KAPITTEL 1 – ØKOLOGI

 

MENNESKET OG NATUREN

• Det biologiske mangfoldet er grunnlaget for all menneskelig aktivitet – vi er avhengige av det
• Skal vi overleve, må vi ha kunnskap om hvordan alt i naturen påvirker hverandre gjensidig – vi må forstå økologi

 

NATUREN ER IKKE I BALANSE

• Naturen er ikke statisk; ingen vedvarende balanse; stadige endringer, økologisk dynamikk, som følge av det økologiske samspillet:
• Størrelsen på mange dyrepopulasjoner variere mye fra år til år – populasjonssvingninger
• Enkelte økosystem er ikke helt stabile. Eks: løvskog som endres til barskog i løpet av noen få tiår pga. nye planter, dyr og mikroorganismer – suksesjon
• Populasjoner kan gjennom flere år endre egenskaper slik at det oppstår helt nye arter – evolusjon

 

ØKOLOGI: SAMSPILLET MELLOM ORGANISMENE OG SAMSPILLET MELLOM ORGANISMENE OG OMGIVELSENE DERES

• Med miljøforhold menes biotiske faktorer og abiotiske faktorer
• Biotiske faktorer er andre levende organismer i miljøet
• Abiotiske faktorer er næringstilgang, jordsmonn, vann, lys og andre ikke-levende forhold

 

Samspill mellom organismer

• Jo mer det er av en art i et område, jo mer er det som regel av artenene som står under og over denne arten i næringskjeden. Påvirkes av hverandre

 

Samspill mellom organismene og omgivelsene deres

• Jo bedre kår for de abiotiske forholdene, jo bedre forhold for plantene som lever på dem, og jo bedre forhold for dyrene som lever av plantene
• Aktiviteten til planter og dyr påvirker samtidig de abiotiske faktorene
• Gjensidig påvirkning mellom abiotiske og biotiske faktorer

 

Økologi er viktig

• - for at vi kan gjøre inngrep i naturen på mest mulig skånsom måte
• - for å forstå evolusjonen

 

FRA INDIVID TIL ØKOSYSTEM

• Populasjon: = bestand. Består av individer av samme art på et avgrenset geografisk område. Der alle individene, ideelt sett, er i stand til å pare seg med hverandre
• - denne delen av økologien når vi snakker om populasjoner kalles populasjonsøkologi
• Et samfunn er alle levende organismer i et område.

 

POPULASJONSØKOLOGI

 

Individene produserer flere avkom enn det kan vokse opp

• I et og samme kull varierer avkommets evne til å nyttiggjøre seg av ressurser, mer ulike i to forskjellige kull
• Med begrenset ressurstilgang vil noen klare seg bedre enn andre – noen vil dø mens andre vil formere seg – evolusjon ved naturlig utvalg
• Faktorene (forholdene) som bidrar til å redusere veksten i populasjoner kalles miljømotstand
• To typer miljømotstand: Tetthetsavhengige faktorer og tetthetsuavhengige faktorer

 

Tetthetsavhengige faktorer

• Faktorer som hindrer en populasjon i å vokse, alt etter hvor tett individene lever
• Smittsomme sykdommer – jo tettere jo lettere å spre seg
• Konkurranse – jo tettere jo større konkurranse om næring, gjemmesteder, redeplasser og andre ressurser
• Stress – jo tettere jo mer stress for et individ – nedsetter formeringsevne
• Avfallsstoffer – jo tettere jo mer avfallsstoff – gjærsopp som vokser på avfall blir hemmet av alkoholen som er et avfallsstoff

 

Tetthetsuavhengige faktorer

• Ofte abiotiske faktorer som virker uavhengig av hvor tett individene lever i et område
• Temperatur
• Fuktighet
• Vindforhold
• Naturkatastrofer og ulykker
• Noen av disse faktorene kan også være tetthetsavhengige

 

Bæreevne

• Blir etter hvert ofte en balanse mellom antall individer som fødes og dør i en populasjon
• Dersom balansen vedvarer har populasjonen oppnådd en likevekt
• Antall individer ved likevekt kalles områdets bæreevne for arten
• Bæreevnen for en art: det maksimale antallet individer av denne arten som kan leve sammen i et område over lengre tid
• Vanligst at det svinger mer eller mindre omkring bæreevnen

 

KONTROLLERT OG UKONTROLLERT VEKST

 

Tilveksthastighet

• Som mål på veksten i en populasjon bruker vi populasjonens tilveksthastighet – definert ut fra fødselstall og dødelighet
• Fødselstall: = fødselsrate – antall individer som blir født per 1000 individer per tidsenhet (eks. år)
• Dødelighet: = dødsrate – antall individer som dør per 1000 individer per tidsenhet
• Tilveksthastighet: = vekstrate: Fødselstall – dødelighet
• Utvandring og innvandring vil også virke inn på populasjonens størrelse

 

Kontrollert vekst

• I naturen vanlig av tilveksthastigheten går mot null etter hvert som tiden går og populasjonen blir tettere
•  - Populasjonen utvikler seg da mot likevekt og slik vekst kalles kontrollert vekst (sigmoid vekst)
• Sigmoid vekst kan beskrives med en S-formet kurve – en sigmoid kurve

 

Ukontrollert vekst

• I perioder kan tiveksthastigheten være tilnærmet konstant – vokser uten noen vesentlige tetthetsavhengige reguleringsfaktorer – veksten er ukontrollert
• Som regel i startfasen til en populasjon
• Bakterier har eksponentiell ukontrollert vekst: N = antall bakterier t = tid   Nt = 2t
• Mer kompliserte forhold for høyerestående planter og dyr med kjønnet formering
• Generelt: dersom tilveksthastigheten i en periode holder seg konstant får vi eksponentiell vekst: Nt = N0 x ert              Nt = antall individer etter tiden t.                                                  N = antall individer t = tid N0 = det opprinnelige antallet individer i populasjonen e = konstanten i logaritmesystemet   r = tilveksthastigheten per individ

 

KONKURRANSE

 

Konkurranse kan skje innenfor en art og mellom arter

• Finnes to typer konkurranse i naturen
• Intraspesifikk konkurranse: individer av samme art konkurrerer med hverandre
• Interspesifikk konkurranse: individer av ulike arter med mer eller mindre like næringskrav og andre krav til miljøet konkurrerer med hverandre
• Det gauske konkurranseprinsippet: Den intraspesifikke konkurransen må være stor og den interspesifikke konkurransen må være liten for at to arter skal kunne eksistere sammen

 

Konkurranseforhold kan forstås ved hjelp av økologiske nisjer

• Den økologiske nisjen til en art: en beskrivelse av hvordan en art lever og hvordan den utnytter ressursene i miljøet sitt – summen av artens miljøkrav
• Økologene opererer med to nisjebetegnelser: 
• Den fundamentale nisjen til en art – de ressursene som arten er i stand til å utnytte
• Den realiserte nisjen – de ressursene arten virkelig utnytter
• Ser ofte bare på deler av artens økologiske nisjer, eks. hamstringsnisjer
• Økt intraspesifikk konkurranse: populasjonens nisje blir bredere – eks konkurransen om den beste føden blir så intens at det for noen lønner seg å ty til litt dårligere føde
• Økt interspesifikk konkurranse: populasjonens nisje blir smalere – det lønner seg å spesialisere seg på de ressursene som arten best kan utnytte seg, og som de andre artene ikke utnytter så effektivt.
• overlapping (grafisk sett) mellom nisjene til to arter i et område gjenspeiler konkurransen mellom artene – stor overlapping betyr stor konkurranse
• ny formulering av det gauske konkurranseprinsippet: For at to konkurrerende arter skal kunne eksistere sammen, kan det ikke være fullstendig overlapping mellom de økologiske nisjene deres.
• Økologiske ekvivalenter: når to arter har en temmelig lik økologisk nisje, men forskjellige levesteder

 

TROFISKE VEKSELVIRKNINGER

 

• En byttedyrpopulasjon blir påvirket av rovdyrpopulasjonen og omvendt. Dette kalles rovdyr-byttedyr-vekselvirkning
• En plantepopulasjon blir påvirket av planteeterpopulasjonen og omvendt. Dette kalles planteeter-plante-vekselvirkning
• En samlebetegnelse på rovdyr-byttedyr-vekselvirkning og planteeter-plante-vekselvirkning er trofiske vekselvirkninger – de artene som påvirker hverandre på denne måten er knyttet sammen i næringskjeder og næringsnett
• Alle økosystemer kan ordnes i en rekke trofiske nivåer
• Plantene, produsentene = det første trofiske nivået
• Planteetende dyr, primærkonsumenter = det andre trofiske nivået
• Rovdyr, sekundærkonsumenter = det tredje trofiske nivået osv.
• Trofiske vekselvirkninger kan føre til både vedvarende variasjoner i populasjonene og til stabile populasjoner

 

Trofiske vekselvirkninger kan føre til at bestandene stadig går opp og ned, eller at de blir stabile

• Trofiske vekselvirkninger virker ofte destabiliserende (går stadig opp og ned, eks. lemen, snømus og plantene) på populasjonstettheten. Gjelder særlig når:
• Rovdyret er en effektiv jeger
• Rovdyret er en næringsspesialist
• Når det er godt næringsgrunnlag for byttedyret
• Når betingelsene ovenfor ikke er oppfylt får vi vanligvis mer stabile populasjoner

 

Andre vekselvirkninger

 

• samspill som gir begge partene fordeler kalles mutualisme/symbiose, og er vanlig i naturen
• eks. lav – mutualisme mellom en soppart og en algeart
• drøvtyggere i mutualismeforhold med mikroorganismer som bryter ned cellulose i fordøyelseskanalen
• Bøffel og fuglen oksehakker som spiser flått av bøffelen
• Gjennom naturlig utvalg (lang tid) utvikler artene seg slik at begge har nytte av hverandre
• Økologiske vekselvirkninger kan påvirke hverandre positivt eller negativt.
• Når det er konkurranse mellom to arter, påvirker artene hverandre negativt – trofiske vekselvirkninger fører til at den ene arten i artsparet tjener på samspillet
• Begge parter tjener på samlivet i mutualisme - symbiose

 

Nøkkelarter

 

• - en art som utgjør næringsgrunnlaget for mange andre arter i et økosystem
• Eks: gran, blåbær, lodde, norsk vårgytende sild,

 

Næringskjeder og næringspyramider

 

Energistrøm i næringskjeder

• Eks. plante – lemen – snømus er en næringskjede
• Gjennom næringskjeden går det en strøm av kjemiske stroffer – eks fra sola til primærprodusent til primærkonsument til sekundærkonsument osv. – en art blir spist av en annen
• Energitapet fra de enkelte ledd i kjeden er ofte nokså stort, en del blir for eksempel til ekskrementer, celleånding og at en del organismer dør.
• Bare 1-2% av sollyset som treffer en plante blir brukt til fotosyntese. Etter dette går ca bare 1/10 av energien videre – derfor de fleste næringskjeder kun har 5 ledd
• Prosentdelen av energien som går til celleånding øker vanligvis oppover i kjeden
• Energien som går tapt i hvert ledd i næringskjeden ender til slutt som varme i omgivelsene – sier derfor at en næringskjede er åpen når det gjelder energistrømmen
• For grunnstoffer som karbon, oksygen og nitrogen er kjeden på sett og vis lukket – stoffene går mer eller mindre i et kretsløp

Pyramider

• Levende organismer i et økosystem blir ofte illustrert med pyramider, der hver etasje representerer et trofisk nivå
• Tallpryramider: størrelsen på hver etasje svarer til antall individer
• Biomassepyramider: størrelsen på hver etasje svarer til massen (tørrvekta) av alle individene i denne etasjen
• Energipyramider: størrelsen på hver etasje svarer til nettoproduksjonen i denne etasjen. Nettoproduksjonen forteller hvor mye kjemisk energi som bygges opp i form av nye celler

Samfunnsøkologi

 

• Et økologisk samfunn dannes av alle levende organismer i et gitt geografisk område
• Mellom planteartene i et samfunn er det enten konkurranse eller mutualisme/symbiose
• Mellom plante- og dyreartene i et samfunn er det først og fremst trofiske vekselvirkninger, men det forekommer også mutualisme/symbiose

Økologiske suksesjoner er endringer i økologiske samfunn over tid

• I alle samfunn kan artene forandre miljøet, slik at de selv dør ut og blir erstattet av nye arter.
• Stadig endring i artssammensetninger og antallet arter – det økologiske samfunnet og det økologiske næringsnettet er i kontinuerlig forandring
• Forandringene i artssammensetningen innenfor et område kalles økologisk suksesjon
• Under suksesjon øker oftest antallet arter, stadig mer næring blir bundet som biomasse, og det ender i et klimakssamfunn, der mange spesialiserte arter konkurrerer om ressursene
• Eks. Lavlandet: bartrærne er ofte klimakssamfunnet, mens opp mot nord og i fjellene er bjørkeskogen klimakssamfunnet – klimaet avgjør hvilken retning suksesjonene tar
• Endringer i plantesamfunnet gir tilsvarende endringer i dyresamfunnet
• Antallet arter øker svært raskt i de tidlige fasene av suksesjonen
• Etter hvert stadig mer biomasse og stadig mer av næringen i jorda blir bundet opp i de levende organismene
• Når en nærmer seg klimakssamfunnet, øker antallet arter saktere og saktere
• Oftest færre arter i klimakssamfunnet enn i tidligere stadier av suksesjonen
• Artene i klimakssamfunnet er spesialister i å konkurrere seg i mellom og har smale nisjer

 

To typer økologisk suksesjon: primær og sekundær suksesjon

• Til nå beskrevet sekundær suksesjon – der det har begynt der planter og dyr har vert tidligere. Eks. på ny mark, etter skogbranner eller flatehogst. Allerede godt jordsmonn
• Primærsuksesjon: Begynner på helt bar bakke, der det ikke har vert planter og dyr tidligere, eks når en isbre trekker seg tilbake
• Samme endringer som i sekundær suksesjon, men går mye saktere i begynnelsen – organismene må etablere seg og det må dannes jordsmonn
• Artene som kommer inn tidlig er ofte spesialister på å overleve under ekstreme vekstforhold (sterkt sollys, erosjon, temperatursvingninger, tørke)
• Begge typer suksesjoner forandrer samfunnet fra noe enkelt til noe mer komplisert – næringsnettet endrer seg hele tiden mot et mer komplisert nett av økologiske vekselvirkninger

Økologiske samfunn kan være både stabile og ustabile

• En sier at konkurranse virker stabiliserende på tettheten i populasjoner, mens trofiske vekselvirkninger virker destabiliserende
• Trofiske vekselvirkninger fører også til at det ikke kan være for mange ledd i en næringskjede
• Enda et rovdyr i en næringskjede kan virke destabiliserende på populasjonstettheten
• Årsvariasjoner, og det at flere arter formerer seg bare på bestemte årstider kan også virke destabiliserende på populasjonstettheten.

Økosystemer

 

• Et økosystem består av abiotiske og biotiske faktorer i et område
• Størrelsen på et økosystem varierer mye. Eks på økosystem: en strand, en dam, en skog, et fjellområde, en myr
• De abiotiske faktorene i et økosystem er de livløse delene, eks. jordsmonn, berggrunn, vann, gasser, temperatur, lys, fuktighet og vind
• De biotiske faktorene er alt levende i et økosystem, og disse faktorene deles inn i trofiske nivåer:
• Produsentene: Grønne planter som produserer organisk stoff ved hjelp av fotosyntese. Får sin energi til fotosyntesen fra sollyset
• Konsumentene/forbrukerne: dyr og planter uten klorofyll. Lever av det organiske stoffet som produsentene har laget
• Nedbryterne/dekompositørene: Konsumenter som omdanner døde organismer til enkle næringsstoffer som plantene kan ta opp

I et økosystem følger stoffene ulike kretsløp

• Stoffer som karbon, oksygen, hydrogen, nitrogen og fosfor sirkulerer i økosystemene

Nitrogenets kretsløp:

• Planter og dyr trenger nitrogen for å bygge opp protein og DNA
• Plantene kan bare ta opp nitrogenforbindelser som nitrat og ammonium
• Noe nitrat blir dannet i reaksjon mellom oksygen og nitrogen i lufta når det lyner
• Viktigst for plantene med nitrogenbindene bakterier (erterplanter) og blågrønne bakterier (rismarker), som omdanner nitrogen i lufta til eks. ammonium
• Dyr skaffer seg nitrogenholdige organiske stoffer ved å spise planter og dyr som har spist planter
• Planter og dyr som dør blir brutt ned av mikroorganismer og mikroorganismene bryter proteiner og nitrogenholdige organiske molekyler ned til enkle forbindelser som ammonium
• Ammonium kan oksideres og omdannes til nitritt og videre til nitrat ved hjelp av andre bakterier
• Organismer som skaffer seg energi ved reaksjoner med enkle uorganiske stoffer er kjemoautotrofe
• Plantene kan ta opp både ammonium og nitrat gjennom røttene og en del av kretsløpet er sluttet

KAPITTEL 2 – CELLER OG ENERGIOMSETNING

 

Enzymer

 

Hvordan kan vi få kjemiske reaksjoner til å gå fortere?

