Åsens flora: Ormbunkar

Ekbräken (Gymnocarpium dryopteris). Familj: Hällebräkenväxter (Woodsiaceae)

Ekbräken är en liten ormbunke där bladskivan är uppdelad i tre primärflikar, varav en flik är större än de andra två. Ekbräken är bara någon eller några decimeter hög. Ormbunkar är, precis som fräkenväxterna, sporväxter och alltså endast avlägset släkt med fröväxterna.

ErikaGroth-6306

Åsens flora: Fräkenväxter

Ängsfräken (Equisetum pratense). Familj: Fräkenväxter (Equisetaceae)

Grenarna sticker rakt ut istället för att peka uppåt, och är i sig ogrenade, så detta är troligen ängsfräken snarare än åkerfräken (Equisetum arvense) eller skogsfräken (E. sylvaticum). Fräkenväxterna är sporväxter och är bara avlägset släkt med fröväxter som blomväxter och barrträd.

Fräken.

Åsens flora: Introduktion

ErikaGroth-6314Elljusspåret på Åsen är ett av mina favoritställen att promenera på i Älvsbyn. Åsen är en är just en ås som är täckt av tallskog och ligger inklämd mellan själva Älvsbyn och Piteälven. Skogen är gles eftersom den nyligen gallrades, och dessutom fälldes många av de kvarvarande träden av en storm i början av sommaren.

Igår tog jag med kameran och fotograferade några olika växter som finns längs spåret. Det får bli en liten fotoserie här på bloggen.

Växtnamnen anges enligt Den nya nordiska floran av Mossberg & Stenberg (2003). Eftersom jag inte har övat särskilt mycket på floristik (att identifiera vilda växtarter) sedan jag pluggade biologi för ca 10-15 år sedan är jag lite osäker på vad vissa av växterna heter. Så den här lilla övningen är också en sorts repetitionskurs för mig själv.

Lönnen i oktober

Nu är det höst. Några löv har redan singlat ner på marken under trädet. Lönnlöven är nu gula, orangea och röda. Löv innehåller flera olika pigment som absorberar ljus vid olika våglängder. Ljusenergin används sedan för att driva fotosyntesen. Klorofyll absorberar synligt ljus i de flesta färger förutom grönt. Det gröna ljuset fångas inte in av något av pigmenten. Det är därför som löv vanligen är gröna. Klorofyllen bryts ner tidigt på hösten men andra pigmenten är kvar längre. Men de andra pigmenten tar bara upp kortvågigt ljus och inte det långvågiga gul-orange-röda ljuset. Så löven byter färg. Och resultatet är lika vackert varje år.

Now autumn is here. Some leaves have already fallen down. The maple leaves are now yellow, orange and red. Leaves contain several different pigments that absorb light of different wave lengths. The light energy is used to run the photosynthesis. Chlorophyll absorbs nearly all colours of visible light except green. Green light isn’t absorbed by any pigment. That’s why leaves are usually green. Chlorophyll is degraded in early autumn but the other pigments last longer. The other pigments only absorb light with short wave lengths and not the yellow-orange-red light with long wave lengths. So the leaves change colour. And the result is equally beautiful every year.

psnpigmentspecVåglängderna stämmer inte riktigt, men bilden visar ändå den viktigaste skillnaden mellan klorofyll och de andra pigmenten. The wave lengths are not entirely accurate, but the figure still shows the most important difference between chlorophyll and the other pigments. Källa/Source: Koning, Ross E. 1994. Light. Plant Physiology Information Website.

ErikaGroth-5639ErikaGroth-5640ErikaGroth-5642ErikaGroth-5644ErikaGroth-5646Fotona ovan är tagna 2015-10-04 i Sandviken.

Im following a treeKolla även in andra trädföljare på Loose and Leafy (internationellt).

Kvinnor med dyra leksaker

Något som jag faktiskt saknar från min tid som forskare är att kunna ägna hela dagar åt att köra mycket tekniskt avancerade och hutlöst dyra maskiner. Det var ofta riktigt kul. Tyvärr har jag inga foton av mig själv i labbet. Inte heller har jag några foton på alla de apparater vi använde. Det enda undantaget jag har hittat bland mina gamla filer är det här (ganska dåliga) fotot av vad som kan kallas för mynningen på den genkanon som vi använde för att skjuta in DNA i granceller. Genkanonen var varken den dyraste eller den mest avancerade apparaten jag använde som forskare men eftersom jag inte har någon bild på de andra så får den duga som exempel. Den var monterad i en sterilbänk som blåste ut steril luft från bakstycket för att minska risken att cellerna blev kontaminerade under processen.

