NB! Opn fila i nytt vindauge dersom du ynskjer å bruke heile skjermen. Dette gjer du enklast ved å trykke på høgre musetast med peikar på linkteksten og deretter klikke på nytt vindauge. Alternativet er å ta opp dokumentet kompforskule frå underteikna si nettside http://www.hisf.no/anf/nfl/Leknes/kurs/index.htm ved å skrive inn eller ved å kopiere og lime inn nettsideadressen.

UNDERVISNINGSKOMPENDIUM NB! Dette er ei ny og utvida utgåve frå hausten 2004

UTVALTE TEMA FRÅ

"NATURFAG MED MILJØLÆRE" FOR

FØRSKULELÆRARLINJA (UTVIDA UTGÅVE)

INGVAR LEIV LEKNES

AVDELING FOR NATURFAG

FORORD (Les forordet nøye)

Dette undervisingskompendiet inneheld ein del utvalte tema for faget Naturfag med miljølære for førskulelærarling. Stoffet er henta frå Notatet "Naturfag med miljølære for høgskular" av Ingvar Leiv Leknes, Avdeling for naturfag, Høgskulen i Sogn og Fjordane, 1996.

Det har i lang tid vore mangel på norske lærebøker i naturfaglege emne for studentar ved avdeling for lærarutdanning. Dette kompendiet er eit forsøk på å betre litt på denne situasjonen for lærarstudentar ved Høgskulen i Sogn og Fjordane.

Sidetala i denne nettversjone er fortløpande. Kapittelnummera og sidetala i innhaldslista er derimot dei same som i Notatet, som er inndelt i 25 kapittel (720 sider) og kan kjøpast i papirformat, pris kr. 100,- i ekspedisjonen Avdeling for naturfag. Notatsidetala er lagt inn i teksten over kvart emne i denne nettversjonen. Når det gjeld aktuelle litteraturlister og opplegg for praktiske aktivitetar/øvingar, kan desse kopierast frå Notatet. Dette finst også på bibliotekavdelingane på Fosshaugane og i Fjøra. Ein del kopiar av elevøvingsopplegg vert også delte ut i undervisingstimane og vert også lagt ut på seksjonen sine nettsider.

Denne nettversjonen har figurar og figurtekst. Figurar vil etter planen også bli oppteikna under førelesingar, eventuelt delt ut i elevøingstimar.

Sogndal, 16. august 2004

Ingvar Leiv Leknes

INNHALD

(Sidetala refererer til papirversjonen)

KAPITTEL 1 GENERELL BIOLOGI s. 5-10

KAPITTEL 2 ØKOSYSTEMET SKOGEN s. 49-51, 87-91, 103-131, 60-167

KAPITTEL 10 MILJØLÆRE s. 313, 329-339, 359-370, 396-413

KAPITTEL 13 ELEKTRISITET s. 435-446

KAPITTEL 14 VATN s. 447-462

KAPITTEL 15 LUFT s. 463-476

KAPITTEL 16 LYD s. 477-482

KAPITTEL 17 LYS s. 483-493

KAPITTEL 18 ANATOMI OG FYSIOLOGI s. 515-586

KAPITTEL 20 NATURMILJØ s. 587-595

Innleiing

Naturfag har tradisjonelt blitt inndelt i ei rekkje delfag: biologi, geologi, geofysikk, meteorolgi, kjemi, fysikk og astronomi. Til saman dekkjer dei stort sett all kunnskap om den opphavelege konkrete verda. Tidlegare vart dei ymse skuledisiplinane av naturfag undervist forholdsvis uavhengige av kvarandre. I dag vert det rekna for uheldig å undervise etter ei slik oppdeling i grunnskulen og i 1. året allmennfag i vidaregåande skule. Elevane opplever naturen som ein heilskap, og naturfaget bør derfor også bli undervist på ein heilskapleg måte. Fagoppdelinga i naturfag er kunstig og eigentleg eit uttrykk for menneska sin trong til å ordne, gruppere og systematisere.

Ei heilskapleg naturfagundervising basert på kunnskap og oppleving vil hjelpe elevane til å sjå samanhengane i naturen. Dette vil igjen sikre at dei utviklar evne og vilje til ta vare på og verne om natur og naturmiljø.

Naturfaget set store krav til læraren, ikkje minst når det gjeld dei metodiske og didaktiske opplegga. Den samla kunnskapsmengda i faget aukar sterkt pga. ein svært stor global forskingsinnsats i faget. Det er ei stor utfordring for læraren at faget gjennom skuleåret vert undervist på ein ordna og systematisk måte med naturleg progresjon og overgangar frå emne til emne. I praksis kan det til tider vere vanskelg å få til undervising med naturlege emneovergangar, i alle fall dersom ein følgjer lærebøker.

I tillegg til sjølve fagkunnskapar er nysgjerriheit, opplevingar og undring svært viktig i naturfag. Ein god del av undervisinga bør derfor skje ved praktiske eksperiment og ved uteaktivitetar. Naturopplevingar oppstår best ute i naturen sitt eige klasserom.

(Notatside 5-10):

Kapittel 1 Generell biologi

Dyrecella

Oppbygnad og funksjon

Cella er den minste funksjonelle eining i organismane. Dei minste organismane består av berre ei celle. Desse vert kalla eincella organismar. Større organismar består av mange celler, oftast mange milliardar. Slike organismar er fleircella.

Mange dyreceller har diameter om lag lik 10\1000 mm, dvs. 10 mikrometer (m m).

Cella er omgjeven av ei særs tynn hinne som vert kalla cellemembran eller cellehinne. Det meste av cellerommet er fylt med eit geleaktig stoff - cytoplasma. Det er mange tusen forskjellige kjemiske stoff i cytoplasma, hovudsakleg kompliserte protein (enzym). Cellekjernen er synleg i vanleg mikroskop. Den inneheld særs kompliserte kjemisk stoff (arvestoff), og styrer alt som cella gjer.

Cella fungerer som ein fabrikk. Den lagar m.a. eggekvitestoff (protein). Desse blir produserte på ribosoma.

Ribosoma er såleis arbeidsbenkar i fabrikken. Her blir aminosyrer kopla saman til protein. Proteina vert så førte over på eit "transportband" som vert kalla endoplasmatisk nettverk. Dei blir så frakta til Golgi apparatet. Dette er ein pakking-og lagringsentral for proteina. Cellekorna er ferdigpakka celleprodukt - her protein. Desse kan enten bli sende ut av cella, eller dei kan bli brukte i cella. Kor får cella arbeidsbenkane frå? Dei vert laga i kjernelekamane i cellekjernen. Her ligg dei ofte også lagra ei stund, før dei strøymer ut i cytoplasma.

Ribosoma hos eucaryote celler er større enn hos procaryote celler. Også ribosoma i mitokondria og i kloroplastane er av den små forma.

Cellemembranen

Cella er omgjeven av ein membran (cellehinne). Denne består først og fremst av feittstoff (lipid) særleg fosfolipid. Kvart fosfolipid kan på ein forenkla måte seiast å ha rumpetrollform, med eit elektrisk ladd hovud (fosfatdel) og uladd hale (karbonkjedar i

Figur 1. Skjematisk skisse av ei dyrecelle. Eggekvitestoff vert produserte på ribosoma (Ri) og transporterte i det endoplasmatiske nettverket (En) til Golgi apparatet (Go), som er pakking- og lagrinssentral. Dei mørke korna i øvre del av cella er ferdigpakka eggekvitestoff. Den aerobe andinga skjer i mitokondriona (Mi) og glykogen (Gly) er lagra brennstoff. Cella er omgjeven av ein cellemembran (Cm), som somme stadar er bukta inn i cytoplasma (Cyt) og dannar blæreliknande strukturar, vakuolar (V). Kjernen i celler inneheld arvestoffet der det m.a. finst oppskrifter som viser aminosyresekvensane i eggekvitestoffa.

feittsyrer). Begge membranoverflatene består av hovud, medan halane strekkjer seg inn mot midtre membrandel. Fosfolipidmolekyla kan bevege seg relativt fritt i membranplanet. Mellom desse molekyla er det kolesterolmolekyl. Generelt reknar ein at det er like mange kolesterolmolekyl i cellemembranen som fosfolipidmolekyl og at dei har som funksjon å gje membranen væskeeigenskapar.

Figur 2. Skjematisk framstilling av cellehinna. Dei runde hovuda med 2 halar er fosfolipidmolekyl. Membranen er bygd opp av to lag av slike molekyl. Hovuda er negativt lada og dannar ytre og indre overflate på membranen. Halane er ulada og dannar den indre delen av membranen. I røynda er det også kolesterolmolekyl mellom fosfolipidmolekyla. I membranen er det også protein av ymse slag. Proteina mot utsida av membranen har ofte karbohydrat knytt til seg.

Membranen liknar funksjonelt såleis på eit tynt oljelag på overflata av t.d. ein vassdråpe. Cellemembranen inneheld også protein av ymse slag, og mange av desse flyt temmeleg fritt rundt om i membranen. Nokre av desse fungerer i stofftransporten over membranen, andre er er festeorganellar (reseptorar) for signalmolekyl t.d. hormon, medan andre har rein enzymfunksjon. Ein del av membranproteina har sukkerstoff knytt til seg i området mot vevsvæska.

Stofftransporten over cellemembranen skjer enten passivt eller aktivt.

Passiv transport skjer ved diffusjon, dvs. stoffa strøymer frå område med høg konsentrasjon til område med låg konsentrasjon. Ein del stoff diffunderer gjennom sjølve lipidlaget, t.d. oksygen, karbondioksid og feittløyselege stoff t.d. feittsyrer og steroidhormon. Ion og polare stoff t.d. vatn, diffunderer derimot berre gjennom eigne proteinkanalar i membranen. Store molekyler t.d. druesukker kan imidlertid ikkje trenge gjennom slike kanalar, men fester seg til protein som flyt i membranen. Sidan desse proteina flyt i membranen, vil dei før eller seinare også komme over til den andre sida av membranen, og druesukkermolekylet vert då avgjeve. Slike protein fungerer såleis som ein slags ferjer utan motorkraft i membranen.

Figur 3. Kolesterol er eit komplisert organisk stoff som finst i store mengder i cellemembranane. Oksygenatomet til venstre i molekylet har noko negativ lading og denne sida av molekylet ligg derfor i ytre eller indre overflate av hinna, medan den ulada molekylenden ligg djupare inne i hinna. Høg konsentrasjon av dette stoffet i blodet kan gje rask utvikling av åreforkalking.

Aktiv transport er energikrevjande og er transport mot diffusjonsretningen. Det energirike stoffet adenosintrifosfat (ATP) vert brukt som drivstoff i dette pumpesystemet, som består av protein med enzymfunksjon. Mest kjent er natrim-kalium pumpa som til ei kvar tid krev opp til 40% av energien i cella. Na+-ion vert her pumpa aktivt ut av cella gjennom cellemembranen slik at konsentrasjonen av dette ionet blir mykje mindre inne i cella enn utanfor. På same tid vert K+-ion pumpa inn i cella slik at konsentrasjonen av dette ionet blir mykje høgare inne i cella enn utanfor. Samtidig skjer det ein naturleg diffusjon av desse iona i motset retning i høve til den aktive transportvegen, men denne passive lekkasjen er større for kalium enn for natrium. Konsentrasjonen av positive ion er derfor noko større på utsida av membranen enn innanfor dvs. det er ei elektrisk spenning over membranen. Dei positive iona på utsida av membranen har såleis stillingsenergi i høve til iona på innsida, og når natriumion diffunderer inn gjennom membranen kan stillingsenergien i ionet bli brukt til t.d. å pumpe kalsiumion (Ca2+) ut gjennom membranen. Cella kan også aktivt ta opp eller skille aktivt ut store mengder stoff på ein gong ved å pakke inn stoffa i cellemembran dvs. lage celleblære og tømme stoffa inn i organellar eller ut av cella.

Den elektriske spenninga over cellemembranen er basisgrunnlaget for både nerve- og muskelsystemet sin funksjon og verkemåte.

Mange av proteina som flyt i cellemembrane fungerer som frestorganellar (reseptorar) for signalmolekyl t.d. hormon. Det er svært mange forskjellige typar reseptorar i cellemembranen. Dei går ofte gjennom heile membranen med vedheng både på utsida og innsida. Når eit signalmolekyl festar seg til det ytre vedhenget, skjer det endring i proteinet noko som påverkar mange molekyl av ein annan type som er ved indre vedheng. Kvar av desse molekyla blir så årsak til endring i ei rekkje molekyl av ytterlegare ein type, dvs. det skjer ein kaskadereaksjon. Det kan vere mange ledd i denne reaksjonen, men sluttresultatet er i alle fall at cella endrar på sin aktivitet eller produksjon.

Ein del av cellereseptorane finst ikkje i cellemembranen, men i cytoplasma, kjernemembran eller til og med inne i sjølve kjernen.

Svært mange medisinar fungerer ved at stoffa i desse fester seg til reseptorar på celler slik at cella blir hemma eller aktiverte i ein eller anna funksjon. Mange giftstoff og stoffa i kaffi, te, tobakk og i narkotiske stoff fungerer også på denne måten.

Cellemembranen hos bakteriar og cyanobakteriar

Procaryote celler t.d. bakteriar har til vanleg ikkje sterolar i membranane. Eucaryote celler har, som nemnt ovanfor sterolar t.d. kolesterol i cellemembranane. Desse stoffa stabiliserer membranane og gjer dei mindre fleksible enn membranane hos procaryote celler. Eucaryote celler treng truleg ein litt stiv cellemembran då desse cellene er store og lett kunne sprekke dersom dei hadde procaryotemembran.

Også mitokondria og klorofyllkorna manglar sterolar i membransystema.

Små, ikkje-polare og fett-løyselege substansar som feittsyrer, alkoholar og benzen trenger til vanleg lett gjennom cellemembranen då dei løyser seg i membranen sin lipiddel. Molekyla av vatn, oksygen og karbondioksid er så små og har så lite ladingforskyving, at det passerer mellom fosfolipidmolekyla. Transporten av dei fleste andre molekyl skjer berre vha. spesielle transportsystem. Dette gjeld i særleg grad ladde atom og molekyl t.d. hydrogenion, uroganiske salt, sukker, aminosyrer og mange andre organiske syrer. For slike stoff har membranen spesielle transportsystem bygd opp av protein.

Cellekjernen og arvestoffet

Cellekjernen er omgjeven av to kjernemembranar og inneheld arvestoff. Hos menneske består arvestoffet av 46 arvetrådar. Totalt har dei til saman ei verkeleg lengd på 2 m, og er såleis ekstremt tynne. Kvar arvetråd inneheld 3000 - 5000 arveanlegg (gen), med unntak av den mannlege Y-arvetråden som har svært få gen. Når cella skal dele seg, vert kvar arvetråd rulla saman på ein komplisert måte (oppspiralisering på fleire nivå). Dei vert då synlege i vanleg lysmikroskop. Vi kallar dei då for kromosom.

I mikroskopet ser ein at kromosoma er parvise, dvs. 2 og 2 kromosom er like i storleik og form. Kvart kromosom er bygd opp av 2 kromosomhalvdelar (kromatidar).

Kroppscellen hos menneske har 23 kromosompar, dvs. 46 kromosom. Hos 22 kromosompar er kromosoma i kvart par like i storleik og form. Det 23. kromosomparet består også av 2 like kromosom (X kromosom) hos kvinner, men 2 svært ulike kromosom (X og Y kromosom) hos menn. Y kromosomet har y-form og er svært lite, medan X kromosomet er eit middels stort kromosom i cella.

Kvart kromosom består i hovudsak av ein arvetråd som er oppspiralisert på fleire nivå. Kromosomet er synleg i lysmikroskop berre under celledeling, elles er arvetråden utstrakt og usynleg.

Figur 4. a) DNA-strengane har stigeform, der basepara cytosin-guanin og tymin-adenin dannar trinna i stigen. I røynda har stigen spiralform. b) DNA-halvstige blir danna når trinna i ein DNA-heilstige blir enzymatisk kutta på midten.

Arvetrådane består av deoksyribonucleiacid (DNA). Dette stoffet er igjen oppbygd av sukkerstoffet deoksyribose, fosfat og 4 nitrogenhaldig organiske basar: adenin, guanin, cytosin og tymin. Molekylet er stigeliknande. Ei kjede av alternerande deoksyribosemolekyl og fosfatmolekyl dannar sidebjelkar på

(Notatside 49-51):

KAPITTEL 2 ØKOSYSTEMET SKOGEN

Oppbygnad og funksjon

Økosystemet skogen er mennesket sitt eige økosystem dvs. dei nære forløparane til menneskearten vart utvikla i dette økosystemet. Mennesket har også ei rekkje karakteristisk eigenskapar som er nedarva frå skoglevande forløparar for arten, t.d. eit svært godt syn og veltilpassa gripehand. Det er framfor alt økosystemet skog\kulturlandsskap som barn først lærer å kjenne og som dei har lettast for å forstå. Det er derfor naturleg at ein i skulen legg meir vekt på økologi og artslære for skog\kulturlandskap enn for hav og innsjø, i alle høve på dei nedre klassestega.

Økologi er læra om samspelet i naturen. Økosystem er samling av ikkje-levande og levande delar som er knytte saman med krinsløp

Ikkje-levande delar (abiotiske delar): Sollys, varme, luft (nitrogen, oksygen, karbondioksid, vassdamp og edelgassar), fjell, stein, mineralpartiklar og vatn.

Levande delar (biotiske delar): a) produsentar (t.d. bjørk, kvitkløver, etasjemose, reinlav), b) forbrukarar (t.d. bladlus, marihøne, lauvmeis, spurvehauk, hare, rev), c) nedbrytarar (dekompositørar: t.d. bakteriar, sopp, rundmakk, springhalar, midd, skrukketroll, meitemakk).

Næringskjede er ei forenkla oversikt over kven som lever av kven i økosystemet.

Døme: bjørk - bladlus - marihøne - lauvmeis - spurvehauk

10 000 kg 1000 kg 100 kg 10 kg 1 kg

Figur 24. Figuren viser ein næringspyramide for næringskjeden sauesvingel-sau-menneske. I gjennomsnitt blir berre 10% av tilført energi lagra hos mottakaren.

Ein går her utfrå at det er like mykje energi per kg vev i alle organismane. I røynda er skilnaden stor.

I gjennomsnitt reknar ein at berre 10% av den energien som vert tilført eit ledd i næringskjeden, blir lagra i organismen. 90% av energien blir i så fall brukt til oppvarming av kroppen og til indre og ytre arbeid eller er lagra i avfallstoffa.

Døme på energi i avfallstoff: Menneske kan ikkje bryte ned cellulose til druesukker. Cellulosefibrane i maten passerer derfor gjennom mage-tarmkanalen utan å bli nedbrotne, og mykje av energien i plantekosten blir såleis ikkje utnytta av menneske.

Energiforholda i næringskjeden ovanfor kan på ein svært forenkla måte uttrykkast slik: For å produsere l kg spurvehauk, trengst det 10 kg lauvmeis. Vidare trengst det 100 kg marihøne for å produsere 10 kg lauvmeis osv.

I røynda er det svært stor variasjon i energiutnyttingsevna frå art til art. Nokre vekselvarme rovdyr kan såleis lagre opp til 35% av tilført energi, medan ein del små varmblodige planteetarar berre greier å lagre 0,1% av tilført energi.

Tal individ for artar langt til høgre i næringskjeden er alltid lågt. Årsaka til dette er energimengda som er tilgjengeleg for desse artane er lita. Dessutan er individa hos desse artane ofte store grunna at dei er rovdyr. Slike dyr treng stor kropp for å greie å fange og drepe andre dyr. Spesielt gjeld dette for rovdyr som lever av andre rovdyr.

Næringsnett er ei forholdsvis nøyaktig oversikt over kven som lever av kven i økosystemet.

Dei fleste soppane i barskogen lever i symbiose med trea. Om lag 90% av symbiosesoppane i ein slik skog er slørsoppar. Symbiosesoppane manglar enzym for nedbryting av cellulose og lignin. Dei tek opp monosakkarid t.d. druesukker frå røtene på treet. Dei leverer ein del mineral, m.a. nitrogen- og fosforsambindingar til treet. Ein del av soppartane i skogen lever i symbiose med berre ein art. Ospeskrubb lever såleis berre i ospeskog og lerkesopp berre i lerkeskog.

I ein tett lauvskog med fullt utvikla lauverk er lysmengda ved bakken berre 5% av lysmengda som treffer tretoppane. Når slik skog har lauv, er det berre skuggetolande planter som kan vekse i skogbotnen. Før skogen får lauv dvs. tidleg om våren, kan imidlertid ei rekkje lyskrevjande vårplanter vekse og danne blomar i ein slik skog. Døme på slike planter er kvitveis, vårkål, gullstjerne og liljekonvall. I barskogen derimot, er det temmeleg mørkt ved bakken heile året. I skogbotnen veks det her skuggetolande planter som blåbær, maiblom, skogstjerne, gauksyre og små bregner. Gauksyrer kan vekse på stader som berre får 1-2% av dagslyset. I mørke granskogar veks det også skyggetålande moseartar, først og fremst etasjemose, fjørmose, sigdmose og furumose. Slike mosar er ikkje vanlege i lauvskogen då dei her ikkje får nok lys om hausten grunna lauvdekket på bakken.

Lufttemperaturen i skogen er gjennomgåande lågare om dagen og høgare om natta enn i ope terreng. I løpet av eit døger varierer såleis temperaturen mindre i skogen enn på ei opa flate. Når vinden treffer skogstrea, blir den betydeleg dempa og derfor langt svakare inne i skogen enn utanfor. Dette er spesielt tydeleg i ein tett granskog. Vassdampen frå plantene og trea i skogen blir derfor gjerne verande i lufta i skogen i lang tid dvs. skogslufta er meir fuktig enn lufta i nærliggjande ope terreng. Det faktum at skogstrea skjermar skogbotnen mot solstråling hindrar også at skogbotnen vert uttørka.

Nedbrytarkjedar

Gran - sopp - snegl - svarttrast - hønsehauk

Gran- sopp - insektlarve- hakkespett - hønsehauk

Jordsmonnet er den delen av av jordlaget som er blitt påverka av klima, vegetasjon og dyr. Tjukkleiken på jordsmonnet kan variere frå noke centimeter til over ein meter. Strøsjiktet dannar øvste laget i jordsmonnet. Det består av bar, blad, kvistar, bark, visne planter o.l. Under strøsjiktet ligg humuslaget som består av omdanna strø. I næringsrik jord med rikt dyreliv i jorda, er humusstoffa blanda med underliggjande mineraljord. Slik jord med innblanda humus blir kalla mold.

Nedbrytingsprosessen i jord er svært komplisert og per i dag forstår ein berre delvis kva som skjer under nedbrytinga. Ein liten del av nedbrytinga er fysisk dvs. uavhengig av levande organismar. Ein del lettløyselege stoff i det rotnande materialet blir såleis vaska ut vha. regnvatn. Materialet kan også bli oppdelt av vind eller grunna frysing og tining. Den største delen av nedbrytinga skuldast imidlertid levande organismar. Det er først og fremst sopp og bakteriar som gjer nedbrytingsarbeidet då desse organismane inneheld enzym som er i stand til å bryte ned store og kompliserte molekyl av typen cellulose og lignin. Dei viktigaste dyra i skogbotnen er spretthalar og midd. I ein granskogbotn med blåbærlyng er det ofte nesten 100 000 spretthalar og 500 000 midd per kvadratmeter. Imidlertid viser nyare forsking at desse dyra i liten grad et på det rotnande materiale, men at dei beiter på sopp. Soppen blir imidlertid stimulert av beitinga til rask vokster og til å blir effektiv nedbrytar av døde organismar. Smådyra spreirer også sopp og bakteriar til alle delane av jordsmonnet. Alt i alt er såleis både spretthalar og midd nødvendige og viktige for ein rask og effektiv nedbryting av strølaget i skogbotnen.

Generelt reknar ein at i godt jordsmonn med forholdsvis høg pH er bakteriane ei svært viktig nedbrytargruppe. I dårlegare jordsmonn med lågare pH derimot, er sopp svært vanleg. Aktiviteten til både bakteriar og sopp er sterkt nedsett i både tørr og vassmetta jord. I Norge er det såleis oftast størst mikrobiologisk aktivitet i jordsmonnet om våren og hausten.

Når surleiksgraden i jordsmonnet endrar seg , endrar også artssamansetninga hos dyra i jordsmonnet seg. Mengda av hormidd går såleis opp i jordsmonnet dersom pH går ned. På same tid vil mengda av prostigmate middar gå ned. Tilsvarande aukar mengda av spretthalearten Mesaphorura yosii når pH går ned, medan populasjonane av ein del andre spretthaleartar blir reduserte.

Jordsmonnet i lauvskogen er ofte moldrikt med pH-verdi opp til 6,0. Under molda finst eit sjokoladebrunt eller gråbrunt mineraljorlag. Jordsmonn av denne typen blir kalla brunjord og dekkjer om lag 15% av den norske skogsmarka.

I barskogen er humuslaget surt (pH 3,7-4,5) grunna sure nedbrytingsstoff frå barstrøet. Dei sure stoffa vert frakta nedover i jordsmonnet med regnvatn. Det skjer då kjemisk forvitring i øvre mineraljordsjikt dvs. salt av m.a. jern og aluminium vert løyste opp og frakta djupare ned i jorda med regnvatnet. Til slutt er det praktisk talt berre kvartsmineral og feltspatmineral igjen i det øvre mineraljordlaget, som derfor har ein lys farge og vert kalla bleikjord. Dei utvaske salta fell imidlertid ut i eit lag under bleikjorda, og ein får her danna rødbrun jord, rustjord. Jordsmonnet i barskogen vert kalla podsoljord.

I mark som er vassmetta største delen av året, vert danninga av mold sterkt hemma grunna oksygenmangel, særleg dersom vatnet er stilleståande. Det veks gjerne torvmosar og starr på slik mark og det vert danna torv. Slikt jordsmonn vert kalla sumpjord.

Skogskjødsel

Det er viktig med grundig planlegging ved all stell, hogging og pleie av skog. Eit overordna mål må vere å skade økosystemet skogen minst mogeleg. Framfor alt bør ein sikre at artsmangfaldet (biodiversiteten) i skogen ikkje blir redusert. Ved uthogging i eit skogsområde bør det derfor stå igjen treklynger og rekkjer med tre, der insekter og fuglar kan overleve og spreie seg. Når så skogen veks opp att, kan desse dyra rekolonisere den nye skogen. Det er også viktig at det får vekse lauvskog i barskogen. Lauvskogen har m.a. jordforbetrande verknad i skogen. I særleg grad gjeld dette gråor og svartor som har overskot på nitrogen grunna symbiose med ein nitrogenbindande strålesopp. Treslaget selje gjev mat i form av pollen til insekt tidleg på våren, medan hassel, rogn, krossved og einer gjev mat for både fuglar og mus om hausten. I strøskiktet under ospetre er det ofte ein rik sneglefauna. I gamle lauvtre t.d. ospetre og oretre kan hakkespetter lett skaffe seg husrom som også kan brukast av anna fugl t.d. ugler. Det er også viktig at det står igjen lauvskog etter uthogging av barskogen. Lauvskogen vil då redusere temperatursvingingane nær bakken og vassmengda i jorda dvs. forbetre vekstvilkåra for nyplanta eller unge barskogplanter. For insektsfaunaen er det først og fremst viktig at det ligg rotnande bartre og lauvtre i skogen. Slike tre vert kalla læger (eintall låg). Det kan gå fram mot 200 år før eit slikt tre er nedbrote, og det gjev i løpet av denne tida mat og husrom for svært mange insektartar, særleg biller. Insektene t.d. billelarvane er igjen mat for t.d. hakkespetter.

Gjødling med nitrogengjødsel i skogen kan auke veksten på trea, men kan også på sikt føre til skadeverknader på livet elles i skogen. I barskogbotnen kan såleis grasarten smyle bli dominerande etter gjødsling på bekostning av tyttebær og blåbær. Det kan også føre til spiring av såkalla frøbankartar t.d.

(Notatside 87-91):

Garvestoff finst i mange planter og tre. Dei bind seg kraftig til protein og dannar såleis ei hinne på sår og på betente slimhinner og groing og stabilisering av sår og hinner går derfor raskare.I folkemedisinen har bæra frå blåbærlyng og rota frå tepperot blitt bukt som garvesyrekjelde.

Slimstoff frå planter kan verne sære og irriterte slimhinner i t.d. luftvegane. Hestehov og smalkjempe er slimproduserande planter.

Saponina er ein spesiell type glykosid med såpefunksjon i vatn. Slike stoff finst særleg i planter i nøklebomstfamilien, t.d. marianøkleblom. Generelt har saponina ein slimløysande verknad i luftvegane.

Bitterstoffa har ein svært skarp smak. Ein del planter med slike stoff vert brukte som krydder. Stoffa stimulerer produksjonen av fordøyingsvæsker noko som fremjar matlysta.

Det finst ei mengd fargestoff i planteverda. Mange av dei blir brukte til farging av tøy o.l., ein del blir også brukte som medisin. Det blå fargestoffet i blåbær (myrtillin) synest såleis å ha bakteriedrepande verknad.

Lav

Lav er bygd opp av sopp og eincella algar, som lever i symbiose. Saman kan dei overleve nokre av dei vanskelegaste forholda på jorda. Algen er av typen

blågrønalge (cyanobakterie) eller grønalge. Blågrønalgane i lav kan ta opp nitrogen frå lufta. Begge algetypane gjev druesukker til soppen, og får at vatn og næringssalt frå soppen. Dessutan får dei "husrom" hos soppen. Blågrønalgar gjev også nitrogensambindingar til soppen.

Lav veks svært seint. Dei finst i alle typar habitat, t.d. trebark, open jord og nakent fjell. Dei produserer lavsyrer, som løyser opp litt av steingrunnen slik at næringssalt i steinen vert frisette. Lavsyrene kan ha sterke fargar og har blitt brukte som fargestoff. Når lav rotnar, vert det produsert jord der t.d. mose kan vekse.

Lav forplantar seg ukjønna ved oppbrekking eller ved sorediar, som er ørsmå klumpar av algeceller og sopptrådar. Soppen i lav er av typen sekksporesopp, og kan forplante seg kjønna og i neste omgang produsere soppsporar. Desse blir spreidde utan algar. Om hausten har lav ofte farge flekkar på oversida. Kvar flekk er eit apothecium som består av svært mange sporesekkar.

Både soppdelen og algane i lav kan lett vekse aleine. Symbiosen er altså ikkje livsviktig for nokon av partane.

Figur 31. Skjematisk framstilling av oppbygnaden hos lav. Algane i laven er konsentrert i den øvre delen av lavlekamen pga. at lysstyrken her er størst. Algane og soppen lever i symbiose.

Lav tek opp vatn frå lufta og er derfor svært ømfintleg for luftforureining. Normalt veks det derfor ikkje lav i byområde og på stadar med forureinande industri.

Dei ymse lavartane er tilpassa spesielle vekstmiljø. Surleiksgraden og tilgangen på vatn er spesielt viktige miljøfaktorar for lav. På basiske steinslag veks såleis lav som er tilpassa høg pH, medan lavane på sure steinslag, t.d. gneis er tilpassa låg pH. Kalk-kantlav (Lecanora calcarea) veks såleis på basiske klipper t.d. kalkklipper, medan t.d. grå kantlav ( Lecanora cinerea) veks på sure klipper. Svært mange lavartar veks på tre dvs. dei er epifyttar. Generelt gjeld at bark med høg pH har ein rikare lavflora enn bark med låg pH. Dei fleste lauvtre har såleis ein rikare lavpåvekst enn bartrea. Rikast blir lavpåveksten dersom barken har både høg pH og ein porøs struktur. Sistnemde eigenskap fører til at barken held lenge på fuktigheita og laven er såleis sikra tilgang på vatn. Osp har ofte ein rik lavvekst på barken grunna høg pH og fuktig bark. Hos bøk derimot, er lavpåveksten på barken liten grunna låg pH og uporøs bark.

Busklav

Grå reinlav (Cladonia rangiferina) er vanleg i heile landet i skog og mark og på høgfjellet. Viktig mat for reinen. Denne laven har i stor utstrekning vore brukt som husdyrefor. På sume gardar sanka ein 5-6 lass reinlav per ku. Grå reinlav inneheld fumarprotocetrarsyre og antranorin.

Kvitkrull (Cladonia stellaris) liknar små einerbusker, og dannar tette matter. Den gule fargen skuldast usninsyre. Dette stoffet har antibiotisk verknad, dvs. stoffet er bakteriehemmande. Kvitkrull har derfor blitt brukt som medisinplante. Denne laven er viktig føde for reinen. Den blir brukt i kransar og dekorasjonar, og det vert seldt om lag 200 jernbanevogener med kvitkrull frå Norge til Danmark og Tyskland kvart år.

Skogsyl (Cladonia cornuta) består av opptil 12 cm høge nålforma strukturar utan greiner. Er vanleg på moserik skogsmark og på lyngheiar.

Islandslav (Cetraria islandica) er vanleg i Sør-Norge blant mose og andre lav på tørre rabbar eller på nesten nakent berg. Denne laven inneheld ei rekkje karbohydrat m.a. opp til 70% lichenin. Sistnemde løysest lett i kokande vatn og stivnar til gele når det så blir avkjølt. Denne gelen er lettfordøyeleg. Pga. det høge lichenininnhaldet, har islandslav blitt brukt mykje til dyrefor, særleg til grisar. I tidlegare tider vart den også brukt til folkemat ved uår, krig og andre ulykker. Islandslav innheld også 2 lavsyrer: cetrarsyre og protolichestrinsyre.

Bleiktjafs (Evernia prunastri) er festa til underlaget med ei festeskive. Veks m.a. på stamme og greiner av lauvtre. Var tidlegare ein verdfull fargelav. Inneheld lavsyra atranorin i barken.

Vanleg saltlav (Stereocaulon paschale) har mange greiner med fingerliknande skal mot enden. Desse inneheld grønalgar og sopptrådar. Lenger nede på laven er det små mørke svullar på greinene. I desse strukturane er det blågrønalgar (cyanobakteriar) som tek opp nitrogen direkte frå lufta. Vanleg saltlav inneheld atranorin og lobarsyre.

Gullskinn (Cetraria nivalis) har bleikgule, flate greiner. Fargen skuldast usninsyre. Mot basis er greinene gulbrune då desse partia består av dødt vev. Gulskinn er mykje vanleg på rabbar og lyngmark i fjellet. Laven kan her gje landskapet ein gulkvit farge. Den er viktig føde for reinen. Gulskinn inneheld protolichesterinsyre i margen.

Strylav

Hengestry (Usnea filipendula) har grågul til grøngrå farge med kvit, seig midtstreng. Veks på stammar og greiner av både lauvtre og bartre. Vanleg, bortsett frå i Nord-Norge.

Skjegglav

Mørkskjegg (Bryoria fuscescens) har tynne olivenbrune eller brunsvarte greiner. Den er vanleg på tre, særleg bartre.

Bladlav

Kvistlav (Hypogymnia physodes) har sterkt oppflika blad. Bladflikane har svart underside, og heile undersida er festa til underlaget, som er stammar og greiner på t.d. furu, gran, or og selje. Kvistlav har physodessyre og physodalsyre i margen.

Papirlav (Platismatia glauca) har forholdsvis sterkt oppflika blad. Bladflikane har brunleg underside, og berre ein mindre del av kvar flik er festa til underlaget, som er stammar og greiner på t.d. furu, gran og bjørk. Bladflikane er krølla oppover og kan likne litt på krusa papir, derfor namnet.

Bikkjenever (Peltigera canina) er ein stor bladlav med kvit underside med årenett og rotliknande hår som fester laven til underlaget. Apothecia er rødbrune. Laven vart tidlegare brukt som medisin mot hundegalskap, derfor namnet. Mykje vanleg i heile landet.

Lungenever (Lobaria pulmonaria) har blad med groper og utståande nettmønster, som liknar på lungeblærer, derfor namnet. Veks på stammar og greiner på gamle lauvtre, særleg osp, ask og selje. Veks også på gran. Lungenever har blitt brukt mot brystsjukdomar, truleg lungesjukdomar i samsvar med teorien om at likt lækjer likt. Denne laven inneheld stictinsyre og norstictinsyre i margen.

Kystnavlelav (Umbilicaria spodochroa) er festa på midten til underlaget. Den har brunaktig overside med karakteristiske svarte apotheciar. Undersida er kledd med ein pels av svarte festetrådar.

Storvrenge (Nephroma articum) er ein stor bladlav, ofte fleire diameter brei. Den er festa laust til underlaget med mørke hyfar. Oversida er gulgrøn ved vanleg fuktigheit. Apothecia sit på undersida av bladflikane, nær spissen. Det ser ut som dei er vrengt nedover, derfor namnet. Vanleg i fjellet og i Nord-Norge. I Sør-Norge veks den i nordvendte, skyggefulle bergveggar. Storvrenge inneheld nephroarctin og zeorin i margen.

Grønnever (Peltigera aphtosa) har djupt grøn overside når den er fuktig. Den har karakteristiskke små, brune vorter (cephaloidar) på oversida. Desse inneheld blågrønalgar, medan det er grønalgar som gjev laven den sterke grønfargen. Arten er vanleg på marka blant mose, særleg i open barskog. Vart tidlegare brukt som lækjemiddel mot sår i munnen.