• Reaksjonshastighet er farten som kjemiske reaksjoner foregår med
• Et mål på reaksjonshastighet kan være antall molekyler som reagere per sekund
• Reaksjonshastigheten kan økes på flere måter:
• Øke konsentrasjonen av stoffene som skal reagere – molekylene ligger tettere og det øker sjansen for at to molekyler støter sammen og reagerer
• Øke temperaturen – molekylene får større bevegelsesenergi og treffer hverandre med så stor energi at de reagerer
• Tilsette en katalysator, for eksempel enzym

 

Hva er et enzym?

• Et enzym er en katalysator – det påskynder en kjemisk reaksjon uten selv å bli oppbrukt, deltar i reaksjonen men er etter reaksjonen uforandret
• Enzymer er nødvendige i alle de viktigste reaksjonene i cellene. Eks: stivelse til glukose, glukose til karbondioksid og oksygen, sammenkopling av aminosyrer til proteiner
• Når et enzym er katalysator, kalles utgangsstoffet substrat og sluttstoffet produkt
• Alle enzymene er store proteinmolekyler
• Ca. 2000 ulike enzymer er påvist
• Noen enzymer består bare av proteiner, mens andre må ha et ekstra molekyl, en kofaktor.
• En kofaktor kan være et metallion eller et komplisert organisk molekyl, koenzym

 

Slik tror en at et enzym fungerer:

• Enzymets aktive sete: der substratet binder seg til enzymet
• Hvert enzym er spesifikt – har forskjellige aktive seter slik at bare noen spesielle stoffer kan feste seg til det
• Formen på det aktive setet er avhengig av aminosyrerekkefølgen i proteinet og genene styre aminosyrerekkefølgen
• Substratmolekylene sitter løst bundet til enzymet, enzymet hjelper til med å lage bindinger mellom de slik at de omdannes til et produkt. Produktet forlater så enzymet og enzymet er nå klar for nye substratmolekyler
• Enzymer kan også få reaksjoner til å gå motsatt vei – til å spalte et stoff

 

Enzymene reduserer aktiveringsenergien

 

• Aktiveringsenergi: Energien som kreves til å få i gang en kjemisk reaksjon
• En kan få aktiveringsenergi for eksempel i form av varme
• Når substratmolekylene blir til nye produkter blir det frigjort energi til omgivelsene
• Reaksjonen er eksoterm hvis det blir frigjort mer energi i sluttfasen enn aktiveringsenergien, og motsatt er den endoterm hvis det er mindre energi i sluttfasen
• Et enzym gjør at en ikke trenger like mye aktiveringsenergi, reduserer

 

Hvordan klarer enzymene å redusere aktiveringsenergien?

• Når substratmolekylene sitter bundet på det aktive setet, holdes de på plass slik at de rette endene av molekylene kommer nær hverandre og derfor kan reagere lett
• Metallioner (kofaktorer) kan også hjelpe til med å overføre elektroner når bindingene skal dannes eller brytes

 

Enzymenes aktivitet er blant annet avhengig av temperatur og surhetsgrad

• Som andre proteiner tåler ikke enzymer høy temperatur – da vil proteinet denaturere (strukturen vil ødelegges)
• Temperaturen enzym virker optimalt på varierer fra enzym til enzym (i kroppen 37°C) – kalles enzymets optimumstemperatur
• På samme måte varierer enzymtemperaturen med pH-verdien (i magen pH-optimum på 2)
• Jo nærmere temperatur-optimum og pH-optimum jo bedre virker enzymet

 

Inhibitorer og aktivatorer gjør enzymene mer eller mindre effektive

• Stoffer som virker hemmende på enzymer kalles enzyminhibitorer
• Enkelte inhibitorer binder seg til enzymet med elektronparbindinger og kan ikke løsne
• andre binder seg løsere og vil stadig festes og løses igjen
• Konkurrerende (kompetitive) inhibitorer blokkerer ligner det normale substratet og kan blokkere det aktive setet slik at substratet ikke får feste seg
• Dersom bindingen mellom inhibitoren og enzymet lar seg løsne igjen (reversibel), kan det hjelpe å øke substratkonsentrasjonen.
• ikke-konkurrerende inhibitorer binder seg til andre deler av enzymet enn det aktive setet og fører til at formen på enzymet blir endret, slik at det aktive setet passer dårligere til substratmolekylet
• Eks. ATP - dersom nedbrytingen i cellene har vert rask en stund – eksempel på negativ tilbakekopling, vanlig reguleringsmåte i cellene
• Enzymene i kroppen ofte ordnet i grupper, kan skje mange delreaksjoner etter hverandre på enzymer som ligger tett sammen

 

Enzymnavn

• De fleste enzymer får endingen –ase til substratnavnet
• Mange enzymer har også beholdt sine gamle trivialnavn, som trypsin og pepsin

 

Metabolisme – stoffskifte i cellene

 

• Metabolisme/stoffskifte: fellesbetegnelse på alle de kjemiske reaksjonene som skjer i kroppen
• Innebærer både nedbryting og oppbygging av molekyler
• Krever enzymer som er nøye regulert
• En del kjemiske reaksjonene i cellene er like hos alle planter, mikroorganismer og dyr
• Metabolismen i cellene deles i to hovedtyper: katabolisme og anabolisme

 

Katabolisme - nedbryting

• store molekyler blir brutt ned til små molekyler og det blir frigjort energi som lagres midlertidig i små porsjoner i molekyler som ATP og NADH
• katabolisme omfatter:
• delvis nedbryting av næringsstoffer som proteiner, karbohydrater og fett til aminosyrer, monosakkarider (glukose) og fettsyrer
• videre nedbryting av disse byggesteinene, eks glukose til CO2 og H2O
• Nedbrytingen/katabolismen kan være aerob, eks. glukose til CO2 og H2O, eller anaerob, eks. glukose til melkesyre eller etanol

 

Anabolisme – oppbygging

• små molekyler blir sammen til nye, større molekyler som cellen trenger
• krever energi
• Omfatter bla. Oppbygging av nye proteiner, stivelse, cellulose, fett, DNA, hormoner og klorofyll
• Ikke motsatt reaksjon av katabolisme. Ikke samme mellomprodukter, og ikke samme enzymer blir brukt

 

Levende organismer kan være autotrofe eller heterotrofe

• Autotrofe organismer (selvnærende organismer): organismer som selv kan bygge opp organiske stoffer fra enkel uorganiske stoffer
• Må få tilført energi for å klare dette
• Grønne plater: fotoautotrofe – bruker sollys som energikilde, eks fra vann og CO2 til å bygge opp glukose
• Kjemoautotrofe organismer – får energien fra reaksjoner mellom enkle uorganiske forbindelser
• Heterotrofe organismer (organismer som lever av andre): kan ikke selv bygge opp organiske stoffer, må få de fra autotrofe organismer de fortærer

 

ATP og NADH er energibærende molekyler i alle celler

• ATP: et av de viktigste molekylene i en celle, fungerer som energibærer (lagrer og frakter), regulator og som byggestein i andre molekyler (eks DNA)
• ATP kan lett omdannes til ADP og videre til AMP, ved at fosfatgrupper løsner og da blir den lagrete energien frigjort
• Prosessene kan reverseres for å ta vare på energi, ADP og fosfat blir ATP – trenger da energi siden fosfatgruppene er litt negativt ladd
• Energien ATP gir kan brukes på flere måter:
• Til oppbygging (anabolisme)
• Til bevegelse – muskelbruk
• Aktiv transport av ioner og enkle molekyler, som glukose og aminosyrer, gjennom cellemembranen krever også ATP
• NADH: et annet hjelpemolekyl som også transporterer små porsjoner av energi i forbindelse med metabolismen.
• NAD+ kan frakte energirike H-atomer, og blir da NADH, og H-atomet blir frigjort igjen når stoffer brytes ned i cellen
• ATP og NADH er hurtiglagre for energi (bare brøkdelen av et sekund). Glykogen, stivelse, fett osv. lagrer energi over lengre tid

 

Mer om katabolisme

 

Glukose kan brytes ned ved hjelp av oksygen

• Aerob celleånding: Glukose + oksygen à karbondioksid + vann + energi
• Poenget er å få ut den kjemiske energien fra glukosen, overføre energien til ATP som kan brukes til nyttige aktiviteter i cellen
• Ved celleånding skjer det en reduksjon (overføring av et elektron til et stoff) av oksygen fordi oksygen mottar elektroner for glukosen
• Skjer samtidig en oksidasjon av glukose som mister elektroner, derfor en redoksreaksjon
• I virkeligheten skjer nedbrytingen av glukose gjennom tre viktige delprosesser:

1. Glykolyse 2. Sitronsyresyklus 3. Oksidativ fosforylering

 

Glykolyse

• Fellesbetegnelse på ti delreaksjoner som blir katalysert av ulike enzymer
• Resulterer i at et glukosemolekyl gradvis blir brutt ned til to mindre molekyler, pyrodruesyre, samtidig som energi blir frigjort
• Noe av energien frigjøres som to ATP-molekyler, i tillegg til at det blir spaltet av energirike H-atomer som binder seg midlertidig til NAD+ og danner NADH

 

Sitronsyresyklus

• Pyrodruesyra blir ved aktiv transport ført inn i det indre rommet i mitokondriene der den omdannes til acetyl-CoA. Et pyroduresyremolekyl blir til to acetyl-CoA-molekyl
• For hvert pyrosyremolekyl blir det også spaltet av et CO2-molekyl og energirike H-atomer som bindes til NAD+ og danner NADH
• Deretter reagerer syre 9 (som det alltid fins litt av i mitokondriene) med acetyl-CoA og det blir dannet syre 1
• Syre 1 blir så omformet gjennom flere kjemiske reaksjoner, og i løpet av syklusen blir det avspaltet 2CO2, slik at siste ledd blir syre 9 igjen.
• Denne syra kan binde seg til det andre av de to acetyl-CoA-molekykene som ble dannet av et glukosemolekyl. Og etter to omløp i syklusen er alle C-atomene som var i glukosen avspaltet i form av CO2
• Alle reaksjonene blir katalysert av ulike enzymer

 

Oksidativ fosforylering

• Å overføre fosfat til ADP kalles fosforylering, og siden dette er avhengig av oksygen kalles den oksidativ fosforylering
• Foregår i det indre rommet i mitokondriene
• Begynner med at NADH gir fra seg energirike elektroner og H+.
• Inni mitokondriene ligger det protein på rad og rekke som inneholder jernatomer. Elektronene begynner å vandre fra jernatomet i et protein til jernatomet i et annet,
• og da avgir de stadig energi, som blir brukes til å frakte H+ gjennom membranen, fra det indre til det ytre rommet i mitokondrien
• Blir dermed overskudd av ladninger på utsiden av membranen, elektrisk spenning over membranen
• Det blir frigjort energi i et mitokondrium ved at H+ strømmer fra utsiden til innsiden av membranen, og denne frigjorte energien blir brukt til å lage ATP
• Helt til slutt blir det dannet H2O ved at elektronene som er ferdige å vandre i membranen reagerer med 2H+ og O

 

Uten oksygen får vi anaerob glykolyse

Melkesyregjæring:

• Når cellen har for lite oksygen, har ikke elektronene fra NADH noe sted å gjøre av seg – sitronsyresyklusen da uaktuell
• Kan allikevel foregå glykolyse, men pyrodruesyra blir i stedet til melkesyre eller metanol og CO2 – denne prosessen kalles anaerob glykolyse eller gjæring
• Blir da dannet forholdsvis lite ATP, går derfor med mye glukose og muskelcellene tærer på glykogenreservene sineunder kortvarig, eksplosjonsaktig innsats (100 meteren)
• upasteurisert melk – melkesyrebakteriene omdanner laktose via glukose til melkesyre – melka blir sur,
• pasteurisering dreper de fleste bakteriene, men etter en stund lukter og smaker den dårlig pga forråtnelsesbakterier som har overlevd pasteurisering ved å danne sporer

Alkoholgjæring:

• Når vi blander gjærceller med vann og sukker uten eller med minimal tilførsel av oksygen

 

ATP og energiregnskap

• Dersom hele nedbrytingen av glukosemolekylet skulle skjedd ved en enkelt reaksjon, og all energien ble avgitt på en gang, ville mye energi forsvinne som varme og lys
• Når det blir avgitt mange små energiporsjoner, blir det mye lettere å utnytte energien til ulike formål i cellene enn med bare med en stor porsjon
• Anaerob glykolyse gir bare 2 ATP-molekyler, mens aerob gir hele 36 ATP – mye energi å vinne på å bruke oksygen i nedbrytingen
• Kun 20 – 30 % av den kjemiske energien i glukosen vi spiser kommer til nytte i cellene, resten går til varmeenergi
• ATP også viktig regulator – når det har vert aktiv celleånding en stund, blir konsentrasjonen av ATP så stor at den hemmer enkelte enzymer i nedbrytingsprosessen, dermed settes bremsene på når det er bruk for det

 

Fotosyntese – et viktig eksempel på anabolisme

 

• Oppbyggingen av glukose i plantene kalles fotosyntese
• 6CO2 + 12H2O + lysenergi ---kloroplastà  C6H12O6 + 6H2O + 6O2
• Glukose kan forbrennes for å gi energi til bevegelse, transport, vekst osv. og det kan omformes til proteiner, fett osv. som bygger opp planter og dyr

 

Litt om lys og annen stråling

• Det elektromagnetisk spekteret: gammastråler, røntgenstråler, ultrafiolette stråler, synlig lys, infrarøde varmestråler og radiobølger
• Elektromagnetisk stråling er bølger.
• Bølgelengden er avstanden mellom to bølgetopper og måles i nanometer
• Jo kortere bølgelengden er jo mer energirik er strålingen
• Solstrålingen omfatter hele det elektromagnetiske spekteret
• Det synlige lyset kan deles inn i farger der lilla er mest kortbølget og energirikt
• Når lyset treffer et stoff kan det reflekteres, gå gjennom stoffet, transmitteres, eller absorberes.
• Lys som brukes i fotosyntesen må først absorberes av stoffer i planten, pigmenter
• Rødt og blått lys utnyttes mest i fotosyntese - det blir absorbert i pigmentet klorofyll
• Absorpsjon måles med et spektrometer og tegner et absorbsjonsskjema (diagram)

 

Fotosyntesen foregår i kloroplasten

• Klorofyll er hovedpigmentet i kloroplast, absorberer blått og rødt lys. Det finnes flere typer klorofyll alt etter planten
• Finner i tillegg hjelpepigmenter, karotenoider, som absorberer lys i den blågrønne delen av spekteret. Har flere oppgaver
• En del av energien som de absorberer blir overført til klorofyllmolekylene og brukt i fotosyntesen
• Beskytter bladene mot skader som lyset kan påføre klorofyllmolekylene
• Måler vi fotosynteseaktiviteten når en grønn plante blir belyst med lys av ulike bølgelengder, får vi et aksjonsspektrum, et vikningsspektrum
• En måte å måle virkningen på er for eks å se hvor mye oksygen som blir produsert
• Alt lys som absorberes blir ikke utnyttet like godt til fotosyntese