GenkanonNormalt genmodifierar inte forskare växtceller direkt utan låter en jordbakterie som heter Agrobacterium tumefaciens göra jobbet istället. I naturen genmodifierar den växter så att de bildar en tumör. Bakterien tvingar på så sätt växterna att tillverka mat åt den. På labbet byter man ut tumörgenen i bakterien mot den gen man vill stoppa in i växten och låter sedan bakterien göra jobbet. Det är nämligen avsevärt lättare att ändra i bakteriers DNA än i flercelliga organismers. Tyvärr fungerade den tekniken inget vidare med granar. Där fick vi istället köra med brutalare metoder. Vi täckte pyttesmå guldkulor med DNA:t och sköt in det i grancellerna istället. Cellerna placeras, efter en förbehandling, i en öppen petriskål inuti den genomskinliga cylindern på bilden och besköts sedan ovanifrån. Vetenskapligt sett var projektet tyvärr ingen succé, men det var i alla fall kul att få skjuta några omgångar celler med kanonen.

Jag älskar Twittertaggen #girlswithtoys (flickor med leksaker) som drogs igång av Kate Clancy (@KateClancy) i irritation över att forskare i en intervju beskrevs som boys with toys (pojkar med leksaker). Där lägger kvinnliga forskare upp bilder på sig själva med de apparater de använder i sitt jobb. För en gångs skull ser bilder av forskare på nätet verkligen ut som riktiga forskare. Önskar bara att jag hade någon bättre bild att bidra med.

Äppelträdet i april – Glad Påsk!

Ja, visst gör det ont när knoppar brister.
Varför skulle annars våren tveka?
Varför skulle all vår heta längtan
bindas i det frusna bitterbleka?
Höljet var ju knoppen hela vintern.
Vad är det för nytt som tär och spränger?
Ja, visst gör det ont när knoppar brister,
ont för det som växer

och det som stänger.

Ja, nog är det svårt när droppar faller.
Skälvande av ängslan tungt de hänger,
klamrar sig vid kvisten, sväller, glider –
tyngden drar dem neråt, hur de klänger.
Svårt att vara oviss, rädd och delad,
svårt att känna djupet dra och kalla,
ändå sitta kvar och bara darra –
svårt att vilja stanna

och vilja falla.

Då, när det är som värst och inget hjälper,
brister som i jubel trädets knoppar.
Då, när ingen rädsla längre håller,
faller i ett glitter kvistens droppar,
glömmer att de skrämdes av det nya,
glömmer att de ängslades för färden –
känner en sekund sin största trygghet,
vilar i den tillit

som skapar världen.

Karin Boye, ur diktsamlingen ”För trädets skull” 1935
Hör Karin Boye själv läsa första versen.

English translations of ”Yes, of course it hurts” by Jenny Nunn and by David McDuff.

På håll ser äppelträdet fortfarande oförändrat ut men när man tittar närmare ser man att något har hänt. Knopparna spricker. De nya löven börjar titta fram bakom de skyddande fjällen. Samtidigt pågår fortfarande nedbrytningen av förra årets löv och frukter nere på marken. Utan död finns inget liv.

Karin Boyes dikt om knopparna som tvekar och ängslas innan de spricker har inspirerat generationer av svenskar att pröva sina vingar och göra saker de egentligen inte vågar. Själv hoppas jag på att börja en ny fas i min karriär inom kort. Än vet jag inte var och hur, men vi får väl se…

From a distance the apple tree looks the same as it has done for months, but if you look up close it’s clear that something has happened. Bud burst. The new leaves are starting to peek out from behind the protective scales. At the same time last year’s leaves and fruits are still being digested on the ground below. Without death there can be no life.