Safranlav (Solorina crocea) er vanleg i høgfjellet, særleg på kalkfattige snøleier der jorda er fuktig heile sommaren. Den har karakteristiske orangerød underside med rødbrune årar. Oversida er mørkegrøn når den er fuktig og gråbrun når den er tørr. Kastanjebrune, skiveforma apothecier på oversida.

Skorpelav

Fokklav (Haematomma ventosum) veks først og fremst på sterkt vindutsette knausar i fjellet. Den er tjukk og kan rivast av berget. Fokklav har gulgrøn farge i fjellet. Karakteristisk kjenneteikn er blodfarga apothecier på oversida.

Vanleg kartlav (Rhizocarpon geographicum) dannar lyst grønngule, glatte flekkar på stein og fjell frå havnivå til dei høgaste fjelltoppane. Lavpartia har svart rand, og på berg med mange lavparti dannar dei svarte rendene eit kartliknande mønster.

Begerlav

Mjølbeger ( Cladonia fimbriata): Begerforma lav, med fint, mjølaktig lag av sorediar på begeret. Sorediane kan strykast bort med ein pensel når laven er tørr. Apothecia er brune og sit på korte stilkar på kanten av begeret. Veks på mosekledde rabbar og på roten ved.

Sopp

Dei fleste soppar er mikroskopiske. Hos eincelle sopp, t.d. gjærsopp består kvart individ berre av 1 celle. Gjærceller har liknande storleik og form som røde blodceller hos menneske.

Algesoppar, t.d. skjeggmugg og kulemugg på gamle matvarer, består av lange sopptrådar. Karakteristisk for gruppa er at det ikkje er skiljevegg mellom cellene.

Sekksporesopp t. d. morklar og sopp i lav, skil seg frå algesoppane ved at dei har skiljevegg mellom cellene. Mange mikroskopiske sjukdomssoppar på tre og plantar, høyrer til denne gruppa.

Sekksporesoppane har oftast 2 kjernar i kvar celle. Stundom smeltar dei to kjernane i endecella i ein sopptråd, saman. Dette er ei befrukting, og etter ei tid utviklar det seg 8 sporar som ligg i ein avlang sekk, derfor namnet sekkksporesopp.

Stilksporesopp: Alle typar skivesopp, piggsopp, poresopp og rørsopp dvs. alle store soppar, med unntak av morklane, høyrer til denne gruppa. Sopptrådar og befruktning liknar mykje på sekkskporesopp, men etter befruktinga vert det produsert berre 4 sporar, og desse står på stilkar, derfor namnet stilksporesopp.

(Notatside 103-131):

Virvellause dyr i skogen

I øvre jordlag er det mange eincella dyr (amøbar, flagellatar og ciliatar), som i hovudsak lever av bakteriar. Dessutan er der opp til 20 millionar ørsmå rundormar (nematodar) per kvadratmeter jord. Dei fleste jordlevande nemadodeartar lever av bakteriar, men nokre artar er planteetarar, planteparasittar eller rovdyr. I tillegg er der store mengder spretthalar og midd i skogbotnen. Desse blir nøyare omtala seinare.

Skrukketroll

Luftpustande landkrepsdyr som lever på fuktige stader. Murskrukketrollet (Oniscus asellus) har mørk rygg, medan sidene nærmast er beige, med innslag av mørke prikkar. Finst der det er tilstrekkeleg fuktig i skogen og i og utanfor eldre hus. Kutikulalaget hos skrukketroll manglar ytre vokslag, dyra kan derfor ikkje leve på tørre stadar. Beina på bakkroppen er plateliknande og ligg mot buksida. Dei har lungefunksjon. Skrukketroll et både friske og rotne plantedelar. Det finst mange skrukketroll under barken på nedblåste tre, f.eks. gran og furu. Skrukketroll har vist seg å vere usedvanleg veleigna til undervisningsformål. Dei er robuste og det er enkelt å observere korleis dei reagerer på ulike miljøfaktorar. Oppbevaring: Dekk botnen i terrariet med ca. 5 cm skogmold, og ein del halvroten kvistar. Legg også nokre barkbitar (helst av furu) opp i terrariet. Desse kan skrukketrolla krype inn under og dessutan ete. Dei et også gjerne kvitmose, bjørnemose, eplebitar, salt, gulrøtter, poteter og fiskefor. Dei trivst best når det er fuktig og litt kjølig (kjellar).

Murskrukketrollet (Oniscus asellus) er vanleg under steinar og stubbar i skog og hage. Den har mørke flekkar på ryggsidene, og antennespissen består av 3 ledd.

Kjellarskrukketrollet (Porcellio scaber) er truleg det mest vanlege skrukketrollet i Norge. Liknar svært mykje på murskrukketrollet, men manglar ofte tydelege flekkar på ryggsidene. Det viktigaste skilleteiknet er likevel at antennespissen hos dette skrukketrollet berre består av 2 ledd.

Tusenbein

Dei fleste kroppsledd har 2 par bein per kroppsledd. Nokre artar har 100 par bein i alt. Lever av planter og rotnande planterestar. Er aktive om natta. Beveger seg forholdsvis seint.

Skolopendar

Har eit par bein på kvart kroppsledd. Flattrykt kropp. Brun eller gulbrun farge. Lange antenner på hovudet . Det fremste beinpartet er omforma til klør, som peikar framover og som har samband til giftkjertlar. Byttedyra vert lamma. Fangar m.a. midd og små insekt. Aktive om natta. Rask bevegelse (rørsle). 25 artar i Norge.

Brun steinkrypar (Lithobius forficatus) er den mest vanlege skolopendaren. Den har 15 par gangbein. Artar frå andre slekter har fleire gangbein. Geophilus longicornis har såleis 49-55 par. Artar av slekta Geophilus er forholdsvis vanlege. Dei har oftast gulaktige fargar.

Springhale\spretthale (collembol)

Er dei eldste kjente "seksfotingar" på jorda. Har springgaffel på 4. bakkroppsledd og eit hefteapparat (tenaculum) for gaffelen på 3. ledd. Kan sprette langt når gaffelen slår i bakken. Finst i enorme tal i øvre lag av all salgs jord (opp til 100 000 individ per kvadratmeter), men er oftast svært små (under 0,5 mm). 150 artar i Norge.

Mange spretthaleartar er svært hardføre. I høgfjellet er desse dei vanlegaste insekta med opp til 80 000 individ per kvadratmeter. Også i jord i sprekker på dei mest avblåste fjellrabbane i høgfjellet kan det vere tusenvis av spretthalar. Spretthalar er også vanlege i Arktis og Antarktis. På det antarktiske kontinentet er spretthalar dei einaste frittlevande insekt. Ein finn dei både ved kysten og på nunatakar som stikk opp av isen. Dei fleste collembolartane manglar trakear (luftrør). Dei pustar gjennom huda. Det skjer dermed også ein forholdsvis stor transpirasjon (bortdamping) gjennom huda. Slike artar kan berre leve i jord med luft som er metta med vassdamp. Jordcollembolane lever berre i få minutt ved romtemperatur dersom luftfuktigheita går ned nokre prosent under metningspunktet. Andre artar, t.d. artar på lav, er tilpassa uttørking ved at det berre er forholdsvis små område på huda som er så tynne at det kan skje gassveksling og utdamping. Når temperaturen går under 0 ° C, byrjar collembolane, slik som hornmiddane, å produsere glyserol i cellene, som dermed blir verna mot frostskadar. Om vinteren når dei ligg innestengde i is, andar dei utan oksygen, dvs. anaerobt.

Dei fleste kollembolartar lever i fuktige miljø. Ein del slike artar er imidlertid tilpasse å leve i tørre miljø, t.d. i lav og never eller bark, medan andre kan leve både i tørre og fuktige miljø. Dyra er særleg vanlege i mosar. Springgaffelen vert halden på plass under buken vha. tenaculumet (retinaculumet). Dette endar i 2 greiner som har tannliknade strukturar. Når springgaffelen vert ført opp mellom greinene vert den festa der vha. tennene. Individa hos kvar art kan ha variabel utsjåand. Normalt skifter kollembolane hud mange gonger i løpet av livet og kan ved slike skifte i noko monn endre utsjånad. Ein del artar har også sommarformer og vinterformer, og generelt endrar utsjånadene seg hos desse dyra med reproduksjonssyklusen. Ekstreme klimatiske endringar synest også å indusere endringar i utsjånaden hos unge individ.

Knapt 60 collembolartar er registrerte i dei norske artiske områda. Dessutan er det registrert 30 andre collembolartar på Novaya Zemlya og Franz Josef Land. Denne gruppa utgjer såleis ein viktig og stor del av faunaen i desse områda.

Insekt

Kroppen hos insekt er tredelt: hovud, bryststykke og bakkropp og dei har 3 par bein. Dei aller fleste artar har venger, og dei som manglar venger har mist desse i løpet av utviklinga. Over 1 million artar. Svært mange insektartar er enno ikkje oppdaga.

Figur 33. Skjematisk skisse av eit insekt. Kroppen er delt inn i hovud, bryststykke og bakkropp. Både beina og vengene er festa til bryststykket. Fasettauga er ofte store og består av mange, ofte fleire tusen, enkeltauge.

Insekt har eit ytre tynt, men hardt skjelett (kutikula) av eggekvitestoff og nitrogenhaldige sukkerstoff (kitin). Dette gjev både feste til musklar og vern mot uttørking. Kutikula består av ein ytre voksaktig del, ein midtre hard del og ein indre hinneaktig del. Den siste delen er tjukkast. I ledda manglar midtre del, og det er derfor god rørsleevne her.

Vengene består til vanleg av delar av kutikulalaget. Normalt er det 2 par venger. For å gje oppdrift og framdrift slår dei både nedover og bakover på same tid. Det er skjelettmusklar i bryststykket som får vengene til å bevege seg. Tal vengeslag per sekund er ca. 180-200 hos husfluge og 280-310 hos nokre myggartar.

Insektkroppen er dekt av sansehår. Desse gjev insekta kjenslesans. Ofte kan nokreav desse håra fungere som lydfangande organ. Hos hannar av stikkemygg og fjørmygg fungerer antennene, som her er store og buskforma, som lydfangande organ. Hos grashopper, sikadar og sommarfuglar er det eigne høyreorgan med trommehinne på frambeina eller bakkroppen.

Generelt hos insekt er det på antennene svært mange lukteorgan, medan det er mange smaksorgan på kjevar, lepper og eggleggingsrør.

Insektene har store fasettauge, dvs. auge som er bygd opp av mange småauge som kvar har linse, pigment og netthinne. Tal småauge i kvart fasettauge er for husfluge 4 000, sommarfugl 12 000 og augestikkar 10 000-28 000. Det finst småauge av fleire storleikar i kvart fasettauge.

Fasettauget registrerer rørsle svært nøyaktig og effektivt. Insektauge har også svært stor evne til å oppfatte enkeltbilde raskt. Fluger kan såleis registrere opp til 100 bilde per sekund og bier nesten 300 bilde per sekund. Ein god del insekt har fargesyn, men dei ser andre fargar enn menneske. Bier kan såleis oppfatte ultrafiolett lys, men neppe lys med lang bølgelengd t.d. raudt. Gule blomar t.d. tepperot, vert såleis oppfatta som blå blomar av bier.

Mellom fasettauga er det ofte 3 punktauge. Desse har linse, men registrerer truleg berre lys\mørkre

Insektene sine munndelar er utforma på svært forskjellig vis. På denne måten er kva einskild art blitt utvikla til å leve av berre ein type mat. Generelt skjer den første del av fordøyinga i munnen, då maten her blir blanda med forholdsvis store mengder enzymrikt spytt. Maten går så ned gjennom svelget og matrøret og inn i kroa, som er eit lagringsrom. Bak kroa ligg tyggemagen. Denne har hos artar som et hard kost, store og kraftige kitintenner. Når maten er ferdigtygd, går den inn i midtmagen som i hovudsak har tarmfunksjon, dvs. den inneheld mange fordøyingssenzym, og den bryt ned maten og tek opp nedbrytingsprodukta. Ufordøyelege matrestar går så gjennom det avsluttande tarmavsnittet, der det hovudsakleg skjer vassopptak.

Denne tarmen mottek også urinsyre frå 2-200 lange tynne rør som vert kalla Malpighiske rør og som fungerer som nyrer. Tal slike rør varierer frå 2-200, avhengig av art. Dei tek opp urinsyre frå blodet og skil det ut i fast, krystallinsk form (kvitt stoff). I tillegg regulerer dei salt og vassinnhaldet i blodet.

Blodet hos dei aller fleste insekt inneheld ikkje rødt fargestoff (hemoglobin). Insektblodet har da heller ikkje til oppgåve å transportere oksygen. Hovudfunksjonen til blodet hos insekt er å transportere næringsstoff, næringssalt, vitamin, hormon og vatn til cellene. Ofte har blodet gul eller grøn farge, og det inneheld fleire typar kvite blodceller. Desse har som funksjon å uskadeleggjere virus, bakteriar, sopp og framandlekamar. Dessutan dannar dei proppar i sår og rifter i insektkroppen, og stansar såleis blødning.

Sirkulasjonssystemet hos insekt er ope dvs. det er ikkje blodårar i insektkroppen. Blodet sirkulerer fritt mellom cellene på liknande måte som lymfevæska hos pattedyr. Men insekta har hjarte. Dette ligg på ryggsida og har rørform dvs. det liknar på ei blodåre. Samantrekkinga byrjar bak i denne åra (dvs. hjartet) og blodet blir så ført framover og ut av hjartet og inn i kroppsvevet. Blodet kjem inn i hjartet gjennom små opningar i åreveggen. Klaffar i hjartet sikrar at blodet renn rett veg. Ei horisontal, tett hinne under hjarte isolerer hjarte og rundtliggjande rom frå rommet under. Når skjelettmusklar trekkjer denne hinna nedover, blir det trykkreduksjon i og rundt hjarte. Blod vert då soge opp mot hjarte og inn gjennom sidehola på hjarte. Den etterfølgjande hjartekontraksjonen fører så blodet framover og ut av hjartet igjen.

Insekt har ofte små ekstrahjarte ved innløpet til kvart bein og kvar venge.

Oksygentilførselen til vev og celler skjer hos insekt gjennom eit eige luftrørsystem (trakesystem). Dessutan vert karbondioksid frå cellene transportert ut av insektet gjennom desse røra.

Lufta vert teken inn gjennom små opningar (spirakel) på sida av insektkroppen. Ytterst i desse opningane er det eit filter som stenger for rusk og støv. Innanfor er det ein muskelstyrt lukkemekanisme som held opningen stengt når det er nok oksygen og lite karbondioksid i trakeane. Dermed vert fordampinga frå trakesystemet redusert til eit minimum. Sjølve luftrøra har spiralforma kitintrådar i veggane, som sikrar at røret ikkje klappar saman, og at det toler strekk. Trakeane nær opningen har diameter ca. 0,1 mm. Etter kvart som dei går innover i insektkroppen, deler dei seg opp i stadig mindre greiner. Dei minste greinene har diameter ca. 0,001 mm (1 m m) og mindre. Desse ekstremt tynne greinene ligg inn til celler, eller dei går inn i celler dersom desse treng mykje oksygen (t.d flygemuskelceller).

Problemet med trakesystemet er at det lett blir for lite luftsirkulasjon i trakeane. Ein trur at dette er hovudårsaka til at insekt ikkje kan bli store. Mange meiner også at blodtransportsystemet heller neppe kan fungere godt hos store insekt. Dessutan har insekt ytre skjelett og dette er truleg lite funksjonelt for svært store insekt.

For å betre funksjonen til trakesystemet hos store og aktive insekt, har desse utvikla luftsekker inne i kroppen. Desse har open kontakt til trakeane, og under flyging pumpar skjelettmuskulaturen i noko monn luft gjennom trakesystemet vha. desse sekkene.

Trakesystem blir også brukt av vassinsekt. Biller og tegar tek med seg luft frå overflata. Lufta ligg under vengene eller i hårlaget på kroppen, og ligg over trakeopningar. Det viktigaste med denne lufta er at den fungerer som ei fysisk gjelle, dvs. oksygen frå vatnet strøymer inn i luftlaget. Årsaka til at dette luftlaget minkar med tida, er i hovudsak at nitrogengassen i den opphavelege lufta løyser seg i noko monn i vatn.

Nervesystemet hos insekt er mykje likt nervesystemet hos andre virvellause landdyr, med hjerne over svelget, nervering rundt matrøret, og bukgangliekjede. Nervecellene har ofte to eller fleire lange nerveutløparar (akson). Som hos virveldyr, har desse ofte eit isolerande feittlag, men det er ulikt myelin. I hjernen er nervecellene samla i sentra. Elektrisk stimulering av slike sentra har lært oss litt om funksjonane, men enno er nervesystemet hos insekt lite utforska. Generelt veit vi at både evnene til å lære og til å hugse er svært små hos insekt.

Insekt er særkjønna, dvs. der er både hodyr og hanndyr. Hoene har eit par eggstokkar med eggleiarar, som munnar i ein avlang pose (vagina). Denne har opning på kroppsoverflata under bakspissen på dyret. Ei sædblære er knytt til denne posen og sædceller frå hannen vert oppbevart her slik at dei kan befrukte egga etter kvart som dei passerer forbi. Egga har eit eggeskal av protein som hindrar uttørking. Ein opning (mikropyle) i skalet sikrar at sædcella kjem inn i egget.

Hannane har eit par testiklar med sædleiarar som går saman i ein felles utførselsgang i penis, under bakre kroppspiss. Hos mange insekt, spesielt mygg, har penis ein komplisert ytre struktur, slik at kopulasjon berre er fysisk mogeleg med hoer av same art.

Hos mygg kan penisstruktur og vaginastruktur vere den einaste anatomiske skilnaden mellom artane.

Døme: Tidlegare trudde ein at det var myggarten Anopheles maculipennis som spreidde malariaparasitten dvs. at den var malariamygg\malaria-mosquito. Imidlertid fann ein at i nokre område i Europa var det mykje malariamygg, men ikkje malaria, og at myggen hadde ulik åtferd frå område til område. Nokre stadar tok den blod frå menneske, andre stadar frå husdyr. I nokre område var den knytt til ferskvatn, i andre område til brakkvatn. Intens forsking avdekka at det ikkje berre var ein mosquitoart, men i alt 6 artar som praktisk talt var anatomisk og morfiologisk identiske. Slike artar vert kalla sibling species. Vidare fann ein at den arten som i utgangspunktet var kjent, A. maculipennis, ikkje er berar av malariaparasitten og såleis ingen malaria-mosquito.

Ved kvar side av penis har hannen ofte ein klemmeliknande struktura som held hoa fast under kopulasjonen.

Når egga er lagde, kjem det før eller seinar ut ein liten insektlarve av egget. Denne tek til seg etter måten mykje næring, og veks derfor fort. All vokster hos insekt skjer i larvestadiet, det vakse insektet veks ikkje. Pga. at kutikula har lita strekkevne, må huda skiftast med jamne mellomrom hos larvane.

Overgangen til vakse insekt skjer enten ved ufullstendig forvandling eller ved fullstendig forvandling (metamorfose).

Hos insekt med ufullstendig forvandling liknar det vakse insektet ofte mykje på larven. Den viktigaste skilnaden er at det vakse insektet, i motsetnad til larven, har fullstendig utvikla og funksjonsdyktige venger og kjønnsorgan. Hos grashopper er det elles liten skilnad på siste larvetype og vakse insekt. Også leveviset er mykje likt hos dei to gruppene. Nebbmunn har også ufullstendig forvandling.

Hos insekt med fullstengig forvandling er det vakse insektet svært ulikt larven. Når larven er ferdig utvaksen og utvikla, vert den her omforma til puppe. Denne liknar litt det vakse insektet. Puppa har svært lita rørsleevne. I puppa skjer i stor grad ei vevsnedbryting i larvekroppen med etterfølgjande vevsoppbygging til vakse insekt. Ved vevsoppbygginga vert produkta frå vevsnedbrytinga brukte som råstoff, og det vert danna ein heilt ny og annleis organisme. Heile prosessen er hormonstyrt.

Fordelen med fullstendig forvandling er at insekt på denne måten kan utnytte plassar og næringsressursar i larvestadiet som dei vaksne insekta ikkje kan gjere seg nytte av. Det skjer såleis ein auke i tal økologiske nisjer og diversiteten i økosystemet aukar (sjå økologiavsnittet). Det vakse insektet får her først og fremst som oppgåve å forplante seg. I somme tilfelle tek dei til seg svært lite næring, og levetida er ofte også svært kort i forhold til den tida larven treng for å utvikle seg.

Døme på insekt med fullstendig forvandling er sommarfuglar, tovenger, biller og hinnevenger.

Saksedyr

Bakkroppen endar i ein saksliknande utvekst som vert brukt både som forsvars- og åtaksvåpen. Dersom ein tek eit saksedyr i handa, vil det klype i huda. Saksklørne går imidlertid ikkje gjennom normal menneskehud, men klypet kan likevel merkast godt. Arten Forficula auricularia er vanleg i Sør-Norge. Den har venger.

Hopper

Har kraftige bakbein som er spesialiserte til hopping. Framvengene er litt leraktige og dei er tjukkare enn bakvengene. Flygeevna er forholdsvis dårleg. Generelt har hopper grønaktig farge og er derfor vanskeleg å oppdage i gras og lauv.

Larvane hos hopper gjennomgår 4-6 hudskifte. Dei er svært like dei vaksne insekta både når det gjeld utsjånad og levemåte. Det finst 30 artar hopper i Norge.

Markgrashoppene lever nede på bakken og et hovudsakleg gras. Dei lagar lyd ved å gni baklåra mot kanten av framvengene. På framre del av bakkroppen har dei trommehinneliknade høyreorgan. Antennene er korte hos denne typen hopper.

Lauvgrashoppene lever oppe i trea der dei ofte fangar og et smådyr. Dei lagar lydar ved å gni ei av dekkvengene over den andre. Høyreorgana sit på leggen på frambeina. Antennene er lange hos denne typen hopper.

Trips

Trips er små (1-4 mm), mørke insekt som oftast har 2 par smale og sterkt frynsete venger. Vengetypen skil desse insekta frå andre insekt. Trips er vanleg på planter, særleg inne i blomane t.d hos røsslyng og klokkelyng og på lauv på bakken. Dei fleste artar er planteetarar. Ein del artar er skadedyr. Det finst truleg fram mot 100 artar trips i Norge. Gruppa er lite undersøkt her i landet.

Nebbmunn

Desse har eit karakteristisk nål eller nebbforma munnparti som dei stikk inn i plantar eller dyr og som fungerer som sugerør. Ved kvile ligg denne strukturen utstrakt bakover under kroppen. Den kan stundom vere nesten like lang som kroppen.

Nebbmunnar er ei svært variabel gruppe. Det einaste felles kjenneteiknet er nebbstrukturen. Generelt er dei ei viktig forbrukargruppe i naturen, og dei utgjer eit svært viktig ledd i næringsnettet.

Det finst to typar nebbmunn: plantesugarar og teger.

Plantesugarar: Det finst svært mange artar som lever på tre og planter der dei syg druesukkerløysning frå silrøra i blad og stenglar. Dei fleste artar har grønleg farge.

Hos sikadane er ofte framvengene smalare og tjukkare enn bakvengene. Ved kvile dannar vengene takform. Mange artar har evne til å hoppe. Sikadane er kjente for å lage lyd vha. trommeliknande organ på bakkroppen, men hos norske sikadar er denne lyden så svak at menneskeøyret ikkje kan oppfatte den.

I både tre og busker og i graset på bakken er det om sommaren enorme store menger med små, grøne eller gulgrøne sikadar. Dei fleste artane har kraftige bakbein, og dei sprett opp frå graset når ein set foten eller legg handa ned på bakken. Lauvhopparane er ekstremt talrike og lever både i trea og nede i graset. Desse kan skiljast frå andre sikadar på at dei har ei eller fleire rekkjer med hår langs heile bakre leggbein. Plantehopparane lever for det meste i graset. Desse har ein stor, bevegeleg spore ved nedre ende av bakre legg. Skumsikadane, som også vert kalla froskehopparar, har nokre få piggar nedover bakre leggbein. Larvane hos skumsikadane skjuler seg i spyttliknande klyser i graset. Spyttet vert produsert i tarmen og hindrar at dyra tørkar inn. Det vert kalla trollkjerringspytt. Det finst ca. 200 sikadeartar i Norge.

Hos bladlus er vengene vassklare og der er få vengenervar. Bakvengene er mykje mindre enn framvengene. Ofte er dei fleste individa vengelause, men dei individa som treng venger t.d. for å flyge til eit vertstre, vert fødde med venger. Karakteristisk kjenneteikn for bladlusene er ryggrøra, som skil ut stoff som vernar dei i noko monn mot fiendar. Bladlus er kjent for at dei om våren og tidleg sommar forplantar seg ved partenogenese, dvs. utan befrukting. Det lever derfor ikkje hannar på denne tida. Denne typen forplanting gjev rask auke i tal individ i populasjonen, men den genetiske variasjonen er låg. Forplantinga på seinsommaren er derimot kjønna, og den genetiske variasjonen går dermed sterkt opp i populasjonen. Det finst 300 bladlusartar i Norge.

Sugarane liknar mykje på bladlus, men dei er meir robuste og aktive enn bladlusene. Dessutan manglar dei ryggrør. Vidare er framvengene tjukkare og berre litt større enn bakvengene. Mange sugarartar og ein del andre bladlusliknande artar produserer gallar på blad.

Generelt kan bladlus og sugarar gjere stor skade i eng, åker og hage.

Tegene har som karakteristisk kjenneteikn at framvengene består av ein fremre leraktig del, og ein bakre membranøs del. Bakvengene er ordinære flygevenger og er folda inn under framvengene når insektet kviler. Vengene ligg då vassrett over kroppen. Hos landtegene er antennene lange, medan dei er korte hos vasstegene. Mange teger har stinkkjerlar med utførselsgangar på undersida av bakbrystet. Stoffet som dei skil ut, smakar vondt for menneske, men tegefiendane reagerer ikkje spesielt sterkt på stoffet, så det gjev heller dårleg vern for tegene. Mange teger er rovdyr, særleg vassteger, som også kan gje vonde stikk på menneske. Det finst 400 tegeartar i Norge.

Fleire tegeartar er skadedyr på kulturplanter. Hagetege (Lygocoris pabulinus) suger på blada hos m.a. potet. Bladcellene rundt stikkpunkta vert misfarga, og blada får uregelmessige hol og skeiv og forkrøpla vekst. Hagetege er utbreidt over heile landet. Håra engtege (Lygus rugulipennis) finst over heile landet med unntak av Finnmark. Den går til åtak på planter frå fleire forskjellige plantefamilier, m.a. planter i korsblomstfamilien. Det finst imidlertid fleire tegeartar i eng og hage som er nyttedyr pga. at dei fangar og drep t.d midd og bladlus. Nebbteger og bladteger høyrer til denne gruppa. Grankongletege (Gastrodes abietis) lever i barskogen, særleg under barken på trea. Om vinteren samlar det seg ofte mange slike teger i nedfalne grankonglar der dei overvintrar, derfor namnet grankongletege.

Lus

Lusene er 1-4 cm lange, vengelause insekt med dorsoventral flattrykt kropp og ufullstendig forvandling. Eigentleg finst det to typar lus: fjør- og pelslus (Mallophaga) og ekte lus (Anoplura). Førstnemde lustype lever av fjør- og hudrestar, og ein reknar at det finst om lag 500 artar slike lus i Norge. Dei ekte lusene derimot lever av blod, og det finst vel 20 artar av denne typen lus her i landet. To artar ekte lus lever på menneske: menneskelusa (Pediculis humanus) og flatlus (Pthirus pubis). Hundelus (Linognathus setosus) er svært lik menneskelus, men kan likevel ikkje leve på menneske. Den lever berre på hund. Lusene samlar seg særleg på ryggen, sidene og ved halerota og kan her gje betydeleg irritasjon i huda. Dei er også mellomvert for ein innvollsorm hos hund. Når hunden slikkar seg t.d. på halerota, får den luser i munnen og deretter i mage-tarmkanalen, der innvollsormane utviklar seg til kjønnsmogne individ.

Pelslusaren Tricodectes canis lever i og av hundepelsen, medan Felicola subrostratus lever i og av pelsen hos katt. Hundar og kattar med pelslus har til vanleg sterk kløe. Mange fugleartar er plaga av fjørlus. Ofte kan ein sjå at fuglar tek støvbad for å fjerne m.a. fjørlus frå fjørene.

Lopper

Loppene (Siphonaptera) er 2-3 cm lange, vengelause insekt med kroppen sterkt flattrykt frå sidene. Dei har fullstendig forvandling og lever på varmblodige dyr og i reir og bol til slike dyr. Det finst vel 50 loppeartar i Norge, og ein tredjedel av desse er knytt til fugl, medan resten er knytt til pattedyr. Dei vaksne loppene syg blod av vertsdyret. Menneskeloppa (Pulex irritans) var tidlegare vanleg i Norge, men har ikkje vore observert sidan 1948.

Menneskeloppa kan leve både på menneske og gris. I moderne bustadhus er det imidlertid for tørt til at menneskeloppa kan utvikle seg. Katteloppa (Ctenocephalides felis) kan, som namnet viser, leve på katt, men kan også gå til åtak på hund og menneske. Menneskeblodet er imidlertid ikkje godt nok for denne arten som grunnlag for eggutvikling. C. felis vert i dag først og fremst spreidd av villkattar. Hundeloppa (Ctenocehalides canis) kan leve både på hund og katt. Den går imidlertid ikkje til åtak på menneske.

Fugleloppeartar av slekta Ceratophyllus er vanlege i fuglereir. Dei kan berre forplante seg i slike reir, men vaksne fuglelopper kan legge ut på vandring og såleis komme over på menneske. Ein kan også få på seg slike lopper etter nærkontakt med fugleholkar, fuglereir hønsevagl o.l. Hønseloppa (Ceratophyllus gallinae) kan også i dag vere plagsom for både husdyr og menneske. Den lever først og fremst i fuglereir.

Nettvenger

Nettvengene har karakterisktisk og rikt årenett i vengene. Mest vanleg er artar frå familien gullauge. Både kroppen og vengene har grønaktig farge. Auga er utståande med sterk metallfarge. Både dei vaksne gullaugeinsekta og larvane er rovdyr. Larvane fangar m.a. bladlus og er såleis viktig nyttedyr i åker og hage. Gullaugearten Chrysopa carnea er vanleg og kjem ofte inn i hus om hausten for å overvintre.

Sommarfugl

Kropp og venger er dekte av små skal, som eigentleg er omdanna hår. Skala ligg taklagt og har ofte forskjellige fargar med kompliserte mønster. Skalfargen skuldast enten at det er fargepigment i skala, eller at dei har ei knudrete overflate som reflekterer lys av forskjellig farge dvs. såkalla strukturfarge. Kroppen er også dekt av meir eller mindre lange hår. Underkjevane dannar sugesnabel, som blir brukt til å suge ut honning frå blomster. Snabelen kan krøllast opp vha. innvendige skjelettmusklar. Når den skal brukast blir den strakt ut ved hjelp av blod. Nokre grupper har eige høyreorgan. Sommarfuglane har fullstendig forvandling. Larvane har 3 gangbein på bryststykket og til vanleg 5 par vorteføtter på bakkroppen, med bakerste par på siste ledd. 2000 artar i Norge (100 000 artar i heile verda).

Møll er svært små sommarfuglar med smale venger med lange hår langs kanten, særleg langs bakkanten på bakvengene. Rognebærmøll (Argyresthia conjugella) legg egg i rognebær. Dersom det er lite rognebær, legg den egg i epler. Larvane et fine, snirklete kanalar i fruktkjøttet på eple.

Viklarane er litt større enn møllane. Generelt viklar larvane i denne gruppa saman lauv vha. silketrådar, derfor namnet viklar. Epleviklaren (Laspeyresia pomonella) legg egg i eple. Larvane et opp kjernen i epla og grev ein forholdsvis grov kanal ut mot overflata. Denne er fylt av eit brunt stoff som er larveekskrement. Raud furuskotviklar (Evetrica buoliana) har larvar som et bar, knoppar og skot på bartre.

Målarane (familie Geometridae) har larvar med karakteristisk rørslemåte: det ser ut som dei måler opp lengda på underlaget som dei kryp på, derfor namnet målar. Har trommehinneliknande høyreorgan på fremre del av bakkroppen. Frostmålarane er aktive det meste av året. Dei har larvar på lauvtre, m.a. frukttre. 250 målarartar i Norge. Mest kjent er liten frostmålar (Operophthera brumata), som ofte svermar etter at frosten er kommen. Det er eit kvitgrå fivreld med karakteristiske striper på tvers av vengene. Larvane lever på lauvtre m.a. frukttre. På Vestlandet har larven til liten frostmålar stundom gjort stor skade i frukttrehagane. Stor frostmålar (Erannis defoliaria) har ofte gulrosa farge. Også den har karakteristiske tverrstiper på vengene. Larvane lever m.a. på frukttre. Larvar hos Cosmorhoe ocellata lever på maureartar, hos Xanthorhoe montanata på maure, syre og kjempe, hos Scotopteryx chenopodiata på erteplanter m.a. kløver, hos syremålaren (Timandra griseata) på løvetann, syre og hønsegras, hos Lomaspilis marginata på selje, bjørk, osp og hassel, hos Ophisthograptis luteolata på hagtorn, slåpetorn, selje og fruktre, hos Geometra papilionaria på bjørk, bøk, or, hassel og selje, hos stor bjørkemålar (Biston betularia) på diverse lauvtre og busker, hos stikkelsbærmålar (Abraxa grossulariata) på stikkelsbær og rips og hos furumålar (Bupalus piniarius) på furubar.

Nattfly (familie Noctuidae) er middels store insekt med tjukk, hårete kropp og store auge. Framvengene har nyreforma teikning. Har trommehinneliknande høyreorgan på bakre del av bryststykket. Sugesnabelen er lang og oppkrølla. Nattfly flyg om kvelden og natta og dei kan høyre flaggermusskrik vha. høyreorganet. Ofte samlar dei seg ved lysande lamper om natta. 300 artar nattfly i Norge. Larvar hos ipsilonfly (Agrotis ipsilon) lever ofte på sukkerbete og korn, hos vanleg bandfly (Noctua pronuba) på forskjellege urter, korn, vindruer og betar, hos Anarta myrtilli av blomar og unge skot på lyng, hos kålfly (Mamestra brassicae) på grønsaker, hos mørkhovda vengefly (Xanthia togata) av raklar på selje og bjørk, hos metallfly (Diachrysia chrysitis) på brennesle og leppeblomster, hos vanleg nebbfly (Polypogon tentacularia) på forskjellige urter og hos stort nebbfly (Hypena proboscidalis) på brennesle og humle.

Kålfly (Mamestra brassicae) finst i Sør-Norge sør for Dovre og har larvar på kålplanter. Larvane gneg først på blada, men gneg seg til slutt inn i kålhovudet. Overalt på planta ligg store mengder grøne larveekskrement. Kålflylarvane er større og meir grådige enn alle andre larvar på kålplanter.

Spinnarane (overfamilie Bombycoidea) er store sommerfuglar med tjukk og hårete kropp, som flyg til vanleg om kvelden og natta. Dei manglar nyreforma teikning på framvengene. Vaksne spinnarar manglar ofte sugesnabel og tek ikkje til seg næring. Hannane har ofte store, fjørforma antenner. Spinnarlarvane er til vanleg hårete. Ein bør unngå å ta i spinnarlarvar då håra gjev irritasjon og kløe på menneskehud. Larvane har håra for å verne seg mot fiendar. Larvar hos eikespinnar (Lasiocampa quercus) lever på eik, bøk, bjørk, slåpetorn, bjørnebær og bringebær, hos nattpåfuglauge (Saturnia pavonia) på slåpetorn, bjørk, bringebær, selje , rogn og blåbær og hos furuspinnar (Dendrolimus pini) på furubar.

Tussmørkesvermarane (familie Sphingidae) er store sommarfuglar med spoleforma kropp og lange, smale framvenger. Dei flyg til vanleg om kvelden og natta. Sugesnabelen er spesielt lang og tynn. Den er oppkrølla når den ikkje er i bruk. Vha. snabelen kan svermarane nå ned til nektaren i planter med spesielt djupe og trange kronrør, t.d. vivendel og kvit jonsokblom. Svermarane har også evna til å stå stille i lufta. Dei treng derfor ikkje nokon landingsplass på blomen. Planter som er tilpassa svermarbestøving, har derfor meir eller mindre oppsplitta kronblad slik at insekt som krev landingsplass, t.d. humle, ikkje kan lande der. Den mest kjente og karakteristiske svermaren er dødninghovud, med opp til 15 cm lang larve. Svermarlarvane skil seg frå andre sommarfugllarvar ved at dei har eit horn eller ein pigg bakerst på kroppen på ryggsida. Larvar hos ligustersvermar (Sphinx ligustri) lever på liguster, syrin, snøbær og ask, hos furusvermar (Hyloicus pinastri)) på bartre, særleg furu og hos mauresvermar (Hyles gallii) på maure- og mjølkeartar.