Fotosyntesen består av en lysreaksjon og en mørkereaksjon

• Lysreaksjonen: starter med vann og lysenergi og det blir dannet energirike H-atomer som blir fraktet på molekyler som heter NADP+ og ligner på NAD+. Når H-atomene blir festet på et slikt molekyl har vi NADPH
• Mørkereaksjonen: Planten lager glukose ved hjelp av ATP og NADPH fra lysreaksjonen
• Begge reaksjonene i virkelig sammensatt av en rekke delreaksjoner, lysreaksjonen er avhengig av lys, mørkereaksjonen er ikke direkte avhengig av lys

 

Mer om lysreaksjonen

• Skjer i de indre klorofyllmembranene i kloroplasten

1. H2O avspalter elektroner og H+
2. Elektronene starter vandringen fra protein til protein
3. Elektronene får på veien tilført energi i fotosystem II – som gjør at elektroner trekkes fra vannmolekylene og starter vandringen gjennom membranen
4. Elektronene som vandrer videre bruker en del av energien til å frakte H+ inn gjennom thylakoidmembranen
5. Når H+ strømmer tilbake, blir det frigjort mer energi, som blir til ATP
6. Elektronene får senere tilført energi fra fotosystem II. De energirike elektronene vi får da, brukes til å danne NADPH

• Mye til felles med oksidativ fosforylering i mitokondriene, men lysreaksjonen får energien fra lyset, ikke fra glukose. I tillegg blir det i lysreaksjonen også laget NADPH i tillegg til ATP

 

Mer om mørkereaksjonen

• Like etter ATP og NADPH er dannet i lysreaksjonen blir dette sammen med CO2 i lufta dannet til glukose og H2O i mørkereaksjonen
• Mørkereaksjonen er en syklus, kalles ofte Calvinsyklusen:
• 1.fase: CO2 binder seg til molekyl 1. Deretter spaltes det hele til to like forbindelser, molekyl 2. Reaksjonen katalyseres av et av verdens viktigste enzymer, rubisco
• 2.fase: Noen av ATP molekylene og NADPH fra lysreaksjonen reagerer med 2 molekyl 2 og det dannes 2 molekyl 3
• 3.fase: 10 av 12 molekyl 3 gjendanner molekyl 1. Det ellevte og tolvte molekylet brukes til å lage glukose.
• Straks glukosemolekylene blir dannet går de sammen til lagringsformen stivelsesmolekyler. Ofte blir stivelsen raskt brutt ned til glukose igjen, som transporteres til ulike deler av planten
• Glukosen blir i planten brukt til: oppbygging av nye stoffer, celleånding og lagring

 

Fotosyntesen er avhengig av ytre og indre faktorer

 

Plantene vil overleve økt utslipp av CO2

• Normal CO2 konsentrasjon i atmosfæren er 0,035 %.
• Øker CO2-konsentrasjonen til 0,1 % øker planteproduksjonen
• Først ved en CO2-konsentrasjon på 0,5 % vil mengden være giftig nivå for plantene
• CO2-følsomheten varierer mye fra planteart til planteart

 

Planteproduksjonen i veksthus kan økes

• Planteveksten øker når CO2-konsentrasjonen øker
• Gartnere plasserer ofte tanker med CO2 eller brennere som produserer CO2 i veksthuset om vinteren
• Men må også ta hensyn til O2-konsentrasjonen, lysfargen, lysintensitet og temperaturen i veksthuset
• Generelt om hvordan ytre faktorer påvirker fotosyntesen
• Lysintensitet: For lav – planten avgir totalt sett CO2. Ved kompensasjonspunktet – planten verken tar opp eller avgir CO2 totalt sett. Passelig – fotosyntesen dominerer over celleåndringen, planten tar opp CO2. Stor lysintensitet – mer lys enn planten kan utnytte. For stor – viktige molekyler i planten kan bli ødelagt
• Karbondioksidkonsentrasjonen: Hjelper lite for en plante å få for mye lys dersom den ikke samtidig får nok CO2 til fotosyntesen
• Temperaturen: Hjelper ikke med høy lysintensitet dersom temperaturen er lav. Er temperaturen for høy, lukker spalteåpningene seg for å hindre for stort væsketap og dermed reduseres gassutvekslingen
• Lysets bølgelengde: Bladene absorberer ikke alt lys like godt, helst rødt og blått
• Klorofyllmengden: Ikke alltid slik at jo mer klorofyll cellene inneholder, jo større blir fotosynteseaktiviteten

 

KAPITTEL 3 – GENETIKK

 

ET GEN ER ET AVGRENSET DEL AV ET DNA-MOLEKYL

 

• Genene ligger i kromosomene, som er tynne tråder
• Hvert kromosom består av et langt DNA-molekyl, og et gen er et avgrenset stykke på DNA-molekylet
• Hvert gen har sin bestemte plass på kromosomet og DNA inneholder derfor info om egenskaper hos cellen og individet
• DNA kopieres stadig og overfører informasjon til nye celler og avkom
• DNA har i hovedtrekk samme kjemiske oppbygging og oppgave i alle organismer
• Hver art har et bestemt antall kromosomer i cellene sine

 

CELLESYKLUSEN

 

• Cellens livssyklus har to hovedfaser; interfase (mellom to delingsfaser) og delingsfase
• Interfasen
• Celledelingen blir forberedt
• Cellen bygger opp nye molekyler og celleorganeller
• Cellen vokser, bygges opp av protein
• S-fasen: oppbygging av nytt DNA (DNA-replikasjon), hvert DNA lager en kopi av seg selv
• Delingsfasen: Kjernen deles og danner to datterceller
• Noen celler deler seg sjelden eller aldri og går ut av cellesyklusen før S-fasen
• Varigheten av cellesyklusen er forskjellig hos ulike celler

 

MITOSE

 

• Mitose er kjernedeling som skjer når en flercellet organisme vokser eller erstatter tapt eller ødelagt vev – kalles også vekstdeling

 

Ved mitose deler en celle seg til to datterceller med like mange kromosomer som morscellen

• To kromosomer med samme form og størrelse kalles homologe kromosomer – de er like ved at de har gener med samme slags egenskaper (det ene kromosomet fra mora, det andre fra faren)
• Celler med to sett kromosomer der to og to kromosomer er like, kalles diploide celler
• Når kromosomene skal deles i delingsfasen, krøller kromosomene seg opp, fortykkes (kondenserer) og blir 10 000 ganger kortere
• De to delene hvert kromosom består av etter DNA- replikasjonen (S-fasen) kalles kromatider og henger sammen i området sentromeren
• Etter mitosen deler selve cellen seg slik at innholdet blir omtrent likt fordelt mellom dattercellene
• Dattercellene får alltid samme DNA som morscellen og dermed samme genene

 

Etter celledeling kan dattercellene differensieres

• I begynnelsen av fosterutviklingen har alle celler lik utviklingsmulighet
• Differensiering: Etter hvert er det en rekke endringer i cellene som gjør cellene mer og mer spesialiserte. Samtidig blir cellenes utviklingsmuligheter mer og mer begrenset
• Under differensieringen blir ulike gener slått av og slått på. Det kan skje ved at proteiner fester seg til eller løsner fra DNA
• I de ferdig differensierte kroppscellene våre er bare 3-5% av genene aktive til enhver tid

 

MEIOSE

Ved meiose deler en diploid celle seg i fire haploide celler

• Kjønnscellene våre er haploide – de har bare en av hver kromosomtype
• Det dannes en diploid zygote når to kjønnsceller smelter sammen
• Fleste organsimer produserer kjønnsceller ut fra diploide celler i kjønnsorganene – som altså må kunne dele seg til haploide celler. Dette skjer ved en kjernedeling som kalles meiose eller reduksjonsdeling
• Meiose:
• Forfase: Etter S-fasen har kromosomene blitt tykkere og doblet seg
• Midtfase: Deretter stiller de doble kromosomene seg i cellens midtplan. De doble kromosomene trekkes til hver ende av cellen som deles. Deretter splittes de doble kromosomene, og cellene deles enda en gang
• Det hele ender i fire nye haploide celler
• Kromatider fra to homologe kromosomer ligger ofte tett inntil hverandre, og da kan det oppstå brudd i kromatidene. Etterpå kan bruddstykkene limes fast igjen på feil kromatide, slik at nabokromatidene utveksler større eller mindre deler – kalles overkrysning. Dette fører til rekombinasjon (omstokking) av arveanlegg

 

NEDARVINGSMØNSTRE

Noen viktige ord og uttrykk

• Et gen har en bestemt plass, locus, på kromosomet
• To homologe kromosomer har genene for samme egenskap i samme locus. To eller flere gener med samme locus på homologe kromosomer kalles alllele gener eller bare alleler. To alleler på to homologe kromosomer utgjør et genpar
• Homozygot celle: En celle der de to genene (allelene) i et genpar er identiske (BB eller bb)
• Heterozygot celle: En celle der de to genene (allelene) i et genpar er forskjellige (Bb)
• Eks: B = fri øreflipp b = fast øreflipp BB = fri øreflipp Bb = fri øreflipp bb = fast øreflipp – fordi B (fri øreflipp)-genet dominerer – er dominanten
• Dominanten betegnes med stor bokstav. Vikende gener kalles recessive gener og betegnes med liten bokstav
• Individer med fast øreflipp må være homozygote for å få det recessive genet (bb)
• Individer med fri øreflipp kan ha to mulige genotyper, BB eller Bb
• Å oppgi genotypen til et individ er det samme som å oppgi individets gener
• Personer med genotypen BB eller Bb viser samme fenotype, nemlig egenskapen fri øre
• Fenotypen til et individ er det samme som egenskapen slik den kommer til uttrykk i individet slik vi ser den

 

NEDARVING DER VI FØLGER ET GENPAR

 

• Når foreldrenes genotyper er kjent, kan vi finne frem til mulige genkombinasjoner hos avkommet.

Krysning mellom en heterozygot mann med fri øreflipp og en heterozygot kvinne med fri øreflipp:

 

 

 

• Vanligvis fremstiller vi krysninger forenklet ved hjelp av et krysningsskjema

 

Krysningsskjema for krysning av to individer som er heterozygote:

 

Krysningsskjema for krysning av to individer som er homozygote

 

Dominant nedarving

• Nedarving av dominante og recessive gener kalles dominant nedarving
• Ved dominant nedarving er det umulig å avgjøre ut fra fenotypen om individet er homozygot eller heterozygot for det dominante genet
• Når vi krysser med dobbelt recessive (nn) for å avgjøre genotypen til et individ - om et individ er homozygot (NN) eller heterozygot (Nn), kaller vi det testkrysning eller tilbakekrysning – eks gjennom avl av dyr
• Ved mennesker kan en finne ut genotypen ved å analysere resultatet av krysninger som har skjedd – studere en stamtavle. I dag kan en del gener også påvises ved genteknologiske metoder

 

Kodominans

• Kodominans innebærer at begge genene (allelene) i et genpar viser sin fulle virkning samtidig
• Eks. menneskenes nedarving av blodgrupper (M, N, MN)
• Ingen av genene er dominante eller recessive – de har lik virkning

 

Multiple alleler

• Når flere enn to ulike alleler kan inngå i et genpar, har vi multiple alleler
• Eks. ABO-systemet hos mennesker med blodgruppene A, B, O og AB – der vi i tillegg til disse genene også har tre ulike alleler Ia, Ib og i som kan inngå i genparet – som bestemmer hvilken blodgruppe som skal sitte på blodcellene

 

Nedarving der vi følger to genpar på ulike homologe kromosomer

 

Nedarving av to egenskaper som blir styrt av to uavhengige genpar

Utspaltingsforhold = 9 : 3 : 3 : 1

 

Krysningsskjema som følger nedarving av to genpar hos menneske

A = normal hudfarge (dominant)

a = albinisme

B = fri øreflipp (dominant)

b = fast øreflipp

 

Nedarvingsmønstre er vanligvis mer kompliserte

Når to individer som er heterozygote for to genpar blir krysset, kan vi få andre utspaltingsforhold enn 9 : 3 : 3 : 1 dersom

• de to genparene virker på samme egenskap
• ulike gener påvirker hverandre eller blir påvirket av miljøet
• de to genparene ligger på ett og samme kromosompar
• det skjer overkrysninger mellom kromosomer
• genene ligger på kjønnskromosomene

 

 

Genparene virker på samme egenskap - epistasi

• Eks. blomst som blir lilla:                                                            

Gen D                        Gen E

                        enzym 1                      enzym 2

utangsstoff à      mellomprodukt     à       lillafarget stoff

• Planten produserer lillafargestoffet fra et fargeløst utgangsstoff i en totrinnsprosess gjennom et fargeløst mellomprodukt, til dette trengs enzym 1 og enzym 2
• Gen D gir beskjed om å lage enzym 1 og gen E gir beskjed om å lage enzym 2
• Altså: Begge enzymene dannes bare når et dominant gen er til stede i hvert genpar
• - virkningen av et gen er avhengig av virkningen av et annet gen – kalles epistasi
• I dette spesielle eks. der genene utfylle hverandre sier vi at genene er komplementære

 

Genparene virker på samme egenskap – arv av kvantitative egenskaper

• Kvantitative egenskaper er egenskaper som viser stor variasjon, og som det ikke er så lett å skille mellom
• eks. fargestyrken på korn – mange genpar påvirker fargen, jo flere dominante fargegener i genparene, desto sterkere farge

 

Nedarving av kvantitative egenskaper. Kryssing av hvetesorter. A gir rød farge på kornet. B gir rød farge på kornet. a og b gir hvite korn. Jo flere dominante gener planten har, desto sterkere blir rødfargen på kornet

 

• Andre eks. på kvantitativ nedarving: høyde og hudfarge hos menneske, melkeevne hos storfe, eggproduksjon hos høns.
• I tillegg til genene påvirker også miljøet de kvantitative egenskapene

 

KOPLETE GENER

• Har til nå forutsatt at ulike genpar ligger i like kromosompar, men det ligger også tusenvis av gener på et og samme kromosom
• Genene i et kromosom kalles koplete gener og de utgjør til sammen en koplingsgruppe
• Mennesket har 23 kromosompar og dermed 23 koplingsgrupper – antallet koplingsgrupper er altså lik det haploide kromosomtallet hos organismen

 

Omkombinering av gener kan skje ved overkrysning

• Bananflue: Kroppsfarge og vingefarge koplet. Grå kroppsfarge (G) dominerer over svart, lange vinger (H) dominerer over korte (h)
• Krysser vi en heterozygot flue med en recessiv, homozygot flue, GHgh x ghgh, skulle vi vente å få avkom med samme fenotyper som foreldrene i forholdet 1:1
• Men etter en mengde krysninger blir det ikke 1:1, en finner også fluer med nye kombinasjoner av de to genparene – omtrent 17 % er rekombinasjoner
• Rekombinasjonene skyldes overkrysning mellom to kromatider i to homologe kromosomer – koplete gener har skilt lag
• Overkrysningen skjer i første forfase i meiosen under produksjonen av kjønnsceller hos foreldrene
• Oppsummering av hvordan kjønnet formering fører til stor genetisk variasjon hos avkommet:
• Kromosomene kan fordele seg på ulike måter ved meiosen når kjønnsceller dannes
• Det kan skje overkrysninger
• Kjønnsceller kan kombineres op mange ulike måter
• Oftere overkrysning mellom to gener som ligger langt fra hverandre på kromosomet enn nærliggende
• Hyppigheten av overkrysninger stor når avstanden mellom genene er stor

 

KJØNNSBUNDET NEDARVING

• Kromosomsettet hos mennesker består av kjønnskromosomer og andre kromosomer, autosomer – 44 autosomer og 2 kjønnskromosomer (til sammen 23 par)
• Kvinnen har to X-kromosomer (XX), mannen har et X og et Y (XY)
• Kjønnskromosomet i sædcellene avgjør kjønnet på avkommet.
• Sædcellene inneholder enten X-kromosom eller Y-kromosom

• Kromosomene har også gener som ikke gjelder kjønnet, spesielt X-kromosomet Nedarving av slike X-bundne gener kalles kjønnsbundet nedarving
• Y-kromosomet er lite og inneholder svært få gener – derfor vil genene til X-kromosomet avgjøre egenskapene hos hannen (XY) uansett om de er dominante eller recessive

Rødgrønnblindhet

• Genet for normalt fargesyn XF er dominant, mens for fargeblindhet Xf recessivt
• En fargeblind kvinne må være homozygot recessiv. Har hun et Xf gen, er hun ikke fargeblind, men bærer av egenskapen
• Menn har ikke gen for fargesyn i Y-kromosomet, og trenger bare ett Xf gen for å bli fargeblind – derfor langt mer flere menn som er fargeblinde i befolkningen

Kjønnsbundet arv

• Ved kjønnsbundet nedarving spiller det en rolle om det er moren eller faren som har den bestemte egenskapen

 

Hemofili

• Blir nedarvet kjønnsbundet – derfor få kvinner som er blødere
• Det samme som blødersyke – mangler et protein som er nødvendig for at blodet skal levre seg, lett indre blødninger rundt muskler og ledd

 

DNA-MOLEKYLET

 

Hva er et DNA-molekyl?