Karin Boye’s poem (English translations of the poem: see links above) about the buds that heistate out of fear before finally bursting has inspired generations of Swedes to do things that they don’t really dare to do. I’m hoping to start a new phase in my career very soon. So far I don’t know where or how, but we’ll see…

ErikaGroth-5197ErikaGroth-5198ErikaGroth-5207ErikaGroth-5202ErikaGroth-5209Fotona ovan är tagna 2015-04-04 i Uppsala.

Im following a treeKolla även in andra trädföljare på Loose and Leafy (internationellt).

Växternas evolution

Groth_geological time scale_smallFör att en idé som påstås förklara någon del av växternas (eller för den delen djurens) evolution ska vara trovärdig måste den kunna förklara både de molekylära bevisen och de fossila bevisen. Problemet är att molekylärbiologer och paleontologer normalt inte pratar med varandra eller läser varandras publikationer. Detta var något som jag ägnade mycket tid åt som doktorand. Jag försökte förstå barrträdskottarnas och blommornas evolutionära ursprung och varför både barrträden och blomväxterna kommit att använda samma gener för att bilda sin reproduktionsorgan trots att organen i sig inte verkar ha något gemensamt ursprung.

När man gör molekylära släktskapsanalyser av nutida växtgrupper kommer man fram till att bryofyterna (levermossor, nålfruktsmossor och mossor) bildar en gren längst ner på släktträdet. Nästa gren är lummerväxterna som är en separat grupp av kärlväxter. Sen kommer en grupp kärlväxter som innehåller fräken och ormbunkar. Längst upp finns fröväxterna som i sin tur delas in i nakenfröiga växter (barrträd, kottepalmer, ginkgo och gnetales) och gömfröiga växter (blomväxterna). Allra längst ner på släktträdet, under alla landlevande växtgrupper, sitter grönalgerna. Problemet är att detta släktträd ger en felaktig bild av hur växternas evolution gått till eftersom man struntar i alla utdöda växtgrupper.

Vad jag upptäckte när jag började läsa litteratur om växtfossil mer i detalj var att de olika organen inte dyker upp i fossilen i den tidsordning man skulle förvänta sig från det beskrivna släktträdet. Jag gjorde bilden ovan som en sammanställning över vad jag hittade i litteraturen inför min disputation 2010. Jag ville visa att det finns fler än ett sätt att se på växternas evolution. I själva doktorsavhandlingen kom jag senare att använda en förenklad version av bilden så jag har aldrig haft möjlighet att publicera originalet. Jag bestämde mig därför för att lägga upp den här. Tyvärr har jag inte längre tillgång till Adobe Illustrator så jag kan inte längre redigera bilden eller översätta den till svenska. I menyn till höger finns en förenklad version av den geologiska tidsskalan på svenska.

Fotosyntesen (photosynthesis) uppfanns av cyanobakterierna långt innan det fanns något liv på land överhuvudtaget. Resultatet var att syre med tiden började dyka upp i atmosfären och senare även ozon som gjorde det möjligt att leva på land. De tidigaste fossila spåren av landväxter (early land plants) består av sporer och dyker upp under ordovicium. Från silur finns det fossil av hela växter. På dessa fossil har man hittat klyvöppningar (stomata) och ledningsvävnad. Landväxterna under silur var alltså kärlväxter (vascular plants) och inte bryofyter.

De första bladen (leaves) bestod av de typ av blad som lummerväxter har. Lummerväxternas blad kallas mikrofyll (microphylls). Fossila mikrofyll dyker upp under den första delen av devon. De första fossila fröna (ovules=fröämnen, obefruktade frön), rötterna (roots) och stammarna (stems) är också från devonperioden. Med stammarna och rötterna följde även den första veden (wood). Träden hade gjort entré. Först mot slutet av devon dyker de första vanliga bladen (megafyll, megaphylls) upp. Alltså sådana blad som ormbunkar och fröväxter har. Notera att bladen kom efter fröna, inte före.

De tidigaste barrträden (conifers) dök upp under karbon men de första fossila representanterna för dagens barrträdsfamiljer är från dinosauriernas tidsålder. De äldsta blommor (flowers) som hittats är från krita.