Dagsommarfuglane er dei mest fargerike sommarfuglane. Dei flyg om dagen. Mest kjent er kanskje neslesommarfugl (Aglais urticae) med vakker orangerød og gul overside med svart og mørkebrune teikningar. Overvintrar som vaksen, og flyg derfor svært tidleg om våren t.d. i solskinnsver i byrjinga av april. Larvane lever på nesleplanter. Neslesommarfugl tilhøyrer familien flikvenger (Nymphalidae). Andre karakteristiske artar i denne familien er dagpåfuglauge (Inachis io) og tistelsommarfugl (Vanessa cardui), som også har larvar på nesleplanter. Sistnemde art har også larvar på tistel slik som namnet indikerer. Artane Fabriciana adippe og Mellicta athalia er flikvenger med larvar høvesvis på marsfiol\stemorsblomst og marimjelle\kronblom\kjempe. Perlemorssommarfuglane er flikvenger som ofte har larvar på fiolar, t.d. keisarkåpe (Argynnis paphia) med larvar på fiolar og bringebær. Flikvengen gul myrsommarfugl (Colias palaeno) har larvar på blokkebær.

I familien kvitvenger (Pieridae) er det fleire velkjente sommarfuglar. Sitronsommarfugl (Gonopteryx rhamni) overvintrar som vaksen, og flyg tidleg om våren. Har karakteristisk sitrongul farge, med ein liten, rød flekk i midre del av kvar venge. Larven lever på trollhegg og geitved. Neslesommarfugl og sitronsommarfugle er dei einaste norske dagsommarfuglar som overvintrar som vaksne. Kålsommarfuglane er kvite eller gråkvite, og larvane lever på planter frå korsblomstfamilien, t.d. kål og nepe. Stor kålsommarfugl (Pieris brussicae) har karakteristisk svart parti langs endekanten av framvengene, medan nepesommarfugl (Pieris napi) langt på veg manglar svarte teikningar. Larvane lever på forskjellige kålartar, nepe og andre korsblomster og kan gjere stor skade på nytteplantene. Aurorasommarfugl (Anthocharis cardamines) har lys farge, men hos hannane er fremre halvpart av framvengene røde på undersida. Larvane lever på planter frå korsblomstfamilien, spesielt engkarse og vegsennep. Blåvengene er til vanleg blå, i alle fall hannindivida. Det finst mange artar, men alle manglar norsk namn, sjølv om nokre av artane er svært vanlege i Norge. Polyommatus icarus er utbreidd og vanleg over heile landet. Larvane lever på undersida av blada på ertebomstplanter, særleg tiriltunge. Argussommarfugl (Plebejus argus) er ein vanleg blåvenge på tørr grasmark og lynghei. Larvane lever på erteplanter m.a. kløver, vikker og tiriltunge og på lyng m.a. røsslyng og blåbær. Lycaeides idas er også vanleg. Larven lever først på erteplanter i nærleiken av maurbustadar, m.a. bola til svart jordmaur (Lasius niger). Larven til L. idas skil ut eit næringsstoff for maur vha. ein ryggkjertel, og vert derfor før eller seinare frakta av maurar til maurbustaden. Her lever den av maurlarvar til den forpuppar seg. Samlivet er såleis symbiotisk. Grønnvengen Callophrys rubi er mykje vanleg. Den har mørkebrun overside og grøn underside. Larvane lever først og fremst på lyng t.d. blåbær, blokkebær og tyttebær. Gullvenger er også vanlege. Dei har karakteristisk gyllenraud farge. Arten Heodes phlaes finst i heile landet. Den har svarte flekker på vengene, og larvane lever på syreplanter, særleg småsyre (Rumex acetosella). Grassommarfuglen Erebia ligea er vanleg i skogen. Har mørk brun overside med rødbrunt felt. I dette feltet er det 3-4 svarte ringar, oftast med kvit kjerne. Larvane lever på gras m.a. myskegras (Milium effusum) og hirseplanter (Digitaria). Det finst mange artar med liknade ringar på vengene t.d. Hipparchia semele, Maniolla jurtina, Coenonympha pamphilus og Pararge aegeria. Denne typen sommarfuglar vert også kalla ringsommarfuglar og larvane lever på ymse grasartar.

I alt er det 90 dagsommarfuglartar i Norge.

Som vist ovanfor er både dei vaksne sommarfuglane og larvane spesialiserte til å leve av spesielle vertsplanter, og gruppa består av viktige forbrukarar i økosystemet skogen.

Nokre plante- og treartar ser ut til å vere meir attraktive for sommarfuglar enn andre. Som vist ovanfor er det mange norske artar som har valt furu som vertstre: Raud furuskotviklar, furumålar, furusvermar og furuspinnar. Det er imidlertid svært sjeldan at ein finn desse 4 larvetypane samtidig på samme furutre.

(Notatsider 103-131):

Biller

Hos billene er framvengene tjukke og harde og vert kalla dekkvenger. Dei ligg over og verner bakvengene, som er flygevenger. Også resten av kroppsoverflata hos biller er hard. Generelt har dei bitane overkjevar. Mange biller er rovdyr og lever av andre insekt, medan andre et levande eller døde plantedelar. Den største billa i Norge er nasehornbilla (Oryctes nasicornis) med lengde opp til 3 cm. Imidlertid finst det mange biller her i landet som er under 1 mm lange.

Biller finst i praktisk talt alle habitat på jorda, og utnyttar alle typar næring. Årsaka til denne biologiske suksessen, er først og fremst dekkvengene og den harde kroppsoverflata. Billene er den mest artsrike organismeorden på jorda. Hittil er det registrert og gjeve namn til 350 000 artar. 3000-4000 artar i Norge.

Karakteristisk for billelarvane er at dei til vanleg har normalt tal gangbein på bryststykket, men manglar vorteføtter på bakkroppen. Imidlertid finst det billelarvar som lever i maten, t.d. larvar av snutebiller og barkbiller, og desse manglar gangbein då dei ikkje treng å bevege seg nemneverdig. Alle biller har fullstendig forvandling.

Skarabidane er store biller. Antennene er knebøgde og endar i ein klump, som eigentleg består av mange antenneblad. 60 artar i Norge. Tordivel og gullbasse tilhøyrer denne familien. Tordivel (Geotrupes stercorosus) er ein mykje vanleg skogsart. Den er 1,2-1,9 cm lang og lever av møkk, rotnande dyr og gamal sopp. Egga vert lagde i klumpar av møkk i spesielle gangsystem som den lagar i jorda. Tordivel finst i heile Norge, med unntak av Finnmark. Gullbasse (Cetonia aurata) er 1,4-2,0 cm lang med gyllengrøn overside og gyllenraud underside. Lever av pollen, nektar og plantesaft og kan observerast i blomane på t.d. steinnype, hyll, rogn, kurvplanter og skjermplanter. Gullbassen flyr med lukka dekkvenger. Den er vanleg i Sør-Norge nord til Sør-Trøndelag. Humlebille (Trichius fasciatus) er 0,9-1,2 cm lang og har gule dekkvenger med 3 svarte tverrband med opning på midten. Den vert også kalla bandtordivel og lever av nektar, pollen og blomstersaft av t.d. skjermplanter, mjødurt, hagtorn, bringebær og steinnype. Arten er temmeleg vanleg i heile Norge.

Løpebillene er slanke, mørke biller med rask rørsle. Antennene er lange, rette. og manglar endeklump. Dekkvengene har lengdefurer. 250 artar i Norge. Fiolett jordløpar (Carabus violaceus) er 2,2-3,2 cm lang med svakt kornete overflate og med svake lengdestriper. Lever av snegl, sopp og åtsel og finst i heile landet. Carabus granulatus er 1,7-2,3 cm lang og har karakteristiske lenkeliknande ribber på dekkvengene. Mellom desse ribbene er det glatte, samanhengande ribber. Lever av snegl, meitemakk og insekt i ulike stadium (larvar, pupper og vaksne insekt). I fleire land blir C. granulatus brukt som biologisk vern mot koloradobilla, som er eit skadedyr på potetplanter. C. granulatus er vanleg i Sør-Norge nord til Trøndelag. Vanleg jordløpar (Carabus nemoralis ) er 1,8-2,8 cm lang og har tynne ribber og markerte groper på dekkvengene. Lever av ulike insekt, snegl og makk. Den er mykje vanleg i Sør-Norge. Hageløpar (Carabus hortensis) er 2,2-2,0 cm lang og har 3 rekkjer av tydelege groper på dekkvengene. Det er også makerte lengdestriper på dekkvengene hos denne arten. Den lever av både små og store insekt og insektlarvar og er vanleg i Norge nord til polarsirkelen. Cychrus caraboides er 1,2.2,0 cm lang og har tydeleg kornete dekkvenger utan lengdestriper. Den skil seg frå andre løpebiller ved at hovudet er spesielt langt, noko som gjer det mogeleg for denne arten å nå heilt inn i botnen på snegleskal slik at den kan utnytte heile sneglen. Arten er forholdsvis vanleg over heile landet. Agonum assimile er ei forholdsvis lita løpebille (1,0-1,2 cm) med tydeleg stripete dekkvenger. Om dagen kan ein finne den gøymd under laus bark, i lauv og mose eller under steinar og rotne trebitar. Den er vanleg i Norge nord til polarsirkelen.

Dei fleste løpebiller er nattaktive rovdyr som lever av makk, sneglar og insekt. Fordøyinga skjer i stor grad utanfor kroppen, ved at billene gulpar opp og dekker maten med fordøyingsvæske. Denne væska er svartbrun og blir også brukt som forsvar. Dersom ein held ei levande løpebille i handa kan den såleis gulpe opp svartbrun væske. Den vil då også gjerne skille ut ei blanding av organiske syrer frå kjertlar under bakkroppsspissen. Denne væska har ei syrleg, sterk lukt og har forsvarsfunksjon. Generelt reknar ein at i norske åkrar finst 5-10 løpebiller per kvadratmeter overflate. Både larvar og vaksne hos fleire artar et her m.a. bladlus og egg av skadeinsekt og er såleis nyttedyr.

Marihønene har sterkt kvelva overside, og nesten flat underside. Dekkvengene har oftast rødleg farge med runde prikkar. Antennene har tydeleg klump på enden. 54 artar i Norge. Føtene består av 3 tydelege leddstykke. Sjuprikka marihøne (Coccinella septempunctata) er vanleg i heile Norge. Den er 6-8 mm lang og både larvane og dei vaksne lever av bladlus. Kvar larve kan ete opp til 400 bladlus. Dekkvengene er røde og til saman er det 7 mørke prikkar på dei to vengene. Toprikka marihøne (Adalia bipunctata) har som namnet seier i alt 2 prikkar på vengene. Den er 3,5-5,5 mm lang og lever av bladlus. Den finst i Norge nord til Nordland. Svært mange av marihøneartane lever av bladlus. Nokre artar har imidlertid spesialtisert seg på å fange og leve av midd. Alle marihøneartar er nyttedyr. Marihønearten fjorten-prikka marihøne (Calvia quatuordecimguttata) har 14 kvite prikkar på rødlege dekkvenger. Den lever i lauvskog og er betydeleg mindre vanleg enn dei to andre artane nemde ovanfor. Som desse lever den av bladlus, men fangar i tillegg bladhopparar.

Bladbillene liknar på marihøner både når det gjeld storleik og form, men dei manglar både prikkar på dekkvengene og endeklump på antennene. Dessutan består føtene av 4 leddstykke. 200 artar i Norge. Reinfannbille (Galeruca tanaceti) er ei svart bladbille som er vanleg i Norge nord til Nord-Trøndelag. Den er 6,5-11 mm lang og lever på ei rekkje planteartar. Når eggleggingsperioden nærmar seg, har hoa sterkt oppsvulma bakkropp som stikk til dels langt bakom dekkvengene. Lyngbladbilla (Lochmaea suturalis) lever på rørrslyng. Den er monofag dvs. den lever berre på denne lyngtypen. Både larvar og vaksne biller gneg på blad, skotspissar og bork. I sume år kan denne billa skade sterkt røsslyngen over store område. Det er først og fremst gamal lyng som dør etter eit lyngbladbilleåtak.

Snutebillene har karakteristisk lang snute med munndelane i spissen. Antennere er knebøgde og har endeklump. Lever av plantekost, og mange artar er skadedyr. 300 artar i Norge. Mange av snutebillene er skadedyr. Gransnutebille (Hylobius abietis) kan gjere stor skade på skogen. Dei vaksne insekta lagar traktforma groper i barken på bartre og lever av den ytre, friske veden. Eplesnutebille (Anthonomus pomorum) legg egg i blomsterknoppar på epletre. Hoa bit først hol i knoppen vha. snuten, snur seg så rundt og plasserer eit egg i opningen. Etterpå forseglar ho opningen vha. ekskrement. Knoppen utviklar seg ikkje til blome, men til ein rustbrun, klubbeforma struktur. Rødkløversnutebille (Apion apricans) og kvitkløversnutebille (Apion dichorum) har larvar som lever i blomen på høvesvis rødkløver og kvitkløver. Larvane et på frøanlegga i desse blomane. Ertesnutebille (Sitona lineatus) lever på planter i erteblomstfamilien, særleg erteplanta. Larvane hos denne billa lever på røttene og gneg m.a. på bakterieknollane. Dei vaksne billene dannar halvmåneforma gnag i bladkantane.

Smellarane er kjente for sine karakteristiske smell-lydar. Desse billene har eit svært bevegeleg ledd mellom 1. og 2. brystledd. På brystsida i midtlinja rett bak frambeina, er det utvikla ein kraftig tapp, som normalt vender rett bakover. Over tappen er det ei tilsvarande grop i kroppsoverflata. Opninga til gropa er så trang at til vanleg står tappen fastkila i opninga. Når dyret fell på ryggen, bøyer det framparten oppover i det bøyelege leddet mellom 1. og 2. brystledd. Dermed sprett brått tappen inn i sjølve gropa med eit smell. Totalverknaden av dette er at dyret sprett høgt opp i lufta. Det snur seg så i lufta og landar på beina. Døme på smellar: Stripet kornsmellar (Agriotes lineatus).

Larvane til smellarar bit av planterøter og kan gjere stor skade både på eng og i åker og hage.

Blautbillene har forholdsvis tynne og mjuke dekkvenger, derfor namnet. Ein ser dei ofte på blomstrar, særleg skjermplanter, der dei fangar andre blomsterinsekt. Nyare forsking har vist at desse billene fangar skadeinsekt i hagen og dei er såleis nyttedyr.

Oljebiller manglar flygevenger, og dekkvengene er korte dvs. betydeleg reduserte. Dei er heller ikkje flinke til å springe, men vernar seg mot fiendar ved at dei skil ut ut blod frå beinledda når dei blir skremte. Dei smakar vondt og inneheld giftstoffet kantaridin, slik at fugle og andre fiendar fort lærer at oljebiller ikkje er god mat. Ein bør heller ikkje ta oljebiller opp i handa, då den giftige blodvæska som dei då skil ut vil kunne gje sår og blemmer på huda. Familien som oljebillene tilhøyrer, vert av denne grunnen kalla plasterbiller. Oljebillene legg uvanleg mange egg, opp til 10 000. Desse vert lagte porsjonsvis i groper i jorda nær planter med utsprungne blomar. Det kan vere opp til 1000 egg i kvar grop. Årsaka til det store eggtalet hos oljebiller er at larvane har ei komplisert utvikling, der sjansen for å lykkast er svært liten. Larven som kjem ut av egget, er berre nokre få millimeter lang og har hard og sterk hud. Den er slank og livleg med velutvikla bein med 3 kraftige klør på kvar fot og vert derfor kalla triungulinlarve. Den klatrar umiddelbart opp på krona på på vårplanter, særleg korgplanter t.d. løvetann. Larven prøver instinktivt å hoppe opp på alle objekt som kjem nær den. Når eit insekt landar på blomen, hoppar triungulinlarven såleis opp på dette og blir så frakta av garde. For at triungulinlarvar hos norske artar skal overleve, må dei komme over i bolet til ei villbie dvs. einsleg bie. I praksis skjer transporten til eit slikt bol ved hjelp av denne typen bier. Larvar som har hoppa opp på t.d. blomsterfluger, humler, tambie osv. kjem såleis ikkje over i eit slikt bol, og bukkar dermed fort under. Larven er nemleg avhengig av å få ete villbiegg for å kunne utvikle seg vidare. Dei ytterst få triungulinlarvane som hamnar i bolet til ei slik bie, skifter hud etter eggmåltidet, og vert forvandla til ein tjukk, mjukhuda, roleg larve (maddik) med korte, svake bein. Denne larvetypen lever av honning og pollen i biebolet. Ei slik endring av larvetype med omsyn til utsjånad og levemåte vert kalla hypermetamorfose. Denne larvetypen utviklar seg så gjennom 3 stadium. I tillegg inngår det ein kvilefase (skinnpuppestadium) om sommaren før siste larvestadium. Til slutt vert det danna vanleg puppe som overvintrar. Når puppestadiet er ferdig neste vår, kryp den fullt utvikla oljebilla ut av puppa, og ein ny syklus kan starte opp. Total sett er larveutviklinga hos oljebiller langt meir sjanseprega og komplisert enn hos dei fleste andre insekt her i landet.

Kortvengene eller rovbillene har karakteristiske korte dekkvenger. Dyra er nattaktive og gøymer seg om dagen. Ein reknar at i norske åkrar er det 10-80 rovbilleindivid per kvadratmeter overflate. Rovbillene lever i stor grad av andre insekt, m.a. skadeinsekt og er såleis nyttedyr.

Bukkane har karakteristiske lange antenner som oftast er bøygde bakover. Desse billene er ofte store med særeigne fargemønster. Dei lever på og av planter og tre. Blåbukk (Callidium violoceum) lever i skogen. Larveutviklinga tek eitt eller to år. Larven lever mellom barken og veden i tørt trevirke av gran og furu. Når den er ferdig utvikla, gneg den ein 3-5 cm lang og skrå tunnel inn i sjølve veden der den lager eit puppekammer. Ferdig utvikla blåbukk gneg seg ut gjennom eit ovalt flygehol i barken. Blåbukk kan gå til åtak på materialar i hus dersom det er barkrestar igjen på materialane. Dette gjeld også materialar med barkrestar bak t.d. kledning og panel. I sistnemde tilfelle vil eventuelle flyghol bli danna i kledningen eller panelen. Lauvtrebarkbukk (Phymatodes testaceus) har liknande levevis som blåbukk, men larvane lever i eik og bjørk. Dei vaksne lauvtrebarkbukkane har varierande farge, frå gulbrunt til blåleg. Rød blomsterbukk (Leptura rubra) har larvar i fuktig trevirke av gran og furu. Larvane lever i splintveden og brukar minst 2 år på utviklinga. Dei vaksne hannane er mindre enn hoene og har svart halsskjold og okergule dekkvenger. Dei sit ofte på blomster, særleg på skjermplanter. Hoene er større og har raudt halsskjold og dekkvenger. Rød blomsterbukk er normalt ikkje skadedyr i hus då denne arten ikkje legg egg i tørt trevirke. Husbukk (Hylotrupes bajulus) er det mest skadeleg insektet i trevirke i Norge. Larvane kan t.d. gnage heilt sund bjelkar og standarverk i eit hus. Til vanleg gneg larvane ikkje heilt ut til overflata av materialet, og det kan såleis ta lang tid før åtaket vert oppdaga. Arten finst først og fremst i kystområda frå Larvik til Kristiansand og i einskilde indre fjordstrøk på Vestlandet, t.d. rundt indre Sognefjorden og indre fjordstrøk på Møre.

Barkbiller: I Norge finst det 65 artar barkbiller, medan det totale artstalet i verda er 6200. Dei aller fleste artar fungerer som nedbrytarar av døde tre, men nokre få promiller av artane kan gå til åtak på friske tre og drepe desse på kort tid. Stor granbarkbille (Ips typographus) er eit døme på ein tredrepande art. Slike artar kan berre drepe tre når dei har svært høgt individtal. Det kan imidlertid oppstå svært store populasjonar av slike artar i vindfelt tømmmer. På friske tre kan dei så gjere skade på følgjande to måtar: 1) larvane gneg sund innerbarken på trea, som såleis blir ringbarka. Rota får dermed ikkje lenger tilført sukkerstoff og vil på sikt dø. 2) dei vaksne billene infiserer veden i treet med sopp, særleg blåvedsopp, som veks inn gjennom veden og øydelegg vedrøra. Vasstransporten frå rot til krone stansar dermed opp og treet tørkar ut i løpet av nokre veker. Til vanleg er det stansen i vasstilførsla som er den direkte årsaka til at treet dør. Høgt individtal fører såleis hos desse billene til auka mattilgang, og dette er kanskje forklaringa på den eksplosive populajonsveksten hos desse artane. Trea forsvarar seg imidlertid mot billeåtak, ved å ha kvae lagra i tynne kanalar i barken og ved at celler rundt skadestadane produserer store mengder kvae så snart skaden oppstår. Både vaksne biller og larvar kan blir innesperra eller drukne i kvae.

Borebiller: Stripa borebille (Anobium punctatum) finst over heile landet, men er i særleg grad utbreidd i kyststrøka på Vestlandet der den blir kalla mått. Larvane trivst best i materialar av mjuk ved t.d. gran og furu, men trivest og godt i bjørk. Dei kan gnage både i splintved og kjerneved og trivst særleg godt i fuktige rom som kjøkken og kjellar. Larveutviklinga tek 3-4 år, medan dei vaksne billen berre lever i eit par veker. Larvane kan gjere betydeleg skade både på huskonstruksjonar, møblar, pyntegjenstandar og utstyr. Vaksne individ av A. punctatum er 2,5-4 mm lange. Stripa borebiller trivst best ved temperatur 22-23 oC, men kan også utvikle seg sterkt ved langt lågare temperaturar. Langs kysten av Vestlandet kan såleis denne billa også gjere betydeleg skade utandørs. Det finst i dag middel som kan smørjast over t.d. møblar o.l for å gjere dei måttfrie. Slike middel tek også sikte på å hindre reinfeksjon.

Tovenger

Hos tovengene er berre det fremste vengeparet utvikla. Det bakerste paret er kølleforma og fungerer som balanseorgan. Spiss, stikkande eller mjuk, bevegeleg munnsnabel. Store fasettauge. 2500 artar i Norge (90 000 artar i heile verda).

Krakteristisk for larvane er at dei manglar både gangbein på bryststykket og vorteføtter på bakkroppen. Fullstendig forvandling.

Tovengene kan delast i 2 grupper: mygg og fluger. Mygg har minst 6 ledd i kvar antenne, medan fluger har 3 ledd (men ytterleddet har her ofte ringar med uskarpe grenser).

Figur 34. Tovengene har berre eitt vengepar. Det bakerste vengeparet er blitt utvikla til balanseorgan. Mygg og fluger høyrer til denne gruppa.

Mygg: Stankelbeinane er dei største myggane. Dei har svært lange, tynne bein og er vanlege i vegetasjonen. Det finst om lag 100 artar stankelbein i Norge. Mest kjent er myrstankelbein (Tipula paludosa). Larvane hos denne arten gneg på røtter, rothals og spirer av korn og mange grasartar. Den går også til åtak på kål, gulrot o.l.

Stikkemyggane har snabelforma munnparti. Denne er utvikla til eit stikkeorgan hos hoa, som er blodsugar. Hannen lever av plantesaft. Larvar i vatn. 30 artar i Norge.

I tropiske områder spreier stikkemyggar farlege sjukdomar hos menneske t.d. malaria (eincella parasitt), gul feber (virus) og elefantsyke (rundorm). Det finst 3 familiar med blodsugande mygg: stikkemygg (Culicidae), bitemygg (Ceratopogonidae) og knott (Simulidae). Larvane lever i ferskvatn og dei vaksne insekta er knytt til dammar, innsjøar eller elvar. Det er berre hoene som sug blod, og dei treng til vanleg eitt blodmåltid for kvar egglegging. Berre artar hos stikkemygg har stikkande sugeapparat. Bitemygg og knott bit hol i huda vha. kjevane og slikkar så i seg blod. Hos mange av artane lever larvane i stor grad av bakteriar og eincella algar og slike artar har derfor eit langt høgare individtal i og rundt næringsrikt vatn enn i reint vatn. Auke i myggplaga langs eit vassdrag kan såleis skuldast auka forureining i området.

Fjørmyggane har reduserte munndelar og tek ikkje til seg næring som vaksne insekt. Dei bit\stikk såleis ikkje. Karakteristisk kjenneteikn hos hannane er store, fjørforma antenner som m.a fungerer som høyreorgan. Larvar i vatn. Ein del fjørmyggartar er svært hardføre, og av vengeinsektene er det desse myggartane som lever nærmast polområda på jorda.

Fluger: Kleggane har stikkande munndelar, og hoa er blodsugar. Auga er store og dekkjer det meste av hovudet. Blindingane høyrer til same gruppe som klegg. Larvar i fuktig jord eller i vatn.

Blomsterflugene vert også kalla svevefluger, då dei har evne til å stå stille i lufta. Dei har oftast gule og svarte teikningar på kroppen og liknar såleis på kveps eller bier, dvs. dei har varselfargar. Dette er såleis eit døme på mimikry (etterlikning) dvs. at ein organisme utan forsvarsvåpen har form og fargar som liknar på organismar med forsvarsvåpen. Blomsterflugene har larvar i vegetasjon eller vatn. Generelt lever bolomsterflugelarvar i vegetasjonen av insekt, særleg bladlus og er såleis nyttedyr. Dei vaksne blomsterflugene lever i stor grad av nektar og pollen og spelar dermed ein stor rolle ved bestøving av tre og urter både i skog, dyrka mark og hagar. Nyare forsking har vist at i eplehagar får blomane oftare vitjing av blomsterfluger enn av bier, og dei er truleg her dei viktigaste bestøvarane. Dei ymse artane synest å vere tilpassa spesielle plantegrupper. Artar med lang sugesnabel er såleis tilpassa å leve av pollen og nektar i plantar med djupe og trange blomar, t.d. planter i leppeblomstfamilien. Også planter og tre utan nektar vert i stor grad besøkte av blomsterfluger, og dei spreier derfor pollenkorn også hos slike vokstrar.

Blomsterflugene er av fleire grunnar godt eigna som studieobjekt i skulen:

1) Dei er svært vanlege ute i naturen på varme solskinnsdagar dvs. det er lett å finne denne typen insekt på t.d. ei studieutferd.

2) Dei sit ofte på blomane og kan ofte lett fangast vha. insektfangebeger.

3) Dei har kraftige fargar som endrar seg lite ved preparering og tørking

4) Årenettet på vengene er relativt enkelt, tydeleg avgrensa og med eigenskapar som er karakteristisk for insekter i blomsterflugefamilien.

5) Dyra har spesielt store og kraftig farga auge.

6) Det er etter måten lett å observere dei ymse karakteristiske eigenskapane hos desse insekta i binokularlupe med overlys.

I tillegg kan elevane få eit inntrykk av det enorme artsmangfaldet (biodiversiteten) hos virvellause dyr generelt og hos insekt spesielt. I alle høve bør dei få kunnskap om at dei aller fleste insekt ikkje har norske namn, berre latinske namn , og at namnsettinga krev tilgang på temmeleg spesialisert litteratur og stor røynsle og mykje tolmod hos den som skal bestemme dyret. Studium av diverse blomsterflugeartar kan gje elevane auka innsikt og djupar forståing for artsmangfaldet hos insekt og vanskane ved klassifiserings- og grupperingsarbeidet. Første problemstilling i etterarbeidet på insektmateriale frå ein ekskursjon kan i denne samanhengen vere å plukke ut blomsterflugene. I dag finst det norsk litteratur som ein kan nytte ved dette arbeidet: L. Sømme: Virvelløse dyr på land og i ferskvatn utgjeve i 1988. Blomsterfluger høyer inn under ordenen tovengar (diptera). Det er imidlertid om lag 100 familier i denne ordenen, mange utan norske namn, og ein har derfor nytte av bestemmingstabellen i denne boka for i det minste å verifisere at det insektet som ein studerer verkeleg er ei blomsterfluge dvs. tilhøyrer blomsterflugefamilien. Når det er gjort, treng ein imidlertid spesiallitteratur for å komme vidare. For mange insektfamilier må ein bruke engelske eller tyske bøker for vidare bestemming. Slike bøker omtalar ofte mange artar som ikkje finst i Norge, medan mange norske artar ikkje er nemde og er derfor lite høvelege i norsk skule. Når det gjeld blomsterflugefamilien er det imidlertid høveleg skandinavisk litteratur, særleg den danske boka frå 1984 , E. Torp: De danske svirrefluer, 300 sider som kun omtalar blomsterflugefamilien og dei 263 artane i denne familien som inntil 1984 var registrerte i Danmark. Per i dag er det imidlertid usikkert om alle desse artane finst i Norge, og om det finst artar i Norge som ikkje finst i Danmark. Ved bruk av sistnemde bok kan ein i først omgang finne ut kva slekt det aktuelle blomsterflugeobjekt tilhøyrer ved å bruke ein omfattande slektstabell på 10 boksider. Når slekta er bestemt, kan ein finne arten ved å bruke ein omfattande artstabell på 31 sider i same bok. For at bestemminga skal kunne utførast innan ei rimeleg tidsramme er det nødvendig med omfattande anatomiske kunnskapar om den aktuelle insektgruppe og langvarig røynsle med slikt arbeid. Til støtte for arbeidet har boka i alt fargefotografi av 112 preparerte danske blomsterfluger. For sikker endeleg bestemming av latinsk artsnamn vil det stundom vere nødvendig med nyare, norsk tilleggslitteratur, t.d. eventuelle vitskaplege publikasjonar frå norske universitet om det aktuelle emnet.

Blomsterflugene lever av nektar og pollenkorn på same måten som sommarfuglar, bier og humler. Dei vart truleg utvikla i tertiærperioden parallelt med dekkfrøa tre og planter som oppstod grunna tørt klima. Under nedisingsperiodane i kvartiær vart blomsterflugene trengt bort saman med dekkfrøingane. Då isen var smelta kom dei tilbake igjen saman med vegetasjonen.

Artssamansettinga i blomsterflugesamfunna og storleiken på einskildpopulasjonane endrar seg også i dag i takt med endringar i dekkfrøingssamfunna. Artar som er knytt til t.d. gamal skog, forsvinn når denne vert skjøtsla på moderne måte. På den andre sida vert det kraftig auke i individtalet hos artar som er knytt til ei spesiell vertsplante, når denne vert dominerande i eit område t.d på ei hogstflate. Mennesket sin påverknad av plantemiljøet har såleis også stor innverknad på smådyr som t.d. blomsterfluge i skog og mark.

Hos nokre av blomsterflugeartane varer larveperioden mindre enn 10 dagar, medan den hos andre kan vare i mange månader. Generelt er lengda på larveperioden innan kvar blomsterflugeart sterkt temperaturavhengig. Hos ein del artar går larveperioden over i ein kvileperiode (diapause) før puppa vert danna. Kvileperioden varer hos nokre få artar fram mot 1 år. Etter at puppa er danna, skjer til vanleg utviklinga raskt. Hos nokre blomsterflugeartar kan ein alt etter 7-8 dagar sjå kroppsinndelinga dvs. hovud, bryststykke og bakkropp på insektet gjennom puppehylsteret. Etter om lag 10 dagar kan ein også sjå dei karakteristiske gule stripene på bakkroppen. På dette tidspunktet oppstår det gjerne også ei sprekksone framme på puppehylsteret. Den fullt utvikla blomsterfluga pressar opp sprekka og kryp ut av hylsteret. Sjølve frigjeringa frå hylsteret skjer etter måten rakst, ofte i løpet av knapt eitt minutt.

Vanleg husfluga (Musca domestica) er den aller vanlegaste fluga innandørs. Den har velutvikla sugesnabel og brukar denne til å suge opp næring t.d. frå syltetøy, smør, brødbitar o.l. Larvane lever til vanleg i husdyrgjødsel, men dei kan også trivast i kjøkkenavfall o.l. Liten husfluge (Fannia canicularis) er også vanleg innandørs, t.d. rundt lyspærer. Larvane lever i svært våte, morkne tømmerstokkar t.d. i gjødselbingar. Hos stikkfluga (Stomoxys calcitrans) er snabelen omforma til stikkeorgan. Den sug blod først og fremst frå ku og gris, men kan også stikke menneske. Larvane lever i gjødsel.

Spyflugene legg til vanleg egg (spy) i døde dyr. Larvane lever i og av kjøtet i slike kadaver. Når dei er utvaksne, kryp dei ned i jorda og vert omforma til puppe. Dersom dei ikkje finn fram til jord, kan dei krype langt avgarde. Larvar i t.d. død fugleunge eller død mus i husvegg kan såleis krype inn i romma i huset i store mengder når dei er klar for puppedanning. Fleire artar legg egg i meitemakkgangar, og larvane gneg seg inn i meitemakken og et den opp innanfrå. Vaksne insekt av den blåsvarte spyfluga Calliphora erythrocephala og den grønt metallskinnande gullfluga Lucilia sericata kan også stundom opphalde seg innandørs.

Stor kjøttfluge (Sarcophaga carnaria) kjem ofte inn i hus. Den legg egg i døde dyr på same måten som spyfluger. Kjøttfluger har eit karakteristisk sjakkbrettmønster på oversida av bakkroppen.

Gjødselflugene er store og gulfarga. Dei lever på og ved ekskrement særleg frå ku, hest og menneske der dei jaktar på andre insekt i området. Dei legg også egg på ekskrementa. Larvane lever ikkje av ekskrement, men av andre insektlarvar i ekskrementa.

Ein del flugeartar og mange myggartar dannar gallar på blad.

Hos fleire flugefamiliar er artane tilpass å fange og ete andre insekt, t.d. hos familiane snappefluger (Rhagionidae), rovfluger (Asilidae) og dansefluger (Empidiadae). Hos andre flugefamiliar er artane parasittar. Artane i familiane kvepsfluger (Conopidae), augefluger (Pipunculidae) og snyltefluger (Tachinidae) har såleis larvar i andre insekt. Kjerrflugene (Sciomyzidae) har larvar i sneglar på land og i ferskvatn, medan bremsane (Oestridae) og magebremsane (Gasterophilidae) har larvar hos pattedyr.

Fleire flugeartar er skadedyr på kulturplanter. Larvane hos timoteifluger (Nanna armillata og N. flavipes) gneg på akset hos timoteiplanta. Begge timoteiflugeartane finst over heile landet opp til 1000 m over havet. Gulrotfluge (Psilia rosae) er utbreidd over heile landet med unntak av Finnmark. Larvane gneg gangar i røtene på planter i skjermplantefamilien, særleg hos gulrot. Lita kålfluge (Delia radicum) og stor kålfluge (D. floralis) er begge utbreidde over heile landet. Larvane lever i røtene hos kålrot og nepe og kan gjere stor skade på desse. Vanleg fritfluge (Oscinella frit) finst over heile landet. 1. generasjon fritflugelarvar lever på grasplanter eller unge kornplanter. 2. generasjon fritlugelarvar lever av sjølve korna på kornplanter, særleg hos havre. Ein eventuell 3. generasjon av slike larvar lever på gras.

Hinnevengene

Desse insektene har 2 par stive, hinneaktige venger. Bakvengene er kortare enn framvengene. Hinnevengene er enno ikkje grundig utforska i Norge, men det finst truleg fleire tusen artar her i landet.

Hinnevengene blir delte i to grupper: Plantekvepsar og stilkkvepsar. Fullstendig forvandling. Larvane har 3 par gangbein på bryststykket og minst 6 vorteføtter på bakkroppen.

Plantekvepsane har ikkje innsnerving ved basis av bakkroppen. Hoene har til vanleg eit kraftig eggleggingsrør og stikk dette inn i plantestenglar eller treverk og legg egga der. Døme: halmkvepsar og bartrekvepsar.

Stilkkvepsarne har tynn stilk mellom bryst og bakkropp. Sjølve stilken består av 1. og 2 bakkroppsledd.

I stilkkvevsgruppa er det mange parasittar. I familien Ischneumonidae er dei fleste artane parasittar på larvar av mott, fivreld, sommarfugl, svermar, nattfly o.l. Dei stikk til vanleg eggleggingsrøret inn i larven og legg egga der, eller dei legg egga ved larven. Når kvepselarvane er klekte, byrjar dei å ete på verten. Det et då først dei organa som er minst livsviktige. Verten lever dermed vidare og kan ta til seg næring. Når kvepselarvane er nesten fullvaksne, et dei dei livsviktige organa hos verten, som dermed dør. Kvepselarvane vert så omforma til pupper, som igjen gjev opphav til vaksne stilkkvepsar. Det kan bli utvikla opp til 100 stilkkvepsar frå ein stor sommarfugllarve. Ein del ischeumonidaeartar er parasittar på parasittar, dvs. dei er hyperparasittar.

Døme: Sirexsnyltaren (Rhyssa persuasoria) er ein snyltekveps om legg egg på trekvepslarvar av slekta Sirex t.d. kjempetrekveps (Sirex gigas) eller blå trekveps (Sirex juvencus) Trekvepslarvane lever imidlertid i bartre og er såleis parasittar på slike tre. Sirexsnyltaren er såleis ein hyperparasitt. Ein tett bestand av hyperparasitten sirexsnyltar kan såleis verne treet mot trekveps.

