mer att bli. Osä kerheten i de olika modellberä kn inga rna gör att te mperatu rökn ingen under 2000- 2100 ka n bli mella n 1.1 till 6, 4 grader.

kallare i framtiden. • Uppvärmningen kommer att förändra både nederbördens mängd och fördelning över jordklotet. I vissa områden blir det torrare, i andra beräknas nederbörden öka.

-

+ 3,6

+ 3,2

+ 2,8

+ 2,4

+

beräknad global medeltemperatur år 2000- 2 1 00 enligt IPCC -

rekonstruerad medeltemperat ur på norra halvklotet år 1000- 1900

+ O8 I

ll ~~~lij ~ 1

I

+ 0,4

I

,At

~

~

'1 11

l

Il

li

J I

I

~

1,2

uppmätt medeltemperatur på norra halvklotet 1900- 2000

medelvärde

~'

2,0

+ 1,6

- +

oc

•

+ 4,0

+ 0,8

II

II

'

+ 0,4

I

0

- 0,4

Il'

mått på rekonstruktionens osäkerhet - 0,8 -·'-1- - ~ I- - ~ 1 - - - - - - - - - . - - 1- - - - - - . - 1 - - - - - - - . 1 - - - - - , , - - - - - - - - - + - 0,8

1000

96 Hållbar utveckling

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

En stigande havsnivå och extrema vädersituationer befaras även leda till omfattande folkomflyttningar. Nästan inga av Maldivernas

Framtiden Om vi väntar med åtgärder tills klimatföränd-

1190 öar når högre än två meter över havsy-

ringen är så stor att vi med säkerhet vet att den orsakats av våra utsläpp, kan kanske inte

tan. Tjugo centimeters höjning av havsnivån

ens omedelbara åtgärder hindra att det uppstår

leder till att 80 procent av de mindre, och 20

allvarliga skador. Trögheten i klimatsystemet i

procent av de större öarna riskerar att hamna

kombination med växthusgasernas långa livs-

under vattnen.

längd i atmosfären, gör att det tar tid att brom-

Det är fyra områden på jorden som först befaras att drabbas av allvarliga klimatföränd.

sa utvecklingen. Det är därför nödvändigt att arbeta fram internationella överenskommelser för att begränsa utsläppen .

ringar. • Arktis - här är uppvärmningen allra störst. Det leder till att isar smälter, tundran tinar

IPCC konstaterade i rapporten från 2007

upp och att växt- och djurarters överlev-

att om inte utsläppen av växthusgaser mycket snabbt minskar kommer uppvärmningen att

nad hotas.

fortsätta och detta kan ge upphov till allvarliga

• Afrika söder om Sahara - här blir torra

framtida klimatförändringar. De närmaste 20

områden ännu torrare. Skördarna blir

åren anses avgörande för ht1r kraftig klimatets

sämre och därmed tillgången på livs-

förändring blir. Den brittiske ekonomen Ni-

medel. De som bor här har små chanser

colas Stern har visat att det skulle kosta runt en

att skydda sig mot klimatförändringarna

procent av jordens samlade BNP att bromsa

eftersom de redan är så fattiga. • Små ö-nationer - de kommer att sjunka

temperaturhöjningen. Om vi inte gör det beräknas kostnaderna för att hantera effekter av

under havsytan när den stiger. Eftersom

den ökade temperaturen till mellan 5-20 pro-

de är så små har de ingenstans att evakuera

cent år 2 100.

sina medborgare.

Men det har varit svårt att komma överens

• Asiens stora deltaområden - i stora delar

om utsläppsminskningar, eftersom använd-

av Bangladesh och kustområden i Kina

ningen av fossila bränslen spelar en så central

och Vietnam riskerar mycket stora grup-

roll för vår levnadsstandard och livsstil. Kyo-

per av människor att drabbas av översväm-

toprotokollet som förhandlades fram i FNs

ningskatastrofer och tvingas att fly.

regi och trädde i kraft år 2005 reglerar de rika

..

-· ...

--

.

.,

Koldioxidutsläpp per person och år frå n fossila brä nslen i olika dela r av vä rlden .

ton koldioxid per person och år • >20 • 15 - 20 . 10-15 • 7-10 • 5- 7

•

3-5

•

2- 3 1- 2

•

.'·. ·.~·. ...&u .

...'.·',:...--< ,.-

,

.

+

' .

'

i.,

. .

.

:

.

..

från mindre urlakade marklager. När björken till hösten fäller sina löv tillförs markytan närsalter. Den försurning av skogsmark som orsakas av skogsbruket beräknas i norra Sverige vara lika stor som den som orsakas av nedfallet av

kvistar och barr vid avverkning av skog, eller återföra askan till skogen vid biobränsleuttag, så kan försurningen i viss mån motverkas. Omkring två tredjedelar av trädets närsaltsinnehåll finns nämligen i grenar och barr.

sura luftföroreningar. Genom att lämna kvar

Vad händer när det sura nedfallet når marken?

Granen och björkens försurande effekt.

Vid normalt pH är merparten av markens närsalter bundna till markpartiklar. När st1rheten ökar fångar m arkpartiklarna upp vätejoner och lämnar ifrån sig viktiga närsalter, som kalcium-, magnesium- och kaliumjoner. I södra Sverige har skogsmarkens innehåll av dessa joner halverats under de senaste 50 åren. Om pH-värdet i marken sj unker till 4,4 börjar aluminium- och vissa tungmetalljoner att frigöras. Dessa kan skada trädens finrötter, vilket minskar trädens förmåga att ta upp vatten och närsalter.

Kilomol vätejoner per hektar och år

5~-----------• •

Näringsupptag Försurande nedfall

4

3

2

1

0 ~ -~ -

~ - -~ -

Gran

106 Hållbar utveckl ing

---'-- - - '

Björk

påverkan kan även vara indirekt genom att

surt nedfall H+

det sura nedfallet förändrar markens kemiska mark-

ytan

I

sammansättning. Trots detta har vi haft en ökad skogstillväxt i framför allt södra Sverige. Troligtvis beror det på den ökade tillgången på kväveföreningar i nederbörden. Ofta är det

mark-

vatten

Ca2• -

Mg2• Al

negativt laddad markpartikel

3

'

-

K'.. .•. K'. .•• • .• 2 .•• Ca • .• •• Ca2 • Mg2• Al3 + • • .• .• .• • . .• .• • •• • .• .• .• .•• .• • • • .• .•• .•• • . • • • • • • .•• .•• urlakas . •• • .•• • . . • •• • • .• • • . .•• .• . • • . . • .• .• • .• • • • • . .• . . • . .• • .•• .•• . • • • • • .• • ..• . . • ..• . . . • . • • • •• .• • .• .• .• •

' '

t

' ' '

Sur nederbörd leder till urlakning av närsalter. De positiva närsalter som normalt är bundna vid negativt ladda de markpar tikla r trängs ut av de su ra vätejonerna och laka s ut u r de övre markski kten .

just bristen på kväve som begränsar tillväxten i skogen. Samtidigt finns en oro för att de för skogstillväxten så viktiga m ykorrhizasvam parna kan bli färre om markens kväveinnehåll ökar för mycket (ses. 42) . Det finns inget enkelt och tydligt samband mellan luftföroreningar och skogsskador. Att löv och barr ibland missfärgas och fälls i förtid kan inte tillskrivas någon enskild faktor, utan beror på den sammanlagda effekten av olika stressfaktorer som i sin tur varierar från år till år. Lavar och snäckor påverkas

Lavars känslighet för försurningen beror på att de är helt beroende av luften och regnvattnet för sin försörjning av närsalter, eftersom de saknar rötter. De har inte h eller ett skyddande vaxskikt, eller klyvöppningar, som kan hindra

Hur påverkas skogen?

föroreningar att tränga in. Känsligheten för

I naturen är alla organismer ständigt utsatta för

framförallt svaveldioxid hos vissa lavar gör att

påfrestningar av olika slag. Konkurrens, torka,

de används som levande luftföroreningsmätare (indikatorarter). Genom att studera vilka lavar

vind, frost och angrepp av skadegörare som svampar och insekter, är exempel på "naturlig"

som finns i omgivningen kan man uppskatta

stress som drabbar träd. Det kan vara svårt att

svaveldioxidhalten i luften. Ju renare luften

avgöra vilken påverkan luftföroreningar har på

är, desto fler lavarter. I de cen trala delarna av

kort och längre sikt.

större tätorter försvann många lavarter under

Man har länge känt till att vegetationen ska-

1970-talet. Men idag, när luftens svaveldiox-

das i närheten av stora utsläppskällor. Carl von

idhalt minskat, har många lavarter återkom-

Linne beskrev 1734 skador runt Falu koppar-

mit till sina gamla växtplatser. Landlevande snäckor minskar i antal i för-

gruva. "Ur denna gruva steg upp en giftig, stickande svavelrök som forgiftar luften långt ikring ochfräter jorden så att inga örter växer omkring."

Luftföroreningar påverkar träd på flera sätt.

surade områden. Orsaken är troligen att när kalciumjoner urlakas, minskas växternas upptag. När snäckornas föda är kalciumfattig får snäckorna brist på detta ämne som de behöver för att bygga upp sitt skal.

Det sura nedfallet och markozon kan förorsaka direkta skador på barr och blad. Men

Hållbar utveckling 107

Försurning av sjöar och vattendrag Eftersom bara en liten del av nederbörden faller direkt ner i sjön, är sjövattnets egenskaper beroende av den omgivande berggrunden, jordtäcket och vegetationen. Om omgivningen består av svårvittrade, näringsfattiga jordar blir sjön näringsfattig och därmed försurningskänslig. Vattnets buffeingsformåga, alltså möjligheten att motstå pH-förändringar, brukar anges som sjöns alkalinitet. Den påverkas främst av halten vätekarbonatjoner (HC03- ). Dessa reagerar med vätejoner så att koldioxid och vatten bildas. Försurningen av en sjö innebär att dess buffringsförmåga försämras, samtidigt som pH-värdet sjunker. Finns det gott om vätekarbonatjoner i en sjö kan den klara tillfälliga tillskott av vätejoner, utan att pH-värdet ändras. Allteftersom vätekarbonatförrådet förbrukas minskar dess förmåga att neutralisera tillfälliga syratillskott. När sjöns alkalinitet har sjunkit till ett lågt värde, till följd av alltför långsam vittring i de omgivande markerna och/eller för kraftig syratillfö rsel, blir vattnets pH-värde instabilt. I samband med snösmältning och höstregn rinner under kort tid stora mängder surt vatten till sjön. Under dessa så kallade surstötar kan pH-värdet tillfälligt sjunka mer än en enhet. En kort period med lågt pH kan då slå ut många känsliga arter. När sjöns förråd av vätekarbonatjoner är slut stabiliseras pH-värdet kring 4,5. Sjön är klar och saknar fisk, och botten täcks av vitmossa.

Näckrosor i den försurade sjön Stora Hästevatten i Bohuslän. Efter cirka 500 dyk och 15 000 bilder sedan 1987 i en och samma sjö lyckades fotografen få en bild på en abborre. Sjön är på väg att tillfriskna - abborren kan återigen leva i sjön efter många års frånvaro.

108 Hållbar utveckling

mg/dm3

mg/dm3

700 Al

Cd

0,3

500

0,2

300 0, 1

100 4

5

6

7

8

5

6

7

Ju surare en sjö är, desto högre blir halten av aluminium- och kadmiumjoner.