Det här sättet att se på växternas evolution innebär att skifta fokus från arternas evolution till själva växtkroppens evolution. I takt med att nya fossil hittas och nya tolkningar görs av tidigare kända fossil kommer tidsskalan att behöva ritas om. Men det är viktigt att inte bara stirra sig blind på vilken art olika fossil tillhör utan även titta på vad fossilen faktiskt föreställer. Att försöka hävda att de nutida växtgrupperna representerar växternas totala diversitet är lika tokigt som att tro att styrelseledamöterna i Sveriges största företag är ett representativt urval av Sveriges befolkning.

Äppelträdet i mars

Solen börjar sakta värma igen men lövsprickningen har ännu inte kommit igång. Äppelträdet ser därför ut som det gjort i flera månader nu. Jag vet att det händer saker inne i knopparna men utanpå syns ingenting. Den här gången inspirerade de kala grenarna och stammarna mig att ta mer konstnärliga trädfoton. Den idén resulterade i att jag ramlade baklänges ner från stenbumlingen som trädet står på. Som tur var landade jag relativt mjukt i skogen istället för på asfalten.

The sun shine is starting to feel warm again but the buds have yet to burst. Hence, the apple tree looks the same as it has done for months. I know that things are happening inside the buds, invisible to me. This time the bare branches and stems inspired me to take more artistic tree photos than usual. This resulted in me falling backwards off the boulder that the apple tree is standing on. Luckily I landed in the relatively soft forest vegetation rather than on the road.

ErikaGroth-5104ErikaGroth-5113ErikaGroth-5099ErikaGroth-5087ErikaGroth-5111ErikaGroth-5120ErikaGroth-5083ErikaGroth-5076ErikaGroth-5097Fotona ovan är tagna 2015-03-05 i Uppsala.

Im following a treeKolla även in andra trädföljare på Loose and Leafy (internationellt).

Evolution – en fråga om tro?

Jag är evolutionsbiolog men jag tror inte på evolutionen.

Tro innebär att det finns en osäkerhet. Jag tror på massor av saker men i just denna fråga behöver jag inte tro.

När jag talar om för folk att jag har jobbat som evolutionsbiolog så möter jag nästan alltid samma reaktion. Antingen vill den jag pratar med bekänna sin tro på evolutionen eller så vill hen tydliggöra att hen verkligen inte tror på evolutionen. De som tillhör den senare kategorin brukar bli väldigt besvikna när jag inte blir upprörd över deras brist på tro.

För mig är både tro och avsaknad av tro i denna fråga ett tecken på att personen troligen inte vet vad evolutionsbiologer menar när de pratar om evolution. Den evolutionsteori som de professionella evolutionsbiologerna arbetar med är faktiskt betydligt enklare än vad de flesta icke-evolutionsbiologer tror.

Den vetenskapliga evolutionsteorin bygger i grunden på den teori om naturligt urval som Darwin lanserade i mitten av 1800-talet, men vetenskapen har lämnat 1800-talet bakom sig för länge sedan. De flesta av dagens evolutionsbiologer har inte ens läst Darwins bok om naturligt urval. Eftersom jag är intresserad av historia har jag läst Darwins bok men jag måste erkänna att det tog många försök innan jag lyckades komma igenom de första långtråkiga och outhärdligt långdragna kapitlen om avel och jordbruk.

 


 Vad menar då evolutionsbiologer när de säger evolution?

(1) Det finns variation inom arter.

Du och jag är båda människor men vi är ändå inte helt identiska. Denna variation är dessutom åtminstone delvis ärftlig. Om alla individer är identiska så har det naturliga urvalet inga alternativ att välja mellan. Finns det ingen variation så finns det inte heller någon evolution.

(2) Generationerna avlöser varandra genom att nya individer föds och alla individer dör.

Människor föder barn och människor dör. Vissa lever längre än andra men ingen lever för evigt. Om alla levde för evigt och ingen fick några barn skulle det inte finnas någon evolution.

(3) Alla får inte lika många biologiska barn.

Idag får de flesta människorna på jorden 2-3 barn men vissa människor får många fler biologiska barn än så och andra får inga biologiska barn alls. Vissa individer är alltså bättre än andra på att föra vidare sina gener till nästa generation.

(4) Jorden och livet på jorden har existerat väldigt, väldigt länge.

Alla tre ovanstående faktorer har redan hunnit verka under en obegripligt lång tid.