• Inneholder molekylene adenin (A), cytosin (C), guanin (G) og tymin (T), som alle inneholder nitrogen og er basiske – de er baser
• A, T, G og C sitter etter hverandre i to lange tråder som er vridd slik at de utgjør en dobbeltspiral. A er alltid bundet til T og G er alltid bundet til C.
• Rekkefølgen av A, T, C og G er forskjellig fra gen til gen og avgjør hvilke beskjeder DNA skal gi til cellen
• Som ”ryggrad” i hver DNA-tråd finner vi sukker (deoksiribose) og fosforsyre

 

DNA kopierer seg selv før celledelingen

• DNA kopierer seg selv i S-fasen i cellesyklusen – kalles DNA-replikasjon
• Er derfor to kopierer av hvert kromosom når veller starter meiose eller mitose
• Mennesket: 1,6 milliarder basepar i hver celle fordelt på 46 kromosomer
• Kopieringen av DNA er en komplisert biokjemisk prosess som krever
• Energi
• Byggesteiner, nukleotider (sukkermolekyl, fosforsyremolekyl, base)
• En mengde enzymer og andre proteiner

Replikasjonen:

• Et enzym bryter bindingene mellom nitrogenbasene i et lite område av DNA-molekylet og lager åpning mellom trådene – skjer syntese av to nye DNA-tråder ved at riktige baser binder seg på riktig plass
• Syntesen blir styrt av flere enzymer
• Hver av de nye DNA-molekylene består av en gammel og en ny tråd
• de to nye DNA-molekylene utgjør de to kromatidene i kromosomet, slik de foreligger når celler begynner å dele seg (meiose eller mitose)
• Replikasjonen må skje med ekstrem presisjon, og det er vanlig at det oppstår feil i én av de 10 000 baseparene, men korrekturlesing reduserer feilraten til 1 per 1 milliard

 

 

DNA STYRER OPPBYGGINGEN AV PROTEINER

• Proteiner er ofte enzymer som katalyserer bestemte reaksjoner i cellen
• Proteinene er bygd opp av mange hundre aminosyrer, 20 forskjellige aminosyrer kan inngå
• Rekkefølgen på basene i DNA bestemmer hvilke aminosyrer som skal settes sammen til et bestemt protein og hva slags rekkefølge de skal ha
• Genene styrer proteinsyntesen ved hjelp av kodeord med tre baser (ACC, ACG, GCT osv.), tripletter, på DNA-tråden
• Når det er behov for 20 kodeord, og vi har 64 tripletter, blir det noen til overs som innebærer at flere tripletter kan være kodeord for samme aminosyre

 

RNA ER HJELPEMOLEKYLER I PROTEINSYNTESEN

• RNA skiller seg fra DNA ved at det inneholder ribose i stedet for deoksyribose, og nitrogenbasen uracil (U) i stedet for tymin (T)
• U i RNA kan binde seg til A i DNA
• RNA består av kun én enkelttråd
• Fins flere typer RNA, de viktigste: m-RNA, t-RNA og r-RNA

 

m-RNA

• m-RNA-molekylet tar med seg instrukser om oppbyggingen av et protein fra DNA i kjernen og ut i cytoplasmaet
• er en avskrift av en del av DNA-molekylet (et gen)
• Både basetriplettene på m-RNA og DNA inneholder koder for aminosyrer, men det er triplettene på m-RNA dom kalles den genetiske koden
• Hver triplett i den genetiske koden på m-RNA kalles et kodon, og er et kodeord for en aminosyre

 

t-RNA

• finnes ute i cytoplasmaet og kan frakte med seg aminosyrer til rett plass på ribosomene der proteinene bygges opp
• Hvert enkelt t-RNA er spesialisert til å transportere én bestemt aminosyre
• På t-RNA sitter en basetriplett som kalles antikodon – det motsatte av kodonet for en aminosyre som m-RNA instruerer
• Kodon og antikodon er komplementære – de passer sammen og kan binde seg til hverandre

 

r-RNA

• r-RNA er byggesteinen i ribosomene

 

FRA DNA TIL M-RNA

• DNA gir instruks om oppbyggingen av et protein ved at det først blir laget en m-RNA-tråd på den ene på den ene DNA-tråden (transkripsjon)
• m-RNA flytter seg deretter ut av kjernen og fester seg på ribosomene, der proteinsyntesen foregår
• Oppbyggingen av en m-RNA tråd er en komplisert prosess som krever energi, flere enzymer og andre proteiner i tillegg til nukleotidene

Transkripsjonen:

• Enzymet RNA-polymerase binder seg til startpunktet for et gen på DNA. Enzymet beveger seg langsetter DNA-tråden og katalyserer oppbyggingen av RNA-tråden
• m-RNA blir så bygd opp av nukleotider, med basene C, G, A og U som binder seg på rett plass på DNA
• DNA-tråden lukker seg igjen når enzymet har passert
• I enden av genet når RNA-polymerase frem til en baserekkefølge som fungerer som et stoppsignal, og m-RNA løsner da fra DNA. m-RNA er nå klar til å dirigere oppbyggingen av proteiner

 

PROTEINSYNTESEN FOREGÅR I RIBOSOMENE I CYTOPLASMAET

• Proteinsyntesen begynner etter m-RNA-molekylet er komt ut av kjernen og har festet seg til et ribosom. Ribosomet er arbeidsbenken der aminosyrene koples sammen
• I cytoplasmaen finnes det alltid en mengde t-RNA med en aminosyre i den ene enden og atikodon i den andre.
• t-RNA vil nå feste seg der antikodonet deres passer til kodonet på m-RNA.
• Ribosomene har spesielle bindingssteder for t-RNA slik at to t-RNA og tilhørende aminosyrer blir liggende ved siden av hverandre. Det gjør det mulig å få il en peptidbinding mellom to og to aminosyrer
• Så flytter ribosomet seg litt langs m-RNA-tråden slik at en ny aminosyre kan feste seg til en ny triplett på m-RNA. Ribosomet flytter seg igjen og slik fortsetter prosessen
• Når polypeptidet (proteinet) er ferdig bygd, frigjøres det ved et stoppsignal på m-RNA
• Proteinene som ofte fungerer videre som enzymer katalyserer videre bestemte reaksjoner i kroppen
• Fordi bare noen få gener er aktive i differensierte celler, produserer ulike celletyper ulike proteiner. Reguleringen kan for eksempel skje ved at noen gener blir hindret i å lage m-RNA, for eksempel

 

Mer detaljert på selve proteinsyntesen:

• Startkodonet i m-RNA er vanligvis AUG – som også er et kodon for aminosyra metionin. Derfor er det metionin-t-RNA, med antikodonet UAC som binder seg til startkodonet – og aminosyra metionin vil alltid være først i proteinet
• Etter hvert som ribosomet flytter seg langs m-RNA, dannes det en stadig voksende kjede av aminosyrer (polypeptidkjede). Flere polypeptidkjeder blir laget på en og samme m-RNA-tråd ved at flere ribosomer beveger seg langs molekylet. Som oftest er et protein sammensatt av flere polypeptidkjeder

 

DNA-REPLIKASJONEN KAN GI ARVELIGE FORANDRINGER - MUTASJONER

 

• Plutselige, arvelige forandringer (feil) under DNA-replikasjonen kalles mutasjoner
• Dersom cellen ikke makter å reparere feilen, oppstår det varig forandring – er det i celler som er opphav til kjønnsceller, kan feilen være der gjennom generasjoner
• Mutasjoner vanlig i alle levende organismer, ganske viktig også fordi det gir opphav til variasjoner i arvematerialet i en populasjon
• Fins spesialiserte reparasjonsenzymer som reparerer mutasjoner

 

Genmutasjoner

• Den vanligste og minst dramatiske genmutasjonen er bytte av en base. Det fører til at et kodon endrer seg, slik at én aminosyre blir byttet ut med en annen. Trenger ikke få store konsekvenser, men i noen tilfeller fører det til sykdom
• Dersom en base forsvinner, blir derimot konsekvensene større. Tre og tre baser avgjør hvilke aminosyrer som skal være med i et protein, og bortfall av en base forskyver rekkefølgene på baser i alle triplettene som følger etter den i DNA,

Kromosommutasjoner

• kromosommutasjoner kan oppstå ved brudd i kromosomene under DNA-replikasjonen eller meiosen
• Biter av kromosomer kan løsne fra et kromosom og feste seg på nye måter på det samme kromosomet eller på andre. Dessuten kan kromosomtallet endre seg på grunn av feil under meiosen
• Down syndrom er forårsaket av en kromosommutasjon

 

Mutagener

• Er en fellesbetegnelse på stoffer som kan framkalle mutasjoner
• Fins i luft, vann, næringsmidler, industriprodukter, avfall og dyre- og plantevev.

KAPITTEL 4 – GENTEKNOLOGI

 

HVA ER GENTEKNOLOGI?

 

• Genteknologi: en teknikk der en tar ut biter av DNA (gener) fra en celle og setter dem tilbake i samme celle eller en annen. Før en setter inn DNA-bitene kan en endre på dem
• Andre ord for genteknologi er genspleising, rekombinant DNA-teknikk, molekylær kloning, DNA-teknologi og gensløyd
• Med moderne genteknologi kan en nå overføre enkelte utvalgte gener mellom organismer i stedet for å måtte krysse hele dyr eller planter med alle sine gener
• Genteknologi er en del av bioteknologi, som kan defineres som alle prosesser der en bruker levende organismer til å produsere økonomisk viktige produkter

 

GENTEKNOLOGENES VERKTØY ER PLASMIDER, VIRUS OG BAKTERIER

 

• Bruker en vektor til å overføre oppkuttete biter av DNA fra en organisme til en annen – en vektor er noe som kan frakte med seg gener inn i en celle
• Cellen som mottar vektoren med det fremmede DNA-et kalles vertscelle

 

• Plasmider mye brukt som vektorer – små sirkelformede DNA-molekyler som ofte fins i bakterier som et tillegg til bakterienes hovedkromosom. De kan binde seg til et fremmed DNA og kan overføres fra en bakterie til en annen.
• Enkelte virus kan være vektorer – vi kan sette nye gener inn i virus, la de infisere andre celler og overføre genene til dem

 

• Alle vektorer er avhengige av å komme inn i levende celler, bare da kan genene de fører med seg aktiveres
• En bruker oftest mikroorganismer, eks bakterier som vertsceller for nye gener – de er enkle og dyrke og har høy veksthastighet
• Gener kan også overføres til en celle ved at de sprøytes inn eller skytes inn

 

GENTEKNOLOGIENS FIRE HOVEDTRINN

• Oppkutting av DNA i mindre biter
• Produksjon av rekombinant DNA
• Kloning
• Kartlegging av rekombinant DNA

Trinn 1: Oppkutting av DNA i mindre biter

• Alle celler er naturlig utstyrt med enzymer som kutter opp skadde DNA-biter og setter inn nye. Disse enzymene har et fellesnavn restriksjonsenzymer eller klippeenzymer. Disse enzymene kan brukes som biologiske sakser
• Noen av kutteenzymene kutter nesten hvor som helst i DNA-molekylet, mens andre er mer spesifikke – de kutter bare ved helt bestemte basesekvenser i DNA-trådene.

 

Trinn 2: Produksjon av rekombinant DNA

• DNA-et blir ikke kuttet tvers over, det dannes trappetrinnbrudd, slik at de kan klebes sammen igjen ved at basene gjenkjenner hverandre og danner basepar
• Det fins spesielle lime-enzymer, DNA-ligaser, som katalyserer sammenkoplingen av DNA-biter
• Det er viktig at plasmidet og den DNA-biten som skal settes inn i plasmidet, er kuttet med samme type restriksjonsenzym
• Plasmidet med den nye DNA-biten kalles rekombinant DNA, og dette kan settes inn i en bakterie igjen

 

Trinn 3: Kloning

• Når bakterien deler seg, blir også plasmidene med den nye DNA-biten kopiert og overført til dattercellene – DNA-biten er kopiert / klonet
• Slike datterceller som har samme DNA som morscellen kalles til sammen en klon
• Organismer som har mottatt nye gener ved hjelp av genteknologi kalles transgene organismer eller genmodifiserte organismer

 

Trinn 4: Kartlegging av rekombinant DNA

• Bakterier og DNA-biter er svært små og det er umulig å ha full kontroll over hvilke DNA-biter som havner hvor – derfor må en underføke hvilke DNA-biter som er kommet inn i hvilke bakterier eller andre celler
• Kartleggingen kan bla innebære bruk av antibiotika og radioaktivt merkete gensøkere

 

Mikroinjeksjon

• Innebærer at gener blir sprøytet, injisert, direkte inn i cellekjerner
• Ved befruktning inneholder zygoten på et tidlig stadium to kjerner, prokjerner, den ene fra eggcellen, den andre fra sædcellen
• Størst sjanse for å få spleiset inn et nytt gen dersom det blir injisert direkte inn i disse prokjernene
• injeksjonen skjer under mikroskop. Et tynt kapillarrør av glass føres direkte inn i prokjernen, mens zygoten holdes på plass mot et større mot et større glassrør med svak sug – deretter sprøytes en liten mengde inn av ønskelig gen
• Svært vanskelig teknikk, få av overføringene gir vellykket resultat på pattedyr, men er blitt brukt på en del fiskeslag med vellykket resultat

 

Overføring med retrovirus

• Når et retrovirus infiserer en celle, sender det RNA-molekylet sitt (arvestoffet i viruset) inn i cellen
• RNA-molekylet virker som en støpeform for oppbyggingen av et DNA-molekyl som svarer til RNA-molekylet. Dette DNA-molekylet blir bygd inn i det DNA-et som vertscellen har i kjernen
• Senere kan den innebygde DNA-biten gi cellen beskjed om å lage nye retrovirus
• Dersom en på forhånd har satt inn et nytt gen i retroviruset, vil også dette bli overført til mottakerens DNA.