Försurningen ändrar artsammansättningen i sjön

När en sjö försuras påverkas artsammansättningen till följd av att vissa arter är känsligare än andra för sjunkande pH-värde, lägre kalcium- och högre aluminiumjonkoncentration. När pH-värdet i en sjö sjunker från 6 till 5, försvinner omkring hälften av djurarterna. Bland fiskarna är speciellt mörten känslig. Första tecknet på försurning är att mörtbeståndet består av gamla och stora individer, medan yngre fiskar helt eller delvis saknas. Orsaken till detta är att rom och yngelstadier är känsligast och slås ut först. Alen, som fortplantar sig i Sargassohavet (ses. 20) och vandrar upp i sjöarna som vuxen, är den fisk som klarar sig längst. Det som påverkar fisken tycks inte vara surheten i sig, utan snarare det faktum att försurningen leder till förändrade egenskaper hos metaller och ökar deras tillgänglighet. När pH-värdet sjunker, så ökar lösligheten av aluminiumjoner. När dessa når fiskarnas gälar kan aluminiumhydroxid fällas ut som en gelatinös massa och kväva fisken. Orsaken är att gälarna har ett högre pH-värde än det omgivande vattnet och där har aluminiumjoner lägre löslighet. Även fiskarnas jonbalans störs. Allteftersom fisken försvinner blir vissa insekter, som dykare samt rygg- och buksimmare, allt vanligare. Trots att de lever i vattnet andas de luft som de hämtar vid regelbundna besök vid vattenytan. De påverkas därför inte av surt vatten på samma sätt som fiskar. Knipan, som lever på vatteninsekter, verkar kunna dra nytta av den ökade tillgången på stora insekter. Storlom och fiskgjuse, som 0

lever på fisk, får däremot allt svårare att finna tillräckligt med föda och tvingas därför flytta. Kalciumkarbonat är huvudbeståndsdelen i de kalkhaltiga skal som många arter bygger upp. Då alkaliniteten i en sjö sjunker, minskar tillgången på byggnadsmaterial. Kräftornas skal blir mjukare och de blir lätta byten för fiskar. Musslor och snäckor hör också till de första som försvinner i sjöar som blir förs urade. Normalt växer vitmossa endast i strandkanten av näringsfattiga sjöar. Men när en sjö försuras och siktdjupet ökar kan vitmossan konkurrera ut försurningskänsliga arter. Efter en tid kan den täcka stora delar av sjöbotten. I vissa sjöar sker i stället en kraftig tillväxt av trådformiga grönalger, vilket delvis beror på att antalet algbetande smådjur minskar. Omkring tre procent av Sveriges sjöar över fyra hektar är försurade, de flesta i sydvästra Sverige. De flesta är små skogssjöar i barrskogsområden, omgivna av tunna, näringsfattiga marker med liten buffringsförmåga. Sedan 1970-talet kalkas många sjöar för att motver• ka försurningens effekter. Ar 2008 tillfördes 133 000 ton kalk till 5 000 sjöar och 9 000 km vattendrag. Kalkningen av sjöar måste upprepas med några års mellanrum. pH

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

Gränser för några arters överlevnad i sura vatten. 7,0

6,5

6,0

Sötvattensmärta (GBmmalllB}

Kräfta Mört

j_

'\

Snäcka (Lymnaee pe,egra}

Han-

Abbone

pH

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

Hållbar utveckling 109

6,5

7,0

Försurning av haven

1981-1983

1975

1984-1985

e

e

När halterna av koldioxid i luften ökar så löses

1988 1989 1997

allt m er i havsvattnet och vattnets pH-värde sjunker. Det leder till att lösligheten för kalciumkarbonat ökar. Många marina djurarter har ett yttre eller inre skelett som är uppbyggt av kalciumkarbonat. D en försvårad e kalkinlag-

e

e

-~

ringen kan leda till försämrad reproduktion, tillväxt och överlevnad som kan få långtgående konsekvenser för till exempel korallrev och i förlängningen de arter som lever där.

Framtiden D e senaste årens minskade nedfall i Sverige har m edfört att naturen har börjat återhämta sig efter ett sekel av försurning. Andelen kraftigt sur skogsm ark h ar halverats under d e senaste 20 åren. Samtidigt h ar andelen försurade sjöar minskat från 10 procent till tre procent.

~

~ ~

e

~ ~

e

e

e

~

,

Försurning av vattendrag. Aven org anis mer i vatten drag dra bbas av försurn ingen. I Lillfjäten , en bäck i norra Da larna . ha r de n förs urningskänsliga sötvattenmä rla n påträffats på allt färre platse r sedan mitte n på 1970-ta let. I slutet av 1980-ta let va r de n helt försvunne n frå n bäc ken. Situa tio nen var oförä nd rad 1997. Att källflöden dra bba s först beror bland annat på att de Ligger på högre höjd . Dä r ä r Jord täcket ofta tu nt. vilket mi nska r fö rmå gan att motverka det su ra nedfa llet. Nä r snön s mä lte r på vå ren ti llförs bäcke n sto ra mängde r s urt va tte n. vi lke t påverka r a rte rs möjlig he ter att överleva .

Men det kommer att ta lång tid innan m arken och sjöarna helt har återhämtat sig. Eftersom den största d elen av n edfallet kommer från utlandet, så är internationella överenskom-

öka snabbt. Samtidigt finns d et idag teknik som kan minska utsläppen kraftigt. Hur stora

m elser nödvändiga. I andra d elar av världen kommer troligtvis försurningsproblemen att

försurningsproblemen blir är i första hand en ekonomisk och politisk fråga.

0

FRAGOR 1. De allvarligaste miljöskadorna orsakade av försurande utsläpp finns i barrskogsområdena i mellersta Europa och i nordeuropeiska sjöar och vattendrag. Vad är orsaken till att dessa områden har drabbats så hårt? 2. Förklara varför träd som växer i skogskanter drabbas hårdare av försurningsskador än träd längre in i skogen. 3. Varför är lavar speciellt lämpliga som miljöindikatorer för svaveldioxid? 4. Förklara varför det övre markskiktet är mindre surt i en björkskog än i en granskog. 5. Försurningen av åkermark anses bara till en mindre del bero på surt nedfall. Vilken kan den viktigaste orsaken vara? 6. På vilket sätt drabbas kräftan när en sjö försuras? 7. Vad är orsaken till att knipan är vanlig medan storlommen är ovanlig i försurade sjöar?

110 Hållbar utveck ling

e e

Vatten

Inledande översikt Vattnet är i ständig rörelse mellan hav, atmosfär och kontinenter. Årligen överförs stora mängder färskvatten från världshaven till landområdena. Detta gigantiska avsaltnings- och transportsystem av vatten från hav till land drivs av solen ergi. Från jordytan rinner en del vatten av som ytvatten, samlas i sjöar och våtmarker för att sa sman1ngom, via vattendragen, rinna tillO

O

•

•

baka till havet. En del av nederbörden tränger ner i marken och tas upp av växtligheten och avdunstar sedan igen. Överskottet fortsätter

vidare ner genom jordlager eller sprickor i berggrunden och bildar grundvatten. Grundvattn et samlas över ogenomträngliga lager, till exempel lera eller tät berggrund. Vid sin passage genom marken kan vattnet lösa ut mineralämnen innan det förs via vattendragen till havet. Jordens vattentillgångar

I Saltvatten i hav

0 /0

I 97,5

Vatten i glaciärer

1,7

Vatten i grundvatten

0,8

Vatten i rinnande vatten och sjöar

0,01

Hållbar utveckling 111

Kraven på ökad livsmedelsproduktion gör

Vatten en bristvara I Sverige är tillgång till rent vatten en självklarhet. I stora delar av världen är situationen helt annorlunda. I torra och halvrorra klimat, som i delar av Afrika, är vattentillgången begränsande för hur mycket livsmedel man kan producera. Växtsäsongens längd beror på hur länge det finns markvatten för växterna att ta upp. I områden där växtsäsongen varierar mellan 75 och 150 dagar, är variationer i nederbörden så stor mellan åren att risken för missväxt orsakad av torka är överhängande. De stora svältkatastroferna som drabbat många av Afrikas länder har inträffat i dessa områden. När befolkningsmängden och den globala uppvärmningen ökar minskar också tillgängligheten av vatten. Den stora utmaningen framöver är att

att bevattningsbehoven växer, men vattnet ska även räcka till hushållsvatten för en växande befolkning. Detta samtidigt som den industriella utvecklingen kräver mer vatten. Vattentillgången är given, vilket leder till en allt större konkurrens om denna begränsade resurs. I många länder i Nordafrika, Mellanöstern och delar av Asien är vattenbristen redan akL1t. Man beräknar att över en miljard människor lider brist på vatten. De saknar säker tillgång till rent dricksvatten, vilket leder till att sjukdomar lätt sprids. Omkring 80 procent av de sjukdomar som drabbar befolkningen i dessa länder orsakas av infekterat och förorenat vatten. Varje dag dör cirka 4 500 barn till följd av smutsigt vatten och dålig hygien.

få fram mer mat per droppe vatten.

Vattentillgången per person och år i olika delar av världen. Vatten är en ojä mnt fö rdelad resurs på jorden. 1 500 m3 vatten per person och år är den vo lym som anses nödvä nd ig Redan idag ä r det många länder so m lider av vattenbrist oc h forskare anser att vattenbrist kommer att bli ett allt större problem i fra mt ide n. I Sverige ä r tillgången 20 000 m3 per person och år.

- ·"' .. -..

m3 per person och år

·

0-1000 1000 - 2 000 2 000 - 5 000 5 000 - 15 000 15 000 - 50 000 >SO 000

• • • •

Kubikkilometer per år

6000 • • •

förluster i vattenmagasin m m hushåll industri j ordbruk

Världens vattenkonsumtion. Allt fler ska dela på det vatten so m finns ti llgä ngligt på jo rden. Största delen av allt vatten som tas upp frå n floder och gru ndvatten anvä nd s till konstbevattn ing . Va ri ationerna är dock stora mellan olika områden. I de torra delarna av tropi kerna a nvänds 90 °/o och i Sverige bara 4 o/o till ko nstbevattn ing. En tredjedel av a ll mat som produceras kon stbevattnas.

4000

2000

1900

1920

1940

112 Hållbar utveckl ing

1960

1980

2000 År

,

••

Virtuellt vatten - vatten som finns utan att synas Vi förbrukar inte bara vatten när vi dricker eller duschar. Med virtuellt vatten menas det vatten som vi gör av med utan att se det, det vill säga vatten som behövs för att framställa bland annat mat och kläder. Så när vi köper ett kilo ris som odlats i Indien köper vi också det vatten som riset behövt för att odlas, från

r

För att producera ett pa r jea ns går det åt 10 000 liter vatten I

frön till färdiga riskorn. För att odla ett kilo ris krävs 2 700 liter vatten! Exakt hur mycket vatten som behövs varierar givetvis med klimatet och det bevattningssystem som används. Ett kilo vete fodrar mellan 400 och 3 000 liter beroende på hur torrt och varmt det är. Många varor tillverkas i torra områden där vatten är en bristvara. En bomullsskjorta från Pakistan kan förbruka upp till 2 700 liter vatten om man räknar med odlingen av bomullen, och det vatten som behövs i textilfabriken. Bomullsproduktionen har bidragit till att Pakistan den senaste tiden haft sjunkande grundvattennivå och att floden Indus ofta är torrlagd vid flodmynningen. Det här påverkar både samhällen och viktiga livsmiljöer, inte minst för hotade arter som floddelfinen. Men det finns matvaror som kräver ännu mer vatten. För att få fram ett kilo nötkött går det åt 16 000 liter! Genom att räkna med virtuellt vatten i handel av varor kan man bidra till att balansera en ojämn fördelning av vattentillgångarna. Vattenintensiva handelsvaror kan transporteras till länder där det råder brist på vatten och där man inte kan producera samma varor lika vatteneffektivt. Så många liter gör du av med per dygn

Dricksvatten: 2-5 l Hushåll och hygien: 100-500 l Mat: 2 000-5 000 l

Aralsjön ett brutet kretslopp På gränsen mellan Kazakstan och Uzbekistan i Centralasien ligger Aralsjön. Den var en gång världens fjärde största insjö (tolv gånger större än Vänern). Så sent som 1960 • fångades 40 000 ton fisk i sjön. Ar 2008 hade sjön minskat till bara 10 procent av sin yta samtidigt som salthalten ökat kraftigt. Alla de 24 fiskarter som var unika för Aralsjön är utdöda. Vindar virvlar upp stora mängder giftigt salt från den förtorkade sjöbottnen. Odlingsområdena runt omkring Aralsjön beräknas ta emot omkring 40 ton salt per år, med minskande skördar som resultat.