Døme: Snyltekvepsen Apanteles glomeratus legg egg i larvar hos stor kålsommarfugl. Ein larve som er vert for denne parasitten, inneheld i gjennomsnitt 40 parasittlarvar. På ettersommaren kan opp til 90% av larvane hos stor kålsommarfugl innehalde larvar frå A. glomeratus.

Snyltekvepsane i familien bladlussnyltekveps (Aphidiidae) legg egg i bladlus. Normalt vert det lagt berre eitt egg i kvar bladlus. Når snyltekvepslarven er fullvaksen, dør bladlusa. Den svulmar då opp, skifter farge og får eit hardt skal. Slike skal vert kalla mumiear. Dei er ofte sølvfarga, brune eller svarte. Snyltekvepsane i denne familien er små (2-3 mm ) og er nyttedyr i åker og hage.

Kvepsane i familien Sphecidae, dei såkalla gravekvepsane, grev gangar i jorda og lagar ynglekammer innerst i gangen. Det er hodyret som utfører denne gravinga og etterpå fangar ho t.d. ein insektlarve som vert bedøvd, men ikkje drepen. Ho plasserer den bødøvde larven i ynglekammeret og legg så eit egg på den. Så snart avkommet er klekt, byrjar det å ete på den bedøvde larven.

Gullkvepsane (familie Chrysididae) har imidlertid spesialisert seg som parasittar på larvar av m.a. gravekvepsar. Gullkvepsarten eldkveps (Chrysis ignita) legg egg i ynglekammera til gravekveps. Eldkvepslarven et på både den opprinnelege provianten i kammeret dvs. bedøva insektlarve og gravarkvepslarven.

I familien Cypnidae, gallkveps, er dei fleste artane parasittar på planter. Egga blir då lagde i vevet på blad på tre eller planter. Eik er særleg utsett for parasittar av denne typen. Den nyklekte larven skil ut stoff som får plantevevet rundt larven til å vekse sterkt og det vert danna ein galle. Denne gjev både vern og mat for larven. Sume artar i denne familien produserer ikkje gallar sjølve, men legg egg i gallar som tilhøyrer andre artar. Når larvane blir klekte, byrjar dei å ete på gallevevet, eventuelt på larven som "eig" gallen. Også artar hos ein del andre stilkkvepsfamilier (t.d. familien gullkveps) er parasittar eller hyperparasittar når dei er i larvestadiet.

Maurane er stilkkvepsar, og har som kjenneteikn at det oppå stilken er 2 knutar eller vertikale skal. Nokre artar har maursyrekjertel i bakkroppen, t.d. skogsmaur som dannar store tuer med opp til fleire hundre tusen individ. Stokkmaur (Camponotus herculeanus) er den størst maurarten her i landet. Hovudet og bakkroppen er mørk hos denne arten, medan bryststykket og stilken er brunleg. Stokkmaur har store og kraftige kjevar og lever i gamle tre og stubbar. Dei kan imidlertid også gå til åtak på både morkne og friske trematerialar i hus og hytter. Svart jordmaur (Lasius niger) er den maurarten som er vanlegast innandørs. Den bur i jorda, men kjem inn i huset for å få fatt i søte saker. Svart tremaur (Lasius fuliginosus) er noko større enn L. niger, og er skinnande svart. Den har reir i døde tre eller stubbar. Imidlertid kan dei også slå seg ned i fuktige bjelkar og bord på eller i hus og gnage ut tunnelar og holrom i desse. Skogmaur (Formica rufa) lever i skogen der den byggjer store tuer av barnåler og andre planterestar over eit underjordisk gangsystem. Ofte er fram mot ein halv million arbeidarar knytt til ei slik tue. Eitermaur (Myrmica rubra) har tue under steinar og stokkar. Arten er velkjent då den har stikkebrodd og kan gje smertefulle stikk.

Stikkvepsane, humlene og biene har kjertel bakerst i bakkroppen som produserer giftige protein og enzym. Eggleggingsrøret er omforma til stikkebrodd. Når insektet stikk, sprøyter det giftstoffa gjennom brodden og inn i såret. Ved egglegginga kjem egga ut ved basis av brodden. Ein del artar hos desse insektene dannar samfunn. Med unntak for tambie, er desse koloniane eittårige, og det er berre dronningar som overlever vinteren, og dannar nye samfunn neste vår. Desse har sædceller i sædblæra. Dei befrukta eggcellene blir til hoer, medan ubefrukta eggceller blir til hannar. Hos tambiene overvintrar heile samfunnet.

Stikkvepsane er for det meste rovdyr som lever av mindre insekt. Det finst fleire artar stikkveps i Norge. Jordkveps (Vespula vulgaris) har ankerforma teikning i panna, medan tysk kveps (Vespula germanica) har 3 fargeflekkar i panna. Hos rød kveps (Vespula rufa) er 1. og 2. bakkroppsledd rødfarga. Dei tre nemnde kvepseartane har bol i jord. Norsk kveps (Dolichovespula novegica) og saksisk kveps (Dolichovespula saxonica) derimot, byggjer fritthengande bol.

Humlene lever av pollen og nektar. Det finst fleire humleartar i Norge. Jordhumle (Bombus audax) har 2 gule eller gulraude kroppsringar og grått parti bakerst. Steinhumle (Bombus lapidarius) har raudleg parti bakerst, og hannen har også eit gulaktig parti på ryggsida av bryststykket. Åkerhumle (Bombus pascuorum) har ofte gulraudt parti bakerst og ein ring med same farge lenger framme på bakkroppen. Ryggsida av bryststykket har til vanleg også denne fargen.

Både humler og bier har mykje hår på kroppen. Håra har varmeisolerande verknad slik som hos pattedyr. Kroppstemperaturen hos desse insekta kan derfor stundom vere høgare enn lufttemperaturen.

Honningbiene lever i store samfunn. Ofte kan det vere 50-75 000 bier i ei kube. Dronninga i bikuben legg opp til 1500 egg per døgn i yngletida. Etter 3 dagar vert egget klekt og etter ytterlegare 6 dagar har larven auka vekta si om lag 500 gonger og den forpuppar seg. Etter ei tid kjem så ei fullt utvikla, vaksen bie ut av puppa. Denne er til vanleg ei hobie som fungerer som arbeidar i bisamfunnet. Arbeidarane samlar inn store mengder nektar og blomsterstøv gjennom sommarhalvåret. Den omformar nektaren til honning, og i Norge kan eit bisamfunn samle inn i gjennomsnitt 10 kg honning per kube i året. Tilsvarande tal for blomsterstøv er om lag 20 kg. Det er arbeidsdeling i bisamfunnet dvs. nokre av arbeidarane samlar berre blomsterstøv, medan andre samlar berre honning.

Biene finn fram til blomstrane ved hjelp av synet, og kjenner dei att ved hjelp av luktesansen. Det er speidarbiene i kuben som finn områda der det er blomster med mykje nektar. Heime i kuben gjev denne så beskjed til innsamlarbiene om funnet. Dersom avstanden frå kuben til funnstaden er større enn 100 meter, utfører den ein dans i ei 8-talforma bane. Midt i 8-talet vrikkar den bakkroppen frå side til side, og tal vrikk i denne delen av banen indikerer avstanden til funnstaden. 40 vrikk per minutt tyder såleis at avstanden er 100 meter, medan 5 vrikk per minutt tyder at det er 10 km til funnstaden. Er avstanden mindre enn 100 meter, vert det utført ein enklare dansetype. Mykje tyder på at biene måler ut avstandar i naturen med utgangspunkt i den energien eller kraftutfaldinga som trengst for flygeturen. Avstandane som dei oppgjev er såleis ofte betydeleg større når flygeturen skjer i motvind enn i medvind. Speidarabiene oppgjev også flygeretning frå kuben til funnstaden til innsamlarbiene. Dersom vrikkedansen skjer loddrett oppover, tyder det at innsamlarbiene skal flyge rett mot sola, dersom den er loddrett nedover skal dei flyge i retning rett frå sola.

Dersom retninga ikkje er som nemnt ovanfor, oppgjev biene om flygeretninga er til venstre eller til høgre for retninga nemnt ovanfor ved å la vrikkedansen gå skrått ut frå den vertikale bane, høvesvis mot venstre eller mot høgre. Vinkelen mellom den skrå bane og den vertikale bane er då lik vinkelen mellom kube-solretninga og kube-funnstad retning. Imidlertid så flyttar sola seg 1° kvart fjerde minutt. Dersom den nyoppdaga matkjelda er stor og rik, dansar speidarbiene med kraftige rørsler og dansen varer lenge. Det har imidlertid vist seg at i slike tilfelle justerer den dansande bia den skrå bana si retning i forhold til den vertikale line, dvs. den justerer for solforflyttinga slik at sluttinformasjonen som innsamlarbiene mottek i alle høve vert rett. Sidan dansen skjer i mørkret inne i kuba, oppfattar innsamlarbiene informasjonen ved å følge etter den dansande speidarbia, og mottek truleg informasjonen gjennom diverse hudsansar. Justering av flygeretning etter kvart som sola flyttar seg på himmelen skjer truleg vha. eit slags indre ur i nervesystemet hos speidarbia. Den justerer også for den solforflytting som skjedde då den flaug frå funnstaden til kuben dersom denne avstanden er så stor at det er behov for justering.

Figur 35. Søylediagram som viser tal registrerte artar i Norge hos dei mest kjente insektordenane. Ein reknar med at mange artar hinnevenger i Norge som enno ikkje er oppdaga..

Fleire av hinnevengartane dannar såleis samfunn dvs. dei er såkalla sosiale insekt. Karakteristisk for gruppa er at hannane utviklar seg frå ubefrukta egg og er såleis haploide, medan hoene (dronninga og arbeidarane) utviklar seg frå befrukta egg og er såleis diploide. Denne typen arvegong fører til at søstrer er meir i slekt enn mor og dotter. Ein arbeidar som er søster til dronninga har såleis i gjennomsnitt 3\4 av dronninga sitt arvemateriale, medan ei dotter av dronninga berre har 1\2 av dronninga sitt arvemateriale. Ei eventuell dotter av ein arbeidar vil såleis også berre ha halvparten av arbeidaren sitt arvestoff. Alt i alt vil arbeiden såleis kunne gje størst genetisk påverknad i populasjonen ved sjølv å vere steril og i staden stelle, mate og verne om avkommet til ei søster (dronninga). Det er blitt hevda at den spesielle arvegongen hos sosiale hinnevenger er årsaka til at dei har utvikla samfunn og blitt sosiale og at sterile hoer er arbeidarar.

Edderkopp

Hos edderkoppdyra består kroppen av 2 delar, framkropp og bakkropp med bevegeleg stilk i mellom. Der er 4 par bein på framkroppen. Dei fleste artar har 8 punktauge på hovudet, 2 av desse er oftast store. Desse gjev til saman eit vidt synsfelt. Under hovudet sit kraftige gripeklør, med open kontakt til giftkjertel som ligg framfor hjernen. Utanfor gripeklørene er det ein beinliknande struktur, pedipalp.

På buksida av bakkroppen, fremre del ved midtlinja, ligg kjønnsopningen. På kvar side av denne er det opning for boklunge. Lenger bak, ligg trakeopningar og 6 konisk forma spinnvorter, som eigentleg er omdanna bakkroppsbein. På toppen av kvar spinnvorte er det mange opningar. Når dyret spinn kjem det ekstremt tynne silketrådar ut gjennom kvar opning. Desse trådane vert så spunne saman til tjukkare og sterkare trådar. Under huda i dette området ligg silkekjertlar av ymse slag. Dyret kan derfor lage forskjellige typar silke etter behov. Dei fleste edderkoppar brukar silke til å lage sikringstråd, og til å lage silkenett rundt egga. Nokre artar lagar fangstnett.

Edderkoppane er til vanleg rovdyr og lever i hovudsak av insekt. Fordøyinga skjer i noko grad utanfor kroppen, då edderkoppen gulpar opp enzymrik tarmsaft frå midttarmen og sprøyter dette over byttet før måltidet startar. Når byttet er delvis oppløyst, vert matløysinga pumpa ned i midttarmen vha. framtarmen. Edderkoppane sitt fordøyingssystem skil seg frå tilsvarande system hos insekt, ved at der ikkje er kro og tyggemage, men eit komplisert nettverk av lange tarmgreiner som hos nokre artar også går inn i beina. Dette systemet gjev kort transportavstand mellom tarmsystem og kroppsvev. Ufordøya mat går ut av kroppen nedanfor bakkroppsspissen.

Sirkulasjonssystemet hos edderkoppar liknar i noko monn på det hos insekt, men hjartet, som ligg i bakkroppen, pumpar her blodet inn i greinete pulsårar, som så fører blodet fritt ut i vevet.

Edderkoppene har malphigiske rør slik som insekt, men ekskresjonsproduktet er ikkje urinsyre, men guanin. Dette stoffet, som er eit fast krystallinsk stoff, vert også skilt ut gjennom huda, og er da årsak til kvite mønster i denne, t.d. krossen hos krossedderkoppen.

Dei fleste edderkoppar har både lunger og trakear. Lungene er av typen boklunger, som består av bladliknane vevsstrukturar med blod i vevet og med luft mellom blada. Blodet i desse lungene transporterer såleis oksygen og karbondioksid. Rett bak lungene, ligg trakear som greiner seg kraftig opp lenger inne i kroppen. Desse leier luft direkte til vevet.

Edderkoppane er særkjønna. Kjønnskjertlane er store og ligg i bakkroppen. Hos hannane er pedipalpane oftast omforma til sædoverførande organ. Dei ymse artane har komplisert og eigenarta forplantingsåtferd. Hannen er mindre enn hoa, og ein god del av forplantingsspelet går ut på at han prøver å dempe jaktinstinktet hos hoa.

Smakssansen sit i hovudsak i svelgområdet hos edderkoppar. Elles er det over heile kroppen ulike typar kjenslesanseorgan, særleg kjenslehår med underliggjande sanseceller. 8 punktauge gjev til saman eit vidt synsfelt.

Nervesystemet er forholdsvis konsentrert hos edderkoppar, dvs. mange nerveganglion (nervknutar) har gått saman til større ganglion. Hjernen styrer først og fremst hovudet og sanseorgana der og matrøret.

Hjulspinnarane (Araneidae) lagar eit vertikalt og meir eller mindre hjulforma fangstnedd som består av både klebrige og ikkje-klebrige trådar. Krossedderkoppen er ein hjulspinnar. Mattvevarane (Linypidae) lagar teppeforma, vassrette spinnett som er støtta opp av spenntrådar og støttetrådar. Når insekt kolliderer med spenntrådane over desse netta, fell dei ofte ned på netta og viklar seg gjerne inn i desse. Mattvevarane sine nett er ikkje klebrige, og desse edderkoppane må derfor reagere raskt for å få fatt i byttet før det riv seg laus frå nettet. Nett laga av mattavevarar er svært vanlege i vegetasjonen, t.d. i graset på ei eng. Mange edderkoppar på bakken lagar ikkje slike nett, men fangar insekt ved hopping eller rask springing, t.d. hoppeedderkoppar og ulveedderkoppar.

Husedderkopp (Tegenaria domestica) er ein av dei størst edderkoppartane her i landet. Totallengda for denne arten kan komme opp i 6 cm. Den lever først og fremst i fuktige, rolege husrom t.d. kjellarrom. Den lagar uklebrige, trekantforma og vassrette spinn i t.d. hjørner i rommet. Sjølv sit edderkoppen gjerne i eit eige retrettrør innerst i hjørnet.

Vindaugeedderkopp (Ciniflo fenestralis) er vanleg i kjellarar og uthus. Karakteristisk for denne arten er såkalla spinnplate framfor spinnvortene. Silketrådar frå spinnplata vert spunne saman med silketrådar frå spinnvortene. Sjølve spinnet ligg direkte på underlaget.

Sebraedderkopp (Salticus scenicus) har kvite striper på kroppen. Den spinn ikkje fangstnett, men går på aktiv jakt. Den høyrer til familien hoppeedderkoppar, som på kattevis smyg seg inn på byttet og til slutt gjer eit kratig hopp og eventuelt slår klørne i byttet og drep det.

Det finst 520 edderkoppartar i Norge.

Vevkjerring

Vevkjerringar er forholdsvis nære slektningar av edderkoppane, men har, i motsetnad til desse, ikkje evne til å spinne eller veve. Dei manglar både silkekjertlar og spinnvorter. Namnet vevkjerring er såleis misvisande.

Desse dyra har ikkje innsnevring (stilk) mellom framkropp og bakkropp. Det sistnemnde kroppsavsnitt er leddelt. Vevkjerringar har svært lange bein. Oppe på framkroppen har dei ei vorteliknande utvekst, med eit punktauge på kvar side.

Vevkjerringar gulpar ikkje opp fordøyingsvæske slik som edderkoppdyra, men et ofte faste partiklar og fordøyer desse i midttarmen. Dyra er nærmast altetande. Ved kopulasjonen vert sødcellene ikkje overførte vha. pedipalpane slik som hos edderkoppar, men vha. penis. Egga blir lagde gjennom eggleggingsrør i humus, mose eller rote treverk.

Midd

Kroppen er todelt: framkropp og bakkropp. Dei to kroppsdelane er vakse saman, dvs det er ikkje ledd mellom dei. 4 par bein på framkroppen. Lever ofte av rotnande planterestar. Mange artar lever på planter, medan andre er rovdyr og parasittar (t.d. flått og skabb). Dei fleste er under 2 mm , og mange artar er under 0,5 mm Svært talrike i jorda. I ei eng kan det vere meir enn 100 000 midd per kvadratmeter. 30 000 artar i heile verda.

Mange middartar dannar gallar på blad. Gallmidden Eriophyes laevis er årsak til dei talrike stilka, gule eller røde gallane på oversida av oreblad. På undersida av slike blad er det ofte kvitgule til rustbrune flekkar. Desse skuldast gallmidden Eriophyes brevitarus.

Mange middartar er svært hardføre, og lever både i høgfjellet og ved polområda. I Antarktis finst det 40-50 forskjellige middartar, dei fleste har rød hud og er svært små (under 1 mm lange). Ein middart lever på ein nunatak berre ca. 400 km frå sydpolpunktet. Denne middarten vert derfor rekna for å vere det mest hardføre landdyret i verda.

Dei fleste hornmiddar (oribatidar) har ei forholdsvis tjukk og skalliknande kutikula over bakkroppen, med hornaktige utvekster som vernar hovud\bryststykket, derfor namnet. Dei er små (0,15-1,3 mm), men ofte svært talrike i mose og strølag i skogbotnen. I artiske og alpine strøk er det funne frå

(Notatside 160-167):

manglar skal. Grankonglestilkar som er vorte handsama av ekorn, er temmeleg frynsete, med forholdsvis lange trevlar i den butte enden. Tilsvarande stilkar handsama av skogmus og klatremus, manglar trevlar i den butte enden, og er generelt lite frynsete. Alt i alt gjer musene eit langt "penare" arbeid enn ekorn når dei gneg på bartrekonglar.

Ekorn gneg ein sprekk i den spisse enden på hasselnøtter, og stikk så framtennene i underkjeven inn i sprekka. Dei kløyver så nøtta på langs og et kjernen. Skogmus og klatremus gneg eit forholdsvis stort, rundt hol i skalet og gneg så på kjernen. Musene kløyver såleis ikkje nøtta på langs.

Hasselnøtter med uregelmessig opning er hakka sund av fugl, t.d. spetter. Grankonglar med skal som spriker i mange retningar, er også handsama av spetter. Store hol i maurtuer skuldas grønspett, som et maurpupper i tua.

Ekskrement er velkjente dyrespor, med karakteristisk form, innhald og farge. Rovdyra har avlange, bølga ekskrement der eine enden er trekt ut til ein spiss. Ofte er det hår frå byttedyra i ekskrementa. Grasetarar har ofte runde eller ovale ekskrementperler, med jamn overflate og gulaktig farge. Ofte er der mykje korte grasstrå i ekskrementa frå desse dyra. Hareperlene er oftast runde, medan perlene frå hamsterdyr som markmus og lemen er ovale. Ekskrementa frå ekte mus som skogmus og klatremus er også avlange, men overflata er noko ujamn. Eine enden er såleis ofte uttrekt til ein spiss.

Ekskrementa frå orrfugle og rype er sylinderforma og svakt boga. Om vinteren er dei tørre og faste og består av større og mindre plantedelar. Fargen er ofte gulbrun eller mørkebrun, og dei er såleis lett synlege på snøen.

Rovfuglar gulpar opp ufordøyelege matrestar t.d hår, hornmateriale, bein og stein. Ofte legg dei frå seg eit par oppgulp per dag. I ugleoppgulpa er det alltid mykje skjelettstrukturar frå byttedyra, då fordøyingsvæskene hos desse fuglane ikkje løyser opp bein. I oppgulpa frå t.d. haukar er det til vanleg ikkje bein, men mykje hår. Også måkar, kråke og skjor produserer oppgulp.

Vasskrinsløpet

Vatn dampar opp frå jord, innsjøar, elvar og hav. Det er energi frå sola som varmar opp vatnet slik at det dampar. Når lufta med vassdamp stig til vers, vert den avkjølt, då temperaturen i gjennomsnitt går ned med 0,6 ° C for kvar 100 m oppover. Vassdampen vert då kondensert til ørsmå dropar som danner skyer. Når skyene vert ytterlegare avkjølte, t.d. når dei vert pressa over høge fjell, feller det nedbør frå skyene og ned på landoverflate eller havet. Vatnet i nedbøren kan så igjen dampe opp osv. Vi ser at vatnet går i eit krinsløp. Dette var i utgangspuktet eit ikkje-biologisk krinsløp, då krinsløpet fungerte lenge før det var liv på Jorda. Alle levande organismar inneheld imidlertid store mengder vatn, og dette er i dag ein del av vasskrinsløpet. T.d. drikk dyra og menneska vatn og skil ut vatn gjennom lunger, hud (sveitting) urin urin og ekskrement. Vatnet frå dyra og menneska kan så fordampe og i neste omgang vere ein del av nedbøren. Også vegetasjonen tek opp og skil ut store mengder vatn som er ein del av vasskringsløpet.

Figur 36. Skisse som viser vasskrinsløpet. Vatn dampar opp frå elvar, innsjøar, hav, jord, plantar og dyr. Når den fuktige lufta blir avkjølt, vert det danna skyer og eventuelt nedbør. I gjennomsnitt minkar temperaturen med 0,6 ° C for kvar 100 meter oppover. Dersom temperaturen er 12 grader i låglandet kan den såleis vere berre 4,8 ° C i 1200 meters høgde. Dersom det ligg isbrear på fjellet slik som vist på figuren, er temperaturen gjerne endå lågar t.d. 2 ° C. Skyer som blir pressa opp og over fjellet vert såleis kraftig avkjølte, og det blir nedbør.

I alt fell det ned om lag 269 km2 vatn på landjorda per døgn. Berre 100 km2 av dette har dampa opp frå havet. Resten har dampa opp frå innsjøar, elvar og jord. Om lag 100 km2 vatn renn så tilbake til havet att per døgn.

Oppdampinga frå havet er om lag 875 km2 vatn per døgn. 775 km2 av dette fell direkte ned att på havet som nedbør.

Vatnet i levande organismar utgjer om lag 10-5 % av det frie vatnet på kloden.

Karbonkrinsløpet

I tillegg til vatn inneheld levande organismar mykje organiske stoff. Slike stoff inneheld alltid grunnstoffet karbon. Dette er eit grunnstoff som har blitt danna i stjerner umiddelbart før supernovaeeksplosjonar. Mengda av dette stoffet er relativt avgrensa på Jorda. Det går imidlertid i krinsløp, dvs. det vert brukt om att og om at av organismane.

Figur 37. Dyra får også tilført karbon ved å ete organiske stoff, her druesukker. Dyra skil ut karbon i karbondioksid, som plantene brukar for å danne nytt sukkker. Karbon vert såleis brukt om att og om att, dvs. det går i eit krinsløp - karbonkrinsløpet.

I utgangspunktet var det mykje (minst 10%) karbondioksid, CO2, i atmosfæren. Då algar og planter kom til, byrja nedtaket av karbon frå atmosfæren ved at dei tok opp karabondioksid ved fotosyntesen. Også skaldyr tek opp karbondioksid, som dei brukar ved skalproduskjonen. I tidenes løp har svært mykje av det atmosfæriske karbonet i karbondioksid blitt lagra i fjellgrunnen i kol, olje gass og karbonat. Elles skil levande organismar inklusiv dei fleste bakteriar og sopp, ut karbon i form av karbondioksid ved andinga. Skal frå skaldyr gjev frå seg karbondioksid når dei løyser seg opp. Karbon går såleis i eit krinsløp. I dag inneheld atmosfæren 0,0355% karbondioksid, medan tilsvarande tal i 1850 var 0.029%. Auken skuldast først og fremst brenning av kol, olje og gass, men også redusert fotosyntese pga. avskoging.

Nedtak av karbon frå lufta

1) Ved fotosyntese i alle cyanobakteriar/algar\plantar\tre med klorofyllkorn.

2) Skaldyr tek ned karbondioksid for å lage skalstoff (kalsiumkarbonat)

Tilbakeføring av karbon til lufta

1) Ved anding hos alle levande organismar

2) Ved rotning og gjæring

3) Ved fysisk brenning

Figur 38. Skjematisk framstilling av hovudkomponentane i karbonkrinsløpet. Plantane tek opp karbondioksid og dermed karbon under fotosyntesen. Både dyr og plantar skil ut karbon ved andinga.

Karbonressursane på jorda i 1012 tonn:

I karbonat i sediment:.......................60 000

I karbonat i havvatn......................... 42

I organiske stoff

i sediment, særleg

leirskifer...................................15 000

I uttakbart fossilt

brensel....................................... 4,0

I dødt organisk materiale

i jordsmonnet, m.a.humus....................... 3,0

I atmosfærisk karbondioksid.................... 0,72

I levande organismar.......................... 0,56

Ut frå tabellen ser ein at det berre er ein ørliten del av karbonet på jorda som går i krinsløp.

Nitrogenkrinsløpa

Grunnstoffet nitrogen, har, slik som karbon, blitt danna i stjerner rett før supernovaeeksplosjon. Det er mykje nitrogen i atmosfæren (78%). Det finst i molekylær form (N2), og det er trippelbinding i molekylet (Nº N). Det krevst mykje energi for å bryte ei trippelbinding dvs. for å framskaffe frie nitrogenatom (N). Slike atom er imidlertid nødvendige ved produksjonen av nitrogensambindingar. I alle levande organismar er nitrogensambindingar svært viktige stoff. T.d. er alle aminosyrene nitrogensambindingar. I tillegg inneheld både DNA og RNA store mengder med nitrogensambindingar. Opphaveleg var det uorganiske nitrogensambindingar i jordskorpa. Desse var av abiotisk opphav, m.a. vert det produsert slike sambindingar ved lynutladning og i vulkanar. Det vart likevel etter kvart nødvendig at dei første organismane på jorda lærte seg ein teknikk for å bryte trippelbindinga i atmosfæriske nitrogenmolekyl. Dette er ein særs vanskeleg og komplisert prosess, men til slutt var det nokre bakteriar og cyanobakteriar som greidde å kløyve nitrogenmolekyl og dermed å byggje nitrogensambindingar som t.d. aminosyrer. Dersom denne teknikken ikkje hadde blitt utvikla, kunne livet i noverande form heller ikkje ha blitt utvikla. Desse organismane driv framleis med det nitrogenmolekylkløyving og framskaffar såleis nitrogen i brukbar form for alt anna liv. Det er også utvikla seg mikroorganismar som kan omforme nitrogensambindingar til molekylært nitrogen. Nitrogen går såleis i eit krinsløp mellom atmosfære, organismar\jordsmonn og atmosfære. Vi kallar dette for nitrogenkrinsløp nr. I.

Figur 39. Hos planter i erteblomstfamilien er det til vanleg mange rotvorter på røtene. Inne i desse vortene lever ein mikroorganisme som tek opp nitrogen (N₂ ) frå lufta og produserer ammoniakk (NH₃ ), som blir brukt ved aminosyreproduksjonen. Planta får nitrøse sambindingar frå mikroorganismen, medan denne får sukkerstoff, vatn og "husrom" hos planta. Planta og mikroorganismen lever såleis i symbiose. 

Krinsløp I

Nedtak av nitrogen frå lufta

1) Cyanobakteriar i lav eller frittlevande tek opp nitrogengass og lagar nitrogenhaldige sambindingar.

2) Bakteriar i rotvorter på planter i erteblomstfamilien (t.d. kløver) tek opp nitrogengass og lagar nitrogenhaldige sambindingar.

3) Strålesopp i rotknollar på gråor og svartor tek opp nitrogengass og og lagar nitrogenhaldige sambindingar. Tilsvarande mikroorganismar i liknande knollar på røtene hos pors og tinnved driv også med opptak og omforming av molekylært nitrogen.

4) Ved lynutladning vert noko nitrogengass omforma til nitrat.

Det biotiske opptaket skjer truleg ved følgjande reaksjon:

8 H+ + 8 e- + N2 ® 2 NH3 + H2

Reaksjonen vert katalysert av enzymet nitrogenase. Dette enzymet inneheld molybdenion og fungerer berre under anaerobe forhold. Som likninga viser vert det også produsert hydrogengass i denne prosessen. Denne gassen kan så i neste omgang nyttast av hydrogenbakteriar som omtala i kapittel I. Ammoniakk vert inkorporert i organiske sambindingar i cellene og det vert danna aminosyrer som så kan fungerer som byggjesteinar i eggekvitestoff.

Tilbakeføring av nitrogen til lufta

Denitrifiseringsbakteriar i jord kan omforme ammoniakk, nitritt eller nitrat til nitrogengass, som så strøymer tilbake til atmosfæren. Det finst ei rekkje slike bakteriar som kan utføre desse reaksjonane.

Slike bakteriar vert også dyrka i biologiske reinseanlegg der dei fjernar nitritt og nitrat frå vatnet og produserer nitrogengass. Dei får då tilført eit organisk stoff t.d. metanol, CH3OH, som mat og forbrenninga skjer på følgjande måte:

3 NO3^- + CH3OH ® 3 NO2^- + CO2 + 2 H2O

2 NO2^- + CH3OH ® N2 + CO2 + H2O + 2 OH-

Det er også eit naturleg utslepp av dinitrogenoksyd (lystgass), N₂O, til atmosfæren. Bakterien Pseudomonas denitrificans i jordsmonnet kan utføre følgjande reaksjon:

C₆H₁₂O₆ + 6 NO₃^- ® 6 CO₂ + 3 H₂O + 6 OH^- + 3 N₂O

Denne bakteriarten kan også produsere nitrogengass, dvs. den er denitrifiserande:

5 C₆H₁₂O₆ + 24 NO₃^- ® 30 CO₂ + 18 H₂O + 24 OH^- + 12 N₂

Globalt sett er denitrifiseringa like stor som nitrogenfikseringa. Imidlertid reknar ein at det fikserte nitrogenet går lenge i krinsløpet planter/dyr- jordsmonn- planter/dyr før det blir denitrifisert. Nitrogennedtaket frå lufta er såleis berre om lag 2% av den totale nitrogenstraumen i krinsløpa.

Nitrogenet i levande organismar sirkulerer ofte mellom organismar og jordsmonn i særs lang tid utan å gå i krinsløp nr I. Eventuelt går det aldri tilbake til krinsløp nr. I. Vi seier at nitrogen sirkulerer i krinsløp nr. II.

Krinsløp II

Når planter og dyr rotnar, vert eggekvitestoffa (proteina) kløyvde til aminosyrer. Denne kløyvinga skjer først og fremst vha. enzym som har lagt lagra i cellene i det aktuelle vevet. Aminosyrene vert så omforma til urinstoff vha. bakteriar i jordsmonnet. Urinstoff vert på tilsvarande måte omforma til

ammoniakk, som er eit svært giftig stoff. Når ammoniakk løyser seg i vatn, vert det danna ammoniumion (NH4⁺ ):

NH3 + H2 O ® NH4⁺ + OH^-

Dei fleste planter kan ta opp NH4⁺ gjennom røtene.

Imidlertid gjennomgår ofte ammoniumionet følgjande bakterielle omforming:

vha. nitrittbakteriar (Nitrosomonas):

2 NH4⁺ + 3 O2 ® 2 NO2 ^- + 4 H⁺ + 2 H2O

Figur 40 Skjematisk skisse som viser bakeriell nedbrytinga av proteinhaldig materiale. For dei fleste ledd i kjeda er det ein spesialisert bakterieart som står for omforminga. Figuren viser ei rotnande plante, der proteinet i løpet av haust, vinter og vår vert nedbrote slik at ein finn igjen nitrogenet som nitrat neste vår. Dette kan så bli teke opp av vårplantene som så kan produsere sitt eige protein.

Nitratbakteriar (Nitrobacter) omformar så nitritt til nitrat slik:

2 NO2 ^- + O2 ® 2 NO3 ^-

Plantane tek så opp nitrat og brukar det m.a. til å lage nye aminosyrer.

Det er på mange måtar eit paradoks at det er nitrogenmangel i jorda då lufta inneheld mykje nitrogen (78%). Nedtaket av nitrogen er ein flaskehals, då dette er ein svært komplisert prosess som berre nokre få, primitive organismar greier å utføre. I moderne jordbruk gjødslar ein derfor jorda med nitrogengjødsel som er laga i fabrikkar. Desse fabrikkane driv såleis med nedtak av nitrogen. Den eigentlege årsaka til vanskane med å ta ned nitrogen er at det er trippelbinding i nitrogenmolekylet.

(Notatside 313):

Kapittel 10 Miljølære

I løpet av dette århundre har det skjedd særs store endringar i det globale menneskesamfunnet. Først og fremst har bruken av fossile brennstoff auka dramatisk. Denne bruken har delvis lagt grunnlaget for ei enorm industriutvikling som igjen har ført til m.a. svært stor medisinsk forsking og utvikling. Det sistnemnte forholdet er langt på veg årsaka til ei enorm auke i den humane populasjonsstorleiken. I 1900 var det globale folketalet om lag 1,6 milliardar, medan det i dag har passert 5 milliardar. Folkeauken er no på 80-90 millionar per år, dvs. 1 milliard på vel 10 år. Fossile brennstoff, industri og befolking utgjer i dag til saman eit kjempestort og utåleleg press på naturmiljøet dvs. både på den abiotiske og den biotiske naturen. Miljøet er allereie sterkt skada i mange land, og dei mest alvorleg miljøskadane er globale. Spørsmålet i dag er om menneskearten, i motsetnad til dyreartar, er i stand til å gjenopprette miljøbalanse og normal populasjonsstorleik, utan sjølv å gå til grunne eller bli sterkt desimert. Per i dag er det ingen som kan gje noko svar på dette spørsmålet.

Generelt om luftforureining

Forsking både i Skandinavia og Storbritannia viser at utbreiinga av ei rekkje planter, insekt og fugler er redusert grunna luftforureining. I tillegg er svært mange innsjøar og elvar blitt meir eller mindre fisketomme som vist nedanforr. Omfattande skogskader i mange land synest også å ha samanheng med luftforureininga. Størst er luftforureininga i storbyane, særleg i den tredje verda der utelufta har konsentrasjoar av ei rekkje stoff langt over faregrense og såleis er direkte helseskadeleg. I storbyar som Sao Paulo, Manila, Beijing, Teheran, Rio de Janeiro, Madrid, Milano og Paris har lufta 3 gonger meir forureinande stoff og støv enn det som Verda sin Helseorganisasjon (WHO) har sett som maksimumsgrense. Generelt reknar ein at 10% av bybefolkinga på jorda pustar i luft som er direkte farleg. Over 600 millionar menneske pustar inn luft som m.a. inneheld helseskadelege mengder med svoveldioksid. I mange industriland skjer det imidlertid no ei gradvis forbetring av utelufta i storbyane, medan det motsette er tilfellet i mange utviklingsland. I industrilanda, særlege på den nordlege halvkula med tette hus, er innelufta forureina av stoff i byggemateriale og frå husgrunnen. Ein kraftig auke i tal menneske med allergiar og astma i industrilanda skuldast truleg luftforureining, spesielt forureining av innelufta.

Svoveldioksid

Svovel er eit viktig stoff i alle levande organismar. Det finst praktisk talt i alle protein. Det finst derfor også svovel i kol og olje. I tillegg inneheld kol og olje betydeleg mengder svovel bunde til jern (pyritt). I råolje frå Midt-Austen er det såleis totalt 1,4-1,6% svovel, medan det er 0,1-0,4% svovel i Nordsjøoljen.