1 + 2 + 3 + 4 => förändring av artens genomsnittliga arvsmassa över tid = evolution


 

Evolution, eller naturligt urval som Darwin kallade det, innebär förändring över tid. Att arterna förändras över tid är en konsekvens av dessa fyra faktorer. Vill du motbevisa evolutionsteorin så är det fortfarande dessa fyra grundläggande observationer du måste motbevisa. Hittills har ingen lyckats med det och det finns inget som tyder på att någon någonsin kommer att lyckas med det.

De första tre punkterna kan vem som helst observera på egen hand. Den sista observationen kommer från geologin och är den som är svårast att förstå. Vi människor kan egentligen inte på allvar förstå hur lång tid en miljon eller en miljard år är. Det är inte konstigt att någon som inte kan känna hur ohyggligt lång tid en miljard år verkligen är har svårt att förstå hur det naturliga urvalet kan skapa allt det liv vi ser omkring oss idag. Det är tvärtom helt logiskt och fullt begripligt.

Vad som är svårare att förstå för dagens sekulariserade människor är att den kristna kyrkan istället har haft mest problem med den första observationen. Kyrkan hade nämligen bestämt sig för att den kristna guden hade skapat alla arter en gång för alla. Man tänkte sig att arterna var separata enheter som inte kunde blandas och att arterna aldrig kunde förändras. Man tänkte sig dessutom att det fanns en hierarki bland arterna där människan stod överst på en tänkt artstege. Denna syn på arter är än idag mycket vanlig och utgör faktiskt fortfarande grunden för mycket av vår lagstiftning på miljö- och etikområdet. Men denna ursprungligen religiösa artdefinition blev med tiden alltmer problematisk för de tidiga biologerna och naturhistorikerna, som Linné, som fick allt svårare att bortförklara den variation och de förändringar som de med sina egna ögon såg i naturen. Skillnaden mellan evolutionsbiologernas artdefinition, där artsammansättningen förändras över tiden, och den äldre kristna artdefinitionen, där alla arter bevaras oförändrade för evigt, är fortfarande en av de viktigaste stötestenarna för många av de fundamentalistiska kristna som säger sig inte tro på evolutionen.

Till skillnad från många av de pseudovetenskapliga varianterna av evolutionsläran som sprids och har spridits ända sedan mitten av 1800-talet så innehåller den vetenskapliga evolutionsteorin ingen drivkraft som aktivt driver evolutionen framåt mot ett slutmål. Evolution innebär visserligen förändring över tid men förändring innebär inte alltid att arterna blir mer avancerade. Det naturliga urvalet innebär att i varje generation tenderar de individer som är bäst anpassade till sin specifika roll i den miljö de lever i att också i allmänhet vara mer framgångsrika än sina artfränder när det gäller att få avkomma och därmed föra sina gener vidare. Med tiden blir resultatet att varje ny generation i genomsnitt blir lite bättre anpassad till sin miljö än den föregående. Men eftersom miljön hela tiden förändras så kan man likna det vid att arterna försöker springer ikapp ett mål som hela tiden flyttar på sig. Det naturliga urvalet tar därför aldrig slut utan fortsätter bara. I all evighet.

Det finns inte heller några högre eller lägre stående arter. Alla arter har ett gemensamt ursprung och är därför exakt lika mycket evolverade. Människor är alltså varken mer eller mindre evolverade än våra kusiner människoaporna. Du är inte ens mer evolverad än dina krukväxter. Evolutionen ger inga ledtrådar till hur du ska göra för att leva ett meningsfullt liv eller vilka val som är moraliskt riktiga. Det måste du lösa på något annat sätt. Och framför allt så är evolutionen inte endast en fråga om slump. Tur och otur har visserligen betydelse men de är långt ifrån de enda faktorer som är viktiga. Det är inte bara slumpen som avgör vem som får flest barn eller vems barn som överlever till vuxen ålder.

Delvis tror jag att många av de missförstånd som förekommer när det gäller evolution och naturligt urval beror på att idén lanserades i mitten av det prydaste århundradet någonsin. För evolutionsteorin är en teori om sex och barnafödande. Att vara evolutionärt framgångsrik har i sig inget med överlevnad att göra. Det är bara en enda sak som har betydelse – barnafödande. Och hos de flesta arter är reproduktionen kopplad till sex. Förutom egna barn räknas även nära släktingars barn eftersom de också i viss mån bär på samma gener som du. Anledningen att man ofta tjatar om överlevnad i evolutionära sammanhang är helt enkelt att döda personer inte föder barn. Barn som dör innan de själva hunnit växa upp och få egna barn räknas alltså inte.