Hållbar utveckling 113

•

.,,

Orsaken till dessa förändringar är att man på 1960-talet började avleda vatten från Aralsjöns enda källflöden, floderna Amy Darya och Syr Darya. Genom konstbevattningen kunde de torra områdena kring Aralsjön ge stora mängder jordbruksprodukter. En tredjedel av frukt- och risskörden samt 95 procent av bom-

Daryas delta har antalet häckande fågelarter

ullsskörden i dåvarande Sovjetunionen produ-

sjunkit från 173 till 38. Fisket, som tidigare

cerades här. Stora mängder bekämpningsme-

gav 60 000 människor arbete, har upphört.

del spreds på bomullsfälten. Det var en hög-

Många människor har blivit tvungna att

intensiv odling av vattenkrävande grödor och ineffektiva konstbevattningsmetoder. Vattnet

flytta när de inte längre kan leva på fiske eller jordbruk. De som bor kvar har drabbats av

som användes till konstbevattningen rann inte

sjukdomar i andningsorganen orsakade av de

tillbaka till floderna, utan avdunstade i det

giftiga damm- och saltmoln som virvlar runt

torra klimatet. När vatten avdunstar blir dess

i området. Flera andra sjukdomar har blivit

innehåll av salt kvar, vilket leder till att jorden

vanligare, vilket tillsammans har medfört att

blir alltmer saltbemängd. Tillsammans med de

medellivslängden i området har minskat. Aral-

salta vindarna gör saltanrikningen stora om-

sjön är ett skrämmande exempel på att eko-

råden obrukbara för lång tid framöver. I Syr

logiska förändringar kan få stora ekonomiska och sociala effekter.

0

FRAGOR 1 a) Varifrån kommer ditt dricksvatten och varmvatten? b) Hur har det renats och värmts upp? 2. Vad är huvudorsaken till de flesta sjukdomar som drabbar befolkningen i u-länderna?

114 Hållbar utveckling

••

Overgödning Inledande översikt I de flesta ekosystem ökar produktionen om man tillför extra närsalter. Störst verkan har ämnen som det naturligt råder brist på. I sötvatten är det ofta för lite fosfor. Varje tillskott av fosfater i en sjö leder därför till att växter och planktonalger blir fler. I havet och i skogen brukar ett extra tillskott av kväve ha störst effekt på tillväxten . Fosfor och kväve sägs därför vara tillväxtbegränsande i respektive miljö. Idag tillförs marken och vattnet stora mängder av dessa närsalter. Resultatet blir övergödning (eutrofiering) av de drabbade ekosystemen.

Övergödning orsakas framförallt av fosforutsläpp till vatten och av kväveutsläpp till luft och vatten. Utsläppen kommer huvudsakligen från trafik, jordbruk och kommunala avlopp. Större delen härstammar från produktionen av mat och det avfall som det ger upphov till. En viktig orsak till övergödningen är att man har brutit de lokala kretsloppen av närsalter. De närsalter som försvin ner från åkrarna vid skörden, återförs inte. Istället hamnar de så småningom på soptippar eller i avloppsvattnet. För att kompensera dessa förluster måste närsalter tillföras i jordbruket. Det vore naturligtvis bättre om närsalterna från hushåll kunde återföras till åkermarken. Sjöarnas igenväxning är delvis en naturlig process, som fortgått allt sedan de bildades efter istiden (ses. 57). Men det ökade tillskottet av närsalter har på många håll påskyndat processen. Omkring 600 av Sveriges sjöar, knappt en procent, är övergödda. De flesta av dem är belägna i jordbruksområden. Algblomning, igenväxning och syrgasb rist förekommer i dessa sjöar, men också i många kust- och havsområden. Utsläppen av kväveföreningar från framförallt trafik och jordbruk, h ar medfört en ökad trädtillväxt i södra Sverige. Men utsläppen h ar också bidragit till en förändrad växtlighet på många ängar och hagmarker. Under senare år har nedfallet av kväveföreningar från luften minskat något. Detsamma gäller utsläppen av kväve och fosfor till vatten.

Blomningar av blågröna bakterier i Östersjön har ökat under de senaste femtio åren. Övergödni ng, överfiske och kl imatföränd ring är de viktiga ste orsa kerna ti ll ökning en.

Hållbar utveckling 115

Tillbakablick Städernas och industriernas utsläpp av avloppsvatten i början av 1900-talet var ett av de första miljöproblem som uppmärksammades. När vattentoaletten ersatte torrdasset hamnade närsalterna och det organiska materialet i avloppsledningarna, istället för på böndernas åkrar. Växtligheten tätnade längs stränderna och massförekomst av planktonalger och blågröna bakterier, så kallad algblomning, blev allt vanligare. Snart kom klagomål på illaluktande sjöar och fiskdöd. Den ökade produktionen och utsläppen av organiskt material gjorde att stora mängder dött material anhopades på bottnarna. Vid nerbrytning förbrukar mikroorganis-

landen. Då bildas rötslam och energirik metangas. Sedan mitten av 1970-talet är nästan alla hushåll i tätorterna, liksom de flesta mindre industrier, anslutna till kommunala reningsverk. I de sjöar som tidigare mottog orenat avloppsvatten märks en tydlig förbättring. Badplatser i Stockholms innerstad är åter öppna. I Vättern har siktdjupet ökat. I Vänern har yrkesfiskarna till och med uttryckt oro för att minskningen av närsalter ska leda till minskade fångster i framtiden. För att minska utsläppen av kväveföreningar har många reningsverk längs med Sveriges kust kompletterats med en utökad kväverening som idag fångar in 70 procent av kväveinnehållet.

mer syrgas vilket kan leda till syrgasbrist. Det var orsaken till den fiskdöd man observerade. Lukten av ruttna ägg kom från svavelväte, som

Östersjön

bildas av svavelbakterier när syrgasen har tagit

Östersjön är ett ungt och känsligt innanhav.

slut.

De grunda förbindelserna ut mot öppna havet begränsar inflödet av saltvatten, vilket ger Östersjön en långsam vattenomsättning. Det

Avloppsrening För att förhindra övergödning av sjöar och vattendrag började man på 1960-talet att bygga reningsverk för avloppsvatten. Ett fullt utbyggt reningsverk består av flera steg. Det första steget är mekanisk rening. Detta innebär att man med galler och silar, eller sedimentering, avskiljer de grövsta föroreningarna. Efter detta följer biologisk rening där mikroorganismer tar hand om det kvarvarande organiska materialet under riklig tillförsel av luft. Under denna process omvandlas mer än 90 procent av det organiska materialet till koldioxid och vatten. Tack vare detta steg behöver den syrgasförbrukande nerbrytningen inte ske ute i det vattenområde som tar emot avloppet. Nästa steg är kemisk rening. Genom att tillsätta kalk, aluminiumsulfat eller järnsalter, fälls mer än 90 procent av fosfaterna ut och sjunker till botten av sedimenteringsbassängen. Vattnet släpps sedan ut och det kvarvarande bottenslammet får brytas ner under syrefria förhål-

116 Hållbar utveckling

tar omkring 25 år för allt vatten att bytas ut. Vattenmassorna är stabilt skiktade till följd av skillnaden i densitet mellan älvarnas sötvatten och det salta havsvattnet som tränger in längs botten. Denna skiktning förhindrar effektivt omblandning av yr- och bottenvatten. I Östersjöns tillrinningsområde bor det mer än 85 miljoner människor. Tvåhundrafemtio floder för med sig avloppsvatten från industrier, tätorter, jordbruksmarker och trafik. Föroreningar bryts ner långsamt i Östersjöns relativt kalla vatten och tillsammans med den långsamma vattenomsättningen leder det till att miljögifter och närsalter anrikas. Organismsamhället är artfattigt till följd av den låga salthalten (ses. 59). Denna salthaltsstress påverkar förmågan att motstå ytterligare stress i form av föroreningar. Undersökningar visar att musslor, kräftdjur, snäckor och blåstång i Östersjön klarar sig sämre om de utsätts för miljögifter, än vad samma organismer gör på Västkusten.

Östersjöns tillrinningsområde och topografi. Östersjön

Syrgasförhållandena i bottenvattnet avgör om fosforn återförs till vattnet eller binds i

~ Döda eller nästan

D D

D D llil

döda havsbottnar Djup: o - 2s m 25-SOm •• 50 -lOOm 100-2oom >200 m

..

sedimenten för kortare eller längre tid. Om bottensedimenten är syresatta, binds fosforn till järn och bildar svårlöslig järnfosfat. Under syrgasfria förhållanden frigörs istället fosfat till vattnet. Uppskattningar pekar på att ht1vuddelen av fosforn i Östersjön kommer från läckande sediment. Klimatförändringar som påverkar inflödet av syrgasrikt havsvatten och den ökade tillför-

Skagerack

sel av närsalter har lett till syrgasbrist över stora områden. Och mycket tyder på att Östersjön har blivit ett självgödande hav, där fosfat som frigörs från bottnarna vid syrgasbrist orsakar algblomningar, som när de bryts ner förvärrar syrebristen. Djupm

0

O 100 200 300 km

50 100

Egentliga Östersjö n .' .. 0 •

···· -···-....,14,,, ·.

.. -

J

-- , -

·, ·. ~ 10 ·.

Övergödningen har förändrat Östersjön från ett ganska näringsfattigt hav till ett relativt näringsrikt hav. Stora mängderna kväve- och fos-

--.._ :---.... :

>, ' , I

._~1,.·t·;°'"l l··~· ',

I

'',

200

',

. ...

. .

:, '•,''

\,

'

• •

I

· ' ',

6 --.......__.,' :' ,,..I

I

·,.,...4 ·;· ,:

•

\

' ,· \/

'

·.

I \' ·,........·•. .: .; I I I

·. ·,'

250 300

·. '\

I '

I

,·

• , ·J

~ 8~ :··..\

'

•./

Bottenviken :'•,

\;'

150

Allt mer närsalter

Bottenhavet

II I

I

1,

Djupförhållanden och salthalter från Skagerack till Bottenviken.

forföreningar tillförs från läckande jordbruksmarker, hushållens avlopp, och industri. En fjärdedel av kvävet kommer via luften. Kväveoxider från sjöfart och trafik är den störs-

Västerhavet

0·-··········~

Östersjön

r ······ • • • • • • ...,.._ ... J halok1·rn .::....:,"••-·••••••• 0

ta källan, men även ammoniak från stallgödsel bidrar. En del av kvävetillförseln från luften sker också genom de kvävefixerande blågröna bakteriernas aktivitet. Omkring hälften av den

...~ -.../.,.

········. ~ -···

__...,_~

../(;.

blåare färg - sal tare vatten

årliga tillförseln av kväveföreningar till Öster-

Inflöde av syrgasrikt havsvatten till Östersjön.

sjön återförs till luften i form av kvävgas ge-

Efte r kraftiga och lå ngvariga västvindar ka n ibland syrgas ri kt havsvatten strömma in lä ngs botte n och ti llföra syrgas till vatten massorna under halo klinen. Förändringar i Östersjön styrs fra mfö r allt av dessa sa ltvatteninflöden frå n havet, vi lket i sin tur påverkas av sto rskaliga kl ima tförä nd r inga r och variationer i klimatet. Forska re tror att den förstärkta växthuseffekten kan kom m a att påverka Östersjöns ekosys tem.

nom denitrifikation av bakterier (se s. 31). Hur mycket närsalter som finns tillgängligt i Östersjön styrs inte bara av tillförseln, utan även av andra processer, där vattnets syrgaskoncentration ofta spelar en avgörande roll. Närsalter binds genom fotosyntesen till organiskt material. När organismerna dör, sj unker de ner till botten där bottenlevande djur och bakterier bryter ner dem. Syrgas förbrukas samtidigt som närsalter återförs till vattnet.