(Notatside 329-339):

Drivhuseffekten

Knapt tredjeparten (30%) av solenergien som kjem inn mot jordkula vert umiddelbart reflektert til verdsrommet frå luft (særleg skyer), hav og jord. Resten av energien vert absorbert av atmosfæren og i særleg grad jordkloden, men også denne energien

Figur 109. Kortbølga synleg lys (KS) går gjennom atmosfæren og treffer jordoverflata. Mykje av dette lyset blir kasta tilbake (reflektert) frå jordoverflata som langbølga stråling (LS), særleg av typen infrarød stråling. Ein del av denne strålinga blir reflektert tilbake mot jorda igjen av drivhusgassane. Di meir drivhusgassar det er i atmosfæren, di varmere blir såleis klimaet.

strålar før eller seinar ut i verdsrommet att. Ein ørliten del av den sistnemnde energien går gjennom næringskjedar i økosystem før den strålar ut til verdsrommet. Normalt skal såleis jordkloden og atmosfæren over tid avgje like mykje energi som dei tek opp, dvs. middeltemperaturen skal vere jamn. Det aller meste av den energien som jordkloden taper til verdsrommet vert sendt ut som usynleg varmestråling dvs. infrarød stråling. Dei såkalla drivhusgassane har det kjenneteikn at dei relativt lett slepper gjennom kortbølga stråling frå sola, medan dei hindrar at langbølga varmestråling frå jorda kjem ut gjennom atomosfæren. Ein auke i konsentrasjonen av slike gassar i atmosfæren fører såleis til temperaturstiging på Jorda.

Både vassdamp og karbondioksid absorberer opp mot 100% av infrarød stråling i bølgjeområdet 5-7 m m. Stråling med bølgjelengd 10-12 m m, blir derimot i liten grad absorberte av desse gassane. Dette bølgjeområdet vert derfor kalla det atmosfæriske vindauget. Imidlertid absorberer fleire antropogene gassar t.d. KFK-gassar, i dette bølgjelengdområdet, og slike gassar fører til spesielt kraftig auke i drivhuseffekten.

Figur 110. Bilen er ei viktig årsak til fleire forureiningstypar. Katalysator i bil har imidlertid redusert kraftig utsleppet av nitrogenoksida (NO_x) karbonmonoksid og bensinrestar frå bilar. Katalysatormaterialet er t.d. edelmetallet platina og nikkeloksid, med aluminiumoksid eller eit keramisk materiale som underlag. Katalysatoren reduserer ikkje utsleppa av karbondioksid og svoveldioksid.

Bilkatalysatoren reduserer utsleppa av nitrogenoksidar, karbonmonoksid og bensinrestar med 70-75%. I ein slik katalysator skjer følgjande reaksjonar:

NO_x + CO ® N₂ + CO₂

CO + O_{2 ®} CO₂

CH₄ + O_{2 ®} CO₂ + H₂O

Bilkatalysatoren reduserer såleis ikkje utsleppet av drivhusgassen karbondioksid (CO₂). Den påverkar ikkje i seg sjølv utsleppet av svoveldioksid (SO₂).

Den viktigast drivhusgassen i atomosfæren er vassdamp, men totalmengda av slik damp i lufta er truleg lite avhengig av menneskepopulasjonen. Andre drivhusgassar er karbondioksid, klorerte fluorkarbon (KFK), dinitrogenoksid (N2O = lystgass), metan (CH4) og ozon (O3), og mengda av desse gassane i lufta har auka sterkt i dei siste 25 åra pga. menneskeleg aktivitet og næringsverksemd.

Dei aller fleste gassar med minst 3 atom i molekylet og som finst i atmosfæren, er drivhusgassar. Desse gassane verkar slik som vindaugeglas i drivhus. Strålar frå sola slepp lett inn, medan langbølga varmestråling dvs. infrarød stråling frå jorda i liten grad slepp gjennom.

Mengda av drivhusgassar i troposfæren er i dag om lag slik (ppm=parts per million):

Karbondioksid.. ..........353,00 ppm

Metan.......................1,72 ppm

Dinitrogenoksid.............0,31 ppm

Ozon..................0,020-0,100 ppm

KFK.........................0,0012 ppm

Mengda av troposfærisk ozon varierer mykje frå dag til dag.

I 1850 var karbondioksidmengda i atomosfæren knapt 0,029 %, medan den i dag er om lag 0,035 %. Karbondioksidinnhaldet i lufta har såleis auka med ca. 20% i dette tidsrommet. 80 % av denne auken skuldast forbrenning av kol, olje og gass. 20 % skuldast avskoging.

Av karbondioksidutsleppa ved brenning av fossilt materiale stammar 40% frå kol, 44% frå olje og 16% frå naturgass.

Mengda av metan i lufta har auka med ca. 180 % sidan år 1800.

KFK-konsentrasjonen i atmosfæren vart fordobla i perioden 1975-85. Desse stoffa har per molekyl ein drivhuseffekt som er særs mykjer sterkare enn karbondioksidmolekylet.

Den såkalla klimafaktoren tek omsyn til både varmestrålingsopptak og opphaldstid i atmosfæren. Dersom ein set klimafaktoren for karbondioksid lik 1, så har andre viktige drivhusgassar følgjande faktorverdiar:

Metan (CH4)...................4,5

Lystgass (N2O)..............300

Freon-11 (CFCl3)..........10600

Freon-12 (CF2Cl2).........25300

Nitrogenoksider (NO)x........11,6

Karbonmonoksid (CO)...........2,5

Vassdamp og ozon er her ikkke tekne med grunna sterkt varierande konsentrasjon.

Heilt ny forsking indikerer at i praksis har KFK-gassane ikkje så dramatisk

verknad på lufttemperaturen som ovanforståande tabell kan gje inntrykk av pga. at desse gassane bryt ned ozon i nedre stratosfærelag noko som fører til auka utstråling av infrarøde bølger. Nedbryting av dette ozonlaget er imidlertid også eit stort og alvorleg miljøproblem som vist nedanfor.

Den globale middeltemperaturen har auka med 0,5 ° C sidan 1850. Ein trur at denne temperaturauken skuldast auken i mengda av drivhusgassar. Karbondioksidauken er truleg årsaka til halve temperaturauken. Dersom veksten i det globale utsleppet av drivhusgassar held fram slik som i dag, reknar eim med ein auke i middeltemperaturen på 0,3 ° C per tiår i dei neste hundre åra.

Ein har rekna ut at karbondioksidmengda i lufta vert ca. 0,058 % i år 2050. Det er derfor grunn til å tru at middeltsemperaturen på jorda vil halde fram med å stige (1.5 - 5 ° C). Temperaturauken vil vere størst i dei nordlege og sørlege område på jorda. Nokre overslag gjev temperaturauke på mellom 5 og 7 ° C i Norge. Nedbørsmønsteret vil endre seg og gje auka sommartørke i dei mest intensive jordbruksområda. Saman med auka fordamping, vil dette kunne redusere jordbruksavlingane i dei fleste jordbruksområda. Auka konsentrasjon av karbondioksid vil på den andre sida føre til betre vekstvilkår for algar og planter. Skoggrensa i Norge vil gå betydeleg høgare opp enn i dag og nedbørsmengda vil auke med ca. 100 mm per år.

Det er 52 ganger større konsentrasjon av uorganisk karbon i havet enn i lufta. Om lag 90% av dette karbonet er hydrogenkarbonat, HCO3- , medan karbonationet dvs. CO3- .utgjer 9,5%. Resten er karbonsyre H2CO3 og oppløyst karbondioksid, CO2. Oppvarming av havet vil føre til utskilling av karbondioksid frå havet til lufta (positiv tilbakekopling). Havnivået vil auke pga. oppvarming av havvatnet og smelting av alpine og polare isbrear. Ein reknar med 0,5 - 2 m heving ved fordobling av CO2 - mengda. Grunna lite vertikla sirkulasjon i havet vil det imidlertid ta fram mot 100 år før heile vassmassen i havet er oppvarma. Av same grunn tek det også svært lang tid å redusere CO2-mengda i lufta ved å la CO2 løyse seg i havvatnet.

Mengdeauken av karbondioksid i atmosfæren, omrekna i karbon vert vurdert å vere 3 milliardar tonn per år. Årsaka til denne mengdauken går fram av følgjande oversikt

Tilbakeføring av karbondioksid til lufta:

Respirasjon 100 milliardar tonn C

Fysiokjemisk

diffusjon frå hav 100 milliardar tonn C

Brenning av kol,

olje og gass 5,3 milliardar tonn C

Avskoging

(brenning+redusert

fotosyntese) 2,0 milliardar tonn C

________________________________________

Sum 207,3 milliardar tonn C

_________________________________________

Nedtak av karbondioksid frå lufta:

Fotosyntese 100 milliardar tonn C

Fysiokjemisk

diffusjon til hav 104 milliardar tonn C

________________________________________

Sum 204 milliardar tonn C

________________________________________

Årleg auke i karbondioksidmengda i lufta:

Tilbakeført CO2 til luft 207,3 milliardar tonn C

Nedteke CO2 frå luft 204 milliardar tonn C

_________________________________________________

Differanse 3,3 milliardar tonn C

__________________________________________________

Då det er særs stor usikkerheit om desse talverdiane, rundar ein 3,3 milliardar tonn karbon ned til 3 milliardar tonn karbon. Også denne talverdien er særs usikker.

Menneska sin tekniske aktivitet særleg brenning av fossile brennstoff (kol, olje gass), fører til ei netto tilføring av ca. 7 milliardar tonn karbon til atmsofæren per år. Imidlertid er den reelle årlege karbonauken i atmosfæren berre om lag 4 milliardar tonn. Resten, dvs. 3 milliardar tonn karbon, vert truleg i hovudsak teke opp av havet. I utgangspunktet skjer all opptak av karbondioksid til havet ved diffusjon, dvs. strøyming av molekyl frå område med høg konsentrasjon til område med låg konsentrasjon. Ein del av dette karbondioksidet blir teke opp av mikroskopiske algar og brukt i fotosyntesen. Imidlertid så reagerer mykje av det fysisk løyste karbondioksidet i havet slik:

CO2 + H2O ® H+ + HCO-

Mengda av karbondioksid som løyser seg på denne måten dvs. kjemisk, aukar med 4% for kvar celsiusgrad temperaturreduksjon i vatnet. I utgangspunktet kan såleis store mengder karbondioksid bli teke opp av havvatnet i kalde område på jorda. For at dette skal skje er det imidlertid nødvendig med god og stabil vasstransport mot djupet slik at karbonationa vert fjerna frå overflata. Mykje tyder på at kalde havområde med god vasstransport mot djupet, fungerer som effektive karbondioksidpumper dvs. særs store mengder karbondioksid vert her teke ned frå atmosfæren og ned i djuphavet. Både Norskehavet og Grønnlandshavet fungerer kanskje som effektive sluk for atmosfærisk karbondioksid. I tropiske område derimot, sker det ein stor tilbaketransport av karbondioksid frå havet til atmosfæren pga. at vatnet her er varmt og at vasstransporten ofte skjer frå djupet mot overflata. Imidlertid er det i mange tropiske havområde ein svært stor fotosyntetisk produksjon då dei oppgåande straumane i havet fører svære mengder med næringssalt mot det varme og lysrike overflatevatnet. Ein reknar likevel med at tilbakeleveringa av karbondioksid frå havvatnet til atmosfæren er betydeleg større enn nedtaket i desse område.

Per i dag er det globale nedtaket av karbondioksid frå atmosfæren til havet større enn tilbakeleveringa. Mange meiner at klimaforandringar kan endre på dette forholdet, og at varmare havvatn vil føre til større global tilbakelevering av karbondioksid til atmosfæren enn i dag.

På botnen i djuphava er det enorme mengder med kalk dvs. kalsiumkarbonat, CaCO3. Dette stoffet er blitt laga av mikroskopiske og makroskopiske organismar, (t.d. foraminiferar, kalkalgar, krepsdyr, og blautdyr som snegl og skjell). I område med vasstransport mot djupet kan karbondioksid løysast kjemisk ved at det reagerer med kalk på botnen :

H2O + CO2 + CaCO3 ® 2 HCO-3 + Ca2+

Det er blitt hevda at dei store mengdene med karbondioksid som i dag kunstig blir tilførte atmosfæren ved menneskeleg aktivitet, ikkje vil gje drivhuseffekt då karbondioksidstoffet vil reagere som vist ovanfor og dermed vere varig fjerna frå atmosfæren. Imidlertid finst kalsiumkarbonat først og fremst på botnen av djuphava, og grunna den store djupna er CO2-transporten mot botnen særs sein i slike hav. Mykje tyder på at reaksjonen vist ovanfor for kalk på botnen av djuphava, tidlegast kan skje 1000-3000 år etter at karbondioksidet diffunderte frå lufta til overflatevatnet. CO2-utsleppa som skjer i dag kan såleis gje drivhuseeffekt i fleire tusen år før CO2 -stoffet blir løyst kjemisk vha. kalk på botnen av verdshava.

Ein global temperaturauke vil føre til smelting av alpine brear, men også til betydeleg auke i nedbørsmengda på slike brear. Alt i alt er det derfor mogeleg at breane vil vekse i staden for å smelte bort. Dersom dei alpine breane smeltar, vil absorpsjonen av solenergi i desse områda auke (positiv tilbakekopling). Grunna meteorologiske forhold, vil ismassen i Antarktis og på Grønland neppe blir redusert. Dersom desse ismassane smeltar, vil det globale havnivået stige svært mykje meir enn verdien nemnt ovanfor. Nyare forsking indikerer imidlertid at ismassen i Antarktis vil auke.

Ismassen i Arktis flyt i havvatnet og eventuell smelting av denne vil derfor ikkje påverke havnivået.

Auke i havtemperaturen vil fører til større fuktigheit i havlufta og dermed meir skyer over hav og dermed også over mange landområde. Dette vil fører til auke i drivhuseffekten (positiv tilbakekopling), men også redusert innstråling mot hav og eventuelt jord (negativ tilbakekopling).

Det har blitt gjort framlegg om å reinse bort karbondioksid frå avgassar frå t.d. gassfyrte kraftverka ved å løyse karbondioksidgassen i havvatn. I prinsippet vil dette fungere godt, men gassen vil kanskje før eller seinare komme opp i lufta, spesielt dersom temperaturen i havet aukar. Andre hevdar at havet totalt sett er umetta på karbondioksid per i dag, og at alt ekstra CO2 i lufta i stor grad vil hamne i havet og dermed ikkje gje drivhuseffekt.

Figur 111 og 112.: Øverst:. Eit hav- og landmiljø utan kunstig drivhuseffekt. Nederst: Eit hav- og landmiljø der temperaturen er kunstig høg grunna globalt utslepp av drivhusgassar. Temperaturauken i havoverflata fører til meir fordamping enn før. Temperaturauken i nedre luftlag fører til auke i styrken på dei oppgåande luftstraumane. Fuktig luft har såleis vorte frakta oppover og avkjølt og mengda med skyer har auka. Vatnet i skyene har ein kraftig drivhuseffekt og temperaturen kan derfor stige ytterlegare. Dette er eit døme på positiv tilbakekopling dvs. verknadane har forsterkande effekt på årsaka. Imidlertid vil auka skymengd også fører til redusert solinnstråling og såleis ha ein kjølande verknad på hav- og landmiljøet. Denne verknaden er eit døme på negativ tilbakekopling, dvs. verknaden har svekkande effekt på årsaka.

80% av fotosyntesen på kloden skjer i havet, hovudsakleg i eincella algar. Det er blitt føreslått at ein kan stimulere algeveksten og dermed auke fotosyntesen og nedtaket av karbondioksid frå lufta, ved å tilføre dei grunnstoffa som i dag er minimumsfaktorar. Den mest avgrensande faktoren for algevekst i havet synest å vere jern.

Alt i alt er dei spesifikke menneskeskapte dvs. antropogene utsleppa av CO2 berre 2-3% av totalutsleppet. Dei naturskapte utsleppa utgjer såleis 97-98% av totalutsleppet. Generelt synest det som om halvparten av dei antropogene utsleppa forsvinn frå atmosfæren. Det er mogeleg at denne halvparten vert løyst i havet, eventuelt vert teken opp av land- og havplanter grunna auka i fotosynteseaktiviteten. Uavhengig av kva som skjer, så er det i alle høve uakseptabelt at tilbakeføringa av denne drivhusgassen til luft er større enn nedtaket grunna menneskeskapt aktivitet. Imidlertid så kan CO2-mengda i lufta også stige av årsaker som ikkje synest å vere antropogene. I perioden 1860-1940 var såleis auken i karbonmengda 8 milliardar tonn meir enn dei antropogene utsleppa som var på 47 milliardar tonn. Forskarane har per i dag ikkje noko svar på kva desse 8 milliardar tonn karbon kom frå. I geologisk tidsskala har imidlertid CO2-mengda i atmosfæren variert sterkt, men årsakene til desse variasjonane er stort sett ukjente.

Under siste istida var karbondioksidinnhalde i atmosfæren 30% lågare enn i 1850, dvs. vel 50 % lågare enn dagens verdi. Årsaka til det låge karbondioksidinnhaldet i lufta i istida skuldast etter alt å dømme opphoping av svære mengder karbondioksid i djupvatnet i Norskehavet og Grønnlandshavet. Dei vertikale straummønstera i desse havområda var såleis indikrekte kanskje medverkande til at det oppstod istid den gongen.

Generelt reknar ein at temperaturauken pga. drivhusgassar vil auke med breddegrada, dvs. den vil vere størst lengst nord og lengst sør på kloden. I våre område kan ei dobling av karbondioksidmengda i atmosfæren føre til at sommartemperaturen går opp med 2 ° C og vintertemperaturen med 3-4 ° C. Nedbørsmengda vil auke med 5-15%. Dette vil føre til ein betydeleg endring i utbreiinga av både planter og dyr her i landet. Dei vintertermofile plantene, som i dag berre veks ytterst på kysten, vil i noko monn spreie seg innover i landet, medan sommartermofile artar vil ekspandere både nordover og opp mot fjellet. Alpine artar, dvs. typiske fjellplanter, vil derimot få redusert sitt utbreiingsområde grunna interspesifikk konkurranse med artar som er mindre lyskrevjande og som tidlegare berre vaks i låglandet eller lenger nede i fjellet. Generelt reknar ein at skoggrensa i Norge kan bli heva 300-400 meter pga. drivhuseffekten. Ein reknar også med at mange dyr, spesielt virvellause dyr, vil få endra utbreiingsområde grunna varmare klima. Planteetande insekt vil truleg i stor grad breie seg på same måten som plantene som dei lever av. Imidlertid så har mange dyr temperaturavhengige reguleringsmekanismar, t.d. når det gjeld dvaletilstandar og yngelutvikling, og effekten av eit varmare klima kan derfor variere mykje frå art til art. Populasjonsstorleiken til mange insekt er også ofte sterkt knytt til vertilhøva. Det finst såleis ei rekkje eksempel på at kortvarige, men ekstreme vertilhøve har heilt eller delvis utrydda ein insektart i eit område. I tillegg har vertilhøva i fortida t.d. året før, stor betydning for mange insekt med omsyn til næringstilgangen. Alt i alt er det såleis mogeleg at naturlege variasjonar i vertilhøva har langt større innverknad for utbreiinga av mange insektartar enn ein jamn temperaturauke grunna drivhuseffekten.

Temperaturauken grunna drivhuseffekten kan føre til delvis smelting jordisen i permafrostområda og endring av botnesedimenta i tilstøytande havområde. Dette vil føre til frisetting av store mengder metangass, som er ein langt kraftigare drivhusgass enn karbondioksid. Ein trur også at taigaen før eller seinare kan bli skogkledd pga. auka temperatur og auke i karbondioksidmengda i lufta. Dette vil føre til mindre refleksjon av solenergi i dette område, noko som igjen vil føre til ytterlegare temperaturauke. Også reduksjonen av ismengdene i nordområda vil ha same verknad.

Eit varmare klima vil også ha betydeleg innverknad på livet i innsjøar. Temperaturen vil føre til auka mineralisering av organisk materiale både i det omliggjande landmiljøet og i botnesedimenta. Redusert snømengde på land vil føre til større erosjon og mineralpartikkelmengda i innsjøen vil derfor auke. Alt i alt vil såleis nitratmengda og fosfatmengda auke i innsjøen. Den gode tilgangen på nitrat og fosfat samen med høg karbondioksidinnhald i vatnet, kan gje rask algevekst og høg fotosyntetisk produksjon. Temperaturauken i vatnet kan bli mellom 1 og 3 oC, og varmekjære artar t.d. fiskeartar, vil få auka populasjonsstorleik, medan kaldtvassartar kan bli utrydda i mange innsjøar.

Det strøymer ei rekkje gassar med opphav i levande organismar opp frå havet t.d. karbondioksid (CO2 ), karbonmonoksid (CO ), metan (CH4 ), hydrogensulfid (H2S ), dimetylsulfid ( CH3 )2 S, dinitrogenoksid (N2O ), ammoniakk (NH3 ), metylklorid (CH3Cl), metylbromid (CH3Br), metyljodid osv. Mange av desse gassane har drivhuseffekt og har såleis ein direkte innverknad på klimaet. Mange av gassane fører også til kondensasjonskjernedanning og dermed til skydanning og har såleis ein indirekte verknad på klimaet.

Ein reknar med at det er ei oppdaming av svovelhaldige gassar frå havet som tilsvarar ei mengde lik 1,3 1012 mol S per år (1 mol S er lik 32 gram). Tidlegare trudde ein at det meste av dette var hydrogensulfid, men i dag veit ein at det berre kjem ubetydelege mengder av denne gassen opp av havet. Svovel kjem opp frå havet først og fremst som dimetylsulfid.

Den total svovelmengda som kjem opp frå havet tilsvarar om lag 43% av svovelutsleppet til atmosfæren frå forbrenning av fossilt brennstoff. I dag veit ein at dimetylsulfid frå havet vert oksydert til m.a. svoveldioksid og svovelsyre i atmosfæren og er i betydeleg grad årsak til sur nedbør.

Stoffet dimetylsulfid stammar først og fremst frå algar. Det blir danna i sjøvatn ved nedbryting av stoffet dimetylsulfonioproprionat, som finst i mange algar der det truleg har osmoseregulerande funksjon. Mengda av dimetylsulfonioproprionat varierer mykje frå algetype til algetype. Gulalgen Phaeocystis produserer og inneheld mykje av dette stoffet, som først og fremst blir i frisett og nedbrote når algen rotnar. Det oppstår då ei spesiell lukt som skuldast dimetylsulfid.

Albedo

Med albedo meinast refleksjon av stråling og dermed energitap. Ein oppgjev til vanleg albedo i prosent. 100% albedo betyr at all innkomen stråling blir kasta tilbake dvs. reflektert. Havet har låg albedo, og generelt er albedoen i fuktig materiale låg. Såleis har svart tørr jord albedo 14%, medan tilsvarande fuktig jord har albedo 8. Rein snø derimot kan ha albedo opp mot 100%.

Mennesket forandrar lokalt albedoen på jordoverflata.

Døme: Når t.d planteveksten i eit område går ned, aukar albedoen for området. Dette fører til at gjennomsnittstemperaturen i jordoverflata og dermed i lufta over bakken, går ned. Det blir dermed reduksjon i luftoppstiginga frå område noko som fører til redusert skydanning og mindre nedbør. Vegetasjonen blir då gjerne ytterlegare skada.

Imidlertid trur ein at jordkloden sin totale overflatealbedo i liten grad kan påvirkast av menneska, då det er havet og dei polare isbreane som har størst betydning for strålerefleksjonen frå klodeoverflata. Dessutan blir store mengder av den inngåande stråling reflektert frå atmosfæren, og når såleis ikkje jordoveflata. Atmosfæren har såleis sin eigen albedo. Ein veit i dag at vassdråpar og iskrystallar i skyene reflekterer og spreier sollyset. Tjukke cumulusskyer kan såleis ha ein albedo opp mot 80%. I tillegg inneheld atmosfæren store mengder støvpartiklar og aerosolar (væske eller saltpartiklar). Støv og aerosol både reflekterer, spreier og absorberer strålingsenergi. Generelt vil såleis både vasspartiklar, støv og aerosolar redusere mengda strålingsenergi som når jordoverflata.

Fleire av partiklane med albedoeffekt i lufta, reflekterer også stråling som kjem frå jordoverflata. Vasspartiklar i skyene reflekterer såleis store mengder infrarød stråling frå jordoverflata. Slike partiklar har såleis drivhuseffekt og er årsaka til at morgontemperaturen i og ved jordoverflata til vanleg er høgar i overskya ver enn i klårver.

Den største påverknaden menneska kan oppnå på jordoverflata sin albedo, kan truleg skje dersom ein smeltar den polare isen. Drivisen i det arktiske bassenget dekker i dag eit areal lik 11 millionar kvadratkilometer om vinteren

Figur 113 og 114. Øverst: Når solenergien treffer snødekte flater og vidder, blir den i stor grad reflektert tilbake til øvre luftlag og universet.Nederst: Ein permanent temperaturauke kan føre til at isbrear smeltar heilt bort og at området som er snødekt om vinteren vil bli sterkt redusert. Den frilagte berggrunnen og jordsmonn og vegetasjon på denne, reflekterer berre i liten grad solenergien dvs. temperaturen vil kunne gå ytterlegare opp (positiv tilbakekopling). Av denne grunn vil temperaturauken som er utløyst av drivhuseffekten, vere ekstra stor om vinteren langt nord og langt sør på kloden.

(Notatside 359-370):

t.d Atlanterhavet, er situasjonen heilt annleis. Pga. den store djupna (4000-5000 m) kjem det næringsrike botnevatnet ikkje opp til overflata. Næringa som kjem til botnen er såleis falt ut av krinsløpa. Overflatevatnet i storhava er derfor svært næringsfattig, og produksjonen er svært låg (ørken).

99% av havfisket i verda skjer såleis innanfor ein avstand på 320 km frå land, dvs. i det området av havet som er sterkast forureina. Dei store opne hava finst det ein del flytande søppel t.d. plastavfall, tjøreflak o.l., men det er framleis lite forureining her. Næringssaltkonsentrasjonen er framleis svært låg i havvatnet langt frå land, og det er derfor svært lite algar og liv i det heile i slike havområde.

Store mengder fast avfall vert årleg dumpa i havet. Mykje av dette løyser seg opp etter som tida går, men t.d. plastikk er blitt eit forureiningsproblem i alle havområde. Mange sjøpattedyr og fugl dør pga. at dei har ete plastikkavfall. I tillegg skaper fiskegarn av plastikkliknande stoff også store problem for dyrelivet. Kvart år misser fiskeflåten i verda 150 000 tonn fiskegarn av syntetisk materiale, og mange sjøpattedyr og dykkande sjøfugl hektar seg fast i slike garn og druknar. Svære mengder fisk går sjølvsagt også i slike garn.

Kvart år vert det sleppt ut i havet 1,6 million tonn olje frå skip og oljeplattformer.Desse utslepppa gjev betydeleg lokal skade, men ikkje omfattande miljøskade. Oljeutvinning til havs fører gjerne også til forureining på havbotnen, særlege av jernkonstruksjonar, kablar o.l., noko som igjen kan føre til tap av garn og trålposar for fiskarar.

Frå siste verdskrigen og fram til 1982 vart store mengder radioaktivt avfall dumpa i havet. I det nordaustlege Atlanterhavet vart minst 94 000 tonn slikt avfall dumpa i perioden frå 1967 til 1982.

Fjordane i Norge har tersklar ved munningane. Mykje av vatnet i fjorden er såleis delvis innestengt, og har lite vassutveksling med havet utanfor. Nitrat -og fosfatforureining fører til algeoppblomstring og opphoping av mykje mudder på botnen. Når mudderet rotnar, vert det oksygenmangel i fjorden, særleg nær botnen. Det vert produsert metan og hydrogensulfid i mudderet.

Både ferskvatn og fjordar vert også forureina av organiske stoff t.d. i kloakk frå hushald. Desse stoffa (sukkerstoff, feitt, eggekvitestoff) fører ikkje til algeoppblomstring, men dei er direkte mat for nedbrytarane i mudderlaget. Resultatet blir såleis også her oksygenmangel og produksjon av metan og hydrogensulfid.

Pesticid

Pesticid som vert brukt i landbruket, vert kalla plantevernmidlar. (pestis=skadedyr, cid=drepande). Biocid (livdrepar) vert stundom brukt synonymt med pesticid.

Mange av pesticida vert teke opp av både planter, dyr og menneske og hopar seg opp i kroppen, dvs. utskillinga er langt mindre enn opptaket.

Figur 121. Mange pesticid kjem lett inn i kroppen gjennom mat, men blir i liten grad skilt ut att, dvs. dei hopar seg opp i kroppen. Dersom det trengst 10 kg mat for å produsere 1 kg hare, vil giftstoffa i 10 kg mat hope seg opp i 1 kg hare.

Klassifikasjon av pesticid

Herbicid=ugrasmiddel; fungicid=soppmiddel; insekticid=insektmiddel; acaricid=middmiddel: molluscicid=sneglemiddel; nematocid=rundormmiddel; rodenticid=gnagarmiddel.

Forbruk av pesticid i Norge i 1986. Tala gjeld verksamt stoff i handelspreparata.

Herbicid: 2 040 200 kg

Fungicid: 399 400 kg

Insekticid: 234 600 kg

Andre middel: 226 000 kg

Herbicida vert som oftast brukte mot ugras. Plantane kan ta opp herbicidet gjennom rota eller bladverket, eller på begge måtane. Giftstoffet vert så spreidd rundt om i heile planta, og den dør. Slike herbicid vert kalla systemherbicid.

Figur122. Ein del herbicid utøver sin verknad på det område av planten der stoffet ligg, t.d. på eit blad. Slike stoff vert kalla kontaktherbicid. Andre herbicid vert tekne opp av planta og vert eventuelt frakta rundt om i heile plantkroppen. Desse er så årsak til skade i heile planta, og vert kalla systemherbicid

Ein del herbicid blir berre i liten grad teke opp av planta, men drep det plantevevet, t.d. blada, som stoffet er direkte i kontakt med. Slike herbicid vert kalla kontaktherbicid.

Døme på herbicid: MCPA (2-metyl-4-klorfenoksyeddiksyre). Dette stoffet og liknande stoff gjev same verknad som dei naturlege auxinveksthormona, dvs. ørsmå mengder fører til auka vekst, medan større mengder fører til øydelagte planter (oppsvulma eller krokete stenglar, unormale bladformer, forkrøpling, degenerasjon), som skuldast unormal celledeling og stans i fotosyntesen. Ved høveleg dosering skjer desse forandringane berre hos tofrøblada planteslag, og dermed hos dei aller fleste ugrasplanter, medan det ikkje skjer hos einfrøblada planteslag, dvs. gras og kornartar. Desse stoffa er rekna for å vere forholdsvis lite giftige for dyr og menneske. Dødeleg dose for MCPA for rotte er 0,7 g per kg kroppsvev.

I seinare tid har det likevel kome fram at det under produksjon av nokre av desse stoffa, vert danna eit uhyre giftig stoff av typen dioksin. Dette stoffet gjev m.a. fosterskader. I Sevesodalen i Italia vart dette dioksinet spreidd over eit stort område etter ein eksplosjon i ein fabrikk som framstilte pesticid av typane nemde ovanfor. Folk måtte evakuerast, og fem år seinare kunne fortsatt ikkje store delar av det forureina området brukast som kulturjord. Det har vist seg at dioksinet bind seg til jorda og vert brote langsamt ned.

Figur 123 a) plantevernmiddelet 2-metyl-4-klorfenoksyeddiksyre (MCPA) er det mest brukte hormonpreparatet i ugraskampen her i landet. b) Stoffet 2,4-diklorfenoksyeddiksyre vert brukt som ugrasmiddel på plenar og anna grasmark. c) Stoffet 2,4,5-triklorfenoksyeddiksyre var tidlegare eit mykje nytta ugrasmiddel, men er no forbode i Norge grunna faren for dioksinutvikling under produksjonen av stoffet. Ein brukar i staden glyfosat også kalla roundup vist i punkt d. Generelt vert organiske stoff som inneheld kvikksølv brukte mot sopp. I Norge blir metoksyetylkvikksølv vist i punkt e brukt til dette føremålet.

Sjansen for å få dioksin om biprodukt , er størst ved produksjon av herbicidet 2,4,5,-T (2,4,5,-triklor-fenoksyeddiksyre). Dette stoffet øydelegg cellemembranar, og dermed klorofyllkorna, i plantene, men det har liten eller ingen verknad på gran og furu. Det har derfor vore brukt i Norge til å utrydde undervegetasjon i barskog, men er no forbode. I staden for 2,4,5,-T-stoffet brukar ein i dag glyfosat. Også dette stoffet øydelegg cellemembranar og klorofyllkorn i plantene, men det vert rekna for å vere lite giftig for dyr og menneske. Mange meiner at dei økologiske verknadene av dette stoffet enno ikkje er tilstrekkeleg utforska.

Fungicida er oftast lite giftige og vert forholdsvis fort brotne ned i naturen. Men kvikksølvpreparata er særs giftige for alt liv. Dei bind seg pga. kvikksølvet, sterkt til proteina i kroppen (eigentleg til svovel i proteina) og skader\øydelegg desse. Då enzyma i kroppen er protein, er kvikksølvfungicida enzymgifter. Kvikksølvpreparata bind seg også sterkt til arvestoffet (DNA og RNA), og gjev dermed kromosomskader og forstyrrar celledelinga. Kvikksølvfungicidet metoksyetylkvikksølvacetat blir brukt i Norge i dag.

Insekticid: Det mest kjente middelet er DDT (diklordifenyltrikloretan). Dette middelet viste seg å vers svært effektivt. Det vart brukt i første omgang mot insekt som spreier sjukdom (malaria, gul feber, flekktyfus).

Figur 124. Det mest kjente insektmiddelet i verda er diklordifenyltrikloretan (DDT). Dette stoffet vart forbode i Norge i 1970, med unntak på planteskular som middel mot gransnutebilla. Stoffet har hopa seg opp i næringskjedane. Globalt sett har imidlertid dette stoffet redda millionvis av menneskeliv, og blir framleis nytta i mange land. Ein rekkje insektartar t.d. vanleg husfluge er blitt motstandsdyktige (resistente) mot DDT.

Ein reknar at 1 million menneske vart redda pga. DDT under dei allierte sitt felttog i Italia under andre verdskrigen. Sidan 1950 åra er millionvis av menneskeliv vorte redda ved at ein har fått kontroll over malariasjukdomen v.h.a. DDT. Ein trur at DDT verkar ved at det bind seg til cellemembranar, spesielt hos nerveceller. Dermed vert ionetransporten inn og ut av cellene påverka. Evna til å leie nerveimpulsar vert såleis endra. Også muskelcellene vert hemma i sin aktivitet.

Figur 125. Øvre venstre figur viser ein insektpopulasjon før sprøyting med DDT. Strektjukkleiken er proporsjonal med individet si motstandsevne mot DDT. Etter sprøyting vil dei aller fleste av individa dø, men 2 av individa overlever. Eit av desse er middels motstandsdyktig mot DDT, medan det andre er svært motstandsdyktig mot DDT. Med basis i desse individa vert stammen bygd opp igjen og er etter ei tid slik som øvre høgre bilde viser. Den nye populasjonen er betydeleg meir motstandsdyktig mot DDT enn den førre. Det vert så utført ny sprøyting med DDT, men med langt større dose enn første gangen. Alle individa som er middels motstandsdyktige mot dette stoffet blir no drepne, men dei som er svært motstandsdyktig overlever. Etter ei tid er stammen bygd opp igjen slik som nedre figur viser. Alle individa i populasjonen er her svært restistente mot DDT, og ny sprøyting med same dose vil ha ingen verknad. Resistente individ har eit enzymapparat som omformar og til dels bryt ned DDT. Dette dømet viser den biologiske meininga med genetisk variasjon i ein populasjon. Det viser også evolusjon etter naturen sitt eige prinsipp: the survival of the fittest.

DDT finst i dag truleg over alt i biosfæren. Stoffet er syntetisk (kunstig), og nedbrytarane i økosystema greier derfor ikkje å øydelegge det i særleg grad. Stort sett går det berre inn i organismane, og det hopar seg derfor opp i næringskjedane. I fiskeetande sjøfugl har ein såleis funne ca. 80 000 ganger større konsentrasjon av DDT enn i sjøvatnet.

Mange insektartar er i dag motstandsføre (resistente) for DDT. Dette skuldast at det i utgangspunktet var nokre individ av arten som hadde nedbrytingsenzym for stoffet. Dei aller fleste hadde i utgangspunktet ikkje slike enzym, og vart effektivt utrydda av DDT. Dei resistente individa fekk dermed god tilgang på leveplassar og mat, og forplanta seg fort. Etter kvart som sprøyting med DDT heldt fram, ofte med sterkare doser enn før, vart det til slutt utvikla resistente rasar. Dette gjeld t.d. husfluger, som i dag er resistente mot dei aller fleste pesticid. Ein fekk her evolusjon på kort tid etter naturen sitt eige prinsipp: the survival of the fittest.

DDT vart forbode i Norge i 1969, med unntak på planteskular, der ein framleis kan dyppe granplanter i DDT-løysning for å drepe gransnutebiller.

I ei undersøking som byrja i 1972, vart det gjort analysar av sjøfuglegg frå ni lokalitetar på strekninga Lyngør (Sørlandet) - Vardø. Alle prøvene inneheldt nedbrytingsprodukt av DDT. Vidare vart det gjort undersøking for å bestemme slike nedbrytingsprodukt i feitt frå fruktdyrkarar og ikkje-fruktdyrkarar på Vestlandet. Det vart også gjort tilsvarande granskingar på kyr frå fruktgardar og frå andre gardar. Fruktdyrkarane hadde 3 ganger meir DDT-nedbrytingsprodukt i feittvevet enn ikkje-fruktdyrkarar. Kyrne på fruktgardar hadde i gjennomsnitt tjue ganger høgare nivå av desse stoffa enn kyr på andre gardar.