Observera att Darwin aldrig hade hört talas om gener. Han kände inte heller till plattektoniken, vilket faktiskt var ett ännu större problem med den teori han ursprungligen lade fram i sin berömda bok. Att någon form av ärftlighet existerar kände alla människor naturligtvis till, både från sin egen familj och från tusentals år av växt- och djuravel, men dåtidens människor visste inte vad det egentligen var som fördes vidare från generation till generation. När Mendels resultat med ärtorna blev kända i början av 1900-talet lärde sig forskarna en statistisk metod för att räkna på ärftlighet, vilket var användbart i aveln, men fortfarande visste ingen vad det faktiskt var som ärvdes. Ärftlighetens mysterium tillhör de grundläggande existentiella frågor som människor funderat över i alla tider, men det var inte förrän Watson och Crick publicerade DNA-strukturen år 1953 som det stod klart att arvsmassa består av DNA. Något som de meddelade i vad som kanske är tidernas största underdrift:

”It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggest a possible copying mechanism for the genetic material.”

Så vad sysslar dagens evolutionsbiologer med? De fyra grundläggande observationerna är ju redan avklarade. Dagens evolutionsbiologer betraktar grunden som färdigutredd och ägnar sig istället åt att gräva ner sig i exakt hur evolution går till för att försöka förstå – steg för steg – exakt hur livets historia har sett ut hela vägen från den där allra första levande cellen till alla dagens komplexa levande varelser. Det finns ingen brist på frågor för dagens evolutionsbiologer att jobba med. Hur uppstår egentligen variation? Hur uppstod multicellulära organismer från encelliga organismer (vilket vi vet har skett vid flera separata tillfällen)? Hur har de olika organen i växters och djurs kroppar bildats? Vad är det som avgör vem som får flest barn? Varför finns sex? Varför dör vi av ålderdom istället för att fortsätta leva för evigt? Vilken strategi lönar sig bäst evolutionärt sett – att föda många barn men inte ta hand om dem eller att bara föda några få barn men ägna mycket tid och energi åt att ta hand om varje barn? Varför finns menopausen? Hur många olika sätt finns det att reproducera sig på? Vad menas egentligen med biologiskt kön? Hur nära släkt är olika arter med varandra? Går alla levande organismer verkligen att dela upp i arter och var går i sådana fall gränsen mellan olika arter? Hur bildades den allra första levande cellen? När exakt inträffade olika viktiga händelser i livets historia? Hur kommer det sig att olika organismer kan använda samma gen för helt olika saker? Hur har klimatvariationer, plattektoniska processer och andra geologiska fenomen påverkat livets historia under årmiljonernas gång?

Det finns alltså fortfarande massor av evolutionära frågor som ännu inte är fullt utredda. Men frågan om evolution alls existerar är inte en av dem.

Äppelträdet i februari

Vi har fått så lite sol den här vintern att alla blir extatiska när den väl tittar fram bakom molnen. Även om det bara är för en kort stund. Idag lyste solen på snön. Äppelträdet var för första gången den här vintern någorlunda snötäckt vid vårt månatliga möte. Dess stam står ut bland grannträdens stammar med sin vackra vinröda bark. I alla fall om man tittar på nära håll. På längre håll är ser man bara en härva av nakna grenar och kvistar.

We’ve had so little sunshine this winter that everytime the sun appears from behind the clouds everyone is ecstatic. Even if it is only for a short moment. Today the sun was shining on the snow. For the first time this winter the apple tree was at least partly covered in snow at our monthly meeting. It stands out among the neighbouring trees with its beautiful wine-red bark. At least if you look up close. From a distance all you see is a tangle of naked branches and twigs.

ErikaGroth-4975ErikaGroth-4978ErikaGroth-4982ErikaGroth-4979Fotona ovan är tagna 2015-02-07 i Uppsala.

Im following a treeKolla även in andra trädföljare på Loose and Leafy (internationellt).