 

Andre metoder

• Forandre cellemembranen med laser, elektriske impulser eller kjemikalier slik at DNA-biter kan slippe inn uten at cellen blir ødelagt
• Genkanon også brukt – DNA blir festet til overflata på bitte små kuler av gull eller wolfram, som så skytes inn som en haglladning i cellene

 

HVORDAN KAN EN UNDERSØKE OM BESTEMTE GENER FINS I EN CELLE

• Eks en bakteriekultur – vil finne ut hvor mange bakterier som har et gen som koder for et bestemt protein. Vi tenker oss at vi kjenner basesekvensen, eller i alle fall en del av basesekvensen i genet.
• Lager først en liten bit på ca. 20 baser av den ene DNA-tråden i genet ved hjelp av en genmaskin som kopler sammen baser i den rekkefølgen vi ønsker.
• I basene setter vi inn noen radioaktive atomer – da har vi fått en radioaktivt merket gensøker eller en DNA-probe
• Vi kan nå undersøke om de fins en motsvarende basesekvens hos noen av bakteriene i bakteriekulturen – dersom en bakterie har denne basesekvensen, kan gensøkeren feste seg der
• Hele bakterien blir radioaktiv, og dermed blir vi i stand til å finne og hente ut denne bakterien
• Når en bakterie først har DNA som binder seg til gensøkeren, har den sannsynligvis hele genet

 

I praksis gjennomfører vi undersøkelsen slik:

• Vi tar ut en dråpe med bakterier fra kulturen, sprer dem utover i en skål med næringsagar og lar dem vokse til vi får synlige kolonier
• Hver koloni som dannes, stammer fra en bakterie som har formert seg ved vanlig celledeling
• Vi legger et filterpapir oppå koloniene slik at noen bakterier fra hver koloni blir sittende på papiret - vi får et avtrykk av koloniene (blottingsteknikk)
• DNA-et i bakteriene på avtrykket i forsøket vårt blir spaltet til enkle DNA-tråder ved hjelp av lut- og varmebehandling
• Deretter tilsettes en mengde radioaktive gensøkere og temperaturen senkes
• Når temperaturen faller, kopler enkelttrådene av DNA seg sammen igjen, og i mange tilfeller fester gensøkeren seg til de DNA-trådene som har den riktige basesekvensen
• Ettersom gensøkeren er radioaktiv, kan vi legge filterpapiret på en fotografisk film og se hvor den blir svertet. Dermed har vi påvist hvilke bakteriekolonier som inneholdt bakterier med det aktuelle genet
• Metoden med radioaktivt merkete gensøkere kan også brukes til å finne ut hvor et bestemt gen er på et kromosom

 

HVORDAN SKILLER VI ULIKE DNA-BITER FRA HVERANDRE?

 

• En av de mest brukte metodene til å skille DNA-biter med ulik størrelse er elektroforese
• Bruker et firkantet kar med et geleaktig stoff, agarose-gel. I den ene enden sitter en positiv elektrode, i den andre en negativ elektrode. Like ved den negative elektroden lages fordypninger, brønner, i gelen. I hver av dem dryppes litt av en løsning med de DNA-bitene som skal skilles. DNA- bitene har på forhånd fått negativ ladning. Når vi setter på strømmen, vandrer DNA-bitene med ulik hastighet mot den positive elektroden fordi de har større eller mindre negativ ladning. Hastigheten varierer også fordi bitene har ulik lengde og dermed ulik friksjon. Store biter vandrer langsommere enn små.
• Etter en tid skrus strømmen av. Da har DNA-bitene plassert seg i et bestemt mønster i geleen. Mønsteret framkalles ved at vi tilsetter bestemte kjemikalierog deretter belyser gelen med UV-lys. Nå kan vi se mange fargeflekker som representerer en type DNA-biter

 

Får å avgjøre om noen av flekkene vi får etter elektroforese inneholder et bestemt gen, kan vi gå fram slik:

• Vi lager et avtrykk av elektroforese-stripene på et papir. Deretter sørger vi for at DNA-et i stripene spalter seg til enkelttråder. Så tilsetter vi en radioaktiv gensøker på dette papiret. Gensøkeren binder seg nå på de stripene der genet fins, og disse stripene blir radioaktive. Når legger vi arket på en fotogradisk film, får vi svarte striper på filmen der det er radioaktivitet, og vi kan dermed bestemme hvilke striper som inneholder genet. Metoden kalles southern blotting

 

KRIMINALSAKER OG PCR-TEKNIKK

• Kan undersøke DNA fra celler fra et åsted, sammenligne det med DNA-et fra den mistenkte og avgjøre med stor sikkerhet om cellene stammer fra den vedkommende
• Til analysen velges ut deler av DNA-et som en vet varierer mye fra pers. til pers
• Ved små mengder DNA: Ved PCR-teknikk kan små mengder DNA kopieres i store mengder slik at en får nok til analysen. Vi bruker en PCR maskin til å gjennomføre kopieringen av DNA:
• Øker først temperaturen til 98 ◦C, der DNA går over til to enkle tråder. Vi tilsetter først et lite molekyl, primer, som fester seg til endene av de enkle DNA-trådene, og som setter i gang kopieringen. En må avkjøle til 60 ◦C for at primeren skal feste seg. Tilsetter også A-, T-, C- og G-nukleotider, som fester seg på de enkle DNA-trådene og sammen med dem danner nye, doble DNA-molekyler – det opprinnelige DNA-et kopieres. Prosessen gjentas og etter 20 gjentakelser vil et enkelt DNA-fragment være kopiert i mer enn 1 million kopier
• Mønsteret av striper som en oppnår ved elektroforese av DNA, kalles et DNA-fingeravtryll eller DNA-profil

 

KARTLAGTE GENER BLIR LAGRET I GENBIBLIOTEKER

 

• Det første genbiblioteket ble opprettet i 1974 og gjaldt bananfluer
• De formerte DNA (gener) ved hjelp av bakterier og DNA-bitene ble oppbevart i hver sine skåler. Ved hjelp av disse kunne nå andre forskere teoretisk gå inn og hente en bestemt bakterie når de ønsket å studere ett bestemt gen hos bananflua nærmere

 

HUGO og genbiblioteket for mennesket

• Gjennom HUGO som var et internasjonalt forskningssamarbeid som begynte, har en i dag kartlagt menneskets arvestoff – det humane genomet – innebærer at en har funnet rekkefølgen av A-, T-, C- og G-basene
• Det menneskelige genomet består av 3,2 milliarder basepar. I starten trodde en at det fantes 100 000 gener i kromosomene våre, idag vet vi at d bare er 30 000
• Påfallende likheter mellom menneskets genom og genomet til andre organismer, vi har bare 300 gener som ikke fins i mus. Når apenes genom er kartlagt vil det sannsynligvis inneholde alle de genene som fins i mennesket
• Få gener som skiller oss, men nettopp disse genene kan ha overordnete styringsoppgaver, gener som har kontroll over mange andre gener
• Genmassen mellom to tilfeldige mennesker er ca 99% like, men mellom genene er det likevel store DNA-områder som varierer mye fra person til person.
• Videre kan arbeidet bestå i å avklare hva slags oppgaver de enkelte genene har, og resultatet av dette arbeidet kan gjøre det mulig å påvise alle genetisk betingede sykdommer

 

BRUK AV GENTEKNOLOGI

 

Produksjon av medisiner

• En av de første bruksområdene for genteknologisk kunnskap var da genet for humant insulin ble isolert fra rotter og satt inn i en E. Coli-bakterie, slik at den produserte insulin – produserte store mengder insulin – ble brukt til diabetikere, i dag lages det også ved hjelp av transgene gjærceller
• Humant veksthormon er et annet produkt fra transgene bakterier – blir bla. brukt til å behandle kortvoksthet og turners syndrom hos barn

Nye vaksiner

• Vaksinasjon mot virussykdommer har vanligvis vært gjennomført ved at svekkete sykdomsvirus blir sprøytet inn i kroppen. Kroppen lager da antistoffer mot overflatemolekyler på viruset, og det dannes hukommelsesceller som gjør oss immune mot senere angrep. Et problem med denne metoden er at en bruker sykdomsvirus som til tross for at de er svekket kan være farlige
• Nå forsøk på denne metoden: Et gen fara sykdomsviruset som bestemmer oppbyggingen av overflatemolekyler blir satt inn i et helt annet virus som ikke er skadelig. Når dette blir sprøyetet inn i kroppen, lages det derfor antistoffer mot overflatemolekylene, og det dannes hukommelsesceller, men det er ingen sykdomsfare

En biobrikke (biochip) kombinerer moderne genteknologi og datateknikk

• En biobrikke er en liten plate som det sitter noen hundre tusen forskjellige DNA-tråder (enkelttråder) på. DNA-trådene har ulike baserekkefølger som gjør at DNA som gir diverse sykdommer fester seg der.
• Ønsker en å finne ut om en har noen genetiske sykdommer, er det bare å ta en DNA-prøve, spalte den til enkelttråder og helle den på overflata på biobrikken. En data maskin vil så påvise hvor DNA har festet seg
• Sykdommer som nå kan påvises på denne måten, er sigdcelleanemi, cystisk fibrose, muskulær dystrofi og forhøyet kolesterolnivå i blodet.
• En kan også for eksempel se hvilke hårfargegener en har.
• Resultatet fra HUGO-prosjektet vil gi grunnlag for å lage de rette trådene på biobrikkene, slik at mange gener kan avsløres på denne måten.
• Det kan også fortelle deg en hel del om hvem du er – en kan kartlegges som enkeltindivid. Forskerne mener at genene våre avgjør både intelligens og personlighet med inntil 80 %

 

Stamceller – et nytt medisinsk verktøy

• En plantecelle er totipotent – hvilken som helst plantecelle har mulighet til å utvikle seg til en ny plante
• De fleste av kroppscellene våre har mistet denne evnen til å utvikle seg til andre organer enn de er forutbestemt til å bli
• Men i det tidlige fosterstadiet som utvikles rett etter at sædcellen og eggcellen er smeltet sammen hos et menneske, kan en ta ut enkeltceller som kan utvikle seg til et nytt individ – embryonale stamceller – de kan utvikle seg til alle slags vev, akkurat som planteceller
• Forsøk med stamceller har vert kontroversielle fordi en har hentet stamcellene fra aborterte embryoer
• For å unngå disse etiske problemene har en gjort forsøk for å se mo vevsspesifikke stamceller kan brukes – stamceller som ligger igjen i kroppen også etter at mange av cellene stadig utvikler seg til fullt differensierte celler – disse kan en bruke til å erstatte skadet vev.
• Når en person får tilført stamceller fra en fremmed embryo, er det stor risiko for at immunforsvaret angriper disse cellene / støter dem vekk – en kan fjerne arvestoffet fra embryocellen og erstatte det med arvestoff fra den som skal motta cellene – slik blir den ikke støtt bort av immunforsvaret
• Totipotente stamceller (tatt fra et tidlig fosterstadium) kan også brukes til å klone individer
• Bruk av stamceller er nok et eksempel på moderne medisink teknologi som reiser store etiske problemer

 

LANDBRUKET NYTER GODT AV GENTEKNOLOGIEN

 

Genmodifisering av planter

• For å forbedre plantene: har det vert vanskelig å finne en vektor for å få rekombinant DNA inni plantene – lite plasmider i plantene, men noen plasmider kan overføres til planter
• Mest vellykkede resultat er ved bruk av Ti-plasmidet, som fins i en bakterie i jorda og kan infisere en rekke planter
• etter infeksjonen vil deler av Ti-plasmidet bli bygd inn i plantens eget DNA – kan dermed overføre et nytt gen til plantene ved å sette genet inn i Ti-plasmidet og la bakteriene med dette plasmidet infisere plantene
• kan ikke brukes på kornartene våre fordi jordbakterien kan ikke infisere dem
• Ved å genmodifisere kulturplanter kan en: øke resistensen mot bakterier, sopp, insekter, virus, ugressmidler og andre plantevernmidler, bedre smakt og lukt, forsinke modning, øke innhold av næringsstoffer, heve toleranse ovenfor ytre påvirkninger, øke tørrstoffinnholdet, utvikle planter som kan være kjemiske fabrikker eks for vaksiner

 

ETISKE PROBLEMER I FORBINDELSE MED GENTEKNOLOGI

 

• Vi kan argumentere ut fra hvilke konsekvenser en genoverføring kan få. Vi kan vurdere om den er mer nyttig enn skadelig. Slike etiske vurderinger kalles konsekvensetikk. I konsekvensetikken er en riktig handling en handling som gir gode resultat
• Mer prinsipielle grunnholdninger – vi kan mene at noen handlinger er gale, uansett om de gir fordeler for den enkelte eller ikke. Ved en slik pliktetikk føler en seg forpliktet til å ta et standpunkt ut fra bestemte grunnholdninger

 

Ugressmiddelresistente planter – en trussel mot naturen?

Positive sider med ugressmiddelresistente kulturplanter:

• bønder kan la være å sprøyte i tide og utide og bruke mindre gift totalt
• bønder kan velge bredspektrete ugressmidler som dreper alle sorter ugress, og som er biologisk nedbrytbare, uten å skade kulturplantene

Negative sider med ugressmiddelresistente kulturplanter:

• Fare fir at bruken av ugressmidler vil øke
• Nær beslektede arter i området kan få overført ugressmiddelresistensen ved krysspollinering – både kulturplanter og ugressplanter

 

Kan antibiotikaresistens spre seg i naturen?

• I 2001 ble det vist at genmodifisert DNA fra kulturplanter kan overføres til bakterier i tarmen – kan antibiotikaresistensgener kunne overføres til bakterier i tarmfloraen vår dersom vi spiser slike planter, og vil de gjøre tarmbakteriene våre resistente mot antibiotika?
• Må som forbrukere velge mellom genmodifiserte og naturlig produserte matvarer
• Vi vet ikke ennå hva genmodifiserte matvarer kan gjøre med oss

Gendiagnostikk reiser problemer

 

Gendiagnostikk på voksne

• Genteknologi gir mulighet til å påvise om en person ha et arveanlegg som virker inn på sykdom og helse, selv om personen ikke er syk
• Fire viktige spørsmål i denne sammenhengen:
• Skal det brukes til å plukke ut bærere av alvorlige sykdommer som skyldes recessive gener?
• Forsvarlig å påvise sykdomsgener hos en person før han er syk?
• Forsvarlig å påvise sykdomsgener hos en person dersom sykdommen ikke kan behandles?
• Hvem skal få vite hvilke sykdomsgener en person bærer på?
• Sykdommer som skyldes recessive gener kan gjøre barn syke selv om foreldrene er friske
• Særlig store etiske problemer når det dreier seg om å påvise dominante sykdomsgener – personlig konflikt mellom å få barn og det å føre sykdomsgenet videre – mange ønsker i slike tilfeller å få utført gendiagnostikk
• Fordelen med å få kartlagt eventuelle sykdomsgener på et tidlig tidspunkt er opplagt – da kan en følge med og kanskje gjøre noe med det før det er for sent
• Lett å forstå at mange ikke vil vite at de bærer på anlegg for alvorlige sykdommer dersom behandlingstilbudet er dårlig

 

Gendiagnostikk på fostre

• Dersom en fostervannsprøve avslører en alvorlig sykdom, står foreldrene ovenfor et etisk vanskelig valg
• Spesielt dilemma oppstår hvis foreldrene får vite at barnet har anlegg for en sykdom, og en ikke kan forutsi hvor alvorlig sykdommen kan bli, eks. downs
• Ettersom stadig flere genetiske tester blir utviklet, øker utfordringen, både for foreldrene og samfunnet. Det kan oppstå sosialt press på foreldrene for at de skal velge abort, ikke bare for å hindre lidelse, men også for å sikre at det fødes et genetisk ”perfekt” barn
• Fleste medisinske eksperter hevder at det ikke bør være lov å teste fostre for alle typer lidelser og avvik – både av pratiske og etiske årsaker, noen sykdommer kan en leve med

 

GENOVERFØRING OG BEHANDLING AV SYKDOM HOS MENNESKER

Tre hovedmåter å gjennomføre genmodifikasjon på hos mennesker:

• Gener kan overføres direkte til det skadde vevet i kroppen for å helbrede en sykdom
• Gener kan overføres til menneskeceller som er tatt ut, og som dyrkes kunstig utfor kroppen. De behandlete cellene blir deretter satt tilbake i kroppen
• Gener kan overføres til kjønnsceller eller til en befruktet eggcelle, slik at alle cellene i det nye individet får det nye genet
• De to første metodene kalles somatisk terapi. Den tredje reiser spesielle etiske problemer fordi konsekvensene blir så store – påvirker hele individet og etterkommerne

 

Somatisk genterapi

• I USA gjennomført forsøk med behandling av langtkomne kreftpasienter – får tilført genmodifiserte menneskeceller som skal infiltrere og drepe kreftsvulster
• Etiske problemer med somatisk terapi: kan diskuteres om det er en unaturlig måte å endre menneskene på, om en slik behandling i prinsippet kan sidestilles med annen medisinsk behandling
• Svært ressurskrevende metode – må vurderes i forhold til annen ressursbruk i helsevesenet i verden sett under ett
• Kan en først overføre gener som han med sykdommer å gjøre, øyner en muligheten til å overføre gener som påvirker andre forhold, som kroppsfasong, intelligens og seksuell legning