Fosforinsekticid er i dag dei mest vanlege insektmiddel i Norge. Desse stoffa er nokre av dei giftigaste stoffa som ein kjenner til. Dei verkar ved at dei øydelegg eit enzym som ligg i spalta mellom nervendar og skjelettmuskelceller. Dette gjev sterk muskelkrampe i alle skjelettmusklar, dvs. også pustemuskulatur.

Giftigheit

Med dødeleg (letal) dose (LD50) meiner ein dose som, når den blir gjeven ved svelging, fører til at halvparten av forsøksdyra (vanlegvis rotter) dør. LD50 vert oppgjeven i mg giftstoff per kg kroppsvev.

Fareklassar

Fareklassane er:

Fareklasse X: Sterkt giftig preparat LD50 10 mg\kg i ekstraklasse

Fareklasse A: Sterkt giftig preparat LD50 100 mg\kg

Fareklasse B: Giftig preparat LD50 100-1000 mg\kg

Fareklasse C: Mindre giftig preparat LD50 1000 mg\kg

Klassifiseringa gjeld handelspreparatet og ikkje det aktive stoffet åleine. Dei fleste pesticid som vert selde i Norge, høyrer til fareklassane B og C. Hobbydyrkarar kan berre bruke preparat frå desse klassane.

Forsøk med rotter har vist at påverknad av pesticid over 2 år, fører til betydeleg auke i enzymproduksjonen i levra. Dei nye enzyma som blir produserte, kan i noko monn bryte ned pesticid. Men dei bryt også ned ein del hormon, m.a. kjønnshormon. Pesticida reduserer såleis reproduksjonsevna hos rotter. Hos fugl har ein i tillegg funne at DDT hemmar skalkjertelen, slik at skala på egga blir tynne (0,44 mm mot normalt 0.50 mm). Vidare har ein funne at mange pesticid kan gje både kreftsjukdom og fosterskader hos rotte.

Figur 126. Søylediagram som viser kor mange år det tek før ymse klorerte insektmiddel er heilt eller delvis nedbrotne.

Pesticida er kunstige stoff og ein har gått ut frå at det ikkje finst organismar i naturen som kan bryte ned slike stoff. Imidlertid skjer det rask evolusjon hos mikroorganismar grunna det høge individtalet og den korte generasjonstida. Mykje tyder på at det i nyare tid har utvikla seg bakteriar og mikroskopiske soppar med evne til å bryte ned denne typen miljøgifter. Ved hjelp av kontrollerte forsøk med herbicidet 2,4,5-triklorfenoksyeddiksyre (2,4,5-T) i eit lukka apparatsystem fekk ein såleis oppblomstring av ein spesiell stamme av bakterien Pseudomonas cepacia, dvs. denne stammen ukonkurrerte andre stammar av denne arten og alle andre bakterieartar. Vidare dyrking av denne stammen viste at den ikkje berre tolte å leve i eit 2,4,5-T-miljø, men kan bruke dette stoffet som einaste karbon- og energikjelde.

Figur 127. Søylediagram som viser kor mange veker det tek før ymse organofosfat-insektmiddel er heilt eller delvis nedbrotne.

Figur 128. Søylediagram som viser kor mange veker det tek før ymse herbicidar er heilt eller delvis nedbrotne.

Stoffet blir då nedbrote, og klor blir frisett som klorid. Mykje tyder på at det i våre dagar er i ferd med å utvikle seg pesticidnedbrytande stammar også hos andre bakterieartar. Utviklinga skjer også her etter naturen sitt eige prinsipp: the survival of the fittest, dvs. den stammen som er best tilpassa miljøet blomstrar opp og utkonkurrerer andre stammar.

BIOLOGISK VERNEMÅTE

Som vist ovanfor er det mange og alvorlege ulemper og skadeverkander med dei fleste pesticid. Ein prøver i dag å bruke andre middel og metodar i staden for pesticid.

1) Ein kan sette ut rovdyr (predatorar) som har skadedyra som byttedyr.

Døme: Marihøner mot bladlus, midd mot vinlus. Det er mest praktisk å sette ut rovinsekt medan dei er på egg eller puppestadiet.

Døme: I tillegg til marihøne finst det ei lang rekkje insekt i frukthagar som lever av skadedyr. Både nebbteger og bladteger er såleis effektive rovdyr mot frukttremidd og bladlus. Desse tegene toler låge doser av visse insektmiddel. Billegruppa blautvenger lever av bladlus, sugarar, sommfarfugllarvar og andre skadedyr i frukthagen. Fleire artar av nettvenger er også viktige nyttedyr i frukthagen. Nettvengtypen middløve har såleis spesialisert seg på å fange og ete spinnmidd. Larvar av blomsterfluger er viktige nyttedyr mot bladlus i frukthagen. Mange artar snyltekveps gjer også eit nyttig arbeid i hagen. Dei legg egg i t.d. bladlus, og snyltekvepslarven et så opp og drep bladlusa. Forsøk har vist at vanleg sprøyting mot bladlus infisert med snyltekvepslarvar fører til at snyltekvepslarvane dør, medan uinfiserte bladlus ofte overlever. Resultatet av slik sprøyting blir såleis gjerne ein kraftig auke i bladluspopulasjonen. Imidlertid har ein no kome fram til selektive sprøytemidlar som i låg dose drep bladlusene, medan snyltekvepslarvane overlever. Eit slikt kombinert vern basert på selektive kjemiske middel og rovinsekt vert kalla integrert vern.

Døme: I frukttre lever mange artar rovmidd (0,3-0,4 mm lange) som fangar og et frukttremidd (0,5-0,7 mm lange) og bladmidd (under 0,2 mm lange). Begge sistnemde artar lever av bladverket og kan skade dette så kraftig at det gulnar og fell av. Rovmiddane er svært vare for insektmiddel og fleire typar soppmiddel. Ved den biologiske vernemetode utan sprøytemiddel satsar ein derfor på at rovmiddane skal halde populasjonane av frukttremidd og bladmidd nede på eit akseptabelt nivå.

2) Ein kan bruke naturlege parasittar eller predatorar mot skadedyra.

Døme: Snyltekveps mot kålsommarfugl. Leppefisk mot lakselus på oppdrettslaks. Den sistnemnde metoden er no teken i bruk i mange oppdrettsanlegg på Vestlandet.

3) Ein kan infisere skadedyra med sjukdomsframkallande mikroorganismar (sopp, bakteriar, virus). Mikroorganismane er lette å produsere. Bakteriar kan dyrkast på agar, virus i levande vev (t.d. i insektlarvar). Faren ved denne metoden er at det kan skje mutasjonar (brå endring i arveanlegga) i mikroorganismane, slik at dei blir farlege for andre artar enn tidlegare (t.d. menneske).

4) Ein kan nytte ferormon. Dette er naturelge stoff som dyr skil ut og som påverkar dyr av same art, t.d. slik at dyra samlar seg der stoffet er lokalisert. I praksis brukar ein til vanleg syntetiske ferormon, men desse blir ikkje spreidde i naturen. Dei blir brukte i insektfeller. Her i landet har syntetisk ferormon mot den store gransnutebilla gjeve store resultat.

5) Planteresistens: I dag prøver ein å utvikle planttypar som er motstandsføre mot skadeorganismar. På denne måten kan ein redusere sterkt bruken av pesticid.

Døme: Ein kveitetype har halmkveps (Cephidae) som parasitt. Kvepsen legg egga i holrommet i stengelen. Med utgangspunkt i denne kveiterasen, har ein greidd å dyrke fram ein ny rase med kompakt stengel. Kvepsen finn såleis ikkje sin naturlege stad å legge egga hos denne rasen, og er derfor ikkje parasitt på denne kveitetypen.

TILSETTINGSSTOFF I MATVARER

Frå gamalt av har ein sett ymse stoff til maten for å hindre rotning eller anna skade, eller for å gje betre smak. Salt og krydder har såleis lange tradisjonar som tilsettingsmiddel i matvarer og blir i dag ikkje lenger rekna som tilsettingsmiddel, men som ein del av maten. I vår tid blir det imidlertid brukt ei lang rekkje med tilsettingsstoff i matvarer. Mange av desse er naturen sine eigne produkt, t.d. fargestoffa klorofyll, karotenar og antocyanar, medan andre er kunstige. Ein del menneske har utvikla allergi mot tilsettingsstoff i maten. Allergiproblemet er ikkje berre knytt til dei kunstige tilsettingsstoffa, men i stor grad også til dei naturlege tilsettingsstoffa. Det er derfor viktig at matvarene har merke som viser kva for typar stoff som er tilsette slik at den einskilde person kan velge bort matvarer som inneheld det eller dei stoffa som han eller ho er allergisk mot. EU-landa nyttar eit såkalla E-nummer-system på matvarer som viser kva for tilsettingsstoff som er i dei einskilde matvarene. Også Norge brukar det same systemet. Systemet er bygd opp slik:

Fargestoff: E 100-199

Konserveringsmiddel E 200-299

Antioksidantar E 300-399

Emulgatorar E 400-499 og over E 1400

Syrer\basar\salt E 500-599

Smaksstoffa vert omtala på vareetikettane som aromastoff.

Svært mange av fargestoffa er naturlege organiske sambindingar t.d. E 140 (klorofyll), E 160a (betakaroten dvs. fargestoffet i gulrot), E 162 (rødbetefarge) og E 163 (antocyanar ). Nokre få av fargestoffa er uorganiske t.d. E 170 (kalsiumkarbonat, CaCO3).

Konserveringsmidla skal hindre at nedbrytarar som bakteriar og sopp får blomstre opp i matvarene, dvs. dei skal hindre at matvarene rotnar eller blir skjemde. Dette er særs viktig fordi både bakteriar og sopp kan produsere livsfarlege giftstoff i maten dvs. dei kan gje livstruande matforgiftingar. Det finst fleire naturlege organiske konserveringsmiddel i naturen. Mest kjent er benzosyre, som det finst betydelege mengder av i tyttebær. Denne syra hindrar forrotningsbakteriar i å blomstre opp i tyttebær dvs. tyttebæra kan stå lenge utan å rotne. Rypekjøtt frå ryper som har ete mykje tyttebær, er også mykje meir motstandsdyktig mot forrotning enn t.d. kjøtt frå høne pga. benzosyra sin konserverande verknad i kjøttet. Benzosyre blir tilsett ei rekkje matvarer som konserverande middel. Stoffet har E-nummer 210. Imidlertid er det først og fremst E 250 , natriumnitritt, NaNO2, som blir brukt som konserveringsmiddel i kjøttvarer som pølser o.l. då dette stoffet har vist seg å vere særleg eigna for å hemme vekst av bakteriar m.a. botulismebakterien, i kjøttvarer. I ein del år var imidlertid dette stoffet forbode som tilsettingsmiddel i matvarer her i landet grunna mistanken om at det danna kreftframkallande stoff i tarmkanalen. Det blir imidlertid i dag brukt igjen i stor stil, då ein har funne at faren for dødeleg botulismeforgifting i befolkinga når nitritt ikkje blir brukt som tilsettingsmiddel til kjøttprodukt, er betydeleg større enn kreftfaren når nitritt blir brukt som konserveringsmiddel i slike produkt.

Sorbinsyre (E 200) og propionsyre (E 280) vert brukt som konserveringsmiddel i høvesvis leskedrikkar og brødvarer\kaker.

Antioksidantane blir i særleg grad blanda inn feittstoff, t.d smør for å hindre harsking. I praksis reagerer antioksidantane med oksygen dvs. dei blir oksiderte. Dette hindrar at feittmolekyla vert oksiderte og ein kan langt på veg unngå at det oppstår aldehyd, keton og feittsyrer (t.d smørsyre) i feittet. Ymse gallatar (E 310-312) og butylhydroksyanisol, BHA (E 320) er mykje brukte som antioksidantar. Vitamin C, dvs. askorbinsyre (E 300), sitronsyre (E 330) og vinsyre (E 334) er også velkjente antioksidantar. Både askorbinsyre, sitronsyre og vinsyre er naturen sine eigne produkt.

Emulgatorane har fysikalsk verknad i matvarene t.d. som fortjukningsmiddel representert med gelatin (E 441).

Syrer\basar\ salt kan bli sette til for å gje maten rett surleiksgrad (pH) i maten og for å tilføre kroppen ymse ion t.d. jern. Tilsettingssaltet ferrous glukonat

(E 579) inneheld såleis toverdige jernion (Fe2+).

(Notatside 396-413):

Avfallshandsaming

Kvar person her i landet leverer i løpet av eit år fleire hundre kilo hushaldsavfall og grovavfall til det offentlege renovasjonssystemet. Generelt reknar ein at kvar innbyggjar i industrilanda produserer mellom 2,75 og 4 kg hushaldsavfall kvar dag, medan det tilsvarande talet for innbyggjarar i utviklingsland er 0,5 kg.Over ein tredjedel av denne typen avfall i industrilanda er emballasje og innpakkingsmateriale. Generelt reknar ein at om lag halvparten av hushaldsavfallet i vest-europeiske land hamnar på fyllingar, men det er stor variasjon frå land til land. Resten av avfallet blir brent eller gjenvunne (resirkulert). Ved søppelbrenninga vert det produsert giftige gassar (m.a. dioksin) og oske. I industrilanda har imidlertid slike forbrenningsanlegg i dag strenge rensekrav. Det er først og fremst papir- og glasavfall som blir gjenvunne. Opphaveleg gjekk resirkulering ut på at t.d. glasflasker vart samle inn ved eit pantsystem, og brukte om att etter vasking og reinsing. Slik resirkulering for glasflasker skjer i dag i stor stil. Ein er også starta opp med resirkulering av plastflasker etter same system som for glasflasker.I dag skjer det imidlertid også innsamling og resirkulering av glasmaterialar, der desse blir omsmelta og brukte til å lage nye glasgjenstandar av same type som opphaveleg eller av andre typar. På same måte skjer det innsamling av papiravfall som så blir oppløyst og brukt ved produksjon av nytt papir, såkalla resirkulert papir. Ein jobbar i dag med å sikre at produkt laga av omsmelta glas eller oppløyst papirmasse har same kvalitet som originale produkt. Alt i alt krev produksjonen av resirkulerte produkt mindre energi og gjev mindre forureining enn produksjonen av orginalprodukt. Men framfor alt sparar ein på naturressursane t.d. skogen, og reduserer kraftig søppelmengda ved ein slik produksjon. Innsamling av glas hindrar også at glasmaterialar kjem på avvegar i naturen. Knust glas er svært farleg for t.d. storfe, hest og hjortedyr både ved at dei kan skjere seg på det og ved at dei kan ete det saman med graset. Slikt glas kan også føre til at det oppstår skogbrann. I det siste er det også kome i stand innsamling av plastikk frå landbruket for gjenvinning.

Det vert elles arbeidd med å få redusert emballasjemengda på varer, noko som kan føre til betydeleg reduksjon i søppelmengda.

Døme: Mange varer i tuber, t.d. kremar og medisinar blir selte med pappemballasje utanpå tuba. Det vert i dag jobba for at produsentane skal slutte å bruke pappøskje på desse varene, då denne neppe har noko teknisk eller anna nyttig føremål for forbrukaren, men truleg berre har nytteverdi som reklame for produsenten og produktet. Mange av desse varene blir produserte i utlandet med anna miljølovverk enn det norske. Vår påverknad kan derfor først og fremst skje gjennom konkurransevriande miljøavgifter.

Kommunane i Norge har tre mogelege metodar å disponere avfallet på: deponering på fyllplass, gjenvinning og forbrenning. Frå miljøsynspunkt er gjenvinning og resirkulering den beste metoden. Denne metoden baserer seg på kjeldesortering i det einskilde hushaldet. Mest vanleg er gjenvinning av papir og glas. Slik gjenvinning sparer både ressursar og energi og reduserer forureininga. Men betydelege avfallsmengder kan i dag ikkje resirkulerast og må deponerast på fyllplass. Dessutan gjev både forbrenning og gjenvinning restprodukt som må deponerast.

Fyllplassane skaper betydelege miljøproblem. I fyllplassar for vanleg hushaldsavfall vert det utvikla biogass som består av ca 60% metan og 40% karbondioksid, og dessutan små mengder med illeluktande gassar. Metan er ein svært brannfarleg gass. Ofte er det store mengder rotter og fugl på ein fyllplass for hushaldsavfall. Det mest alvorlege problemet er likevel sigevatnet, som kan vere sterkt forureina og som kan øydeleggje grunnvatn og omliggjande elvar og innsjøar. Sigevatn har mykje høgare konsentrasjon av organiske stoff enn vanleg kloakk, og er svært illeluktande. I tillegg er det store mengder oppløyst jern frå rustande blekkboksar. Jernet er bunde til svovel, dvs det er blitt danna jernsulfid og sigevatnet er derfor svart. Ofte er det også betydelege mengder med tungmetall i sigevatnet pga. at det ligg mange batteri i fyllinga.

Figur 146. Fyllplassar for hushaldsavfall skal ha tette veggar og botn med dreneringsrør for sigevatn.

Når ein i dag opprettar nye fyllplassar, tek ein nøye omsyn til dei miljøproblema som den kan skape, m.a. ved å lage tett botn slik at sigevatnet kan renne i eige rørsystem.

I nyare tid er ein også blitt klar over at gamle, nedlagte og tildekte avfallsplassar representerer eit stort miljøproblem. Før eller seinar vil slike plassar byrja å lekke, og mange av dei inneheld betydelege mengder med tungmetall og giftige organiske sambindingar, og ved lekkasje kan både grunnvatn, elvar og innsjøar bli giftige. I mange land føregår det derfor no ei grundig registrering og overvaking av slike plassar.

Grovfyllplassane skapar miljøproblem først og fremst ved at dei har sterk skjemmande verknad i landskapet. Dessutan strøymer KFK-gassar ut frå deponerte kjøle- og fryseskåp på slike plassar. I nyare tid har behovet for grovfyllplassar auka sterkt, truleg pga. bruk-og-kast-mentaliteten i samfunnet. Produsentane bruksvarer som t.d. kvitevarer og møblar har også justert sitt materialval og produksjonsmetodar etter denne mentaliteten slik at produkta i vår tid ikkje varer på langt nær så lenge som i tidlegare tider.

Spesialavfall er avfall som ikkje skal deponerast korkje på fyllplass for hushaldsavfall eller grovavfall. Måling, olje, medisin og batteri er døme på slikt avfall. Spesialavfall skal leverast til spesielle motakssentralar for slikt avfall. Medisin kan leverast på apoteka, batteri kan leggjast i spesielle behaldarar i somme forretningar. Betydelege mengder spesialavfall hamnar imidlertid framleis på ordinære kommunale fyllingar, og kan i framtida skape alvorlege miljøproblem. I Norge er det først og fremst spesialavfall frå hushaldingane som hamnar på slike fyllingar, medan denne typen avfall frå norsk industri stort sett blir teke vare på i samsvar med gjeldande reglar og instruksar.

Støy

Lyd skuldast langsgåande trykkbølgjer i luft, væske eller fast stoff: bølgjelengda er lik avstanden mellom 2 fortetningar. Frekvens er lik tal bølgjer som kjem inn på ei flate, t.d. trommehinna per sekund. Menneskeøyret oppfattar lyd i frekvensområdet 20-20 000 bølgjer per sekund. Hørselen er mest kjenslevar for lyd med frekvens 1000-5000 bølgjer per sekund. Energien i bølgjene aukar med graden av fortetning i fortetningsområda. Energien vert oppgjeven i joule\sekund (dvs. watt) per kvadratmeter. Vi måler lyd i desibel (dB). Lyden får 10 gonger meir energi for kvart trinn oppover på skalaen.

Støy er uønska lyd. Oftast har støylyden mange frekvensar samtidig.

Støykjelder

1) Trafikkstøy er eit svært omfattande miljøproblem. I Norge er 300 000 personar sterkt plaga av trafikkstøy. Folk i Norge er meir plaga av trafikkstøy enn t.d. i Danmark, Tyskland, Nederland, Frankrike og USA. Årsaka til dette er at mange av byane i Norge har gjennomgåande trafikk, og at vegane på landsbygda ligg nær bustadområda.

2) Flystøy er eit stort miljøproblem nær flyplassane.

3) Støy frå anleggsplassar.

Figur 147. Støyvoll, støyskjerm og vegetasjon kan skjerme mot trafikkstøy.

Skadeverknad av støy på helse og trivsel

1) Tap av hørsel kan oppstå momentant pga. sterk, kortvarig lyd t.d. eksplosjonslyd. Mindre sterk, men langvarig lyd fører også til varig hørselstap.

2) Bakgrunnstøy fører til auke utskilling av hormonet adrenalin i binyrene. Dette gjev generell stressreaksjon. Støy under søvn er spesielt helseskadeleg.

Tiltak mot støy

1) Redusere støyenergien ved å bruke bilar\fly som produserer liten støy. Støydempande vegdekke reduserer også støyenergien.

2) Ein kan hindre at støyen spreier seg til omgjevnadene ved t.d. å bygge vollar og\eller sette opp skjermar langs sterkt trafikerte vegar.

Biologisk mangfald (biodiversitet)

Det vert i dag utrydda mange plante- og dyreartar dagleg pga. menneska sin aktivitet. Dermed forsvinn genetiske oppskrifter som aldri kan komme tilbake, då kvar einskild art er eit resultat av utvikling og tilpassing over millionar av år, med ekstremt mange påverkande faktorar.

Det er i dag registrert og gjeve namn til 1,5 millionar artar på jorda. Ein reknar imidlertid med at det finst mange artar som enno ikkje er oppdaga. Truleg eksisterer det i dag mellom 5 og 80 millionar artar på jorda.

Figur 148. Søylediagram som viser tal registrerte bakteriar, sopp og algar.

Dei tropiske regnskogane er dei eldste og mest artsrike økosystema på jorda. Den høge alderen skuldast m.a. at det ikkje har vore istider i desse områda. Sjølv om artstalet er særs stort, så er tal individ av kvar art til vanleg lågt, og mange artar er m.a. av den grunn enno ikkje oppdaga.

Døme: I skogane i Europa kan det i beste fall vere opp til 10 ulike treslag per mål, medan det i regnskogen i Amazonasområdet kan vere 235 ulike treslag per mål skog.

Døme: Det er i dag registrert og gjeve namn til om lag 1 million insektartar i heile verda. Kvart år vert det oppdaga ca. 6000 nye artar. Nyare forsking i regnskogen tyder på at det kan vere minst 30 millionar insektartar der. Med samme registeringsfart som i dag, vil det såleis ta 5000 år før alle tropiske insektartar er oppdaga.

Mange av dei tropiske plante- og dyreartane er endemiske, dvs. dei har berre eit lite eller avgrensa utbreiingsområde.

Døme: I det sørlege Afrika finst det 23 200 planteartar. Av desse finst 18 560 artar berre i dette området, dvs. dei er endemiske for sørlege Afrika og veks ikkje andre stadar på jorda.

Døme: På øya Madagaskar, som ligg 300 km aust for Afrika, er det i alt registrert 12 000 planteartar. 7200 av desse er endemiske, dvs. dei finst berre på Madagaskar.

Generelt reknar ein at utrydding av ein planteart fører til at 10 dyreartar, hovudsakleg insekt, også blir utrydda.

Omfattande nedhogginga og brenninga av regnskogane fører i dag til rask reduksjon i artsmangfaldet. Mykje tyder på at menneska no utryddar fleire hundre, kanskje over tusen, tropiske insektartar kvar dag. Det går såleis tapt store og uerstattelege genetiske ressursar kvar dag. Menneska utrydder i dag i stor skala planter og dyr som enno ikkje er blitt oppdaga og registrerte. Det er blitt hevda at menneske kanskje kjem til å utrydde minst 1 million artar innan år 2020.

Allereie i dag får vi svært mange og viktige stoff og medisinar frå tropiske planter og insekt. Meir enn 25% av reseptmedisinane inneheld såleis kjemisk aktive stoff frå regnskogplanter. T.d. er det registert 2100 tropiske planter som inneheld stoff som kan brukast ved behandling av kreftsjukdomar. I tillegg inneheld mange insekt slike stoff.

I India er meir enn 250 000 ulike planteartar godkjente som medisinplanter av helsesyresmaktene. Dei aller fleste av desse plantene er i dag ukjente for dei medisinske miljøet i det vestlege verda.

Døme: Også i vårt land har ein nyleg funne nye medisinplanter. Ein spesiell sopp vart funnen på Hardangervidda, og det viste seg at den inneheld eit stoff som hemmar immunforsvaret hos mennesket. Stoffet har ført til gjennombrot i behandlinga av hudsjukdomen psoriasis og som middel for å hemme immunforsvaret hos pasientar som mottek nye organ ved transplantasjon.

Utryddinga av artar i tropisk regnskog fører såleis til tap av kompliserte kjemiske stoff som kan nyttast medisinsk eller på annan måte. Det genetiske materialet kan t.d. nyttast direkte ved genspleising for å gje landbruksplanter nye og betre eigenskapar.

Døme: Ved å plassere gen frå viltveksande planter i kulturplanter kan ein få kulturplanter som betre toler det lokale miljøet og som også gjev større avling. Forskarane greidde såleis i løpet av 1970-åra å auke den årlege kornproduksjonen i Asia med ein verdi estimert til 2 milliardar dollar.

Øydelegging av regnskogen fører også til redusert opptak av karbondioksid frå lufta. Både i Bangladesh, Haiti, India og Sri Lanka er dei viktigaste regnskogane no nedhogne eller brente. Fillipinane miste vel halvparten av regnskogen i perioden 1961 til 1985. Elfenbeinskysten misser no 15% av skogen per år. I USA minus Alaska er 95% av skogen nedhogt, og i Europa er situasjonen endå verre.

Figur 149. Søylediagram som viser tal registrerte virveldyr. Fisk har eit langt høgare artstal enn dei andre virveldyrgruppene. Truleg finst det mange fiskeartar i djuphavet som enno ikkje er oppdaga.

Det er framfor alt den sterke folkeauken som er årsaka til at mange artar no vert heilt eller delvis utrydda. Mykje tyder på at folketalet på jorda vil bli fordobla i løpet av dei neste 30 åra. Dei nye menneska må ha plass til å dyrke mat, hente brensel og til å bu på. Samfunnet tek også store areal i bruk til vegar, fabrikkar, damanlegg og ved uttak av råstoff, og store naturøkosystem vert sterkt skada eller heilt øydelagde.

Døme: Ein reknar med at folketalet i Kenya vert fordobla i løpet av dei neste ti åra. I løpet av 1980-åra vart elefantpopulasjonen i landet redusert med 85%, og ein stor del av denne reduksjonen skuldast den raske auken i folketalet.

For å sikre og ta vare på viktig økosystem i naturen vert det oppretta naturreservat og nasjonalparkar. Ein tek også vare på særleg trua artar og gen i dyreparkar, zoologiske og botaniske hagar og i frø- og genbankar.

Erosjon

Vind, isbrear og vatn har ein eroderande dvs. avgnegande verknad på jordoverflata.Spesielt vert lausmassar t.d. tørr jord og sand lett frakta avgarde med vind og vatn.

Røtene på planter og tre bind saman jordsmonnet, gjer jorda porøs og tek opp vatns. Alt dette hindrar erosjon.

I område der skog og vegetasjon er blitt fjerna, kan erosjonen vere svært stor, spesielt dersom området er brattlendt. Den lausrivne jorda og sanden hamnar ofte til slutt i elvar eller hav, og er då tapt for alltid. Enorme mengder med matjord vert på denne måten øydelagt kvart år både i utviklingsland og industriland.

Skogsområda har ein stabiliserande verknad på vasstilgangen til nedanforliggjande område. Når skogen blir fjerna, fører dette til flaum i sistnemnde område i regntida og sterk uttørking av jordsmonnet når det er lite regn.

Døme: Sidan 1950-talet er to femtedelar av skogane i Himalaya-området nedhogne eller øydelagte. Dette fører no til enorme flaumar i regntida i m.a. Bangladesh. I den tørre årstida derimot, er vassbassenga for t.d. landbruksvatning ofte tomme og avlingane blir då små eller sterkt skada.

Vegetasjonen har ofte store problem med å etablere seg igjen i eit erodert område, m.a. pga. rørsle i lausmassane. Dersom nedbøren er liten vert området ofte til permanent ørken. I dag er derfor ørkenspreiing eit stort økologisk problem i mange område.

I område med periodevis store nedbørsmengder fører erosjon til flaum. Mangel på vegetasjon og porøs jord, fører til at store vassmengder renn på overflata. Elevane er ofte blitt grunne pga. dei alt har motteke mykje erodert materiale, og dei fløymer derfor lett over. Ein slik flaum er i seg sjølv kraftig eroderande.

Vern av natur

Verneverdige naturområde i Norge kan fredast etter Lov om naturvern av 1970. Naturen kan vernast som nasjonalpark, naturreservat, landskapsvernområde eller naturminne.

Nasajonalparkar er store, urørte eller i hovudsak urørte naturområde som er eigenarta og vakre. Døme: Hardangervidda nasjonalpark.

Naturreservat er ofte forholdsvis små naturområde med eigenskapar som nasjonalparkar, men som også har særskilt vitskapleg og pedagogisk betydning. Døme: Verna våtmarksområde.

Landskapsvernområda er ofte område med spesielt vakkert og eigenarta natur- kulturlandskap. Døme: Utladalen i Sogn og Fjordane.

Naturminne er til vanleg sjeldne og spesielle botaniske, zoologiske og geologiske forekomstar som har vitskapeleg eller historisk interesse.

Døme: Verna enkelttre eller tregruppe.

Nasjonalparkar og landskapsvernområde

I nasjonalparkane skal heile naturmiljøet dvs. landskap, plante- og dyrelivet, natur- og kulturminne vernast mot utbygging, forureining og andre inngrep. Tradisjonell beitebruk kan til vanleg halde fram som før i ein nasjonalpark.

I landskapsvernområda er det i særleg grad det totale landskapet sin art og karakter som ikkje må bli endra. Tradisjonelt jordbruk kan til vanleg halde fram som før i eit slikt område.

Det er lov å drive forsking - og undervisingsarbeid i nasjonalparkar og landskapsvernområde når dette blir gjort i samsvar med målsettingane for parkane/områda.

Det er utarbeidd nøyare planer og oppsett for naudsynte unntak og spesialopplegg med omsyn til jordbruk, skogbruk, turisme og friluftsliv for kvar einskild nasjonalpark og landskapsvernområde. Turisttrafikken i dei verna områda har auka svært mykje i nyare tid, og behovet for skjødsel og vedlikehald av turstiane har auka i takt med dette. I mange av høgfjellsområda har turstiane ein vegetasjon som er lite slitesterk, og behovet for skjødsel og vern er her ekstra stort.

Kulturlandskapet

I eldre tid levde folket mykje meir i og av naturen enn kva dei gjer i dag. Gjennom tidene vart vegetasjonen og dyrelivet i bygdene i stor grad prega av menneska sin aktivitet. Den gamle driftsforma i jordbruket fremja artsmangfaldet i naturen. Sjølve kulturlandskapet vart forma av både menneske og husdyr. Moderne jord- og skogbruksdrift har endra og skada det gamle kulturlandskapet. T.d. har monokulturdrifta i jordbruket med tidleg innhausting, ført til kraftig reduksjon av artsmangfaldet både når det gjeld planter og dyr. Flathogstdriftsforma i skogbruket fører også til skade i kulturlandskapet. Dessutan vert mange gardar nedlagte og kulturlandskapet vert då øydelagt pga. attgroing eller tilplanting. Likevel har ein hittil i Norge teke svært godt vare på kulturlandskapet samanlikna med mange andre land. Kulturlandskapet i bygde-Norge har store estetiske verdiar og ein svært høg økonomisk verdi, og kan også utnyttast i mange næringsmessig samanhengar, t.d. i reiselivsnæringa. Dersom det norske kulturlandskapet vert øydelagt, kan ein vanskeleg få det tilbake igjen nokon gong, det vil i så fall vil koste astronomiske summar. Ein del spesielle kulturlandskap i Norge er i dag verna ved å ha status som landskapsvernområde.

Ved redusert beitepress i kulturlandskapet vil i første omgang busksjiktet bli meir dominerande enn tidlegare. Nye fugleartar kan då slå seg ned i området, t.d. insektetande sangarar. Generelt blir dyrelivet rikare ved at tidlegare hardt utnytta kulturlandskap får gro noko igjen.

Våtmarker

Begrepet våtmark dekkjer ulike naturmiljø i grenseland mellom land og vatn, t.d. myr, tjørn, grunne småvatn, vegetasjonsrike innsjøar, sumpområde, deltaområde, strandeng og grunne sjøområde. Våtmark høyrer til dei mest produktive naturtypar i verda. Både plante-og dyrelivet er såleis uvanleg rikt og mangfaldig i slike område. Generelt har våtmarker stor kapasitet til å lagre vatn i nedbørsrike periodar, medan dei avgjev vatn til omgjevnadene i nedbørsfattig periodar. Det er imidlertid ikkje berre planter og dyr som trivest i slike område. Også menneske har i stor grad okkupert denne biotopen og bygd tettstadar og fabrikkar. Det har derfor ofte oppstått konflikt mellom utbyggingsinteressane og verneinteressane i desse områda. Ein god del våtmarksområde har i dag fått naturreservatstatus. Slikt vern har som mål å sikre m.a. fuglelivet i områda. Mange av fuglane i våtmarksområda er imidlertid flyttfuglar og effektivt og sikkert vern av desse kan berre skje gjennom internasjonale avtaler.

Vassdragsregulering

I Norge blir praktisk talt all elektrisitet til industri og hushald produsert vha. vasskraft. Slik produksjon blir i dag rekna for å vere svært miljøvennleg samanlikna med elektristitsproduksjon vha. fossile brensel eller kjernekraft. Når eit vassdrag blir regulert og brukt som energikjelde, skjer det lokalt betydelege endringar i miljøet. Nokre av desse er klart negative, medan andre truleg er av positiv natur:

1) Fossar forsvinn og eleveleier ligg tørre i store delar av året. For å motvirke skadelege verknader av dette er kraftverka pålagte å sleppe vatn forbi demmingane i periodar av året.

2) Vassføringa i elevløpet nedanfor kraftverket er jamnarer enn før utbygginga. Spesielt er vårflaumen redusert, og vassføringa om vinteren er auka monaleg.

3) Temperaturen i elevevatnet nedanfor kraftverket er jamnare enn før utbygginga. Generelt er utsleppsvatnet frå kraftverket om vinteren 3-4 ° C høgare enn det som er naturleg. Om sumaren derimot kan vatnet i elva nedanfor kraftverket vere betydeleg kaldare enn det som er naturleg dersom vassuttaket frå dammen skjer på stort djup. I elveleiet ovanfor kraftverket vil situasjonen gjerne vere omvendt, ettersom vassmengda her er langt mindre enn før reguleringa. Temperaturendringane vil påvirke både livet i elva og klimaet rundt elva.

4) I kalde strøk av landet vil auka vintervassføring i elva gjerne føre til mykje isdanning og frostrøyk både i elva og i fjorden. Auka isdanning kan igjen føre til tilfeldige oppdemmingar i elveløpet, noko som igjen kan føre til flaumskader under avsmeltinga.

5) Ved oppdemming av innsjøar, vert store landareale sett under vatn. Det skjer såleis på denne måten store inngrep i naturen. Store stølsområder og gamle trekkvegar for dyr har på denne måten blitt sett under vatn. Når innsjøen vert nedtappa, kjem store vegetasjonsfrie strandsoner til syne. Desse er utsette for erosjon og har ein sterkt skjemmande verknad i landskapet. Under nedtapping om vinteren, vil isen sprekke opp langs strandsona. Når så innsjøen vert fylt med vatn igjen, vil dette komme opp gjennom desse sprekkene og kan til slutt dekke store delar av isflata.

Isen på regulerte vatn er livsfarleg både for menneske og dyr.

Når vatn frå t.d. ein innsjø på fjellet strøymer nedover vert stillingseneri omgjort til rørsleenergi og til slutt til varmeenergi. Dersom ei vassmengd fell 427 m og kjem til ro er temperaturen i dette vatnet auka med 1 ° C. Resultatet av denne oppvarminga er ofte eit parti med isfritt område, dvs straumråk eller tynn is på vatnet i området. Dersom det siver grunnvatn ut frå land, kan det også vere isfritt område langs land, dvs. landråk. Dersom vatnet fell gjennom ein kraftverktunnel og rørsleenergien blir utnytta til produksjon av elektrisk kraft, vert oppvarminga grunna fallet berre om lag 0,1 ° C. I praksis fører imidlertid vasskraftutbygging til vanleg til at vintertemperaturen i elva nedanfor kraftverket blir betydeleg høgare enn før utbygging grunna vassuttak på stort djup i innsjøen og lite varmetap i tunnel-og rørsystem.