Hållbar utveckling 117

Livet förändras

Vattenfil trerare, främst musslor, h ar fått

Den ökade tillgången på närsalter har lett till

mer att äta. En undersökning pekar mot att

en kraftig ökning av planktonalger i kustnära områden. I "tångskogarna" på Ö stersjöns

blå.m usslorna i Östersjön idag är m er än 30

grunda bottnar lever kräftdjur, fiskyngel och

gånger vanligare än på 1920-talet. De djur som lever på havsbotten är helt

många andra djur (se s. 62). Övergödningen

beroende av de näringspartiklar som " regnar

verkar förändra d essa organismsamhällen.

ner". När produktionen vid ytan stiger till

Fintrådiga, ettåriga röd- och grönalger tar upp

följd av övergödning, ökar n erfallet av döda

närsalter effektivare än den fleråriga blåstång-

organismer. På Östersjöns grunda bottnar har

en. Särskilt i övergödda områden är blåstången

d ärför mängden bottendjt1r ökat. På djupare bottnar, med sämre syretillförsel, har däremot

ofta täckt med fintrådiga alger. Den brist på ljus och närsalter som detta leder till, försva-

djurlivet utarmats. Den ökade nerbrytningen

gar blåstången. Blåstången bildar normalt ett oaptitligt slem, som skyddar den mot betande

förbrukar snabbt den tillgängliga syrgasen. När syrgasen tar slut, tar svavelbakterier över

organismer. M en i försvagat tillstånd verkar

nerbrytningen. De bildar svavelväte, som är

den förlora sitt skydd. D et kan vara en av an-

giftigt för de flesta organismer, vilket leder till

ledningarna till att det på senare år har blivit

att bottendjt1ren försvinner. Sedimentprover

allt vanligare att se gnagd tång. Läget fö rvärras

från Östersjöns botten visar att det redan för

ytterligare av att de mer aptitliga, fintrådiga algerna lockar fler växtätare - bland annat vat-

flera hundra år sedan periodvis bildades svavelväte på Östersjöns djupa bottnar. Under 1900talet blev dock perioderna med svavelvätebild-

tengråsuggan - till tångruskan. 1971 1967 >--1961 1951 1933 1920 1900

0Syresatta ,...._....... sedimentations förhållanden Syrefria sedimentations· förhållanden

~

-1 0 -

-

['-..._

"'-

-

""-

-20-

'-

_/'

''-

_/'

_,,, >--- 1800 __/ __/

'

·40 -

Sedimentprov från Östersjön. OstersJön är ett kä nsligt innanhav. Sed imentprove r visa r att peri ode r med syrgas bri st föreko m redan under 1600- ta let . Vid god tillgång på syrgas rör botte ndJur om i sedimenten , men vid syrgasbrist finns det inga kvar som rör om. På så sä tt bildas de olikfärgade lag ren i sedimenten.

_/'

['.._ ['.._

-30 -

ning allt längre och drabbade allt större delar av Östersjön.

Ålder

Djup i cm

-::::-

" '

~

"" ''-'-

_,,,

" "" ~

1700

_/

__/ __/ _/

-__,,,,.

._,,,

::::: '-

_,,,

~

1600

Syre ml/I Syre ml/I >3

Syre ml/I

0

0 50

50

100

100

150

150

Sv.avel200 ......___. vate

200

3·2 2-1 1·0

1895 1900

05

10

1925

30

35

Syrgashalten i Gotlandsdjupet. Syrgashalte n i bottenvattnet styrs av två faktore r : inflöde av syrg asrikt vatte n och förbru kningen av syrgas vid nerbrytn ing

118 Hållbar utveckl ing

40

1955

60

65

70

75

80

85

90

av döda organ ismer. Den ökade til lförseln av närsa lte r har let t ti ll allt lä ngre pe ri oder av syrgasbrist.

Torsken i farozonen

Östersjötorsken fortplantning kan bara ske på ett fåtal djupa platser i södra Östersjön. Anledningen är att torskens ägg har högre densitet än ytvattnet och därför sjunker de ända tills salthalcen i det omgivande vattnet är minst 11 promille. Den salthalten finns bara på några djupa platser i södra Östersjön och det är bara där som de fritt svävande äggen kan utvecklas. Är salchalten lägre, sjunker äggen till botten och dör. I de djupa områdena är det ofta syrgasbrist, vilket leder till att äggen inte kan utvecklas. Men inflöde av syrgasrike havsvatten längs botten kan tillfälligt förbättra läget. Stora inflöden under 1970-calet gjorde att leken lyckades under flera år och torskarna • växte sig stora. Ar 1984 fångades 450 000 ton torsk.

Men efter en lång period utan inflöde av syrgasrike havsvatten samt ett alltför intensivt fiske, sjönk fångsterna till 40 000 ton 1993. Fångststatistik visar att tider med god tillgång på torsk avlösts av tider med sämre tillgång ända sedan 1450-talet. Större inflöden av syrgasrikt havsvatten 1993 och 2003 gav nya årsklasser torsk och fångsterna ökade åter. Men många fiskar fångades innan de hade vuxit sig riktigt stora, vilket ledde till att torskbeståndet inte återhämtade sig som förr. Ytterligare en förklaring kan vara att äggen och larverna äts upp av bland annat strömming och skarpsill. I normala fall begränsar torsken tillgången på dessa planktonätande arter men det hårda fisketrycket verkar ha vänt på förhållandena. Förändringarna återspeglas i fångsterna. För tjugo år sedan var 70 procent av fångsten matfisk, idag är 70 procent foderfisk, huvudsakligen skarpsill. hundra tusen ton ström ming skarpsill torsk

18

14 10 -

62

1976

1982

1988

1994

2000

2006

Lekmogen fisk i Östersjön. Det stora in flödet av syrgas ri kt havsva tten under 1970-talet fick torskbestånd et att öka kraftigt. När anta let t orska r m inskad e unde r slutet av 1980- ta let ökade dess bytesfi sk skar ps ille n. Ström m ing och ska rp sill ko nk urrera r om samma föda, vil ket delvis ka n för klara m insk ningen av ström m ings bestånde t .

..

.

.

. .

.

..:;.

Östersjötorskens fortplantning. Torsken är en s~ltvatte nf isk. I havsvatten flyter tor skägg en ganska nä ra ytan, medan de i Öste rsj ön sj unke r ti ll st ora dju p för att utvecklas. Är det för lite syrg as i dessa om råden kan inte ägge n utvecklas.

Hållbar utveckling 119

'

.......

.---

I

·'

sillgrissla torsk

•.:

torskägg

skarpsill strömming

Torskpopulationen i Östersjön påverkas av många olika faktorer som ti ll exempel fiske, klimat, övergödn ing och s ka rpsi llspopulationen. Sam tid ig t påverkar torsken må nga andra arters popula tionsstorle k. ka nske ka n torsken ti ll och med påve rka alg blom ni ngen i Östersjö n. Samba nd en är komplexa vi lket gör det svårt att vetenskapligt sä kers tälla alla sa mba nd. Ett exempel är att en del fo rs ka re hävdar att mer s ka rpsi ll är positivt för Sillgrisslan medan andra hävdar motsatse n.

Storskaliga förändringar i Östersjön

I början av 1900-talet var mer än I 00 000 gråsälar det dominerande rovdjuret i Östersjö ns ekosystem. En intensiv jakt och den ökande

djurplankton växtplankton

Istället ökade skarpsillen kraftigt och blev mot slutet av 1900-talet den dominerade fisken. Eftersom skarpsillen gärna äter torskägg och yngel, pressades torskbeståndet tillbaka 0

••

användningen av olika miljögifter, som gjorde

ännu mer. Aterigen skedde ett skifte i Oster-

att många sälhonor blev sterila, ledde till att

sjön - från ett rovdjursdominerat fisksamhälle

sälstammen minskade kraftigt. Antalet gråsä-

till ett dominerat av planktonätande fisk.

lar var på 1970- talet bara 4 000. Tillsammans med en ökad primärproduktion orsakad av övergödningen, skapade detta utrymme för ett allt större bestånd av ström-

Dessa förändringar påverkar Östersjön på många olika sätt. Med mycket planktonätande fisk och få

ming, skarpsill och torsk. Eftersom torsken

rovfiskar blir det brist på djurplankton, och skarpsillarna blir m ånga, men magra. I Öst-

äter både strömming och skarpsill, blev tor-

ersjön har man kunnat visa att vikten hos sill-

sken det dominerande rovdjuret i Östersjön

grissleungarna på Karlsöarna minskat, trots att

fram till 1980-talet. M en den ökade tillförseln

tillgången på grisslornas viktigaste föda skarp-

av närsalter orsakade även syrgasbrist i de om-

sill har ökat. Sillgrisslan fångar bara en fisk i

råden som torsken ägg utvecklas, och tillsam-

taget innan den flyger till boet på klipporna.

mans med ökat fiske började torskbeståndet att minska.

Eftersom både storleken på och fetthalten i

120 Hållbar utveckling

skarpsillen har minskat får sillgrisslornas ungar en sämre start i livet.

Den ökade konkurrensen om födan från skarpsillen tycks vara den avgörande orsaken till att strömmingen i Östersjön idag bara väger hälften så mycket som för 30 år sedan, 40 gram mot tidigare 80 gram. Eftersom torsken framför allt äter skarpsill har det minskade torskbestånden gjort att antalet strömmingar minskat, men även att deras storlek minskat. Djurplanktonbrist, delvis orsakad av de ökade populationerna av skarpsill och spigg, är den mest sannolika förklaringen till att abborre och gädda har svårt att producera livskraftiga yngel i grunda vikar. D e svälter ihjäl på grund av bristen på djurplankton. När mängden djurplankton minskar så minskar också betestrycket på planktonalger. Det minskade torskbeståndet kan vara en bidragande orsak till algblomning och att antalet fintrådiga alger ökar. Kan vi utveckla ett hållbart fiske?

D et blir allt tydligare att man inte kan titta på en art i taget när man bestämmer hur mycket

man ska fiska. Man måste samtid igt ta h änsyn till vad som händer m ed andra delar i ekosystemet. Att torsken påverkat a.n dra bestånd både till havs och vid kusten, och kanske h ela kustekosystemet, är ett bra exempel på varför man bör utveckla ett fiske som lägger större fokus på biologisk mångfald och fungerande näringsvävar och där man också tar h änsyn till naturliga variationer och den påverkan fisket utgör. Tanken är att torsken i Östersjön ska återfå sin reglerande roll för skarpsill- och strömmingsbestånden, vilket också kommer att påverka lägre nivåer i näringskedjan och andra rovfiskar. Ett exempel på en lyckad fiskestrategi är gösfisket i Hjälmaren där fisken fångas först när den nått sin optimala storlek och haft tillfälle att leka flera gånger. År 200 1 ökades storleken på minimimåtten för fångad gös och 2006 fångade man mer fisk än n ågot år sedan fångststatistiken startades 1966. Dessutom h ar gösen från H jälmaren som första insjöfisk KRAV-märkts.

fiskfångst i ton 900000---r~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

800 000 700 000 600 000 500 000 400 000 1992 300 000 200 000 100 000

1900

1950

2000

Ohållbart fiske. Efter mer än 500 års fiske kollapsade år1992 ett av jordens största torskbestå nd utanför New Fou ndla nd i Kanad a. Som mest fån gade man mer än 800 000 ton torsk. Ma n trodde att torsken skulle kom ma tillba ka efte r ett pa r års fis kestopp, men man upps katta r beståndet idag till drygt tu se n ton. Mer än 40 000 fis ka re förlora de si na arbeten och må ng a fiskesamhällen fö ränd rades ekonom iskt, socialt och ku ltu rellt.

Hållbar utveckling 121

Våtmarker är kvävefällor För att skapa ny odlingsmark har man dikat ut m ånga våtmarker. I jordbrukslandskapet har n ästan 90 procent av våtmarkern a försvunnit (se figurs. 149). Dessutom h ar slingrande bäckfåror ersatts med raka diken, eller rör och åar har rätats ut. D et har fört med sig att vattn et nu rinner snabbare ut till h avet. Våtmarker fungerar som naturliga kvävereningsverk där vattnet långsamt flyter fram. I syrgasfattiga delar av våtmarken omvandlar denitrifikationsbakterier gödande nitrat till kvävgas. D essutom tas kväveföreningar upp av vattenväxter. På många platser har man därför under senare år återskapat våtmarker. Förutom minskat kväveläckage har man också fått ett rikare djurliv.