 

GENTEKNOLOGI OG LOVGIVNING

• Miljøverndepartementet har forvaltningsanvaret for genteknologiloven, vedtatt 1993. – Loven inneholder bla regler om bruk av genteknologi i innesluttede laboratorier og utsetting av genmodifiserte organismer
• I følge loven er det overordnete målet for myndighetene og for samfunnet at framstilling og bruk av genmodifiserte organismer ikke skal virke negativt inn på helse og miljø
• Hvordan skal loven håndheves? Han myndighetene nødvendig faglig innsikt til å kunne vurdere om en genteknologisk prosess eller et produkt har samfunnsmessig nytteverdi?
• Til syvende og sist avhenger utviklingen av den enkelte forskers moral og etiske grunnsyn
• I 1991 oppnevnte den norske regjeringen en frittstående, rådgivende nemd for bioteknologi og genteknologi – Bioteknologinemda. Den skal vurdere faglige, etiske, miljømessige og sikkerhetsmessige spørsmål i forbindelse med utviklingen innenfor moderne bioteknologi

KAPITTEL 5 – EVOLUSJON

 

EVOLUSJON

• I evolusjonslæren søker vi å forklare hvordan artene som lever på jorda i dag, har utviklet seg fra tidligere arter

 

ØKOLOGI, EVOLUSJON OG GENETIKK ER NÆRT KNYTTET TIL HVERANDRE

• Kunnskap om økologi er viktig for å forstå evolusjon
• Noen individer i en bestand overlever lenger og reproduserer mer enn andre fordi de kommer bedre ut av konkurranseforhold og andre økologiske vekselvirkninger. Etter hvert blir det flere individer med gener for slike egenskaper – det skjer en utvelgingsprosess – naturlig utvalg. Resultatet er en evolusjon som gjør at arter blir bedre tilpasset til miljøet sitt, og at en art kan utvikle seg til nye arter

 

ET EKSEMPEL PÅ EVOLUSJON – MENNESKET BLIR TIL

• Darwin hevdete først at mennesket stammet fra menneskelignende aper
• På grunnlag av fossilfunn vet vi i dag at mennesket utviklet seg i Afrika, for over en million år siden
• For ca 5 mill. år siden utviklet det som senere ble til mennesker og skilte seg fra dagens sjimpanser

 

Lucy og sønnen hennes – nærmennesket

• Eldste medlemmene av menneskefamilien hører alle til slekten australopithecus – på norsk nærmennesket
• Funnet fossiler som en tror er 3-5 mill. år gamle
• Mest kjent er 3-4 mill. år gamle Lucy fra Etiopia, på størrelse med pygmeer, omtrent like gammel som fotavtrykkene av mennesker som vandret over en slette i Tanzania
• Menneskeslekten Homo, utviklet seg for vel 2 mill. år siden som en egen grein av menneskefamilien. Disse begynte å lage alvorlige redskaper, og hjernen var blitt mye større enn hos Lucy
• For 1 mill. år siden forlot noen individer Øst-Afrika og fant veien til Nord-Afrika, Sentral-Europa og Asia
• Alt tyder på at Homo erectus for ca 300 000 år siden gav opphav til de eldste formene for det moderne mennesket
• Nyeste studier tyder på at utviklingen fra Homo erectus til Homo sapiens skjedde i Øst-Afrika eller kanskje i det tilgrensende områdene i Midtøsten. I så fall må det moderne mennesketha spredt seg til andre deler av verden, ca 100 000 år siden. Homo sapiens erstattet da Homo erectus , som hadde forlatt Afrika tidligere
• Alle nålevende mennesker tilhører én biologisk art

 

FRA EN STATISK VERDEN TIL EN VERDEN I FORANDRING

 

Veien fram til dagens moderne oppfatning av evolusjonen

• Aristoteles, den greske filosofen som fikk stor innflytelse på ettertiden, mente at alle levende organismer var uforanderlige og hadde sin faste plass i naturen. Beretningene i det gamle testamentet forsterket synet og det dominerte til 1800-tallet
• 1700-tallet: mange grundige studier gjort av naturen, bla fossiler. Georges Cuvier fant stor variasjon fra fossilene, forklarte dette med naturkatastrofer der arter hadde dødd ut, og nye hadde vandret inn. Forsto at jordoverflata var resultatet av en langsom, gradvis utvikling
• 1800-tallet: Geologene ble klar over at jorda var mer enn 6000 år gammel som teologer var kommet frem til fra opplysninger fra bibelen
• Oppfatningen om at ikke alt var statisk, smittet over på biologene, og sammen med stadig nye fossilfunn og grundige studier av eksisterende arter dannet det grunnlaget for teorien om at arter kunne utvikle seg til nye arter

 

Charles Darwins grunnleggende arbeid

• Darwin utformet den evolusjonsteorien de fleste fagfolk i fag aksepterer
• I sin berømte bok Artenes opprinnelse(1859) satte han fram to påstander:
• Evolusjon hadde funnet sted – bygde først og fremst på observasjoner fra sine mange og grundige studier av planter og dyr (særlig på Galápagosøyene)
• Evolusjon foregår slik at individene innenfor de enkelte artene stadig blir bedre tilpasset miljøet sitt – de best tilpassede individene overlever og formerer seg. Kalte denne forklaringen på evolusjon for naturlig utvalg
• Mer fullstendig presentasjon av Darwins teori:
• Organismene formerer seg raskt, så raskt at hver av dem på kort tid ville fylt jorda hvis de fikk formere seg fritt
• Når individtallet øker, bli det konkurranse om ressursene
• Det er variasjon blant individene
• De individene som er best tilpasset, overlever og får flest avkom – naturlig utvalg
• Egenskaper hos de individene som overlever og formerer seg, kan overføres til neste generasjon ved arv

 

HVORFOR MENER FORSKERNE I DAG AT EN UTVIKLING HAR FUNNET STED?

 

Studier av fossiler

• Fossiler: spor etter og rester av forhistoriske planter og dyr
• Organismen må raskt dekkes av sand eller leire for at et fossil skal dannes
• Fossiler gir et litt skjevt bilde av livet i tidligere tider – noen organismer blir bedre bevart enn andre, og en kan bare se anatomiske trekk – men allikevel mye info om hvordan organismene har forandret seg gjennom tidene

 

Sammenlikning av nålevende organismer

• Alle pattedyrarter har to øyne og fire lemmer. Oppbyggingen av lemmene er like hos alle virveldyr – slike likheter er lette å forklare dersom vi går ut fra at alle artene har utviklet seg fra ett og samme opphav
• Fellestrekkene i organismenes biokjemi støtter teorien om evolusjon
• Alle organismer inneholder proteiner som er bygd opp av de samme 20 aminosyrene
• Alle nålevende arter han en genetisk kode av DNA
• Alle levende organismer har molekylet ATP, som lagrer energi
• Likheter mellom næringsopptak, gassutveksling og ekskresjon hos forskjellige nålevende arter tyder også på slektskap og evolusjon

 

Studiet av fosterutviklingen

• Fosterutviklingen hos nålevende fisker og amfibier han mange fellestrekk, selv om de voksne individene ikke likner særlig mye på hverandre
• Det at de voksne individene har vært forskjellig utseende kan forklares med evolusjon. Mens fostermiljøene er tilnærmet uendret, har de voksne individene vert nødt til å tilpasse seg svært ulike miljøet opp gjennom tidene

 

Plantegeografi og dyregeografi

• - studerer den geografiske utbredelsen av planter og dyr og hvordan artssammensetningen varierer fra et sted til et annet
• Planter og dyr på øyer utfor Afrika likner mest på de som er på det afrikanske fastlandet, og likt med Sør-Amerika, mens det er større forskjell mellom de to øygruppene – evolusjon, land har skilt seg

 

 

NYDARWINISME. DARWINS TEORI I LYS AV MODERNE BIOLOGI

• Med nydarwinisme mener vi også Darwins evolusjonsteori, men legger til;
• En teori om arv, Mendels arvelære – gener kan gi ulike egenskaper når de blir kombinert på ulike måter, også pga mutasjon
• Populasjonsgenetikk, en teori om hvordan arveanlegg sprer seg i en populasjon

 

Populasjonsgenetikk

• Handler om utbredelse og nedarving av gener i hele populasjoner
• Et sentralt begrep i populasjonsgenetikk er frekvensen/hyppigheten av et gen (allel) som vil si hvor stor del (eller prosent) dette genet utgjør av alle genene i populasjonen
• Vi regner ut frekvensen av en genotype slik: vi deler antall individer med genotypen i populasjonen med antall individer i populasjonen
• Frekvensen av gener og genotyper endrer seg fra generasjon til generasjon

 

Hardy-Weinbergs lov:

• Vi tenker oss to gen; R og r. Tallet/frekvensen til R kalles p, og til r kalles den q. Frekvensen ved en krysning blir slik:
• Når frekvensen av genet R er lik p, og frekvensen av genet r er lik q, blir frekvensen av RR = p2, frekvensen av Rr = 2pq, frekvensen av rr = q2
• Frekvensen av genene og genkombinasjonene holder seg konstant fra generasjon til generasjon
• Dersom Hardy-Weinbergs lov skal gejlde, må 5 forutsetninger være oppfylt, og det er de sjelden;

1. Det må ikke skje mutasjoner i populasjonen

2. Naturlig utvalg må ikke forekomme

3. det må ikke skje innvandring eller utvandring

4. bestanden må være stor

5. det må skje tilfeldige krysninger

• Minst én av disse forutsetningene er vanligvis ikke til stede i naturen – derfor evolusjon

 

Forutsetningene svikter

Forutsetning 1: Det må ikke skje mutasjoner

• Mutasjoner skjer hele tiden i naturen – se tidligere skriv om mutasjoner
• Hvis en mutasjon skjer i en kjønnscelle, kan alle cellene i avkommet få det muterte genet
• Mutasjoner er tilfeldige
• Mutasjoner skjer sjelden – 1/100 000 sannsynlighet for mutasjon i et bestemt gen i en kjønnscelle
• Sjelden at en mutasjon er gunstig i den forstand at den gjør individet bedre tilpasset miljøet
• Ugunstige mutasjoner kan bli gunstige senere, dersom miljøet endrer seg. I diploide organismer, der cellene har et dobbelt sett kromosomer, kan unyttige gener ligge skjult
• Overkrysning når kjønnscellene dannes ved reduksjonsdeling bidrar til variasjon ved at dette får store konsekvenser for genkombinasjonene hos avkommet

 

Forutsetning 2: Naturlig utvalg må ikke forekomme

• En forutsetning som sjelden er til stede i naturen
• Genene hos individer som er bedre tilpasset enn andre i en populasjon vil i større grad enn andre gener føres videre til neste generasjon
• Mutasjoner skaper grunnlaget for evolusjon, men det er naturlig utvalg som får fart på evolusjonen
• Naturlig utvalg kan virke på flere typer egenskaper:

1. Strukturelle egenskaper (blomsterfarge, kroppsstørrelse osv)

2. Fysiologiske egenskaper (evne til å forbrenne glykose, blodtrykk)

3. Atferd (aggresjon, ungepass, kurtise ovenfor seksualparter)

 

• Naturlig utvalg virker vanligvis på flere egenskaper samtidig hos individene, og det virker på hele organismens tilpasning til minjøet og dermed gensammensetningen, genotypen, ikke bare på enkeltgener
• Hvilke endringen som skjer i gensammensetningen, er ekstra vanskelig å forutsi fordi genene styrer egenskapene i et komplisert samspill

4. Ofte mange gener som påvirker én egenskap

5. Enkeltgener kan virke på flere egenskaper hos en organisme

6. En del gener styrer en rekke andre gener, som så igjen kan påvirke ulike egenskaper

 

• Naturlig utvalg kan få forskjellige konsekvenser for en populasjon:

7. Populasjonen kan stabilisere seg

8. Populasjonen kan endre seg i en bestemt retning

9. Populasjonen kan splittes opp og utvikle seg i flere retninger

 

Forutsetning 3: Det må ikke skje innvandring eller utvandring

• I naturen er populasjonene sjelden helt isolert fra hverandre, og populasjonene kan få inn nye gener, som igjen gir mulighet for evolusjon

 

Forutsetning 4: Bestanden må være stor

• I små bestander spiller tilfeldigheter ofte en stor rolle
• Evolusjon der frekvensen av gener endrer seg på grunn av tilfeldigheter, kalles genetisk drift – og det kan føre til bedre eller dårligere tilpassete individer
• Eksempler på genetisk drift er flaskehalseffekten og grunnleggereffekten
• Flaskehalseffekten: Noen få individer med litt avvikende gensammensetning får tilfeldigvis (ved flom, ras osv) leve opp og formere seg raskere enn andre
• Grunnleggereffekten: Noen få individer med litt avvikende gensammensetning kommer tilfeldigvis (f.eks. ved frøspredning) til et nytt område der de kan utvikle seg isolert fra den opprinnelige populasjonen

 

Forutsetning 5: Det må skje tilfeldige krysninger

• Mennesker: folk i en bestemt gruppe eller bestemt sosialt lag finner hverandre lettere
• Hanndyr slåss ofte om å få pare seg, og bare én i en stor flokk lykkes
• Mange plantearter som har selvpollinering

 

ARTSDANNELSE

• Art: En gruppe individer som kan krysses med hverandre i naturen og gi fruktbart avkom. Alle individer i en art deler også et felles genlager
• Det jeg til nå har gjennomgått – hvorfor en populasjon/art endrer seg over tid, kalles mikroevolusjon
• Evolusjon av nye arter kalles makroevolusjon
• Dersom en populasjon skal utvikle seg til nye arter, må

1. En del individer i en populasjon isoleres slik at de ikke kan formere seg fritt med resten av populasjonen

2. Den opprinnelige delen og den isolerte delen av populasjonen må utvikle seg slik at de til slutt ikke kan krysses med hverandre

• Eks på evolusjon som kan føre til isolasjon, og dermed splitte populasjonen i nye arter:
• Individene kan bli så fysisk ulike at de ikke kan pare seg
• Dyr kan få ulik paringstid, planter ulik blomstringstid
• Dyr kan utvikle forskjellige signaler for å tiltrekke noen paringspartnere
• Kjønnscellene kan ikke smelte sammen ved krysning, eller fosteret som dannes kan ikke utvikles videre
• Individene kan få avkom, men som ikke er forplantningsdyktige
• Fysiske barrierer som fjell, daler osv. kan isolere
• Isolasjon skjer oftest i utkanten av en stor populasjon
• Artdannelse kan skje rast ved utvandring til øyer der det er få arter fra før
• Grupper av individer kan også bli forplantningsmessig isolert selv om de lever i samme geofgrafiske område – eks. mutasjoner som gjør at de velger annen føde

 

Hos planter hender det at det oppstår en ny art svært raskt

• To arter kan blir krysset, slik krysning mellom to arter skal ikke gi fruktbart avkom, men det fins unntak
• Et unntak: krysning mellom trefingersildre og skåresildre gir oslosildre – dette er en ny art med større kromosomtall enn de to foreldreartene – slike arter er polyploide
• Kan også få polyploide arter innen samme art ved at individer danner kjønnsceller uten at kromosomtallet halveres
• Polyploide arter har sannsynligvis spilt en stor rolle i utviklingen av nye plantearter gjennom tidene

 

Skjer evolusjon av nye arter i sprang eller gradvis – punktualisme eller gradualisme?