Økologisk jordbruk

Økologisk tenking og handling er viktig både i tradisjonelt landbruk og i økologisk jordbruk. I moderne landbruk brukar ein imidlertid teknikk og metodar som på sikt truleg vil skade jordsmonn og miljø og såleis ha skadelege verknader for det framtidige jordbruket. I økologisk jordbruk vektlegg ein sterkt verdien av jord og jordsmonn. I særleg grad tek ein omsyn til jordorganismane og aktivitet til desse i jordsmonnet. Medan ein i moderne jordbruk gjev næringssalt direkte til plantene, gjødslar ein i økologisk jordbruk også mikroorganismane i jordsmonnet.

I økologisk jordbruk brukar ein korkje kunstgjødsel eller sprøytemiddel. Som gjødsel brukar ein først og fremst belgvekster og naturgjødsel. Belgvekstene har rotvorter med nitrogenbindande bakteriar, og er derfor svært nitrogenrike. Når slike planter (grøngjødsel) vert harva ned i jorda, rotnar dei og jorda får tilført nitrogensambindingar Husdyrgjødsla vert i stor grad kompostert. Den høge varmen under komposteringa drep i stor grad ugras og skadelege mikroorganismar. Husdyra på ein økologisk driven gard får allsidig kost, og gjødsla inneheld derfor mindre med nitrøse, illeluktande stoff og er tørrare enn gjødsel frå gardar med meir intensiv drivt. Redusert nitrogeninnhald i gjødsla er i seg sjølv viktig for å redusere forureining og algevekst i elvar og innsjøar og minske utsleppa av nitrøse gassar frå jordsmonnet til atmosfæren.

Kompostert husdyrgjødsel gjev plantene ein naturleg vekstfart, medan kunstgjødsel ofte fører til for rask plantevekst. Når vekstfarten hos ei plante er naturleg skjer den ofte i rykk og napp. I periodar med liten eller moderat vokster, produserer planten ei mengd viktige stoff som for oss set både smak og aroma på maten. Også medisinplantene produserer mykje av dei verksame stoffa i slike periodar. I tillegg inneheld økologisk dyrka planter ikkje kunstige sprøytemiddel eller tungmetall frå kunstgjødsel Økologisk dyrka planter vert såleis av fleire grunnar rekna for å vere meir verdifulle som råvarer både i produksjonen av mat og medisin.

I økologisk jordbruk ynskjer ein at marka har eit solid plantedekke i vinterhalvåret. Eit slikt dekke hindrar at jorda blir både for tørr og for våt og dermed også at næringsstoff vert transportert bort frå jorda. Dessutan fungerer plantedekket som mat for t.d. meitemakk i jorda og til slutt som gjødsel for mikroorganismane.

Vekstskifte er ei viktig dyrkingsform i økologisk jordbruk. Ein skifter her til ein ny planteart i åkeren eller i ein åkerparsell kvart år. Dette sikrar at jorda over tid ikkje taper for mykje av eit bestemt næringssalt eller ei gruppe næringssalt. I tillegg hindrar det at frø av ugras blir akkumulerte i åkeren. Ugras kan også brennast bort vha. propangass, eller fjernast vha. mekaniske konstruksjonar. I potetåkrar vert unge gjess brukte i kampen mot m.a. kveke.

Døme: Når ein startar opp med økologisk dyrking på eit jordstykke, vert det ofte dyrka eng- og belgvekster første året. Belgvekstene er nitrogenrike grunna symbiotisk samliv med nitrogenbindande bakteriar. Året etter kan det dyrkast t.d. raigras eller bygg på området, etterfølgt av t.d. poteter tredje året, og t.d. gulrøter 4. året. Etter ein del år bør åkeren igjen bli sådd til eng med belgvekster dvs. ein startar på ein ny vekstskiftesyklus.

Også skadedyr og sjukdomar vert halde nede ved biologiske metodar. Ved samplanting i ein åker har ein mange planteartar i same åkeren. Dette reduserer i praksis faren for åtak av skadedyr og sjukdomar samanlikna med ein åker med berre 1 planteart (monokultur), og dersom det blir åtak er det i praksis berre ein liten del av åkeren som går tapt då det ofte berre blir åtak på ein eller to planteartar i løpet av ein sesong. I tillegg kan ein dyrke planter i åkeren som tiltrekkjer seg nytteinsekt t.d. snyltekveps som legg egg i skadeinnsektlarvar. Bortreinsking av døde planter og dødt lauvverk er viktig for å hindre oppblomstring av sopp og bakteriar i området.

Kompostering

Kompostering går ut på å bryte ned og omforme organiske stoff vha. naturen sine eigne nedbrytarar (dekompositørar).

Det er mange typar nedbrytarar som jobbar i ein kompost. Dei minste og mest viktige er bakteriane og soppane. Generelt kan desse organismane delast i 3 hovudgrupper: psykrofile, mesofile og termofile organismar, som høvesvis trivest best ved forholdsvis låg, middels eller høg temperatur.

Figur 150. Nylagt kompost av plantemateriale. Bakteriar og sopp bryt her ned lettilgjengeleg sukkerstoff og aminosyrer i friske plantedelar. Det blir frisett varmeenergi, og i indre del av komposten hopar denne seg opp slik at temperaturen stig gradvis. Mikroorganismane er psykrofile dvs. dei trivest best ved forholdsvis låg temperatur. Etter kvar som temperaturen stig, vert dei utkonkurrerte av bakteriar og soppar som er meir varmetolande (mesofile mikroorganismar). Kompostbingen har spalter for oksygentilførsel. Desse er ikkje vist på figuren.

I starten har ein kompost forholdsvis låg temperatur og bakteriane og soppane som då utviklar seg er psykrofile. I denne fasen er det først og fremst letttilgjengeleg sukkerstoff og aminosyrer i friske planteceller som er mat for mikroorganismane. Pga. forbrenningreaksjonane i nedbrytarorganismane, vert det produsert betydelege mengder varme i komposten. Denne strøymer lett ut til lufta frå den ytre delen av komposten, medan den blir akkumulert i den indre delen. Det vert derfor etter kvart temmeleg varmt i indre kompostdelen. Når det er slutt på dei lettilgjengeleg næringstoffa, kjem det til nye sopp- og bakterieartar som skil ut cellulosespaltande enzym. Desse mikroorganismane er ofte mesofile. Etter som temperaturen aukar, vert dei erstatta med meir termofile artar. Først og fremst utviklar det seg no ein rik flora av stilksporesoppar. Desse har nemleg evna til å produsere enzym som kan spalte vedstoff dvs. ligning. Når temperaturen går over 60 ° C, dør imidlertid soppane etter kvart ut. Til slutt kan termofile bakteriar drive temperaturen opp i 80 ° C i kompostkjernen. Denne typen bakteriar overlever, men mange sjukdomsbakteriar dør allereie ved 55 ° C. I siste del av komposteringsfasen går temperaturen jamnt nedover. Sopp som har overlevd i den ytre og kjøligare delen av komposten, rekoloniserer no den indre delen og soppnedbrytinga held fram. Kompostmaterialet blir no gradvis omforma til næringsrik humus.

Bakteriar og sopp bryt også ned feittstoff og protein (eggekvitestoff) i komposten. Ved god lufttilgang vert proteina brotne ned til aminosyrer, som mikroorganismane så brukar ved oppbygginga av sine eigne protein. Eventult vert aminosyrene brukte som brensel ved energiproduksjonen hos nedbrytarorganismane. Nitrogen i aminosyrene vert då frigjeve som ammoniakk (NH3). Svovel i svovelhaldige aminosyrer vert samtidig oksidert til sulfat (SO4^2- ).

Ved dårleg lufttilgang overtek bakteriar som andar utan oksygen t.d. bakteriar i gruppa Clostridium. Ved nedbrytinga av aminosyrer vert det då ikkje produsert ammoniakk, men illeluktande nitrogensambindingar av typen indol og skatol. Svovel i svovelhaldige aminosyrer vert skilt ut som illeluktande hydrogensulfid (H2S), eventuelt som svovelsambindigar av typen merkaptanar som har ekstremt vond lukt.

For å sikre god lufttilgang til heile komposten, må den med jamne mellomrom rørast grundig om. Dette vil hindre anarob anding og utvikling av illeluktande stoff.

I tillegg til bakteriar og sopp inneheld komposten særs mange ørsmå dyr av typen rundmakk (trematode), spretthale (collembol), hornmidd (oribatide). Dessutan kan det vere mange skrukketroll og meitemakk i komposten.

Ein vanleg hagekompost bør ligge i ein luftig behaldar eller binge. Mest praktisk er det å ha to bingar, slik at ein i den eine bingen kan ha nylagt kompost og i den andre delvis ferdig kompost. Ved overføringa av kompost frå eine bingen til den andre vert det også tilført luft til kompostmaterialet.

Avfallet i ein slik kompost kan vere lauv, plenklipp, hekklipp og små kvistar. Større kvistar bør malast opp i t.d. kvern før kompostering.

Ein kompost får størst meining i renovasjonssamanheng dersom også kjøkkenavfall kan leggjast i den. Behaldaren bør då vere så tett at ikkje mus og rotter får tilgang til den. Kjøkkenavfallet må alltid dekkjast med t.d. anna kompostmateriale slik at ikkje fluger får tilgang til avfallet. Lufttilgangen til kjøkkenavfallet i komposten må vere godt, elles vil det raskt oppstå illeluktande stoff. Dersom det skal leggjast kjøtt- og fiskeavfall i komposten, må kommunale myndigheiter på førehand ha gjeve løyve til dette.

Figur 151. Søylediagram som viser mengdeforholdet mellom karbon og nitrogen i ymse materialar

Kompostering av kjøkkenavfall skjer kanskje sikrast i meitemakkompost. Behaldaren kan her vere forholdsvis liten (30-50 liter). I utgangspunktet tilset ein mange meitemakkar til komposten. Desse forplantar seg og tal meitemakk kan etter ei tid komme opp i t.d. eitt tusen. Dei blandar komposten grundig, sikrar god lufttilgang og set til livs store mengder organisk materiale.

Organismane i ein kompost trivest best dersom mengdeforholdet mellom karbon og nitrogen, det såkalla C/N-forholdet, er om lag 25 til 30. Dersom dette talforholdet er for lågt, dvs. det er for mykje nitrogen i komposten, vil organismane danne nitrøse gassar dvs. komposten taper nitrogen. Slike gassar kan gje luktproblem og er i alle høve forureinande. Dersom C/N-forholdstalet er for stort, vil organismane ikkje kunne danne tilstrekkeleg protein, og komposteringa går derfor seint. Dei ulike materiala i komposten har ulike C/N-forhold. Mengdeforholda av desse bør til ei kvar tid vere slik at det totale C/N-forholdet for innhaldet i kompostbingen ligg i området 25 til 30. Ein må då også ta omsyn til at ein del materialar med høgt karboninnhald, særleg treflis og bork vert brote svært seint ned, dvs. karbonmaterialet vert frisett svært seint. Slik materiale bør helst liggje eit par år i fuktig miljø før det blir kompostert.

Gaia-teorien

Denne teorien, som har namnet til ei gresk jordgudinne, går ut på at den levande og ikkje-levande naturen til saman fungerer som ei sjølvregulerande eining. Etter Gaia-teorien har dei levande miljøa ein sterk og mangfaldig påverknad på dei fysiske og kjemiske forholda på jorda, og då alltid på ein måte som er til fordel for organismane. Dei livsmiljøa som eksisterer i dag, har overlevd fordi dei er flinke til å påverke den abiotiske naturen til sin fordel.

Det nye ved teorien er først og fremst at den postulerer ein svært stor innverknad frå den biotiske naturen til den abiotiske. Det vert t.d. hevda at det opphaveleg var vatn både på Venus og Mars, men desse planetane har mist vatnet fordi det ikkje vart utvikla liv der, medan Jorda beheld vatnet pga. påverknad frå dei levande miljøa. At Jorda beheld vatnet er sjølvsagt livsnødvendig for den biotiske naturen.

Då livet oppstod på Jorda, var energiavgjevinga frå sola om lag 25% mindre enn i dag. Det var likevel truleg varmare på jorda den gongen enn no pga. at lufta inneheld store mengder av drivhusgassen karbondioksid. Kanskje var det opp mot 10% av denne gassen i lufta den gongen, medan det tilsvarande tal i dag er 0,035%. Det er algane, plantene og trea som gradvis har redusert mengda av karbondioksid i lufta ved fotosyntese med etterfølgjande danning og lagring av kol, olje og gass. Dette har gjeve som resultat at temperaturen på jorda har helde seg forholdsvis jamn og gunstig for livet sjølv om innstrålingsenergien frå sola har auka med 25%. Vegetasjonen har såleis påverka temperaturen på ein måte som er gunstig for den levande naturen.

I tropisk regnskog kan direkte innstråling frå sola gje svært høg temperatur, og over tid kan ein slik varme gje skade i skogen. Normalt er det ein stor transpirasjon (bortdamping) av vatn frå vegetasjonen i ein slik skog. I den litt kjøligare lufta over skogen, kondenserer ofte denne dampen til skyger, eventuelt til regn. Skyene vernar skogen mot direkte innstråling, dvs. skogen påverkar klimaet på ein måte som er til fordel for livet der. Når skogen blir nedhogd, vert sjølvsagt denne reguleringsmekanismen øydelagt.

Nyare forsking tyder på at mikroskopiske havalgar totalt sett skil ut ei svært stor mengd av stoffet dimetylsulfid, (CH3)2S. I lufta vert dette stoffet oksidert til svovelsyre, H2SO4, og det oppstår såleis ørsmå dråpar med svovelsyre i lufta over havområde med mykje algar i overflatevatnet. Frå før veit ein at vatn kondenserer lett på slike dråpar, dvs. dei fører til skydanning i fuktig og middels fuktig luft. Dei mikroskopiske algane kan såleis indirekte gje skydanning og dermed verne seg mot langvarig direkt stråling og oppvarming frå sola.

Gaia-teorien er viktig fordi den viser oss store og globale samanhengar i naturen. Den vektlegg sterkt at naturen fungerer som ein heilskap, og nærmast i seg sjølv er å rekne for ein funksjonell organisme. Teorien viser oss også at ein forholdsvis liten menneskeleg påverknad på naturen kan gje store og kompliserte skadeverknader over tid på denne organismen.

Samanbrot i økonomien

Skilnaden mellom den fattige og rike delen av verda vert større og større. Det er ei rekkje årsaker til dette. Mange av dei råstoffa som dei fattige landa eksporterer, er det blitt langt mindre behov for i dei rike landa no samanlikna med tidlegare.

Døme: Naturfibrar t.d. bomull, jute, hamp er i dag i stor grad blitt erstatta med kunstfibrar i dei industrialiserte landa.

Koparleidnigar i kommunikasjonsnetta er blitt erstatta med optiske leidningar

(fiberoptikk). Importen av koparmetall har derfor gått ned i mange i-land.

Kakaoimporten i industrilanda har gått betydeleg ned pga. at folket der heller vil drikke mineralvatn enn kakao.

Pga. redusert etterspurnad etter mange varer frå u-land, slik som døma ovanfor viser, har prisane på desse varene gått dramatisk ned. U-landa greier i liten grad å omstille produksjonen til nye produkt. I andre tilfelle hindrar i-landa importen frå u-landa då dei fryktar at deiras eigen produksjon skal bli skadelidande. Organisasjonen GATT (Gerneral Agreement on Tariffs and Trade) har som formål å regulere handel mellom i alt ca. 130 land, og dermed også hjelpe u-landa med vareeksporten. Mange i-land, også Norge, har imidlertid spesielle lovverk med krav til merke, brukfristdato, kvalitet og innpakning, som u-landa ikkje maktar å oppfylle, og i praksis kan slike lover også brukast til å skjerme i-landa mot import.

Generelt får bonden\arbeidaren i u-land svært lite igjen for varene som blir eksporterte. Det aller meste som forbrukaren i i-landa betaler for slike varer, går til ymse ledd, særleg mellomledd og sluttledd (t.d. skatt) i i-landa. Når ein kjøper t.d. bananer frå eit u-land for 10 kr i eit i-land, så får bonden som har produsert og plukka bananene berre 20 øre, medan dei ymse ledda i i-landet får til saman 7 kr.

I 1970-åra investerte mange u-land kraftig pga. dei lett fekk lån med låg rente i i-land. Dessutan var eksporten av råvarer frå u-landa den gongen høg og prisane var dermed gode. I 1980-åra går eksporten frå u-landa ned slik som nemnt ovanfor, og prisane går ned. På same tid vert rentene på låna som u-landa tok opp tidleg på 70-talet, nesten fordobla. Låna var tekne opp i dollar, og i løpet av 80-åra steig verdien av denne mynteininga betydeleg, og låna vart dermed større. Alt i alt førte desse faktorane til den såkalla gjeldskrisa som har gjort skilnaden mellom rike og fattige land større enn nokon gong tidlegare. Folket i desse landa vert dermed tvinga til å hogge ned skog og ta i bruk sårbar jord for å produsere meir mat. Resultatet er øydelagt skog, erosjon og ørkenspreiing. Folk strøymer så til byane for å prøve å overleve der.

Døme: I utkanten av byen Manila, hovudstaden på Filippinane, ligg ein kjempestor søppelplass på eit høgdedrag (Smokey Mountain). I alt lever og bur 30 000 menneske på sjølve fyllinga. Dei livbergar seg ved å samle ymse typar materiale (t.d. aluminiumsboksar) i søpla, som så blir selt for resirkulering.

Ein reknar at siste verdskrigen krevde om lag 40 millionar menneskeliv. I vår tid dør om lag 40 millionar menneske per år pga. svolt. Knapt halvparten av desse er barn. I tillegg er det eit svært mange barn som får varige helseskadar m.a. hjerneskadar pga. svolt og proteinmangel.

Miljøkrisa er såleis ikkje berre ei krise i naturen og miljøet, men i høgste grad også for den globale humanpopulasjonen.

(Notatside 435-446):

Kapittel 13 Elektrisitet

Elektrisk lading

Dersom ein gnir ein glasstav med ein silkeklut, får staven evne til å trekkje til seg t.d små papirbitar, hår osv. Opphaveleg sa ein at glasstaven hadde glaselektrisitet når den hadde slik tiltrekkjande evne.

Når ein undersøkte ein glasstav og fann at den hadde fått glaselektrisitet, sa ein at den gav positiv (+) reaksjon. I dag kallar vi ladinga på ein slik gasstav for positiv lading.

Dersom ein fører 2 ladde glasstavar mot kvarandre, skyv dei kvarandre frå dvs. det er fråskyvingskraft mellom stavane.

Dersom ein gnir ein ebonittstav med ein ullklut eller ein skinnklut, trekkjer staven til seg positivt ladde glasstavar. Ebonittstanga har såleis ikkje glaselektrisitet, dvs undersøkinga på om ebonittstaven har glaselektrisitet gjev eit negativt (-) resultat. I dag kallar vi ladinga på ein gnidd ebonittstang for negativ lading.

Figur 160. Det er tiltrekkingskraft mellom lekamar med ulik elektrisk lading.

Dersom ein fører 2 ladde ebonittstavar mot kvarandre, skyv dei kvarandre frå, dvs. det er fråskyvingskraft mellom stavane.

Ladinga på protona er positiv. Ladinga på elektrona er negativ.

Det finst 2 typar elektrisk lading: positiv type og negativ type.

Det er fråskyvingskraft mellom lekamar med lik lading.

Det er tiltrekkingskraft mellom lekamar med ulik lading.

Den positive ladinga på glasstaven skuldast at det er underskot av elektron på staven. Når den vert gnikka med silkekluten, vert elektron rivne bort frå glasmolekyla i overflata av staven og overførde til silkekluten. Den ladde staven har mange fleire proton enn elektron i overflata, og er såleis positivt ladd.

Den negative ladinga på ebonittstaven skuldast at det er overskot av elektron på staven. Når den vert gnikka med ullklut\ skinnklut vert elektron rivne bort frå proteinmolekyla i ulla\skinnhåra og førde over på staven si overflate. Den ladde staven har mange fleire elektron enn proton i overflatelaget, og er såleis negativt ladd.

Døme: Kopieringsmaskinar fungerer etter prinsippet om elektrisk tiltrekkingskraft. Det område på kopieringsarket der det skal vere trykksverte, får positiv ladning, medan partiklane i trykksverta har negativ ladning. Trykksverta fester seg dermed på rett plass på papiret i det dette passerer forbi.

Ladning vert målt i coulomb (C). 6,23*10¹⁸ elektron har til saman ei ladning lik 1 C.

Den elektriske krafta mellom 2 ladde lekamar er

k*q₁ *q₂

F = --------

r²

F = kraft, q₁ = ladning lekam 1, q₂ = ladning lekam 2, r = avstanden mellom lekamane. k = Coulombs konstant.

Formelen vert kalla Coulombs lov.

I flatbatteriet er det underskot på elektron i den positive polen (kort metallstrimmel) og overskot på elektron i den negative polen (lang metallstrimmel). Det er såleis elektrisk tiltrekkingskraft mellom dei to metallstrimlane.

Elektrisk leiar

Kopar har 29 elektron i atomet, med elektronfordelinga 2,8,18,1. Elektronet i ytterskalet er fritt dvs. det er ikkje i atomet, men vandrar fritt over alt i metalleidningen. Elektrona kolliderer svært ofte med kopariona og med kvarandre i løpet av eit sekund, og forflyttar seg derfor ikkje særleg langt på denne tida sjølv om farten er ca. 10 km per sekund. Ein reknar at der er like mange frie elektron i koparmetall som det er atom. Dei andre 28 elektrona i atomet, er bundne til atomet og er alltid der. Når kopartråden vert kopla til polane på eit batteri, vert elektrona (negativt ladde) dregne mot den positive batteripolen av den elektriske krafta. Alle dei frie elektrona i kopartråden beveger seg såleis no i same retning, dvs det går elektrisk straum i leidningen. Elektronstraumen mot den positive polen er berre 2-3 mm per sekund, då elektrona kolliderer svært ofte med kopariona og med kvarandre. Batteriet syter for at kopartråden får tilbakelevert elektron ved den negative polen. Elektrona går såleis i eit krinsløp.

Figur 161. Skjematisk framstilling av forholda i ein koparleidning når den er kopla til postitiv og negativ pol på eit batteri. Frie elektron i leidningen vert dregne mot den positive polen og inn i batteriet. Leidningen mottek elektron frå batteriet gjennom den negative polen.

Straumstyrken er lik 1 ampere (A) dersom 6,23*10¹⁸ elektron går over frå kopartråd til positiv pol i løpet av 1 sekund. 1 A er såleis lik 1 C\sek.

Vi har lært at ein stein som er heist over bakken, har tyngdekraftstillingsenergi. På tilsvarande måte har eit elektron over t.d. ein positivt ladd linjal, elektrisk stillingsenergi. Denne stillingsenergien vert kalla spenning og vert målt i volt (V).

1 V = 1 J\C dvs. 1 joule stillingsenergi fordelt på 6.23*10¹⁸ elektron (eller proton).

Elektrisk leiar har frie elektron. Døme: kopar og sølv

Elektrisk isolator

Elektrisk isolator har ikkje frie elektron. Døme: porselen og glas. Elektriske isolatorar vert brukt m.a. som festepunkt for elektriske leidningar.

Motstand

Det er forholdsvis vanskeleg for elektrona å passere gjennom sume metallegeringar. Elektrona gjev derfor frå seg mykje energi i slike metall og metalltråden blir varm, eventuelt glødande. Vi seier at det er stor elektrisk motsand (resistans) i desse trådane. Motstanden vert målt i ohm (W).

Motstandslova (Ohms lov): U = R*I

U = spenning målt i volt, R = resistans målt i ohm, I = straumstyrke målt i ampere.

Døme: Straumstyrken i ei lyspære er 0,2727 A når spenninga er 220 V. Finn motstanden.

U 220 V

Motstanden er: R = --- = -------- = 806,75 W

============= I 0,2727 A ==========

Effekt

Effekt er energimengd per sekund. Elektrisk effekt blir gjeven ved formelen:

P = U*I

P = power = effekt, dvs. energi per sekund. Vert målt i watt (W), dvs. joule (J) per sekund. U = spenning målt i volt (V), I = staumstyrke målt i ampere (A).

Døme: Kor stor er straumstyrken gjennom ei 60 watt lyspære når spenninga er 220 V.

P 60 J\s

Straumstyrken er lik: I= --- = ------- = 0,2727 C\s (A).

============== U 220 J/C ==========

Effektformelen kan brukast til å finne kor stor effekt sikringane i ein kurs toler.

Døme: Kor stor effekt toler 10 ampere sikringar ved 220 V spenning?

Sikringane toler effekt opptil: P = U*I = 220 V *10 A = 2200 W.

Motstandsformelen og effektformelen kan kombinerast.

Energien som forbrukarane kjøper vert målt i watt (W) dvs. joule per sekund. Når ein varmomn er slått på 1000 W gjev den frå seg 1000 joule (J) varmeenergi per sekund. 1000 watt er lik 1 kilowatt (kW). Dersom ein varmomn er slått på 1 kW i ein time, har vi kjøpt 1 kilowatt-time (kWh) straum. (h=hour).

Ein finn tal kWh ved å multiplisere tal kW med tal timar (h).

Døme: I eit hus er det slått på omnar og lyspærer med samla effekt lik 4,2 kW i 3,5 timar. Tinn tal kWh.

Tal kWh er lik: 4,2 kW 3,5 h = 14,7 kWh

Prisen på elektrisk straum varierer frå kraftselskap til kraftselskap. Dersom prisen er 0,40 kr per kWh, vert straumkostnaden for dømet ovanfor slik:

Straumkostnad: 14,7 kWh * 0,40 kr\kWh = 5,88 kr

I tillegg kjem elektrisitetsavgift og meirverdiavgift.

Batteri

Svært mange kjemiske reaksjonar går ut på at eit grunnstoff eller kjemisk sambinding gjev frå seg eit eller fleire elektron til eit anna grunnstoff eller kjemisk sambinding. Slike reaksjonar kallar vi redoksreaksjonar. I alle typar batteri skjer det slike reaksjonar. I t.d. vanleg sinkbatteri i lommelykt gjev sink (Zn) i batteriet frå seg elektron som passerer gjennom lyspæra, før dei blir tekne opp av fireverdige manganion i brunstein i batteriet. I blybatteriet gjev bly (Pb) frå seg elektron som passerer gjennom lyspære eller startmotor, før dei blir tekne opp av fireverdige blyion på blyplatene i batteriet.

Elektromagnet

Der er tiltrekkingskraft mellom to parallelle og nærliggjande leidningar når det går straum i samme retning i leidningane. Krafta vert kalla magnetisk kraft. Dersom straumretninga er ulik i dei 2 leidningane, er det magnetisk fråskyvingskraft mellom dei.

Når elektrisk ladde partiklar beveger seg, vert det utvikla magnetiske krefter.

Dersom ein spolar opp ein straumførande isolert metalltråd, vert dei magnetiske kreftene rundt tråden konsentrerte, og dermed mykje sterkare enn når tråden er utstrakt. Vi har då laga ein elektromagnet.

Metallmagnet

Det er elektronrørsler, m.a. elektronrotasjon (spinn) som er årsak til dei magnetiske kreftene i sume metall t.d jern. Den grunnleggjande årsaka til magnetisme i elektromagnetar og metall er såleis den samme: elektron i rørsle.

Generelt om magnetar

Frittsvingande småmagnetar som er komne til ro, vender alltid den eine enden i nordleg retning. Denne enden vert kalla nordpol, og det er magnetisk tiltrekkingskraft mellom denne enden og den jormagnetiske sydpolen ved Grønnland. Den andre enden på magnetane vert kalla sørpol. Det er tiltrekkingskraft mellom ulike magnetpolar og fråskyvingskraft mellom like magnetpolar.

Figur 162. Det er tiltrekkingskraft mellom magnetisk nordpol og magnetisk sydpol.

Produksjon av elektrisk straum vha. magnet og slutta straumkrins

Elektron som beveger seg, utviklar, som nemnt ovanfor, magnetisk kraft. Dersom elektrona beveger seg over ein magnetpol, blir fartsretninga endra pga. magnetisk tiltrekking eller fråskyving.

Ein har funne at krafta som fører til fartsendringa er:

F = q*v*B

F = kraft målt i newton, q er elektrisk ladning målt i coulomb, v = elektronfart loddrett på magnetaksen målt i meter per sekund,

B = magnetfeltstyrke målt i tesla.

Dersom ein beveger ein slutta straumkrins med amperemeter over ein magnetpol, finn vi at det går elektrisk straum i krinsen. Årsaka til dette er at alle elektrona i straumkrinsen då vert utsette for krafta F = q*v*B i samme retning. Denne krafta trekkjer elektron gjennom straumkrinsen og ampermeteret viser at det går elektrisk straum i krinsen. Ein oppnår det same resultatet dersom ein held straumkrinsen i ro og beveger magneten.

Ein kan såleis få produsert elektrisk straum ved å bevege magnetar og straumspoler i forhold til kvarandre. I sykkeldynamoar og i turbinar i kraftverka, vert elektrisk straum produsert på denne måten.

Når ein magnet nærmar seg ein spole, oppstår det såleis elektrisk straum i spolen. Dersom det er nordpolen på magneten som nærmar seg spolen, er straumretningen i spolen slik at den sjølv får ein nordpol mot magneten. Spolen hindrar såleis magneten i å nærme seg spolen. Når magneten roterer vidare og dermed fjernar seg frå spolen, går straumen i spolen den andre vegen i forhold til når magnetpolen nærmar seg spolen. Dermed får spolen ein sydpol mot magneten som hindrar magnetpolen i å fjerne seg. Tilsvarande resonnement gjeld også for magnetsydpolen når den nærmar seg og fjernar seg frå spoleenden. Tal gonger som straumen skifter retning per sekund, er såleis dobbelt så stort som rotasjonstalet per sekund for generatorakslingen.

Figur 163. Når metallmagneten til høgre roterer som vist med pil, oppstår det elektrisk straum i spolen til venstre. Straumretninga er slik at høgre spoleende er nordpol i den situasjonen som bilde viser.

Likestraum (-) er straum som går i ein retning heile tida. Alle typar batteri leverer likestraum.

Vekselstraum (~) er straum som skifter retning svært ofte i løpet av eit sekund. Straum frå sykkeldynamoen og frå generatorar i kraftverk, er vekselstraum. Straumen frå kraftverka i Norge skifter retning 100 ganger per sekund. Vi seier at den har frekvens lik 50 hertz (Hz). Det er produksjonsteknikken som er årsaka til straumvekslinga.

Elektrisk motor

Desse er bygde opp av spolar (elektromagnetar) og metallmagnetar på liknande måte som dynamoar og generatorar. Som vist ovanfor, er det forholdsvis sterke magnetiske krefter i og rundt ein spole når det går straum gjennom den. Dersom ein sender vekselstraum inn på ein spole, vil spoleendane veksle mellom å ha magnetisk nordpol og sydpol kvar gong straumen skifter retning. Dersom t.d. venstre ende på spolen i ein gitt augneblink er nordpol og ein dreibar metallmagnet har sin sydpol i nærleiken av denne spoleenden, vil metallmagneten rotere slik at sydpolen på denne magneten kjem nærast mogeleg spoleenden. Dersom straumretninga i spolen så skifter, og venstre spoleende dermed blir sydpol, vil metallmagneten bli pressa til å rotere vidare. Tilsvarande resonnement gjeld for den andre enden på metallmagneten. Vekselstraum i spolene på elektriske motorar fører såleis til at magnetar og dermed motoraksling roterer.

Figur 164. Her blir det sendt vekselstraum gjennom spolen. I bildesituasjonen er straumretninga slik at høgre spolende er sørpol. Nordpolenden på metallmagneten til høgre vert derfor dregen mot spoleenden, dvs. metallmagneten roterer. Straumretninga i spolen og dermed spolepolane, skifter i det nordpolenden på metallmagneten passerer spolen. Metallangneten roterer dermed vidare.

Av praktiske grunnar brukar ein i dag til vanleg elektromagnetar i staden for metallmagnetar på akslingane i motorar og generatorar.

Nokre motorar blir drivne av batteri, dvs. av likestraum. Dette gjeld t.d. startmotorar på bilar. Likestraumen blir her omforma til vekselstraum i ein brytarmekanisme før den kjem inn på spolane.

Magnetband

Lydband og videoband blir gjort svakt magnetiske under opptak. Dette skjer ved at ein spole med straum som varierer i samsvar med lyd eller bilde under opptaket, passerer gjennom spolen, og gjev den ein tilsvarande varierande magnetisme som blir overført på bandet for permanent lagring. Under avspeling passerer bandet med den varierande magnetismen over spolen, og det oppstår dermed ein varierande elektrisk straum i spolen som i mikrofon eller lysrør gjev lyd eller bilde.

Overføring av elektrisk straum

Ved energioverføringa frå kraftverket til forbrukarane, er det energitap (varmeenergi) frå leidningane. Di fleire elektron som går gjennom leidningane, di større blir energitapet, dvs. di større straumstyrke (I), di større energitap.

Av effektformelen P=U*I ser vi at energien kan overførast til forbrukarane ved svært låg straumstyrke (I), dersom spenninga (U) er høg. Varmetapet frå leidningane vert då sterkt redusert.

Ved hjelp av store transformatorar ved kraftverka blir spenninga på straumen auka til fleire hundre tusen volt (opp til 420 000 V i Norge), og sendt inn på lange overføringslinjer.

Transformator

Transformatoren inneheld 2 elektromagnetar med ulikt vindingstal. Straumen frå kraftverket kjem inn på eine spolen, t.d. venstre spole, og den skifter retning 100 ganger per sekund. Som vist tidlegare er det magnetiske krefter i ein slik spole, og sidan straumen skifter retning 100 ganger per sekund, vekslar kvar spoleende mellom å vere nordpol og sørpol like mange gonger per sekund, dvs magnetstyrken varierer heile tida.

Spolen til høgre i transformatoren vert såleis utsett for varierande magnetiske krefter, og det oppstår dermed, som vist tidlegare, spenning i denne spolen.

Forholdet mellom dei 2 spenningane er lik forholdet mellom tal spolevindingar.

U_v n_v

-- = --

U_h n_h

U_v = spenning venstre spole, U_h = spenning høgre spole,

n_v = tal vindingar venstre spole, n_h = tal vindingar høgre spole.

Dersom det er svært mange vindingar i spolen til høgre i forhold til den til venstre, vert det såleis produsert høgspenningsstraum i spolen til høgre.

Effekteiningar i elektrisitetslæra:

kilowatt=tusen watt

megawatt=million watt

gigawatt=milliard watt

terawatt=tusen milliardar watt

petawatt=million milliardar watt

1 terawatt er såleis lik 1 milliard kilowatt (10¹² watt).

Figur 165. Skjematisk framstilling av transformator. Vindingstalet er her dobbelt så stort i høgre spole som i venstre spole. Dersom spenninga er 220 volt i venstre spole så er den såleis 440 volt i høgre spole.

Høgspenninga i overføringslinjene vert transformert ned til lågare spenning t.d. ved eit byområde. I innføringsstasjonen her vert spenninga sett ned til t.d. 30 000 V og i understasjonen til t.d. 10 000 V. Men dette er framleis høgspenning.

I nettstasjonane får straumen forbrukarspenning dvs. 220 V.

Bruk av elektrisk energi

1) Varme: I varmomnar\komfyrar o.l. møter elektrona stor motstand i varmetrådane. Elektrona gjev frå seg energi og varmeelementa blir oppvarma.

2) Arbeid: I elektriske motorar blir elektrisk energi brukt til å utføre arbeid. Noko av den tilførte energien blir også her omforma til varme.

Farar ved bruk av elektrisk straum

Høgspenningsstraum er særs farleg fordi den pga. den høge spenninga kan gå gjennom luft slik at ein kan få store mengder straum i kroppen sjølv om ein ikkje har vore i kontakt med leidningane. Årsaka til dette er at den høge spenninga fører til ionisering av lufta. Gassar og væsker som inneheld ion, leier elektrisk straum.

I og rundt kroppscellene er det betydelege mengder med oppløyst salt, og det kan derfor gå elektrisk straum gjennom kroppen. Straumen breier seg også lett både gjennom og langs fuktig hud, då salt t.d.frå sveitte er løyst i vatnet på huda. Vatn med oppløyst salt er ein god leiar for elektrisk straum.

Døme: Ved bruk av løgndetektor måler ein straumgjennomgang gjennom huda. Dersom den aktuelle personen ikkje snakkar sant, vil han normalt skille ut sveitte og straumgjennomgangen i huda går derfor brått opp.

Straum med spenning 220 volt er også farleg. Det forstår vi best ved å tenke på det er like mykje energi i denne straumen som i høgspenningsstraumen på same nettsystem. Ein elektrisk motor med 35 ampere sikringar kan t.d lyfte 770 kg 10 meter opp i løpet av 10 sekund når spenninga er 220 volt. Ei slik energimengde er livsfarleg. Det er mest farleg å få elektrisk straum gjennom hjarte. Straumstyrke over 0,03 ampere gjev hjartestans.

Dersom det er feil med leidningssystemet i elektriske instrument, kan elektrisk straum kome på avvegar i instrumentet, t.d. ut i det ytre metalldekselet. Dei fleste elektriske instrument skal derfor har jordingkontakt, slik at straum som er på avvegar kan bli leia til jord.