Genom att inte hälla ut miljöfarliga ämnen i avloppet så ökar möjligheterna att sluta närsaltern as kretslopp. En annan lösning kan vara källsorterade toaletter där n ärsalter, som huvudsakligen finns i urinen, inte blandas med avloppsvatten. Urin kan efter spädning spridas på åkrarna. Jordbruket har under senare år utvecklat nya arbetssätt som har lett till minskat läckage av närsalter. Med satellitteknik kan lantbrukaren dosera sina gödselgivor med stor precision i förhållande till vad jorden behöver. D et leder till minskad gödselanvändning och minskat läckage, utan att skörden minskar. Allt fler åkrar är beväxta under vintern vi lket minskar läckaget av närsalter. Idag har fosforgödslingen minskat till 1920-talets nivå, men det finns fortfarande stora mängder fosfor kvar i åkermarkerna, vilket gör att läckaget kommer att fortsätta.

Artsammansättningen på land förändras Kvävetillförseln via luft och nederbörd förändrar artsammansättningen i skogs-, ängs- och betesmarker. I södra Sverige har kväveälskande arter som brännässla, hallon, hundkex (hundloka) och många gräs blivit allt vanligare. Gullviva, kattfot och andra arter, som skyr kväverika miljöer, minskar istället i antal. En art som gynnas av kvävenedfallet är grönalgen trädgröna. Den växer som ett tunt, grönt överdrag p å trädstammar, barr och blad.

Mängden ammoniak som avges från naturgödsel minskas genom att jordbrukaren snabbt blandar ner det i jorden, sprider gödseln vid en tidpunkt då växterna kan ta upp det samt ser till att minska förlusterna vid lagring. När svinnet minskar behöver lantbrukaren inte tillföra lika mycket gödsel som tidigare. Nedfallet av luftburet kväve h ar minskat något under senare år. D etsamm a gäller utsläppen av kväve och fosfor till vatten. Miljötillståndet i många sjöar har förbättrats. Men tillståndet i havet är mer oroande. Förändringar i Östersjön styrs av många olika faktorer. Saltvatteninflöden från havet, närsalttillförsel, miljögifter och fiske är några. Istället

Framtiden

för torsk och djurplankton har vi idag fått ett

Reningsverk är byggda för att förhindra över-

ekosystem dominerat av skarpsill och plank-

gödning. De minskar innehållet av fosfor,

tonalger. Intern ationella överenskommelser om ut-

kväve och organiska ämnen i avloppsvattnet. Andra föroreningar hamnar antingen i slamm et eller så passerar de rakt igenom reningsverket. Rötslammet innehåller närsalter som kan återföras till åkrarna. Ett problem är att rötslammet kan inneh ålla tungmetaller och giftiga, svårnerbrytbara organiska ämnen.

122 Hållbar utveckl ing

släppsbegränsningar och ett hållbart fiske är viktiga för att situationen ska förbättras i Östersjön. Det handlar ofta om intressekonflikter där ekologiska, ekonomiska och sociala aspekter bryts mot varandra.

SAMMANFATTNING

I

kommunalt avlopp

I I

ökar koncentrationen av

tillväxtbegränsande närsaiter som ökar antalet

fintrådiga alger som ökar antalet

vilket minskar

vilket ökar

vilket minskar

-+--

vilket ökar

som minskar förekomsten av

blåstång

som ökar förekomsten av

/ bottendjur ovanför haloklinen som ökar förekomsten av

vilket kan leda ti ll

fosfor frigörs, Östersjön göder sig själv

liiiiiiii!iii ~ ili1ii.

vilket leder till utslagning av

bottendjur under haloklinen

Hållbar utveckling 123

0

FRAGOR 1. Vilket ämne är tillväxtsbegränsande i insjöar respektive hav? 2. Från ''torrdass" till "vattentoa" - beskriv hur denna utveckling har påverkat miljön. 3. Vart tar ditt avloppsvatten vägen och hur renas det?

..

4. Vilka faktorer medverkar till att Ostersjön är ett känsligt innanhav?

..

5. Vad finns det för samband mellan biltrafik och övergödning av Ostersjön? 6. Övergödningen av Östersjön leder till förändringar i artsamhället. al På vilket sätt drabbas torsken? bl Varför ökar antalet bottendjur på grunda bottnar medan det minskar på stora djup? cl Varför blir det fler fintrådiga alger medan blåstången minskar i antal? 7. Det bästa sättet att minska övergödningen är att förbättra närsalternas kretslopp. Ge exempel på hur man kan förbättra fosforns och kvävets kretslopp. 8. Östersjön har genomgått flera stora förändringar från ett säldominerat till ett torskdominerat och nu till ett ekosystem som är dominerat av planktonätande fiskar. Beskriv vad som har förorsakat dessa skiften.

..

9. Vilket samband finns det mellan torskpopulation och algblomning i Ostersjön?

124 Hållbar utveck li ng

När man ska bedöma om ett ämne är miljö-

Miljögifter

farligt eller inte, är det tre frågor man söker svar på - hur giftigt är ämnet, hur lätt lagras det i organismer och hur lätt bryts det ner? I tillräckligt höga halter är nästan alla ämnen

Inledande översikt

skadliga. För att vår kropp ska fungera normalt

I vårt högteknologiska kemikaliesamhälle använder vi mer än 20 000 olika kemiska ämnen

måste vi få i oss ungefär ett gram salt per dygn. En engångsdos på något kilo kan leda till dö-

i olika produkter. Ofta vet vi inte om de är

den. Grundämnet selen, som vi behöver i liten

farliga eller inte, eller om de kan bli det om de

mängd, blir snabbt giftigt om koncentrationen

hamnar på fel plats. Utanför reningsverk har

blir för hög.

forskare hittat feminiserade hanfiskar med äg-

Växter tar upp miljögifter huvudsakligen via

ganlag i testiklarna - man misstänker att för-

rötter och bladens klyvöppningar. Lavar och mossor är särskilt utsatta för luftföroreningar

ändringarna orsakas av hormoner från p-piller. Flamskyddsmedel från våra datorer har hittats

genom att de tar upp närsalter och vatten di-

i isbjörnars blod. I bröstmjölken hos svenska kvinnor har forskare funnit PCB och dioxin. Vid en t1ndersökning av

rekt ur luften. Hos vattenlevande djur tas miljögifter hu-

14 EU-ministrars

vudsakligen upp via födan och gälarna. Djur

blod hittades 5 5 olika miljögifter. Det har visat

som andas med lungor får i sig större delen av

sig vara lättare att tillverka ett kemiskt ämne

miljögifterna genom födan och dricksvattnet,

än att kartlägga dess spridning och följder för

men även via inandningsluften och huden. På

djur och människor.

arbetsplatser påverkas vi framförallt av miljögifter i luften vi andas.

Biomagnifikation. Det sta bila oc h fettlöslig a m iljögiftet PCB tra nsporteras och anrikas i näri ng skedJorn a. Siffrorna ang er halter i mg/kg kroppsfett i Öste rsjö n under 1970- ta let.

,

örn 950010000

änder

10-15

650

f iskät ande sjöfåg el

80180 I

,.... manet er

I I I

I

',

3-7

~ ~·-

~ 25 .. . strommrng

/

I

30

I I I

..

1-3

I I

·ryggradslosa. • · Jur

,I

s trandzon

I I I

_/ 5

plankton

fria vattnet

Hållbar utveckling 125

mg PCB/kg

• 4

--

D

ätande djur

D

fastande djur

-

3

2 1

0

~

,_

PCB-halt i olika delar av kroppen hos rödhakar som ätit PCB-rik föda. De fåg lar som inte fått någon mat under två dygn har utnyttjat sina fettfö rråd. Då fr isä tts också de fettlösliga m ilJögifte r som lagra ts i fe ttvävnaden, och sprids ti ll hj ärna och muskle r.

I

hjärna

bröstmuskel

ovriga delar

När vi har fått i oss ett ämne finns det två

flyttning. Miljögifter är ofta svårnerbrytbara

sätt att bli kvitt det. Antingen utsöndras ämnet, eller så bryts det ner.

vilket gör att det tar lång tid för kroppen att bli av med dem. Den tid det tar för hälften av

Vattenlösliga ämnen, som nikotin, löser sig

ett ämne att försvinna ur organismen kallas

i vävnadsvätskorna. De filtreras i njurarna och

ämnets biologiska halveringstid För kvicksil-

utsöndras sedan med urinen.

ver är den biologiska halveringstiden cirka två

Vi har däremot svårare att göra oss av med ämnen som är fettlösliga, som DDT, PCB och

månader, m edan det tar över tio år att bli kvitt halva mängden kadmium.

dioxiner. De som inte bryts ner i kroppens av-

Risken att ett stabilt ämne åstadkommer

giftningsorgan levern, ansamlas i organ och

biologiska effekter ökar om det kan bioacku-

kroppsvätskor som innehåller fett, till exempel hjärnan och modersmjölken. En utsöndrings-

muleras, det vill säga lagras i levande vävnader. Om en organism får i sig ett ämne fortare än

väg för fettlösliga miljögifter hos djur är via

det kan utsöndras eller brytas ner, stiger kon-

ägg och modersmjölk. Östersjöns gråsälungar

centrationen. I gädda ökar ofta kvicksilverhal-

får dia mjölk som innehåller omkring 30 pro-

ten m ed åldern.

cent fett och däri fettlösliga miljögifter. När en

Biomagnifikation innebär att koncentratio-

flyttfågel förbrukar sin fettreserv frisätts under

n en av ett ämne ökar uppåt i näringskedjan.

kort tid miljögifter som har lagrats i fettvävna-

Ett rovdjur får i sig och lagrar det samlade mil-

den. Risken finns att dessa gifter stör nerv- och

jögiftsinnehållet i en stor mängd bytesdjur och

sinnesfunktioner som är viktiga för en lyckad

kan därför innehålla tusenfalt högre halter än arter på de lägsta nivåerna i näringskedjan.

126 Hållbar utveckling

Miljögifters påverkan är komplex

Tungmetaller är grundämnen och kan där-

Känsligheten för miljögifter varierar mellan

för inte brytas ner. De har funnits på jorden

olika arter. Marsvin har visat sig vara 10 000

ända sedan den bildades och kommer alltid

gånger känsligare för dioxin än hamstrar. Höga halter av D DT medför tunna äggskal

att finnas kvar. Tungmetaller förekommer i olika slags mineral i berggrunden. Genom att

hos havsörn, medan äggskalen hos höns inte

utvinna och sprida dem har vi tillfört jord, luft

påverkas.

och vatten allt högre halter som vi sedan kan

Inom en art varierar ofta känsligheten med

Tungmetaller

ta upp via maten, dricksvattnet och den luft

åldern. Rom och yngel av mört slås ut först i en försurad sjö, medan äldre exemplar kan

vi andas.

växa sig allt större i frånvaro av yngre konkur-

på i vilken kemisk form de förekommer. När

renter.

de ingår i organiska föreningar blir de fettlös-

Tungmetallernas giftighet beror till stor del

ämnen i miljön. Parningsbeteendet hos en

liga och är då mer tillgängliga för biologiskt liv. Tungmetallernas giftverkan orsakas av att

märlkräfta störs när halten av ett oljebekämp-

de binds starkt till olika proteiner, däribland

ningsmedel är en tiondel av den koncentra-

viktiga enzymer.