• Forskerne er i dag uenige om evolusjonen av nye arter virkelig har skjedd sprangvis/i løpet av temmelig korte perioder, eller om den har foregått mer gradvis over lengre perioder. De to synspunktene har fått betegnelsene punktualisme og gradualisme
• Ut fra fossilfunn ser det gjerne ut som om mange ytre anatomiske forandringer har skjedd i løpet av kort tid, en kan tro at en ny art dannet seg raskt. Likevel kan endringer av andre egenskaper som det er vanskelig å følge i fossilrekkene ha skjedd over lengre tid

 

EVOLUSJONSTEORIEN – VIKTIG, NYTTIG, MISTRODD OG MISFORSTÅTT

• Viktig fordi den viser oss at vi er nær beslektet med alle andre mennesker, og med alle levende organismer - fått konsekvenser for synet vårt på medmennesker og naturen
• Kan ha praktisk nytteverdi for oss mennesker – forutsi og forstå virkningen av medikamenter på mennesker etter testing på dyr – siden noen er nær beslektet
• Noen, mest lekfolk, er enige om mirkoevolusjon, men tviler på makroevolusjon
• Fossiler kan gi inntrykk av at det har foregått store sprang i utviklingen, og noen regner det som bevis på at ferdige arter blir skapt – forklaringen: nye arter utviklet seg forholdsvis raskt og fossiler er ikke dannet akkurat der og da. Finner også nye fossiler som fyller hull i fossilrekken
• Darwins teori misbrukt: sosialdarwinismen

PLANTE- OG DYREFOREDLING

• Mange av hunderasene vi har i dag er resultat av kunstig utvalg – mennesker som velger ut ved kunstig utvalg
• Foredlingsarbeid med planter og dyr tar sikte på å avle frem egenskaper som er nyttige for oss mennesker – kan føre til at de ikke lenger kan leve på opprinnelig vis og noen har mistet evnen til formering og spre frø, noen kan ikke formere seg på egenhånd, samt noen har mistet beskyttelsesmetoder
• I tradisjonelt foredlingsarbeid er utvalgsmetoden sentral – bevisst utvalg av genetiske varianter med ønskelige egenskaper
• Også brukt hybridiseringsteknikker – krysse to sorter eller arter for å få nye kombinasjoner med de beste egenskapene fra begge
• Kunstig inseminasjon – viktig metode i dyreforedling – sæd fra ett enkelt hanndyr med spesielt gunstige egenskaper kan brukes til å befrukte tusener av hunndyr

 

INDIVIDUELL OG SOSIAL ATFERD HOS DYR

• Studiet av atferd og sosiale forhold hos individer er i dag en sentral del av moderne biologi – studerer det biologiske grunnlaget for sosial atferd hos dyr
• Sosialbiologien prøver å forklare ulike atferdsmønstre som resultat av en evolusjonsprosess

 

Kommunikasjon

Dyr forstår hverandre ved hjelp av signaler

• Mye snakk om dominans og underlegenhet – eks hunder som møtes
• I eks med hunder er minst tre sanser i funksjon: syn, lukt og hørsel - det er gjennom millioner av år utviklet signaler i den forbindelsen

 

Signalene må gi individene fordeler

• Signalene må gi fordeler for at de skal utvikle seg gjennom naturlig utvalg
• Underlegenhet kan hindre slagsmål og også det å flekke tenner
• En stor del av atferden til en dyreart er arvet – genetisk bundet, men mye er også tillært

 

Signalene kan oppfattes av flere arter

• Eks. rovdyr kan lokalisere byttedyr ved å oppfatte visse lyder og lukter
• En del rovdyr kan imitere signaler som brukes mellom individene av byttedyrarten
• Naturlig utvalg virker inn på kommunikasjonssystemet, slik at de mottakerne som har best evne til å skille mellom ekte og falske signaler overlever

 

Visuell kommunikasjon: bevegelse, farge og form

• viktig for de fleste dyregrupper
• Fargetegninger; som brukes som signaler kan være permanente eller foranderlige – eks. and og rødstrupe, fisk (rask fargeendring)
• Signalene mellom individene i en art er påvirket av de andre artene som lever i området
• Avstand har noe å si på signaler; korte avstander/flokk – små bevegelser som signal. Lengre avstander: hele kroppen, duft og lyd
• Primatene (mennesker og aper) svært avhengige av synet – kroppsspråk. Bruk av kroppsspråk er også kulturelt bestemt

 

Kjemisk kommunikasjon: duftstoffer (feromoner) gir viktig informasjon

• Godt eks: silkespinneren: hunnen sender ut et spesielt feromon som hannen fanger opp med antenne sine, og han finner henne ved hjelp av dette
• Feromonene: organiske stoffer. De som blir brukt i luft kan ikke være for tunge, for da har de ikke så lang rekkevidde. Molekylene må være store nok til å gi informasjon, og så komplisert og spesiell form at de kan skilles fra andre molekyler
• De fleste dyrearter har utviklet spesielle feromoner til bruk i ulike situasjoner. Eks. et som kun brukes for å tiltrekke en seksualpartner

 

Sosial organisering

• Territorieatferd er en del av den sosiale organiseringen
• I forbindelse med forplantningen finner vi grupperinger i form av enten paraforhol eller harem
• Parforhold: vanligst hos fugler – begge kjønnene fôrer ungene
• Harem: Vanlig hos pattedyr. Én hann forsvarer flere hunner fra andre hanner
• I faste grupper danner individene ofte dominanshierakier – de er ordnet etter rang, der ett av individene alltid vinner i konfliktsituasjoner og betraktes som den mest dominante
• Ofte virker alder og kjønn i på rangsstigen
• Fordel med dominanshierakiet er at individene unngår å komme i slagsmål til stadighet
• Det er ikke bare atferd i kurtise eller i konfliktsituasjoner som er en del av den sosiale atferden
• Eks. hjlepe andre med avkom, hjelpe andre individer (kanskje få hjelp tilbake senere, varsle andre om fare

 

EVOLUSJON AV ANTIBIOTIKARESISTENTE BAKTERIER – EN RASK EVOLUSJON

• Penicillin først brukt i 1941. Alt i 1944 ble det påvist bakterier som kunne uskadeliggjøre penicillinet. Noen bakterier var blitt resistente
• Frem til i dag har det vert en stadig kamp mellom nye varianter av antibiotika og nye stammer av resistente bakterier – bakteriene har endret seg på flere måter for å bli resistente
• Resistens mot antibiotika er styrt av gener som sitter på plasmidene i bakteriene – slike gener har funnes lenge.
• Resistente bakterier blir til ved naturlig utvalg. Bredspektret antibiotikabruk uheldig i denne sammenhengen – angriper en mengde bakteriearter og resistensen får lettere formert seg
• Blir brukt 30 ganger mer antibiotika på dyr enn mennesker – bakterier som blir resistente hos dyr kan overføres til andre bakterier og til sykdomsbakterier hos mennesker
• Resistente bakterier har ofte evne til å overføre resistensgenene sine til andre bakterier, både artsfrender og andre bakteriearter – genene sitter på plasmider, som kan gå lettere ut og inn av cellene enn de ordinære kromosomene i bakteriene
• I én av 100 millioner bakterier i en kultur har det skjedd en mutasjon som gjør bakterien resistent – dette sprer seg raskt ved naturlig utvalg
• Fins superbakterier som er resistente mot alle kjente antibiotika eller som er følsomme for bare en eller to typer, men foreløpig begrenset i antall og geografisk utbredelse

 

 

KAPITTEL 6 – EN UTFORDRING

 

 

MENNESKENES INNGREP I ØKOSYSTEMENE

 

Fordeler på kort sikt – ulemper på lang sikt

• Skal en kunne unngå visse naturødeleggelser, må det innføres restriktsjoner på hvordan hver enkelt utnytter allmenningen
• På tilsvarende måte må vi alle pålegge oss selv restriksjoner, slik at vi ikke ødelegger våre felles naturressurser ut fra kortsiktige økonomiske profitthensyn
• Gjelder beitemarker, ren luft, rent vann osv, ressurser vi tar for gitt.

 

Utslipp av CO2 og andre gasser kan endre klimaet på jorda

• Lys og stråling fra sola treffer jorda og varmer den opp, samt varme fra det indre i jorda
• Varmen stråler ut fra jorda i form av infrarød stråling, slik at kloden blir avkjølt, men en del av varmen blir absorbert av drivhusgasser
• Drivhusgassene: vanndamp, karbondioksid, metan, ozon, lystgass, klurfluorkarboner og en del andre gasser. Disse slipper inn mye av kortbølgestrålingen fra sola, men absorberer mye av varmestrålingen jordoverflata sender ut. Etter drivhusagssene har absorbert varmestrålingen, sendes den dels tilbake til jorda, dels ut i rommet
• Oppvarmingen av jorda pga drivhusgasser kalles drivhuseffekten, og er en forutsetning for livet på jorda

 

Vanndamp

• Desidert den viktigste drivhusgassen, ca 90 % av drivhuseffekten
• Blir lite påvirket av menneskelig aktivitet. CO2 og de andre gassene mer eller mindre menneskeskapt, og slippes mer av disse ut i atmosfæren kan temperaturstigning på jorda ventes

 

Karbondioksid

• mengden plantene tar opp gjennom fotosyntesen svarer omtrent til mengden som blir avgitt ved celleånding
• Økning av CO2 skyldes først økt forbrenning av fossilt brensel i industri og boligoppvarming. Blir også frigjort en del når skog hogges ned og brennes, og vulkanutbrudd kan frigi mye CO2
• Havet absorberer kanskje halvparten av menneskeskapt CO2, og noe går til økt fotosyntese (helst nordlige skoger), men mye blir igjen i atmosfæren

 

Metan

• kommer fra rismarker, sumpområder, husdyrhold og industriell gassproduksjon
• En mengde metangass gir mer drivhuseffekt enn samme mengde CO2, og metanmengden øker nå mer enn CO2, men blir raskere brutt ned

 

Lystgass

• i hovedsak et biprodukt fra bakterieaktivitet i jordsmonnet.
• En del er menneskeskapt og stammer fra nitrogenholdig kunstgjødsel og produksjon av salpetersyre

 

Ozon

• dannes kontinuerlig i atmosfæren når UV-stråling treffer oksygenmolekyler
• Økt ozonmengde på bakken på grunn av industriell virksomhet har igjen bidratt til økt drivhuseffekt

Klorfluorgassene (KFK)

• ødelegger ozonlaget, stammer kun fra menneskelig aktivitet, noen av dem er svært effektive drivhusgasser

 

Hvilken sammenheng er det mellom økningen av drivhusgasser og temperaturen?

• Vi kan ikke på grunnlag av kurver over temperaturøkning og CO2 økning avgjøre om temperaturen har økt som følge av at CO2-mengden har økt eller omvendt, men flere forhold taler for at en del av temperaturøkningen på 1900-tallet skyldes økt CO2-mengde i atmosfæren
• Vanskelig å regne ut hvordan temperaturen vil øke på jorda som følge av at det blir mer drivhusgasser i atmosfæren:
• Økt temp fører til økt fordamping av havet – vanndamp er en drivhusgass som får temp til å stige, men økt fordamping gir mer skyer som hindrer innstråling til jorda. Hvilken effekt blir størst?
• Hvor mye CO2 kan verdenshavene absorbere?
• Vil økt temp føre til at celleånding hos levende organismer går raskere enn fotosyntesen i plantene?
• Vil økt temp påvirke mengde planter på jorda som påvirker mengde CO2 som blir bundet ved fotosyntese?
• Vil økt temp føre til mer metan fra sumper?

 

Andre ting som gjør det usikkert

• dannes hele tiden partikler i atmosfæren som reflekterer sollys og dermed hindrer oppvarming av jorda
• Kan naturlige klimavariasjoner skyldes temperaturøkningen?
• Andre konsekvenser av at mengde drivhusgasser øker: nedbør, fuktighet, vind, stormer, ekstreme tørkeperioder, ekstreme kuldeperioder

 

Økt utslipp av klimagasser kan få indirekte konsekvenser for det biologiske mangfoldet

• Økt temp, endringer i fuktighet og andre klimatiske forhold kan føre til at arter dør ut, deriblant nøkkelarter
• CO2 løst i vann gir lavere pH, noen arter kan være mer følsomme enn andre
• Noen planter mer avhengige av stor CO2-tilgang enn andre – kan de konkurrere de andre ut?

 

Havet kan stige. Usikre faktorer:

• Hvor mye vil temp stige ved polene?
• Vil økt temp føre til mer nedbør over polene som veier opp for smeltingen?
• Kun den isen som nå ligger over havnivå som vil øke havnivået hvis den smelter

 

Internasjonalt samarbeid

• CICERO, FNs rammekonvensjon om klimaendring og Kyotoprotokollen

 

Kunstgjødsel – en trussel mot miljøet både lokalt og globalt

• Kunstgjødsel: industrielt fremstilte plantenæringsstoffer som inneholder salter av nitrat og fosfat
• Energikrevende produksjon, 2-3% av det totale forbruket av fossilt brensel i verden
• Utenom store mengder CO2, slippes det ut betydelige mengder ammoniakk, nitrogenoksider og fluor fra produksjonen, som alle medvirker i drivhuseffekten
• Et biprodukt er gypsum, som pumpes ut i havet og gadvis løses opp, men det er også forurenset med tungmetallet kadmium – blitt restriksjoner på utslipp
• Transport, produksjon og lagrung er et lokalt miljøproblem, ammonium og ammoniumnitrat kan ta fyr, eksplodere og gi fra seg giftige gasser

 

• Avrenning av gjødsel fra jordbruksarealer til vassdrag og havet er en av de største forurensningskildene globalt og lokalt:
• Befolkningstilveksten gjør at det trengs stor tilførsel av næringsstoffer til jordsmonnet for å få nok mat. Få alternativer til kunstgjødsel. Lokalt det bli gjort ting

 

Skadeorganismer kan bekjempes med giftstoffer eller biologisk kontroll

• Arter som konkurrerer med oss mennesker om ressursene kalles ofte skadeorganismer – kan være planter, sopp eller dyr
• De siste hundre årene satset stort på kjemisk kontroll, og det er utviklet en rekke giftstoffer, biocider for å bekjempe skadedyr
• Mot ugress – herbicider, mot sopp – fungicider, mot insekt – insekticider
• I insekticider er DDT mye brukt, forbudt i Norge og andre land nå, men kommet til å være rester i naturen i mange år fremover
• Blitt klar over de store skadevirkningene av biocider
• En del følger næringskjedene i naturen og konsentrasjonen øker fra ledd til ledd.
• Organismer utvikle resistens mot biocider
• Biocider er lite selektive – dreper ikke bare skadeorganismer, men også mye annet liv

 

BIOLOGISK BEKJEMPELSE

• Prøver i dag å finne alternativer til biocidene – biologisk kontroll eller biologisk bekjempelse har vist seg å være nyttig i en del tilfeller
• Innebærer bruk av levende organismer for å hindre eller redusere angrep av skadeorganismer
• Mest kjent er bruken av rovdyrorganismer og snylteorganismer (eks snyltevepsen)
• Biologisk bekjempelse er selektiv – velger bare ut bestemte arter

 

• Mindre kjent er bruk av mikroorganismer – eks. sopp for å utkonkurrere skadelige
• Ulempe med biologisk bekjempelse: kostbart, men kjemisk kan være mer kostbart i lengden
• Mulig å kombinere biologisk bekjempelse
• Ofte menneskene selv som er årsak til at det blir store og svært ødeleggende mengder av skadedyr – eks. store åkrer med samme planteart gjør det lett for skadedyr å formere seg

 

Forurensing med hormonvirkning – østrogenliknende stoffer

• En har funnet mange stoffer som virker som østrogen – krokodiller har blitt mer feminine, fisker har blitt tvekjønnet
• DDT, PAH. Noen av de mistenkte stoffene blir brukt som tilsetninger i plast for å gjøre den mykere. Stoffene er stabile, sprer seg lett i luft og fins de fleste plasser i verden
• Østrogen binder seg til spesielle reseptorer inne i cellene de skal virke på. Forurensingsstoffene som er nevnt har nesten samme fasong som østrogenet.
• Det er påvist at mange av stoffene binder seg der østrogen normalt skal binde seg i cellene – gir ikke like høy konsentrasjon, men den kan øke oppover i næringskjedene
• Er ikke bevist at disse er årsaken i kjønnsforandringene en har observert hos dyr

 