Även beteendet påverkas av främmande

tion som leder till döden. Nykläckta yngel,

De svenska utsläppen av metaller från indu-

som ofta stannar en tid i moderns yngelrum, dör när halten är en tusendel av den dos som

strins skorstenar och avloppsrör har minskat

är dödlig för vuxna märlkräftor.

cent av 1970-talets nivåer. Blyutsläppen från

kraftigt. Idag är utsläppen bara enstaka pro-

Halten miljögifter i organismen påverkas av

trafiken, som 1980 översteg 1000 ton, har helt

mängden biomassa i omgivningen. Fisk från

upphört. Ett resultat av detta är att blyhalten i

näringsrika sjöar har i allmänhet lägre koncentration av kvicksilver, DDT, PCB och di-

blodet hos barn snabbt har sjunkit. Utsläppsminskningar i Sverige och Europa har medfört

oxin än .fisk från näringsfattiga sjöar. Det beror

att nedfallet av tungmetaller mer än halverats

dels på att miljögifterna späds ut i en större

under de sista 20 åren. Men större delen av de

biomassa och dels på att produktionen av sediment är högre i den övergödda sjön. När or-

metallmängder som genom åren har släppts

ganismerna dör och faller till botten följer de

Runt Falu koppargruva är metallhalterna fort-

miljögifter de tagit upp under sin levnad med,

farande så höga att de hämmar mikroorganis-

vilket leder till att många miljögifter bäddas in

mernas nerbrytning.

i bottnens sedimentlager. Genom att undersöka sedimentprov från

Under senare år har istället uppmärksamheten ökat på riskerna med "utsläpp genom

sjöar och havsbottnar kan man finna spår

fabriksporten". Varje år tillförs samhället stora

av vissa föroreningar långt bakåt i tiden. Se-

mängder metaller i varor och produkter. De

dimentlagren på bottnarna växer från år till år, vilket gör att man med god säkerhet kan

senaste 50 åren har omkring 5 000 ton kadmium tillförts den svenska "teknosfären" i form

fastställa när utsläppen har ägt rum. Man har exempelvis i svenska sjöar hittat lager av bly

av olika produkter. Att förhindra spridningen av kadmium från dessa är svårt. Var hamnar,

som tros komma från romarrikets omfattande

till exempel, alla förbrukade kadmiumbatte-

användning av metallen.

rier? Det diffusa läckaget från sådana källor

ut i luften finns kvar i marken där de fallit ner.

står nu för en allt större del av utsläppen. Ett stort problem framöver är metalläckage från svenska gruvområden. Redan idag är

Hållbar utveckling 127

Utsläpp av tungmetaller i luft i Sverige 1970-2008. ton kadmium

ton bly

ton kvicksilver

30 2000 - ,

l

25 \

1500 -

20 -

\

\

4

\ \

\

\

3

'

15 -

\

10 -

\

\

\

\

\

'l

500-

•

\

\

l \

1000 -

5 •

2

\

\

'-......---

\

5-

1

\

-~ -

l-,... ' ~~~====;;;r==-~~c=...-t-1

o 1970

11

1990

2000

2008

19 70

__ --__.--.........................

""--~~ ..

2000

1990

2008

läckage från gruvavfall den helt dominerande

Kvicksilver

källan till metallföroreningar i vatten. På en

De första misstankarna om att kvicksilver var

del håll har man börjat med olika metoder för

ett miljögift kom på 1950-talet, när fågelskådare hade funnit ett stort antal döda fåglar i

att hejda läckaget, men gruvbrytning har pågått länge och det finns flera hundra gruvor i Sverige.

jordbruksbygder, ofta i förvridna ställningar. Fröätande fåglar hade ätit utsäde som var behandlat med metylkvicksilver för att förhindra

Kadmium

svampangrepp. Rovfåglar kunde lätt fånga de

Under 1900-talet fördubblades kadmiumhal-

förgiftade fåglarna. Följden blev att vi under

ten i vete från Skåne. Kadmium i handelsgödsel och nedfall från 1uften var anledningen till

ett antal år hade mycket svaga stammar av

att halterna i åkermarken ökade. Under senare

silver i utsäde förbjöds 1966.

bland annat gulsparv och pilgrimsfalk. Kvick-

år har kadmiumhalten i handelsgödsel och

kvicksilver i fågelfjädrar, mg/g

nedfallet från luften minskat. Men halterna i åkermarken stiger fortfarande. Urlakningen

•

120

Kvicksilver i duvhöksfjädrar. Jord bru kets ökad e användning av metylkvicksilve r efter and ra vä rld skr iget återspeg las i halt erna i duvhöksfjäd ra r från muse isa m l inga r. Efter förbude t m ot kvic ksilverbetat utsä de sjönk halterna snabbt.

av kadmium är långsam på grund av åkermarkens relativt höga pH-värde. I skogsmark sjunker däremot halterna av kadmium. I denna lite surare miljö är kadmium lättrörlig och urlakas snabbare (se sid 109). Kadmium binds till speciella proteiner i lever och njurar. Eftersom skillnaden mellan det som vi får i oss med födan och de mängder som kan ge njurskador är liten, är det viktigt att halten i livsmedel är låg. Tobaksplantan tar upp stora mängder kadmium. Är man rökare kommer därför huvuddelen av kadmiumintaget via tobaksröken. Undersökningar visar att rökare kan ha dubbelt så mycket kadmium i kroppen som ickerökare, nära de nivåer som befaras ge upphov till njurskador.

•

6

•

3,6

2,2 1

•

• •

•

medelvärden

•• •

----·-- 4863-1946

I I I I 18 50 1900 1950 1971

128 Hållbar utveckling

·1967-1971

I>

I juni 1956 drabbades befolkningen i den

kvicksilverhalt som överstiger det rekommen-

japanska staden Minamata av en miljökatastrof. En kemisk industri hade under lång tid

derade värdet på 0,5 mg/kg. Under de senaste 20 åren har nedfallet av kvicksilver halverats

släppt ut stora mängder kvicksilver i kustvattnet. Befolkningen förgiftades när de åt

och insjöfiskens kvicksilverhalt har långsamt börjat minska. Men nedfallet måste fortsätta

skaldjur och fisk. Mer än hundra människor

att minska, eftersom nedfallet av kvicksilver

dog och många blev invalidiserade för resten

fortfarande är större än urlakningen.

av livet. Tragedin ledde till att vi började un-

Kvicksilver är den enda metall som är en

dersöka förekomst av kvicksilver i svenska vat-

vätska vid rumstemperatur. De ångor som av-

ten. Höga halter påträffades i fisk i närheten av bland annat massaindustrier, där kvicksilver

ges tas effektivt upp av cellerna i våra lungor.

användes för att bekämpa slemsvampar. Några hundra sjöar svartlistades - man fick inte läng-

framförallt med den mat vi äter.

•

re sälja fisk från dessa vatten. Ar 1967 förbjöds användningen av kvicksilver i massaindustrin. Utsläppen minskade snabbt men höga halter av kvicksilver finns fortfarande kvar i bottensedimenten utanför fabrikerna. Kvicksilverproblemet visade sig inte vara

Organiska kvicksilverföreningar får vi i oss I naturen omvandlar mikroorganismer oorganiskt kvicksilver till organiska kvicksilverföreningar, som lätt tas upp av organismer och anrikas i näringskedjorna. Kvicksilver orsakar framförallt skador på hjärnan, sinnesorganen och nerverna men

slut med detta. Under 70- och 80-talen fann

även immunförsvaret påverkas. Kvicksilver överförs lätt från moder till foster via moder-

man onormalt höga kvicksilverhalter i många

kakan. Fostrets hjärna är mycket känslig för

små skogssjöar, belägna långt ifrån industrier. Kvicksilver från mer eller mindre avlägsna

kvicksilver under de tidiga utvecklingsstadierna. Livsmedelsverket rekommenderar därför

källor har via luft och nederbörd förorenat

kvinnor som är gravida, ammar eller planerar

markerna runt sjöarna, som sedan tillförts

att skaffa barn att inte äta insjöfisk som gädda

kvicksilver med vattendragen. Nästan hälf-

och abborre mer än 2- 3 gånger per år.

ten av Sveriges sjöar har idag gädda med en

mg Hg/kg honor

4

hanar

3 2 1

30

40

50

60

70

80

längd cm

Bioackumulation. Kvicksilver i muskulatur från gädda.

Honorn as läg re värd e be ror på att en del kvicksilver utsö nd ras med de n fet trika ro mmen .

Hållbar utveckling 129

Stabila organiska ämnen Ett allvarligt problem är den omfattande spridningen av stabila organiska ämnen, särskilt de som innehåller klor eller brom. Stabiliteten innebär inte bara att effekterna av dem kan bli långvariga, utan också att de hinner spridas över stora områden innan de bryts ner. Några kända exempel är insektsbekämpningsmedlet D DT, industrikemikalien PCB - som aldrig lsbörnen hotas

inte ba ra av höga halter milj ög ifter uta n oc kså av den globa la uppvä rm. n1ngen.

•

130 Hållbar utveckling

varit avsedd för spridning i naturen - och dioxin, en biprodukt vid olika tillverknings- och förbränningsprocesser. De allra flesta är dock okända för oss. De är i regel fettlösliga och återfinns därför främst i organismers fettvävnad och fettrika organ. De stabila organiska miljögifterna som hamnar i naturen vandrar efterhand uppåt i näringskedjorna. I Östersjön var halterna i havsörn och gråsäl under en period så höga att

deras överlevnad var hotad. Sedan 1970-talet har dock halterna av D DT, PCB och dioxin

Under senare år har allt mer uppmärksamhet riktats mot en del organiska föreningar i vår miljö som påminner om könshormoner. De misstänks störa fortplantningen och andra känsliga livsfunktioner som dessa hormoner styr hos djur och människor. Både dioxin och PCB kan som "falska hormoner" påverka kroppen på många olika sätt. I djurförsök har man bland annat visat att immunförsvaret har försvagats. Höga halter av PCB misstänks vara orsaken till att forskare i Arktis har påträffat isbjörnshonor med deformerade hanliga könsorgan.

minskat påtagligt både i djur och i människa. Trots det rekommenderar Livsmedelsverket fortfarande att man undviker att äta fet fisk från Östersjön, som lax och strömming, mer än en gång i veckan. Flickor och kvinnor i barn afödande ålder bör inte äta sådan fisk mer än tre gånger per år. EU h ar förbjudit export av strömming och lax från Östersjön eftersom dioxinhalterna ligger över EUs gränsvärde.

0

o/o lyckade häckningar 100 ~~~~~~~~~~~~~~~

80

genomsn ittsn ivå fram till 1950-talet

•••••••••••••••••••••••••••••••••• 60 40

20

Havsörn en ökar nu i antal. Artiga kontroller av havsörns bon har visa t att häckning sresu ltaten vid den svenska Östersjökusten gradvis har blivit bättre. efter botten noteri ngarn a på 1970-ta let. då mi ljögiftbe• la stningen var som stö rst. Ar 1973 fanns det tota lt 50 par och 50 ungfå glar i hela la ndet. Idag fi nns det mer än 300 pa r och 900 oparade ung fåglar.

0

1970

1980

1990

2000

2007

Hållbar utveckling 131

Under 1960-talet började man ana att an-

DDT

vändningen av ämnet kunde få negativa konsekvenser. D DT och dess nerbrytningsprodukter visade sig orsaka äggskalsförtunning hos många rovfågelarter, bland andra havs-

DDT· förbud i jordbruket DDT påvisas i djur i Östersjön

~ ~

"Havsörnens fortplantning försämras

Återhämtning - - - DDT-förbud i skogsbruket

örn, fiskgjuse och sillgrissla. Äggskalen blev så tunna att de ofta krossades under ruvningen,

Samband mellan DDT och havsörnens fortplantning vetenskapligt fastslaget

Muller får Nobelpris Industriell produktion påbörjas

/

Paul Muller upptäckerDDT's insektsdödande verkan \

1930

DDT i slil (museimaterial)

1940

1950

1960

1970

i antal. Havsörnsstammen på väg att repa sig

I

DD T i si/lgrissla

1980

vilket ledde till att flera arter minskade kraftigt I början av 1970-talet infördes förbud mot besprutning med DDT i många länder, däri-

1990

1997

bland Sverige. DDT-halterna i fisk och fiskätande fågel har sedan dess sjunkit snabbt, vilket bland annat har lett till ökad häckningsframgång bland Östersjöns havsörnar.

PCB

I tropikerna används fortfarande D DT i stor skala. Det är enkelt och billigt att tillverka

"Öppen" nyanvändning stoppas Misstankar om samband mellan~ ~ L PCB och sälskador "'--., \

och räddar många människoliv genom sin roll i bekämpningen av malariamyggan.

PCB upptäcks i naturen

Sambandet mellan PCB och sälskador fastslaget

*Sjukliga förändringa ~ hos östersjösäl ~

Sälstammen på väg att repa sig Totalt PCB-förbud

Industriell produktion

/ 1930

PCB isä I (museimaterial)

PCB i sil/grissto

grupp på över 200 industrikemikalier som I

1940

1950

1960

1970

1980

1990

I 40 år hann man använda PCB innan man förstod att det var ett miljögift. PCB är en

\

påbörjas

PCB

1997

exempelvis h ar använts i transformatorer, kondensatorer och plaster. Ämnet förbjöds

DDT och PCB i ett historiskt perspektiv. Både DDT och PCB hann sprid as i natu ren under lång tid innan skadeverkningarna upptäcktes . Seda n dröjde det ytterliga re en tid innan åtgärder sattes in. Utmed tid saxeln beskrivs hur ku nskapen om ämnets mi ljöeffekter vuxit fram.

* Upptäckten gjo rdes först på 1980- ta let med hjälp av ri ng m ärkningsdata respektive museimate ri al . när kunska pe n om äm net vuxit fram.

i Sverige 1973, men en hel del ma.terial som innehåller PCB är ännu i bruk. När dessa material kasseras finns det risk för att PCB kom•

mer ut 1 naturen. Under 1960- och 1970-talen upptäckte forskarna att gråsälarna i Östersjön hade nedsatt fortplantningsförmåga och skador på hud, klor, tarmar, njurar och skelett. Närmare 80

DDT 0

Ar 1948 fick Paul Muller Nobelpriset i medicin för att han visade att D DT var ett mycket

procent av honorna var sterila. Föryngringen

effektivt bekämpningsmedel mot malariamyg-

av gråsälarna var så låg att deras existens hotades. PCB-halterna i Östersjön har sedan dess

gan och andra skadeinsekter. Omkring fem

minskat, och nu kan man konstatera en ök-

miljoner liv räddades och 100 miljoner nya

ning av gråsälsstammen.

sjukdomsfall i malaria förhindrades under de

Befolkningen på östra Grönland har högre

följande tio åren. Malariamyggorna L1trotades

halter av PCB i blodet än människor på någon

nästan helt i vissa områden, m en m ånga blev

annan plats på jorden. Hälsoundersökningar

resistenta mot DDT vilket försvårade bekämp-

visar på en ökning av förekomsten av bröstcancer, nedsatt spermiekvalite och ett försäm-

0

ningen. Ar 1955 producerades inte mindre än 270 000 000 000 kilo D DT.

132 Hållbar utveckling

rat immunförsvar. PCB har transporterats

via luften från Europa och Nordamerika till Grönland. Biomagnifikationen i näringskedjorna har medfört att lokalbefolkningens traditionella föda som säl och isbjörn innehåller höga halter miljögifter. Även hos isbjörnarna har man sett förändringar, som ökad dödlighet bland ungarna. Dioxiner

Dioxiner är giftigast av de stabila organiska ämnena som vi idag känner till. Dioxin är beteckningen på drygt tvåhundra närbesläktade klorföreningar. Det finns ingen praktisk användning för dioxiner. De bildas oavsiktligt i olika processer, till exempel vid förbränning av organiskt material i närvaro av klor, eller som föroreningar i klorhaltiga produkter. Tack vare förbättrad avfallsförbränning, rening av rökgaser och slut på klorgasblekning av pappersmassa, har dioxinutsläppen minskat till en bråkdel av utsläppsnivån på 1980-talet. Men den mängd dioxin som vi får i oss ligger inte långt under den gräns som anses vara hälsovådlig. Bromerade flamskyddsmedel

Ökade krav på brandsäkerhet i allt från möbler till datorer har medfört att ett hundratal olika flamskyddsmedel har tagits fram. Halterna i modersmjölk har stigit under senare år, vilket har gett upphov till viss oro. En del av de bromerade flamskyddsmedlen liknar PCB och misstänks därför ha liknande effekter. För en del av dessa medel kan det vara svårt att finna miljöanpassade alternativ. De bromerade flamskyddsmedlens eventuella miljöeffekter måste vägas mot den ökade brandfara, som skulle uppkomma om man avstod från att utnyttja dem.

Olja

Det finns knappast någon miljöstörning som syns så tydligt som oljeutsläpp. Oljeindränkta sjöfåglar som kämpar för sitt liv och förstörda badvikar talar sitt tydliga språk. Men oljan skadar också livet under vattenytan. I bottensediment och i bottendjur kan giftiga oljerester finnas kvar under flera år efter ett Lttsläpp. Nerbrytning av oljan kräver stora mängder syre och går långsamt i de kalla svenska. vattnen. Direkta utsläpp från exempelvis fartygsolyckor ger tydliga miljöskador, men huvuddelen av oljeföroreningarna i haven kommer från många små utsläpp. De sker i samband med att fartyg avsiktligt eller genom misstag pumpar ut oljerester på öppet hav. Det största bidraget anses dock spill och läckage på land ge, som via vattendrag och luft kommer ut i havet i stora mängder. Men även små utsläpp kan orsaka stora skador. Vintertid använder mer än nio miljoner sjöfåglar, fördelade på cirka 30 arter, Östersjön som övervintringsområde. Bland annat finns 90 procent av Nordeuropas hela bestånd av alfågel och svärta kring de stora fartygsstråken i öppna Östersjön. Mellan åren 1994 och 1996 dog mer än 60 000 oljeskadade alfåglar längs Gotlands kust. En orsak kan vara att fåglarna lockas att landa på områden med olja eftersom de ser ut att vara lugnare än omgivande vatten. För att minska riskerna för utsläpp vid fartygsolyckor måste oljetransporter i Östersjön ske med tankfartyg med dubbelt skrov. Avfall i havet

Nedskräpning i haven är ett växande problem. I dag dominerar plast och syntetfibrer bland avfallet. Sjöfåglar och sköldpaddor snärjer in sig i nätrester och plastmaterial, eller kvävs av plast som de har uppfattat som föda.

Hållbar utveckling 133

al Norma lt nät.

bl Nät spu nnet i vatten förorenat av massa fabr ik. I

/

Miljögifter påverkar nattsländornas nät . ·--

Vissa ar ter av nattsländor har larver som spinner finmaskiga få ngstnät i r innande vatt en . Finns det mi ljög ifte r i vattnet påverkas la rve r nas förm åga at t spinna. Ge nom att undersö ka nätens utseende ka n man bedö ma vattnets innehåll av olika m iljögifter.

Miljöövervakning Att gulsparven plötsligt minskade i antal till följd av kvicksilverförgiftning och att fisken fö rsvann från försu rade sjöar på västkusten, är exempel på hur förändringar i naturen kan ge oss varningssignaler om att någonting håller på att hända i miljön. För att i tid upptäcka allvarliga miljöskador av till exempel okända miljögifte r började Nat urvårdsverket redan på 1960-talet med miljöövervakning, där man regelbundet på vissa platser tar prov på m ark, luft och vatten. M an studerar även hur förekomsten av olika växtoch dju rarter fö rändras, för att man ska kunna slå larm om någon art skulle minska kraftigt i antal. En fördel med att använda växter och djur som indikatorer på miljöförändringar är att man får en samlad bild av alla miljöeffekter under en längre period. D e visar också hur giftern a sprids och lagras i ekosystem en. Sed an 1966 har Naturhistoriska Riksmuseet byggt upp en miljöprovbank. D är finns mer än 250 000 prover från djur och växter som kan användas fö r att exem pelvis studera förekomsten av ett miljögift under en län gre tidsperiod.

134 Hå llbar utveck li ng

0

FRAGOR 1. Förklara vad som menas med al biologisk halveringstid, bl bioackumulation, cl biomagnifikation. 2. Förklara varför organismer i näringsfattiga sjöar som regel har högre halter av miljögifter än organismer i näringsrika sjöar. 3. Varför är mossor lämpliga att använda när man ska mäta luftnedfall av tungmetaller? 4. Vilka för- och nackdelar kan det finnas med att använda växter och djur som miljöindikatorer?

-

Konsumtion Den globala konsumtionen har fyrdubblats under de senaste 50 åren och antalet människor som lever på "västerländsk nivå" har ökat till mer än 2 miljarder. Det finns idag fler köpstarka konsumenter i Kina och Indien än i hela Europa. Det säljs fler bilar i Kina än i USA. På många områden har produktionen utvecklats och blivit allt effektivare, men det globala ekologiska fotavtrycket har ändå blivit allt större. Utmaning är att nå en hållbar konsumtion för alla, som inte begränsar kommande generationers möjligheter och som lämnar utrymme på vårt klot för andra organismer. De miljöproblem som finns i Sverige orsakas framför allt av vår användning av energi och material. Hushållen står för nära hälften av miljöpåverkan. Det är framför allt uppvärmningen av bostäderna, bilismen, maten och de varor vi köper som påverkar miljön. Med andra ord har de val vi gör en stor betydelse för vårt ekologiska fotavtryck i Sverige och i andra länder.

Kan konsumtionen bli ekologiskt, Att tänka efter före socialt och ekonoI mån ga produkter bygger vi in farliga ämnen miskt hållbar i de lä nde r som har en som på lång sikt kan orsaka miljöproblem. En stark ti llväxt idag ?

förebyggande strategi är att ta reda på vad som stoppas in i fabrikerna, inte bara titta på de föroreningar som kommer ut genom avloppsrör och skorstenar. När ett miljöstörande ämne väl finns i en vara är det svårt att kontrollera dess spridnin g. En TV-apparat kan innehålla ett halvt kilo bromerade flamskyddsmedel. Vart tar det vägen när apparaten kasseras? Genom att göra medvetna val av material, kemikalier, tillverkningsprocesser, transporter och energianvändning påverkas inte bara råvaruanvändningen och tillverkningen, utan även användningen och avfallet. livscykelanalys är ett hjälpmedel vid bedömningen av en produkts påverkan på miljön. Det innebär att man undersöker en produkts totala miljöpåverkan och resursförbrukning under dess väg från "vaggan till graven". Forskare har visat att omkring 80 procent av miljöpåverkan från ett kylskåp eller

Hållbar utveckling 135

en tvättmaskin orsakas av energianvändningen när man använder dem. Vid en annan studie undersökte man energianvändningen hos en dator. Vid råvaruutvinning åtgick 88 procent, vid tillverkning och leverans 11,5 procent och vid användning under ett år 0,5 procent.

Allt fler företag har börjat sälja funktioner istället för produkter. Man skräddarsyr system som gör att produkten eller tjänsten används på ett effektivt och resurssnålt sätt. Istället för att sälja lastbilar, säljer man miljöanpassade transportlösningar.

Ett annat sätt att beskriva miljöpåverkan

Istället för kylskåp, säljer man funktionen

för en produkt är att beräkna dess ekologiska

kylning. Företaget kan då behålla ägan-

ryggsäck, vilket anger den totala vikten av allt material som flyttats, omsatts eller blivit avfall under processen från råvara till färdig produkt. Den ekologiska ryggsäcken för en guldring på 10 g väger tre ton, eftersom man räknar in det avfall som uppkommer vid guldgruvan. En bilkatalysator som väger åtta kilo, har en ryggsäck på 3 500 kilo.

det och, i takt m ed teknikutvecklingen, uppdatera funktionen m ed ett nytt och effektivare innehåll. Konsumenternas intresse för företagens miljöanseende har bidragit till att driva på företagens miljöarbete. De som kan möta nya miljökrav från konsumenter kan vinna marknadsandelar från konkurrenter. Ett sätt är att miijöcertifiera företaget. Det innebär att man systematiskt

Kilowattimmar per 200 gram protein

och målinriktat arbetar för att minska den egna verksamhetens miljöpåverkan. Bland annat granskas företagets tillverkningsprocesser, produkter, energianvändning och transporter.

10

Som konsumenter kan vi påverka produktionen genom att efterfråga miljöanpassade produkter och tjänster. Miijö....

0 ....., ....

5

:ughold (E)

ben+ON)

Stcar (E)

3.:1: c,ristGlless(B)

shavenCB)

eyeless(E) ro+a-ted (B)

6.± ex poinci ed ~)

Minute-lV (H)

12.t

Gull (W) 1?,. Tru n coi+e (W) 14.± dcachsous (6) 16. Stre.--

214

Individens genetik

Avel och förädling Inledande översikt Många husdjur och odlade växter har en lång historia. Alla h ärstammar från vilda arter, som människan började använda för olika ändamål. Mycket tyder på att hunden är vårt äldsta husdjur. De första hundarna uppkom fö r mer än 15 000 år sedan och härstammar från vilda vargar. Sädesslagen uppstod ur vilda gräs för ungefär 10 000 år sedan. När människan tog h and om vilda arter för vissa syften, kom hon samtidigt att gynna vissa egenskaper hos dem. Bara de vargar som gick att tämja fick lämna avkomma och frön såddes från de gräsplantor som gav bäst avkastning. På detta vis kom de tama och odlade arterna att för varje generation bli alltmer olika sina vilda släktingar.