Forbruk av naturressurser

• Går utviklingen for alle mennesker mot det forbruket vi nordmenn har i dag, vil det bli knapt om ressurser. Sannsynlighet vil forurensningen som er knyttet til høyt forbruk gjøre at utviklingen stanser før ressursene er oppbrukt

 

MAT

• En av de ressursene det kan bli knapphet om først
• Mange av havfiskeriene i dag fullt utnyttet eller overbeskattet
• De fleste gressmarker i verden er overbeitet
• Kan nok ikke øke jordbruksproduksjonen særlig mer med kunstgjødsel
• Jordbruksarealene i verden kan ikke bli særlig større
• Mangel på vann i verden, derfor ikke øke matprod. mye med kunstig vanning
• Kan: nye varianter av planter og husdyr prøves ut, nye gjødslingsmetoder, vanningsanlegg osv. , fordele de eksisterende matressursene mer rettferdig

VANN

• Knapp ressurs som er ujevnt fordelt
• 25 mill. mennesker dør hvert år pga forurenset vann – det må kokes, men det krever mye brensel som er en trussel mot skogen
• Når en tar opp mye grunnvann i kyststrøk (eks. til vanning) vil saltvann fra havet lett trenge inn og erstatte ferskvannet som ble fjernet – etter hvert ubrukelig vann
• Elver som renner gjennom mange land: noen land kan ta ut mye vann og gjøre det forurenset – strides mye om dette, bla Nilen

 

ENERGI

• I ferd med å bruke opp de ikke-fornybare energikildene
• Ikke-fornybare energiressurser kan erstattes med fornybare, men krever store investeringer

 

MINERALER

• Store reserver, en del kan en finne erstatninger for
• Noen kan det bli knapphet på, eks. bly, svovel, tinn, wolfram og sink

 

Gjenvinning

• Avfall utgjør en enorm ressurs, blir satset mye på gjenvinning og gjenbruk
• Viktige grunner å satse på gjenvinning:
• Skjer store inngrep i naturen når metallene skal utvinnes fra kildene
• Bedre å bruke miljøskadelig avfall om igjen enn å lagre det eller slippe det ut i naturen
• Gruvedrift og smelteverk svært energikrevende. 5-10% av verdens energi
• Primærproduksjon forurenser relativt mye
• Gjenvinning krever mindre energi og forurenser mindre enn produksjon av nye stoffer, men innebærer mye arbeid i form av innsamling og transport
• Forutsetter at alle forbrukerne er positivt innstilt og tar sin del av arbeidet med å sortere avfall

 

BIOLOGISK MANGFOLD – EN TRUET RIKDOM

• Biologisk mangfold (biodiversitet) er en fellesbetegnelse på:
• Alle de ulike genene som fins innenfor en art - genetisk mangfold
• Alle de ulike artene innenfor et bestemt område – artsmangfold
• Mangfoldet av naturtyper i et område – økosystemmangfold
• Genetisk mangfold omfatter variasjonen i arvematerialet hos individer av én og samme art
• Genetisk mangfold omfatter både variasjonen mellom populasjoner av en art og variasjonen innenfor én og samme populasjon av arten
• Artsmangfoldet omfatter variasjonen av arter som fins i et område, måles vanligvis i antall arter. Kan være stort i noen typer økosystemer og relativt lite i andre
• Økosystemmangfoldet er alle typer innsjøer, skoger, myrer osv. vi har
• I et økosystem utgjør de ulike organismene og omgivelsene deres et helhetlig nettverk der organismene påvirker hverandre gjensidig
• Økosystem er vanskelig å måle, ingen er isolerte, og lite skarpe grenser mellom dem

 

Menneskets innvirkning på de biologiske mangfoldet

• Etter industrialiseringen som begynte på 1800-tallet oppsto det sterkt press på naturressursene – metoder for jakt, fangst og fiske ble videreutviklet, forurensingen økte sterkt og store naturområder ble endret eller ødelagt
• Utnyttingen av enkelte arter og naturvernområder var så effektiv at vi kan snakke om rovdrift
• Menneskelig virksomhet har redusert antall arter til det laveste nivået på 65 mill. år, en stor del av økosystemene i verden er ødelagt for alltid, variasjonen hos mange arter er sterkt redusert

 

Betydningen av det biologiske mangfoldet

• Det biologiske mangfoldet har bekymret enkelte forskere siden 60-tallet, men det var først på 80-tallet verdenssamfunnet begynte å ta faresignalene på alvor
• Verdenskommisjonen for miljø og utvikling opprettet av FN i 1983. La fram rapporten ”Vår felles fremtid” i 1987. Et helt kapittel handler om hvor viktig det er å bevare det biologiske mangfoldet

 

Nytteargumenter – økonomiske argumenter

• Verdenskommunisjonen la mest vekt på nytten vi menneskene har av å bevare det biologiske mangfoldet – det er jo grunnlaget for menneskets eksistens
• Denne typen argumenter fokuserer på at alle arter kan komme til nytte for mennesket på en eller annen måte

 

Matproduksjon

• Biologisk mangfold er viktig for en rik og variert matproduksjon
• På kort sikt vert mer lønnsomt å bruke rene bestander av genetisk homogene planter i større områder. Spesielle sorter eller raser er avlet frem fordi de gir stor avkasting og er godt tilpasset moderne jordbruk med kunstgjødsel og plantevernmidler
• Men med redusert genetisk variasjon blir avlingene mer utsatte for nye sykdommer og andre miljøforandringer.
• Fins mange eks. på dyrkete planter som er blitt reddet fra sykdom og utrydding i store områder ved hjelp av gener fra viltvoksende planter – av samme årsak viktig å ta vare på det genetiske mangfoldet innen husdyrforedling
• Ødelegger vi det biologiske mangfoldet, reduserer vi mulighetene til å utvikle nye arter – arter som har høyere næringsverdi, er mer resistente mot infeksjonssykdommer osv.

 

Nye medisiner og andre produkter fra naturen

• Antibiotiske stoffer kan hindre infeksjoner, og giftstoffer kan holde rovdyr unna. Rovdyrene utvikler anlegg for å tåle disse giftstoffene – kjemisk våpenkappløp i gang som fører til produksjon av stadig nye stoffer
• menneskene kan nytte disse kjemiske forbindelsene ved å utvinne de direkte fra organismene eller fremstille dem kunstig
• Naturen gir oss også kjemiske forbindelser som kan brukes som insektmidler, konserveringsmidler, fargestoffer, parfymer, smaksstoffer osv.
• Genteknologien gjør at en kan bruke biologiske ressurser på helt nye måter, men svært kostbart, og tradisjonelle medisinmetoder er i ferd med å bli glemt, samtidig som mange av de genetiske ressursene går tapt

Økologiske argumenter

• Kort noen av de viktigste økologiske argumentene for å bevare mangfoldet i naturen:
• Forskjellige næringskjeder og næringsnett kan bare opprettholdes dersom de enkelte artene blir bevart
• Det store mangfoldet av nedbrytere er avgjørende for å danne nytt jordsmonn
• Rovdyr og parasitter holder bestandene av mange arter nede, slik at konkurransen mellom artene blir redusert
• Pollinering ved hjelp av insekter er nødvendig for mange blomsterplanter
• Ved stort mangfold er det større sannsynlighet for at det fin arter og sorter som vil klare seg hvis miljøforholdene endrer seg

 

Estetiske argumenter:

• Natur med stor variasjon og frodighet representerer viktige følelsesmessige verdier ved at slik natur gir inspirasjon og rekreasjon

 

Etiske argumenter:

• Plikt til å tenke på generasjonene som kommer etter
• Moralsk plikt til å ta vare på naturen og alt liv der, uansett om det er nyttig for oss mennesker eller ikke

 

Truslene mot det biologiske mangfoldet

Tap, ødeleggelse og oppdeling av leveområder og habitater:

• Ødelagte habitater er den viktigste enkeltårsaken til den sterke reduksjonen i det biologiske mangfoldet i vår tid – særlig tropiske regnskoger (mer enn halvparten ødelagt siden 50-årene)
• Arealet av relativt uberørte økosystemer kraftig redusert de siste tiårene – fører til oppdeling, fragmentering, eller ødeleggelse av de opprinnelige naturtypene – eks. veibygging og oppdemning av vassdrag
• Artenes leveområder kan også bli ødelagt pga forurensing til jord, vann og luft – som på lengre sikt kan skape store forandringer i økosystemene

 

Introduksjon av nye arter:

• I svært mange tilfeller har det vist seg at nye arter i et område kan true én eller flere arter som naturlig hører hjemme der
• Eks.
• kongekrabben som har spredd seg fra kysten nord i Russland og inn langs norskekysten ved Finnmark.
• En flatorm som har spredd seg fra New Zealand til England, Færøyene, Nord-Irland og Skottland, fører til dårligere jordkvalitet.
• Fugler, pattedyr, fiskearter som er satt ut i norsk natur
• I havet blir små organismer spredt med ballastvannet på skip – et stort problem
• Spredning av fremmende arter blir i dag regnet som den viktigste trusselen mot det biologiske mangfoldet, nest etter ødeleggelsen av økosystemer og leveområder

Overbeskatning av planter og dyr

• Når en høster en dyre- eller plantepopulasjon med en hastighet som er større enn den årlige tilveksten, fører det til at populasjonen minker fra år til år
• Slik overbeskatning truer det biologiske mangfoldet
• En del dyrearter har blitt utryddet på denne måten, og mange er i ferd med å bli utryddet

Ensidig utvalg i forbindelse med plante- og dyreforedling

• Moderne plante og dyreforedling går ut over den genetiske variasjonen fordi en satser på noen få produktive arter, mens mindre produktive varianter og ville varianter dør ut

Fra klassisk naturvern til internasjonal avtale om biologisk mangfold

• Fredning av truede arter og naturtyper har stått sentralt i naturverarbeidet i lang tid
• Men slike enkeltvise vernetiltak ble etter hvert utilstrekkelige i forhold til presset vi utsatte naturen for – utviklingen av industrisamfunnet førte til mer forurensing og la beslag på stadig større arealer
• På 70-tallet ble det stor oppmerksomhet rundt naturødeleggelser og rovdrift i alle industrialiserte samfunn, i Norge gjaldt konfliktene særlig utbyggingen av vassdrag
• Miljøkonflikten i 1970 mot utbyggingen av Mardølavassdraget var første som tok i bruk sivil ulydighet
• Miljøvern dreide seg nå også om å hindre forurensing og andre påvirkninger som kunne endre økosystemene
• 1972: Norges første miljøverndepartement og FNs første konferanse om naturvern
• 1989: FN hadde konferanse om miljø og utvikling i Rio de Janeiro, vedtok fem omfattende dokumenter:
• En prinsipperklæring om bærekraftig utvikling
• En samling prinsipper om værekraftig skogforvalting
• En handlingsplan om miljø- og utviklingsproblemer – agenda 21
• Klimakonvensjonen som har som mål å hindre en uønsket og ukontrollerbar klimautvikling
• Konvensjonen om biologisk mangfold, en omfattende avtale som tar sikte på å bremse ødeleggelser av økosystemer, hindre utrydding av arter og genene deres
• Konvensjonene trådte i kraft i 1993/1994, ca. 170 land har ratifisert den

 

Vern av biologisk mangfold på lokalplanet

• Arbeidet med å bevare det biologiske mangfoldet må først og fremst foregå på lokalplanet – i Norge naturlig å knytte forpliktelsene fra Rio til kommunene (Tenke globalt, handle lokalt)
• For å gjøre dette er det viktig at kommunene har planer for hvordan dette skal skje – viktig å kartlegge nøkkelbiotoper. En nøkkelbiotop er:
• En naturtype som er spesielt rik på arter
• En naturtype som er levested for sjeldne eller truede arter
• En sjelden eller viktig naturtype, uavhengig av artsrikdommen
• I Norge: 6,4% av arealet sikret som nasjonalparker, landskapsvernområder og naturreservater – strenge reguleringer for hva slags virksomhet som kan tillates
• Resten: inneholder mesteparten av det biologiske mangfoldet i landet vårt – skogbruket, jordbruket, kommunale planleggere og politikere har kontrollen her

 

NATURINNGREP OG ETIKK

• Konsekvensetikk: redusere forurensingen og bevare det biologiske mangfoldet ut fra følgene det får dersom vi ikke gjør det. Også konsekvensetikk når vi argumenterer med at vi må ta vare på naturen med tanke på fremtidige generasjoner
• Antroposentrisk etikk: plasserer mennesket i sentrum. Naturen og alt som fins der blir betraktet som ressurser for mennesket
• Biosentrisk etikk: Plasserer alt liv i sentrum
• Arne Næss utvikleten filosofisk retning (økosofi) som representerer biosentrisk etikk – 8 prinsipper som bygger på det grunnleggende synet at alle levende organismer økosystemer har en egenverdi.

 

TENKE GLOBALT, HANDLE LOKALT

• Vi må tenke globalt og se hele kloden vår som et økosystem for å forstå konsekvensene av å slippe ut stoffer som ødelegger ozonlaget, drivhusgasser og annen forurensing
• Helhetlig tenking er også nødvendig for å forstå hva stort forbruk av energiressurser, matressurser, mineralressurser og reduksjon av det biologiske mangfoldet kan føre til

 

NATURINNGREP OG INTERESSEKONFLIKTER

• Flere lover og offentlige administrative organer regulerer bruken av natur her i landet, men ofte flere hensyn å ta, som kan føre til dype konflikter mellom ulike interesser

 

Miljølovgivning

• I Norge en rekke lover og forskrifter som regulerer inngrep i naturen
• Noen av de viktigste: forurensningsloven, viltloven, motorferdselloven, fjelloven og friluftsloven
• Skogbruksloven, naturverloven og plan- og bygningsloven står særlig sentralt i forhold til arealinngrep og biologisk mangfold
• 1988 kom miljøkriminalitet inn på lista overområder som skal prioriteres av politiet og påtalemyndighetene – omfatter brudd på alle de lovene som er nevnt her

 

JA ELLER NEI TIL UTBYGGING – HVORDAN PÅVIRKER VI EN BESLUTNING?

• Både enkeltpersoner, organisasjoner og andre interessegrupper har mulighet til å påvirke en beslutningsprosess
• De som er med å påvirker en beslutningprosess kalles aktører. I tillegg til politikere, partier, myndigheter og faginstanser, opptrer ofte forskjellige organisasjoner som aktører i miljøsaker
• Ulike kanaler for å fremme synet sitt i beslutningsprosesser:
• Organisasjonskanalen, byråkratikanalen, mediekanalen, valgkanalen, aksjonskanalen
• De som skal påvirke en beslutningsprosess må sette seg grundig inn i alle sider ved saken. Miljøorganisasjoner bruker mye tid og energi på å studere sakspapirer, forskningsrapporter og artikler som omhandler de sakene de jobber med

 

Hvem har ansvaret for beslutningene?

• Søknader om forskjellige naturinngrep blir avgjort av forskjellige myndigheter på kommunalt nivå, fylkesnivå eller nasjonalt nivå
• Saksgangen varierer etter hvor store og omstridte planene er
• I dag har kommunene ansvar for å gjennomføre den nasjonale miljøvernpolitikken, alle norske kommuner skal utarbeide en handlingsplan for å bedre miljøet lokalt
• Miljøvernavdelingen hos fylkesmannen er miljøverdepartementets forlengede arm i fylket
• I den sentrale statsforvaltningen har miljøverdepartementet overordnet ansvar for miljøspørsmål
• Miljøverndepartementet har fem ytre etater: direktoratet for naturforvaltning, statens forurensningstilsyn, riksantikvaren, statens kartverk og norsk polarinstitutt

 

DET NYTTER

• Verdens produksjon av ozonødeleggende stofferer redusert med over 85% i løpet av de 15 siste årene
• En rapport fra NIVA viser at lufta og nedbøres over Norge er blitt renere
• Forskning viser at de landene som ratifiserte en avtale om å begrense utslipp av nitrogenoksider og en avtale om reduksjon av svovelutslipp virkelig har lyktes
• Vi må ha tro på at vi kan få til internasjonale avtaler