När man avlar djur ellerforädlarväxter försöker man förbättra dem ur människans synvinkel. I avelsarbetet uppstår på detta sätt olika raser som används för olika ändamål. Många hundraser har utvecklats för jakt, medan andra har använ ts som vallhundar för att skydda boskapen. I olika delar av världen har människor gynnat olika egenskaper beroende på vad man behövt husdjuren till. Men rasernas olika egenskaper beror inte bara på medveten avel. De beror också på att vissa mutationer råkat inträffa, som visat sig användbara. Skillnader mellan raser beror också på att de genom naturlig urval har anpassats till sin lokala miljö (sidan 237). Med framväxten av genetiken t1nder de senaste hundra åren har det utvecklats allt mer vetenskapligt grundade avelsmetoder. Under de senaste tjugo åren har även gentekniken och olika tekniker för kloning börjat användas (sidan 184).

Hästavel

Ind ividens genetik

215

kontakt

Be la

hot

8a

6b

3

3

3

3

3

3

2c

3

9a

3

3

9b

3

Sa

lek

3 Se 3

3 3 aktivitet

7b 6c

nyfikenhet

3 7d

Sd

förföljande gripande

intresse

Mentalbeskrivning och porträtt av hunden Bore av rasen Howavart. Rasen avlades fram i Tyskland på 1800-ta let för att användas som gårdshund. Svenska bru kshu nd sklubben gö r tester för att beskriva hunda rs menta la temperament och lä m plig het för avel. En mängd ärft liga egenska pe r beskrivs i femg rad iga

test. Resu lta tet frå n testen sa mmanfattas i ett diag ra m där den ind ivid uella hunden s värden anges som avvi kelse r från rasens medelvä rd e. Bores värden visas av den i grönt ifyllda kurva n och ra sen s medelvä rde av den röda cirke ln. Avvi kelsern a frå n den röda kurvan (nollvä rdetl ka n va riera frå n - 3 [ce ntru m) ti l l +3 [ytte r st].

Husdjursavel

djur från stammar med vissa goda egenskaper, som man parar med djur från andra stammar

Två metoder som används vid avel av husdjur är inavel och linjeavel. Vid inavel parar man nära släktingar, som far med dotter eller mor med son. Vid inavel ökar snabbt den genetiska likheten hos avkomman för varje generation. Linjeavel är dock vanligare. Även vid linjeavel

nötkreatur och hästar används ofta sperma från särskilda avelstjurar och avelshingstar från goda stammar. Sperma från sådana djur kan i fryst tillstånd sändas över h ela världen. Man sprutar sedan in sperman i slidan på hondju-

parar man släktingar, men graden av släktskap

ren med särskilda hjälpmedel, så kallad insemi-

bör inte vara närmare än mellan kusiner.

nation eller konstgjord befruktning. För att förbättra avelsarbetet bokför man

Ett problem vid all avel är att man inte bara för samman de önskade anlagen, utan också gener som är till skada för djuren. Ju närmare släkt två individer är som paras, desto snabbare ansamlas både önskade och oönskade gener hos avkomman. Ibland kan det bli nödvändigt med korsningar med obesläktade individer, så kallad utavel, för att ersätta de skadliga generna och för att få in nya gener i avelsarbetet. Grupper av besläktade djur kallas i avelsarbetet för stammar. I avel kan man använda

216

med goda egenskaper. I avel av till exempel

Individens genetik

egenskaperna och släktskapen hos djuren i en stam. De egenskaper som bokförs ska ha en hög grad av ärftlighet och inte bero främst på miljön. Bara sådana egenskaper går att avla på. Det finns lagar och förordningar för hur avelsarbete ska ske. Många husdjursföreningar, som till exempel Svenska brukshundsklubben, har dessutom egna regler för arbetet. Ett viktigt redskap är de mentalbeskrivningar som visas i figuren

Många husdjursraser som människan avlat

kvistar från den nybildade sorten och ympar

fram kan inte klara sig själva i naturen. En del

på andra äppelträd. De ympade kvistarna har

har fått extrema egenskaper. Många hönsra-

samma gener och bildar samma sorts äpplen

ser lägger ägg i högt uppdrivet tempo, men har förlorat ruvbeteendet. Äggen måste därför

som ursprungsträdet.

kläckas i maskiner. Kossor har genom avel fått så stor mjölkproduktion och juver att de måste ha behå. Många handjur och hondjur träffar aldrig varandra på grund av att man använder insemination. Detta väcker etiska frågor kring husdj ursavel.

Att bevara genetisk variation Jordbruk bedrivs idag på liknande sätt i olika delar av världen. Ofta använder man samma raser. Det här betyder att många gamla husdjursraser och växtsorter försvinner. I Sverige slaktades till exempel den sista Ölandshästen

Växtföräd Li ng

år 1925. Den ponnystora rasen är känd som skelett ända från järnåldern.

För förädling av växter som förökar sig sexuellt

När en ras försvinner, försvinner också de

råder ungefär samma principer som för djuravel. Den viktigaste skillnaden är växter som

gener som tttmärkte den. Många forskare har

förökar sig både sexuellt och könlöst. Sådana

gör det svårare att förbättra våra husdjur och

arter kan på könlös väg fås att lämna avkomma

grödor för miljöförändringar i framtiden. Av

som är genetiskt identiska med föräldrarna. På sexuell väg kan man till exempel ta pollen från

detta skäl pågår idag ett arbete för att bevara dem. På Svalbard har FN :s jordbruks- och livs-

en äppelsort och befrukta fruktämnen på en

medelsorganisation FAO byggt ett frölager

annan sort. Råkar man på detta sätt få fram

i den frusna marken. Här samlar man nu in

en helt ny sort, med goda äpplen, så kan den bevaras genom könlös förökning. Man tar då

miljoner fröprover, bestående av miljarder fröer

uttryckt oro för att denna genetiska utarmning

från olika sorter av grödor från hela världen för att rädda dem till framtida generationer.

Olika sorters majs.

0

FRAGOR 1. I en undersökning av en fink fann man ett samband mellan föräldrarnas och ungarnas storlek som vuxna. Ju större föräldrarna var desto större var deras ungar. Trots detta resultat kunde man inte vara säker på om storleken påverkades av arvet. Förklara varför! 2. Hur skulle man kunna bära sig åt för att undersöka om vänster-högerhänthet är ärftligt hos människan? 3. Vilka problem finns det med att gamla raser försvinner?

218 Individens genetik

Vad är evolution? Enligt Bibeln skapade Gud varje art för sig. Denna syn var länge den helt dominerande. Men i slutet av 1700-talet började man gräva fram allt fler fossil av utdöda organismer. Det väckte nya frågor: Kunde det vara så att organismerna var lika, därför att de var släkt? Kunde de ha utvecklats ur varandra? Gick det att förklara fossilen med hjälp av Bibeln? Många fossil var från havslevande djur, men fanns nu i berg, som höjde sig tusentals meter över havet. Beräkningar visade att liv måste ha funnits under ofantligt mycket längre tid än de dryga sextusen år som Gamla testamentet antydde. Hur skulle annars de kilometertjocka bergen av lera, kalk och sand ha hunnit bildas? Många var fulla av fossil. Det måste ha tagit miljontals år för så mycket lera, kalk och sand att bildas och sedan sjunka till botten. Fossilen i de djupaste lagren i berget måste alltså vara lika gamla som själva lagren. Dessutom fanns fossilen efter de allra enklaste organismerna i de djupaste lagren, medan de mer avancerade organismerna fanns i de yngre lagren högre upp. Alla dessa upptäckter stödde tanken att mer komplicerade organismer har utvecklats

arterna förändras och de olika arterna hade utvecklats ur varandra, verkade först otänkbar. Organismerna var ju så väl anpassade till sin omgivning. Den enda rimliga förklaringen var att det fanns en konstruktör, och att den konstruktören var Gud. I början av 1800-talet kom flera förslag på hur naturen själv skulle ha kunnat göra organismerna bättre anpassade. Men ingen teori var tillräckligt övertygande. Det stora genombrottet kom 1859 när Charles Darwin kom ut med boken "Om arternas uppkomst ". I den gav han bevis för att organismerna var släkt och hade samma ursprung. Dessutom lade han fram teorin

om det naturliga urvalet, som förklarade hur evolutionen kunde anpassa organismerna till miljön. Idag är Darwins evolutionsteori en av hörnstenarna i all biologi. I det här kapitlet tar vi upp hur livet har utvecklats på jorden och hur denna evolution har gått till och fortfarande sker genom bland annat naturligt urval. Men först är det nödvändigt att ge en kort genomgång av hur man grupperar och namnger organismerna vetenskapligt. Du kommer nämligen att råka på en hel del vetenskapliga namn i det här kapitlet. Då är det bra att veta vad de står för.

ur enklare. Men en evolution, det vill säga att

•

220 Evolution

'

'

För Charles Darwin (1809-1892) kom den stora vä nd ningen i livet när ha n so m 22- åri ng fi~k följa .. med på en vä rld somsegling med fa r tyget Beag le . Han sam lade in och beskrev nogg ra nt al la organis mer oc h fossil han hittade. Bland annat besökte han Galapagosöarna [se nästa sida ). där han fascinerades av de oli ka arter av finkar som fin ns på öarna. En av dessa finkarter fi nns på bi ld på nästa sid a. Hu r kunde det komma sig att va rje ö hade sin egen art . me n att de ändå va r så li ka? Vid hem ko msten började han skriva på sin bok ··om arternas uppkomst" . Me n han var mycket orolig för att d:n int e skulle ta s på allva r. oc h inte förrä n efter 20 ars arbete kom de n i tryck år 1859 . Anled ninge n var att han fick bråttom när en annan engels k na tu r fors kare, Alfred Wallace . året innan hade skrivit ett b'.ev till Da rwin. I brevet föreslog Wal lace samma teo ri som Da rw in hade om det natu rliga urvalet. Men Darwi ns bok oc h de brev som han skrivit ti l l kollego r under alla år han arbeta de med bo ken. visa r at t Darwi n ko m på teorin fö rst.

Hur organismerna grupperas och får namn Det sätt som biologerna idag använ-

Linne grupp erade artern a i ett system efter hur lika de var. Han

der för att gruppera och namnge organismerna är äldre än Darwin.

hade ju ingen kunskap om evo-

Det uppfanns innan man kände

lution. Han placerade därför

till att arterna verkligen var släkt

valarna bland fiskarna, eftersom

och h ade

grupperna ytligt sett är lika. Han

utvecklats genom

evolution. Ändå placerade man

hade också ett eget rike för stenar, dit alla fos· ' I·.- I rJ o cs". , , I:--;:,.;. \' l·· Xt ·: \LI $ räknasil .. rllO D ·' !'' ·· . ·

arterna i grupper som kallades

släkte och famiij, antagligen för att

• •

:,-1 f.

des.

de var lika p å samma sätt som nära släktingar.

N umera

eftersträvar

att namngivningen och

namn enligt ett system som först infördes av

grupperingen av organis-

Carl von Linne på 1700-talet.

merna ska visa hL1r de är ..

De arter som ar narmast släkt, bildar tillsam-

på det släkte som koltrasten hör till. Släktnam-

mans ett släkte. Släktet

net skrivs alltid med stor begynnelsebokstav. Det andra ordet "merula" är artbeteckningen,

Turdus nämndes ovan. De

släktn amn, men olika artbeteckningar. Till släktet Turdus hör också björktrasten, Turdus

pilaris och taltrasten, Turdus philomelos.

. ,•,

.

:.-y··

i

'.

släkten som står närmast

~. . .

R. \

släkte finns ofta flera arter. De h ar samma

• f I• de c1 ip"

I•

..

till exempel det vetenskapliga namnet Turdus merula. Det första ordet "Turdus" är namnet

som skrivs med liten begynnelsebokstav. I ett

~., · ,1 R. l-,

•

•

släkt.

, . _ ·11.1 \ ·1·1·: ,, ,~

~~

p; ·~~

.:. .~~

~%'

'