Det er også store energimengder i eit opplada bilbatteri. Eit slikt batteri har imidlertid normalt ei spenning på berre 12 volt. Det kan imidlertid levere ei svært stor straummeng per sekund, opp til 220 ampere. I så fall blir effekten:

P=U*I = 12 V*220 A = 2640 watt. 1 hestekraft er lik 735,5 watt. Eit slikt batteri vil såleis kunne gje ein effekt på opp til 3,6 hestekrefter. Dette er stor nok effekt til å trekkje rundt bilmotoren og starte denne.

(Notatside 447-466):

Kapittel 14 Vatn

Vatn er eit medium som i stor grad set preg på landskap og natur. Mykje av endringane i naturen frå dag til dag og gjennom året skuldast nettopp endringar i mengde og tilstand hos dette stoffet. For små barn vil vekselverknad og sansestimulering gjennom hudkontakt, syn og hørsel av vatn både i fast og flytande form i luft og på bakken vere viktige opplevingsrøynsler. Dei store endringane og vekslingane som vassmediet representerer i naturen, verkar spennande, interessevekkande og aktiviserande på dei fleste barn. Daglege røynser med eit slikt medium vil kunne føre til stimulering og utvikling av nysgjerrigheit, oppdagarglede, omgrepsforståing og generelle intellektuelle\emosjonelle evner. Opplevingane av endringane i naturen som vassmediet er årsak til, kan i særleg grad vere med på å utvikle barnet si hugseevne og evna til å oppleve og forstå tid og rom. Stikkord for barna si oppleving av vassmediet i naturen kan vere: rim på planter, snø og is på bakken, istappar, snøkledd landskap, snøkledde tre, snøfnugg, hagl, regndråpar, vassdråpar på blad, skodde, skyger, fuktig jord, dam\innsjø, speglande vassflate, bølgjer på vatnet, sildrande elv, fossestryk, hav i storm og stille, havflate, horisont osv. Ved omtalen av slike tema i barnehage og skule bør fleire fagområde trekkjast inn i tillegg til naturfag, t.d. norsk, forming, musikk , drama og pedagogikk. Slike integrerte opplegg vil kunne gje barna ei heilheitleg oppleving, forståing og innsikt i dei aktuelle tema.

Generelt om vatn og den vitskaplege metoden

Vassmolekylet har ein negativ ladd ende og ein positiv ladd ende, dvs. molekylet er ein dipol. Det er såleis elektrisk tiltrekkingskraft mellom molekyla slik at dei i meir eller mindre grad vender ulikt ladde endar mot kvarandre. Denne krafta vert kalla hydrogenbinding og er årsaka til at vatn har mange spesielle eigenskapar. I denne artikkelen vert desse eigenskapane drøfta og det vert vist at dei har si bakanforliggjande årsak i vassmolekylet sine dipoleigenskapar. Det blir føreslått at dette temaet kan brukast i skulesamanheng for å vise naturvitskaplege arbeidsmål, metodar, syn og tenkjemåtar og det faktum at ein i all naturforsking søker etter generelle, bakanforliggjande årsaker til naturfenomen som ofte i utgangspunktet kan ha høgst ulike ytringsformer.

Det er enorme mengder vatn på Jorda. Om lag 75% av Jorda si overflate er dekt av hav eller is, og det er i tillegg svære vassmengder i elvar og innsjøar. Alle levande organismar inneheld store mengder vatn og stoffet er ein nødvendig føresetnad for alt liv. Menneskekroppen består såleis av 60-70% vatn, og dei kjemiske reaksjonane i cellene skjer i vassløysningar.

I naturvitskapen prøver ein å finne bakanforliggjande og generelle årsaker til dei ymse naturfenomena. Når det gjeld vassmolekylet har ein lenge vist at det har ulikt elektrisk ladde endar dvs. at det er ein dipol, og at dette er årsaka til dei mange spesielle eigenskapane hos vatn.

Ofte er imidlertid dei bakanforliggjande årsakene til mange naturfenomen til dels ikkje enno utforska eller dei er så vanskeleg å forstå at dei ikkje høver i skulen av pedagogiske og metodiske omsyn. På den andre sida har skulen plikt til å la elevane få kunnskapar, innsikt og forståing for naturvitskaplege metodar, syn og tenkjemåtar.

Fenomenet dipol hos vatn kan vere eit brukbart døme for elevar, spesielt i 9. klasse i ungdomskulen og 1. klasse i den vidaregåande skulen, på ein bakanforliggjande faktor som er årsak til ei rekkje fenomen, som i og for seg synest uavhengige av kvarandre.

Elevar med kunnskap og innsikt om denne bakanforliggjande årsaka vil få ein meir heilskapleg forståing om temaet vatn og dei spesielle eigenskapane til dette stoffet. Framfor alt vil dei forstå kvifor vatn har dei eigenskapane som det har, og dei vil ved logisk resonnement komme fram til kva eigenskapar vatn må og bør ha.

Vassmolekylet

Vassmolekylet (H₂O) er bygd opp at 2 hydrogenatom og 1 oksygenatom, og det blir laga ved at 2 hydrogenatom bind seg til 1 oksygenatom. Ved reaksjonen skjer det energiomforming i det stillingsenergi hos dei 3 atoma vert omforma til rørsleenergi hos det nydanna vassmolekylet. I eit praktisk forsøk med påtenning av knallgass dvs. 2 delar hydrogengass og 1 del oksygengass i blanding, kjem dette til uttrykk i form av ein kraftig eksplosjon dvs. stor varrmeutvikling. Den drivande krafta bak det heile er at reaksjonen fører til eit elektrontal og ei elektronfordeling i alle tre atoma som gjev ein betydeleg reduksjon i stillingsenergien. Stillingsenergi går såleis her over til rørsleenergi dvs. dei nydanna vassmolekyla får stor fart dvs. temperaturen i den nydanna vassdampen er høg.

Det blir såleis frisett mykje energi når det blir produsert vatn. Vassmolekylet har derfor svært låg indre stillingsenergi dvs. det er eit energifattig stoff.

Vassmolekylet som dipolmolekyl

Vassmolekylet er eit vinkelforma molekyl, med vinkel lik 104,5° mellom hydrogenbanda. Oksygenatomet dannar dermed eine enden på molekylet, medan dei 2 hydrogenatoma dannar den andre enden.

Oksygenatomet i vassmolekylet er "flinkare" til å passe på at ytterskalet er fullt enn kva hydrogenatoma er. Dette fører til at det er ei opphoping av negativ elektrisitet på oksygensida av molekylet og ein tilsvarande mangel på negativ elektrisitet dvs. overskot på positiv elektrisitet på hydrogensida av molekylet. Vi sier at vassmolekylet er ein elektrisk dipol.

Figur 166. Skjematisk framstilling av vassmolekylet (H₂O). Oksygenatomet til høgre på figuren har noko negativ elektrisk lading, medan hydrogenatoma på venstre side av figuren til saman har eit tilsvarande overskot på positiv elektrisk lading. Vassmolekylet har såleis ulikt ladde endar, dvs. det er ein dipol. Den negativt ladde enden vert dregen mot positivt ladde endar på andre vassmolekyl, medan den positivt ladden enden vert dregen mot negativt ladde endar på andre vassmolekyl. Bindingane mellom vassmolekyla som på denne måten oppstår, vert kalla hydrogenbindingar.

Negativ ende på eit vassmolekyl vert dregen mot positiv ende på nærmast nabovassmolekyl, dvs. landingsforskyvinga i molekylet fører til elektriske tiltrekkingskrefter, såkalla hydrogenbindingar mellom molekyla. Desse kreftene er årsak til at vatn er eit særeige stoff.

Karakteristiske eigenskapar

Høgt smeltepunkt

Den positive ladingsdelen i vassmolekylet er fordelt på dei 2 hydrogenatoma. Den negative ladingsdelen på oksygenatomet er imidlertid også todelt. Grunneininga i is består av 5 vassmolekyl, der eitt av desse ligg i sentrum av denne eininga. Eine ladingsdelen på oksygenatomet i sentralmolekylet vender direkte mot eit hydrogenatom i eit nabomolekyl, medan den andre ladingsdelen på oksygenatomet i sentralmolekylet vender direkte mot eit hydrogenatom i eit anna nabomolekyl. Tilsvarande vender eine hydogenatomet i sentralemolekylet direkte mot eine ladingdelen på oksygen i det tredje nabomolekylet, medan det andre hydrogenatomet i sentralmolekylet vender direkte mot eine ladingsdelen på oksygen i det fjerde vassmolekylet.

Denne grunneininga er så knytt til andre grunneiningar slik at det blir fleire milliardar slike einingar i t.d. eit snøfnugg. I is\snø er såleis vassmolekyla låste i eit heilt bestemt mønster pga. hydrogenbindingar, og molekyla har ingen fri rørsle, berre vibrasjonsrørsle. Når temperaturen er den same i vatn og is, dvs. 0 °C, er imidlertid rørsleenergien per vassmolekyl like stor i det faste stoffet som i væska. Temperatur reflekterer berre mengd rørslenergi hos atom og molekyl, ikkje rørsletypen.

Figur 167. I frose vatn er vassmolekyla fastlåste i eit bestemt mønster der kvart molekyl er omgjeve av 4 andre molekyl. Det krevst mykje energi for å bryte dette mønsteret dvs. å smelte is. Ved smeltinga skjer det ein volumreduksjon på 9%. Energien som krevst for smeltinga, vert frigjeven att når vatnet frys, og det skjer ein volumauke på 9% . Is har såleis mindre vekt per liter enn vatn og flyt derfor på vatnet.

Dei kraftige hydrogenbindingane mellom vassmolekyla i is er årsak til at smeltepunktet er høgt (0 °C). Dersom vassmolekylet ikkje hadde vore dipol, så hadde smeltepunktet vore - 100 °C, og alt vatnet på jorda hadde vore i gassfase.

Stor smeltevarme

For å smelte 1 gram is, trengst det 333,7 joule energi dvs. smeltevarmen er til dels svært høg for is. Årsaka til denne høge verdien er at vassmolekylet er ein dipol. Smeltevarmen går med til å bryte og omorganisere hydrogenbindingane mellom molekyla i isen. Så lenge smeltinga pågår, er temperaturen derfor konstant på smeltepunktet dvs. 0 °C ved normaltrykk. Den totale rørslenergien for vassmolekyla er såleis uendra så lenge smeltinga pågår. Smelteenergien blir frisett igjen når vatnet frys og temperaturen held seg derfor konstant lik 0 °C ved normaltrykk så lenge frysinga pågår sjølv som temperaturen i omgjevnadene er mykje lågare.

Is har større volum enn vatn

Krystallstrukturen hos is er meir plasskrevjande enn strukturen hos vatn. Når isen smeltar dvs. når hydrogenbindingane i isen blir brotne opp, får molekyla ei viss fri rørsle, sjølv om hydrogenbindingane i gjennomsnitt ikkje blir svekka ved smeltepunktet.

Molekyla er imidlertid etter smeltinga ikkje lenger låste i noko bestemt mønster, og kolliderer svært ofte med kvarandre. I gjennomsnitt er avstanden mellom molekyla i vatn noko mindre enn i is, dvs. vatn har mindre volum enn is. Volumreduksjonen ved smeltinga er ca. 9%.

Sidan is har større volum enn vatn, flyt den i vatn og isfjell i ferskvatn har såleis ca. 9% av volumet over vassflata. Tilsvarande tal for isfjell i havvatn er 12% då oppdrifta her er større enn i ferskvatn grunna større eigenvekt for havvatn enn ferskvatn.

Frysande vatn har såleis sprengverknad. Ved - 10 °C kan is som ligg t.d. i ein fjellsprekk ha ei trykkraft mot berget på meir enn eitt tonn (dvs. kraft lik titusen newton) per cm² flate.

Ein kan i noko monn presse vassmolekyla ut at det fastlåste mønsteret i iskrystallen ved å sette is under trykk. Det praktiske resultatet av dette er at isen byrjar å smelte og smeltinga held fram så lenge trykket varer. Smeltepunktet for is går såleis ned når trykket aukar.

Reint vatn er tyngst ved 4 °C

Reint vatn er tyngst ved 4 °C, (eigentleg 3,98 °C), medan dei aller fleste væsker er tyngst ved frysepunktet. Vatn trekkjer seg såleis saman når ein varmar det opp frå 0 °C til 4 °C. Årsaka til dette er at det er betydelege mengder med usynlege iskrystallar i slikt kaldt vatn, og at desse i noko monn smeltar ved oppvarminga. Ved oppvarming i dette temperaturområdet er såleis volumreduksjonen grunna smelting av slike krystallar i vatnet langt større enn volumauken grunna auka molekylfart. Nettoresultatet blir derfor redusert væskevolumet ved oppvarming frå 0 °C til 4 °C. Mykje tyder på at dei usynlege iskrystallane i vatn først vert heilt borte når temperaturen passerer 30 °C. Ved oppvarming i temperaturområdet 4 °C til 30 °C er imidlertid volumutvidinga mykje større enn volumreduksjonen og nettoresultatet blir såleis ei markert volumutviding ved oppvarming i dette temperaturområde.

Alt i alt har også denne eigenskapen ved vatn sin basis i at vassmolekylet er ein dipol. Eigenskapen dannar eit basisgrunnlag for livet i innsjøar i dei område på jorda der vasstemperaturen går under 4 ° C om vinteren, t.d. i Norge. Botnevatnet i djupe innsjøar i slike område har oftast temperatur lik 4 °C, og fisk og andre dyr kan overvintre i dette vatnet. Dersom vatn hadde vore tyngst ved 0 °C, hadde botnevatnet hatt 0 °C om vinteren, dvs. innsjøen hadde frose frå botnen og oppover.

Stor varmekapasitet

I vatn har molekyla mykje friare rørsle enn i is, men pga. hydrogenbindingane skal det svært mykje energi til for å få stor fart på vassmolekyla i vatn, dvs. for å varme opp vatn. Den spesifikke varmekapasiteten, dvs. den energimengda som skal til for å varme opp 1 gram vatn 1 grad celsius, er såleis høg ( 4,1855 joule). Vatn gjev på den andre sida frå seg 4,1855 joule energi for kvart gram som blir avkjølt 1 grad celsius. Varmt vatn inneheld såleis mykje energi.

I praksis tek det såleis lang tid både å varme opp vatn og å avkjøle vatn og årsaka er at vassmolekylet er ein dipol. Havet har såleis ein kraftig temperaturstabiliserande verknad på kystområda, og har svært stor verknad på klimaet.

Vatnet i Golfstraumen er forholdsvis varmt og dermed energirikt, og dette har svært stor betydning for klimaet i Skandinavia. Ein kald havstraum frå Polhavet går langs austkysten av Grønland og har ein kjølande verknad i det området.

Stor fordampingsvarme

På grunn av hydrogenbindingane mellom vassmolekyla trengst det svært mykje energi for å rive vassmolekyla heilt frå kvarandre slik at dei praktisk talt blir heilt frie og kan strøyme opp i lufta dvs. gå over i dampfasen. For å få 1 gram vatn ved kokepunktet til å gå over til damp trengst det 2257 joule energi. Den tilførte energien går her med til å få vassmolekyla frå kvarandre, og ikkje til å auke molekylfarten. Temperaturen held seg derfor konstant lik 100 °C ved normaltrykk så lenge kokinga pågår. Dersom vassmolekylet ikkje hadde vore dipol så hadde kokepunktet vore - 75 ° C. Dipoleigenskapane hos vatn er såleis eit av basisgrunnlaga for liv på Jorda.

Vatn i gassfase er såleis energirik. Når eit gram vatn i gassfase går over til væskefase, vert det frigjeve 2257 joule energi. Temperaturen er derfor konstant (100 °C ved normaltrykk) så lenge vatn er i kondenseringsfasen, sjølv om temperaturen i omgjevnadene er mykje lågare.

I lufta er det praktisk talt alltid litt vassdamp. Men dersom det er kaldt i lufta, taper vassmolekyla fart, og dermed greier den elektriske tiltrekkingskrafta mellom molekyla å samle dei til ørsmå vassdråpar. Det oppstår såleis på ny hydrogenbindingar mellom vassmolekyla og dei er dermed ikkje lenger frie, men blir samla i ørsmå vassdråpar. Denne samlinga av vassmolekyl skjer spesielt lett på ørsmå saltkrystallar, som et finst mykje av i atmosfæren (saltkrystallane kjem opp i lufta frå havet når det er vind og storm). Det er her iona dvs. ladde atom, i saltet som trekkjer vassmolekyla til krystallane vha. elektrisk tiltrekkingskraft.

Vatn i gassfase har såleis lett for å kondensere til væskefase fordi vassmolekylet er ein dipol.

Vatn dampar opp frå t.d. eit klesplagg sjølv om det er kaldt. Det dampar også opp vassdamp frå is (sublimering). Årsaka til dette er at t.d. i kaldt vatn alltid er nokre få molekyl som har svært stor fart. Dei har fått denne farten fordi dei er blitt "påkøyrde bakfrå" mange gonger på svært kort tid. Farten kan då bli så stor at dei sprett opp i lufta dersom forholda elles ligg til rette for det.

Dei aller fleste molekyla i vatn har liten fart når vatnet er kaldt. Men nokre få molekyl kan ha svært storfart, og kan derfor dampe opp.

Temperaturen oppover i atmosfæren minkar med om lag 0,5 °C for kvar 100 meter. Når luft stig opp, vert den såleis avkjølt, og det vert såleis danna skyer i dei høgare luftlaga.

Mengda vassdamp som kan vere i luft, er avhengig av temperaturen. Når lufta inneheld så mykje vassdamp som den maksimalt kan ha ved den temperaturen den har, seier vi at den er metta og at fuktigheita (råmen) er 100 %. Ofte er lufta ikkje metta med vassdamp, men inneheld t.d 60 % av den råmen som den kan innehalde dersom den var metta ved same temperatur. Vi seier då at den relative fuktigheita er 60 %. Fuktigheitsmålarar viser relativ fuktigheit.

Ved 5 °C kan 1 kubikkmeter luft innehalde opp til 7 gram vassdamp. Dersom denne lufta blir avkjølt til 0 °C, kan den berre innehalde 5 gram vassdamp. Resten (2 gram) vert til skyer og eventuelt regn\snø.

Kaldt vatn har stor viskøsitet

Viskøsitet er eit mål for kor seigt eit stoff er. Generelt aukar viskøsiteten med molekylstorleiken. Smørjeolje består av mykje større molekyl enn bensin og er derfor meir seigtflytande dvs. har større viskøsitet enn bensin (Styrken av van der Waalske bindingar aukar med molekylstorleiken). Vassmolekylet er imidlertid svært mykje mindre enn alle typar oljemolekyl, men vatn er likevel forholdsvis viskøst. Årsaka til dette er at vassmolekylet er ein dipol, dvs. dei krafige hydrogenbindingane mellom vassmolekyla gjev vatnet ein betydeleg viskøsitet.

Viskøsitet blir gjeven vha. ein viskøsitetskoeffisient (n) som blir funnen på følgjande måte:

Ei plate med areal A vert dregen med ei kraft F over t.d. eit væskelag med tjukkleik lik z. Plata har farten v.

Viskøsitetskoeffisienten er då:

F*z

n = ---------

A*v

Viskøsiteten i vatn aukar med minkande temperatur fordi dei elektriske tiltrekkingskreftene mellom vassmolekyla aukar med minkande temperatur.

Når vatn vert oppvarma, blir viskøsiteten redusert. Ved 0 °C er viskøsiteten for vatn 1,8 millipascal sekund, medan den er redusert til 0,65 millipascal sekund ved 60 ° C. Årsaka til reduksjonan er at avstanden mellom vassmolekyla aukar dvs. hydrogenbindigane blir svekka ved oppvarming over 4 ° C og truleg også pga. smelting av usynlege iskrystallar i vatnet.

Figur 168. Søylediagram som viser den kraftige reduksjonen i viskøsiteten hos vatn som blir varma opp frå 0 °C til 60 °C. 2. aksen viser viskøsitet målt i millipascal sekund og multiplisert med 100.

Generelt aukar viskøsiteten i væsker når trykket aukar på grunn av at molekylavstanden minkar. Dermed vert tiltrekkingskreftene mellom molekyla større og viskøsiteten aukar når trykket går opp. I vatn med temperatur under 30 °C minkar derimot viskøsiteten med aukande trykk. Årsaka til dette er at dei usynlege iskrystallane i slikt vatn byrjar å smelte når trykket går opp slik som nemnt ovanfor for is. Når trykket i kaldt vatn gå opp, skjer det såleis ein viskøsitetsreduksjon grunna iskrystallsmelting som er betydeleg større enn viskøsitetsauken grunna samanpressing av vassmolekyla, og det blir dermed ein netto viskøsitetsreduksjon. Havstraumar på svært stor djup har betydeleg større fart enn tilsvarande straumar nær overflata grunna den låge viskøsiteten på store djup. Det er det enorme trykket på slik djup som er årsak til smelting av usynlege iskrystallar i dette vatnet og såleis også årsak til den låge viskøsiteten.

Når vatn strøymer gjennom eit rør, er væskefarten størst midt i røret. Væskefarten er minst ute ved rørveggen pga. friksjonskrefter mellom vatnet og veggen. Det er også friksjonskrefter i sjølve vatnet. Begge desse friksjonskreftene minkar med minkande viskøsitet.

Figur 169. Skjematisk framstilling av væskefarten i ei rør. Farten er størst midt i røret og minst ute ved rørveggen.

Sterk overflatehinne

Den elektriske tiltrekkingskrafta mellom vassmolekyla er spesielt sterk mellom overflatemolekyla. Molekyla i overflata dannar såleis ein hinneliknande struktur som vert kalla overflatehinne. Årsaka til dette er at kvart overflatemolekyl kan vende dei ladde endane meir direkte mot endar med motsett lading på nabomolekyla, enn kva tilfellet er for vassmolekyl nedanfor overflata. Sistnemnde molekyl har nemleg også vassmolekyl på oversida som ved rykk og napp hindrar dei i å innta den posisjon som overflatemolekyla kan innta. Overflatemolekyla har berre luftmolekyl (nitrogen, oksygen osv.) over seg, og desse molekyla har ikkje dipoleigenskapar.

Overflatehinna består såleis berre av vassmolekyl og er kjemisk sett lik vatnet elles i karet. Omgrepet hinne er derfor noko uheldig. Den omtalte strukturen har imidlertid hinnefunksjon.

Overflatehinna er viktig for mange ferskvassdyr som går på eller heng i overflatehinna. Mange insekt ved dammar og innsjøar legg også egg på denne hinna.

Vatn som dryp, t.d. frå ein bladspiss, dryp som store runde dråpar. Det er overflatehinna som held vatnet i dråpane på plass. Varmt vatn har mykje svakare overflatehinne enn kaldt vatn då hydrogenbindingane mellom vassmolekyla er svekka i slikt vatn. Væsker utan sterk overflatehinne t.d. bensin, dannar berre flate dråpar.

Vatn har ei sterk overflatehinne fordi vassmolekylet er ein dipol.

Hårrørskrefter

Vatn stig av seg sjølv opp gjennom tynne rør og kanalar. Årsaka til dette er at dei elektrisk ladde endane på vassmolekyla til ei kvar tid vert dregne mot motsett ladde endar på store molekyl i sjølve rørveggen og med posisjon umiddelbart ovanfor vassoverflata. Overflatehinna på vatnet vert såleis dregen oppover langs rørveggen slik at overflata buler nedover på midten. Mykje tyder på at oppstrøyminga av vatn i vedrøra hos tre og planter skjer på denne måten. Vedrøra i trea synest såleis å ha ein kjemisk struktur på innsida som spesielt fremjar slik opptrekking av vatn.

Vatn som løysemiddel

Vatn er eit godt løysemiddel for dei fleste salt. Årsaka til dette er at vassmolekylet er ein dipol. Når vassmolekylet passerer nær opp til eit ion i saltkrystallen, roterer dei slik at den enden av molekylet med motsett lading i forhold til ioneladinga, vender mot ionet. Det oppstår dermed ei forholdsvis sterk elektrisk kraft mellom vassmolekylet og ionet i passeringsøyeblikket, og ionet kan såleis bli rive ut av krystallen og inn i vatnet. Saltet løyser seg i vatnet eller rettare sagt: vatnet løyser ut saltet.

Store uladde molekyl t.d. molekyl i olje og feitt løyser seg ikkje i vatn. Årsaka til dette er at vassmolekyl generelt ikkje blir dregne mot uladde molekyl og kan såleis heller ikkje trekkje dei inn i vatn. Dessutan hindrar i stor grad hydrogenbindingane i vatn store molekyl i å komme inn i mellom vassmolekyla.

Krystallvatn

Alle salt består av ion, dvs. elektrisk lada atom. Dei vil derfor i meir eller mindre grad trekkje til seg vatn t.d. frå lufta då det oppstår elektrisk tiltrekkingskraft mellom saltiona og dei vassmolekyla som passerer heilt opp til iona i krystallen. Iona bind vatn i krystallen. Slikt vatn vert kalla krystallvatn.

Figur 170. Svært mange salt løyser seg lett i vatn. Her er ein krystall av det kraftig fiolette stoffet kaliumpermanganat (KMnO₄) lagt i eit kar med kaldt vatn. Oppvarming av vatnet rundt krystallen fører til rask oppløysing, og fargestoffet viser sirkulasjonen i væska. Oppløysinga skjer fordi vassmolekyla "nappar" kaliumion(K⁺) og permanganation (MnO₄^- ) ut i vatnet. Det er sistnemde ion som gjev løysninga fiolett farge. Vatnet stig opp over flammen fordi det utvidar seg og blir lettare enn vatnet elles i karet.

Det er også krystallvatn i krystallinsk stein og i sedimentærstein, og det er i alt svært store vassmengder som på denne måten er permanent bunde i mineralar. Det er såleis blitt hevda at mengda av bunde vatn i stein og fjell på Jorda er 19 gonger større enn vassmengda i havet. Levande organismar har imidlertid ikkje tilgang til krystallvatnet i fjell og stein og det går heller ikkje i krinsløp slik som anna vatn.

Elektrisk leiingsevne

Reint vatn leier praktisk talt ikke elektrisk straum. Årsaka til dette er at det nesten ikkje er ion i slikt vatn. Av 555 millionar vassmolekyl er det berre eitt som er spalta til H⁺ og OH^- i reint vatn.

Mengde vatn på jorda

Det er svært mykje vatn på jorda: Vatn som kan gå i krinsløp, målt i 10¹⁴ tonn.

Hav 13 200

Isbrear 292

Grunnvatn til

4000 m djup 83,5

Innsjøar, ferskvatn 1,25

Salte innsjøar og

innlandshav 1,04

Jordfuktigheit 0,67

Luftdamp 0,13

Elvar 0,013

Vatn som ikkje går i krinsløp, målt i 10¹⁴ tonn

Krystallvatn i krystallinsk stein 250 000

I sedimentærstein 2 100

Om lag 80% av alt ferskvatnet på jorda er i Antarktis og på Grønnland.

Figur 171. Søylediagram som viser ferskvassismassar på land i millionar kubikkilometer. Ismassen i Antarktis er svært mykje større enn andre ismassar på land. Isen i Arktis flyt i sjøen og er ikkje danna av ferskvatn og er såleis ikkje teken med her.

I alle levande organismar er det mykje vatn. I menneskekroppen er det såleis ei vassmengd lik 60-70 % av kroppsvekta.

Trykk i vatn

Trykket i vatn dvs. vasstrykket aukar med djupna. I vatn er trykket i eit punkt like stort i alle retningar.

Trykk er lik kraft per flateeining:

F

p = ---- p=pressure, F=force, A=area

A

Ein kan finne trykket på ein lekam t.d. ein kubisk kasse i vatn på følgjande måte:

Dersom arealet av kvar flata på kassen er 1 kvadratmeter og djupna ned til øvre flata er 100 m, så er vekta av væskesøyla som kviler på denne flata lik:

100 m³ * 1000 kg\m³ = 100 000 kg.

Tyngda i newton (N) er: 100 000 kg * 9,8 N\kg = 980 000 N.

Trykket er såleis 980 000 N\m².

Det er også trykk på dei andre 5 sidene av kassen, men desse trykka er større enn 980 000 N\kvadratmeter fordi desse flatene ligg djupare i vatnet. Den nedre flata ligg såleis 101 meter under vassoverflata, og trykket oppover på denne flata er såleis lik 989 800 N\kvadratmeter dvs. 9 800 N\m større enn trykket nedover på den øvre flata. Dersom lekamen ligg i ro på eiga hand, har den tyngd lik 9 800 N. Dette er også tyngda av den vassmengda som den trenger unna:

Arkimedes lov: Ein lekam på\i væske har ei oppdrift lik tyngda av den unnatrengte væskemengda.

Nedbør

Lufttemperaturen minkar i gjennomsnitt med 0,6 ^o C for kvar 100 meter oppover i nedre del av lufthavet (troposfæren). Fuktig luft som stig oppover vert såleis til vanleg avkjølt og vassmolekyla samlar seg derfor til dropar. Desse blir eventuelt så store at dei fell ned på jorda, dvs. det oppstår nedbør.

I Norge er den årlege middelnedbøren om lag 1380 mm. Dette tilsvarar 447 km³ vatn. Av dette fordampar 76 km³, medan resten, 371 km³, renn bort. I Norge har Skjåk minste nedbørnormal for eitt år med 278 mm, medan Brekke i Sogn har størst nedbørsnormal for eitt år med 3575 mm.

Nedbørstasjonane i Norge ligg i låglandet. Mykje tyder på at i mange område er nedbørsmengdene i fjellet mykje større enn i låglandet. På Austlandet kan det såleis om sommaren komme betydelege mengder nedbør i solvendte bratte åssider i høglandet. Dette skuldast at slike område blir kraftig oppvarma på solrike sommardagar slik at luft frå området stig langt oppover og blir dermed kraftig avkjølt med påfølgjande skydanning og nedbør.

Oppdampinga frå landjorda varierer frå stad til stad og er relatert til m.a. temperaturen i området. Ein reknar at mengda oppdampa vatn per år er om lag 300 mm på Sørlandet og Austlandet, 200 mm i Trøndelag og ca. 100 mm i dei nordlege delane av Norge.

Dersom nedbøren i form av snø over eit område i gjennomsnitt er større enn avsmeltinga, vert det danna isbrear. Dei norske isbreane er om lag 2500 år gamle. Etter 1960 har breane vest for hovudvasskillet auka i omfang, medan breane aust for dette skillet har gått tilbake. Veksten for breeane på Vestlandet skuldast såleis auka snømengde.

Det finst 1672 isbrear på det norske fastlandet. Desse dekkjer til saman om lag 0,8% av landarealet. Dei 8 største breane dannar halve brearealet.

Snøen sin struktur og vekt

Nyfallen snø består av stjerneforma krystallar. Til vanleg består krystallen av ein sentral del med 6 armar eller strålar med utvekster og vedheng på desse. Mellom armane og utvekstane er det luft, og det er derfor svært mykje luft i nyfallen snø. Den har derfor stor isolasjonsevne. Etter som tida går vert krystallstrukturen i snøen som ligg på bakken endra. Utvekstane på stålane forsvinn i meir eller mindre grad, og til slutt forsvinn også strålane. Det blir derfor stadig mindre med luft i snøen etter som tida går og den blir derfor tyngre. Gamal snø som det kjem regn i, kan derfor bli svært tung.

Figur 172. Søylediagram som viser middelvekta per kubikkmeter av ymse typar snø.

Ustabile snølag

I snø kan det vere ulike lag slik som figuren nedanfor viser. Generelt kan slike lag gli på underliggjande lause snølag og det kan såleis oppstå snøras. I tillegg til lagdelinga i snøen, vil m.a. hellinga på terrenget, nedbør, vind og temperatur ha stor innverknad på rasfaren.

Figur 173. Skjematisk framstilling av eit rasfarleg snødekke. Det harde fokksnølaget kan her sprekke grunna strekkspenning og så gli ut på det underliggjande glisjiktet.

Når vinden bles over fjellryggar vil det oppstå luftvirvlar på lesida. Under snøstorm vil snøen derfor virvele rundt på lesida og samle seg i store skavlar, og rasfaren i området kan bli svært stor

Saltvatn

Havvatn inneheld om lag 3,5 % salt. Det er tyngre enn ferskvatn, og det er tyngst ved frysepunktet som er ca. - 2 °C. Ting flyt lettare i saltvatn enn i ferskvatn, då tyngda av vatnet som lekamen trenger unna er større enn i ferskvatn. Eit egg flyt normalt ikkje i ferskvatn, men det flyt i saltvatn.

I nokre spesielle hav er saltinnhaldet annleis: Østersjøen 1 % og Dødehavet ca. 25 %.

Dersom ein blandar salt t.d. koksalt og snø, trenger saltet inn i snøkrystallane og vi får ei snø\saltblanding som har smeltepunkt under 0 °C. Dersom temperaturen rundt blandinga er høgare enn dette smeltepunktet, så byrjar snøen å smelte. Energien som trengst for smeltinga (333,7 joule per gram snø), vert teken frå blandinga, som dermed blir avkjølt. Vi har fått ei kuldeblanding. Dersom ein blandar 1 del koksalt og 3 delar snø\is, kan temperaturen komme ned til -21 °C. Dersom ein brukar kalsiumklorid kan temperaturen bli -50 °C.

Saltet som blir strødd på is på vegane, får isen til å smelte, og vegane blir dermed meir trafikksikre.

I sumarhalvåret kan det bli strødd kalsiumkloridsalt på støvete vegar. Kalsiumiona trekkjer til seg vassmolekyl frå lufta ved hjelp av elektrisk tiltrekkingskraft. Saltet blir dermed fuktig og bind støv. Vatn i saltkrystallar blir kalla krystallvatn. Det kan heilt eller delvis fjernast ved kraftig oppvarming.

Vatn som tema i skule og barnehage

Dipoleigenskapane hos vassmolekylet dannar basisgrunnlaget for praktisk talt alle eigenskapane hos vatn og for ledda i vasskrinsløpet, t.d. kondensering til skyer og nedbør. Kunnskap om einskildfenomena for vatn slik som nemnt ovanfor, vil gje elevar djupare innsikt og forståing for vatn som medium og korleis vasskrinsløpet fungerer. Men elevar bør også få opplevingar om naturfenomenet vatn ved studieutferder med estetiske opplevingar og gjennom forming- og kunstfag. Temaet vatn t.d. som foss, speglande horisontal flate, hav, isbre, frose landskap og sist, men ikkje minst som grunnlag for og del av alt liv, er blitt flittig brukt innan målarkunst, lyrikk og musikk. Slike positive opplevingar i tillegg til solid naturfagleg innsikt og forståing for temaet, vil gje elevane sjølvstendige og heilheitlege refleksjonar om denne delen av naturen. Ei slik heilheitleg positiv oppleving og tenking er også det beste grunnlaget for å utvikle evner og vilje til å undre seg over, ta vare på og verne om natur og miljø.

(Notatside 463-466):

KAPITTEL 15 Luft

Rundt jordkula er det eit luftlag (atmosfære). Det strekkjer seg minst 1000 km oppover.

Lufthavet

Om lag 50 % av luftmassen er konsentrert i dei første 5,5 km over bakken. Det er tyngdekrafta frå jorda som held luftlaget på plass. Då denne krafta er sterkast nær jordoverflata, blir det mest luft her. Temperaturen varierer mykje oppover i lufthavet.

Figur 174. Skjematisk framstilling av lufthavet rundt jorda. Om lag halvparten av luftmassen finst i lufta frå bakken og 5,5 km oppover.

Opp til 10-15 km høgd over havet avtek temperaturen jamnt med høgda og kan der vere - 60 °C. Dette luftlaget vert kalla troposfæren. Oppvarminga av troposfæren skjer praktisk talt berre frå jordoverflata, dvs. vha. reflektert solenergi. Sidan luft utvidar seg ved oppvarming og dermed blir lettare per volumeining, strøymer det ofte luft oppover gjennom troposfæren. Det er såleis god vertikal luftsirkulasjon i dette laget. Det er i troposfæren skyer, regn og vind oppstår. 90% av atmosfæremassen finst i troposfæren.

Troposfærelaget er tjukkast over ekvator grunna den kraftige oppvarminga frå bakken i dette området, og tynnast over polområda grunna lite oppvarming frå bakken i desse områda. Den gjennomsnittlege troposfæretjukkleiken ved ekvator og polane er høvesvis 16 og 10 km.

Temperaturen stig så i dei neste 40 km over troposfæren dvs. oppover gjennom stratosfæren, og kan vere 0 °C ved 50 km høgd. Oppvarminga skuldast opptak av ultrafiolett stråling i ozonlaget, og er årsak til at det er særs lite vertikal sirkulasjon i dette laget. Det er mest ozon i nedre del av stratosfæren. 9,9% av luftmassen finst i stratosfæren.

Temperaturen går så gradvis nedover igjen mellom 50 km og 80 km høgd o.h., og kan vere - 90 °C ved 80 km høgd. Laget vert kalla mesosfære. Oppvarminga av dette laget skjer frå underliggjande lag dvs. stratosfæren. Temperaturen i mososfæren minkar derfor med aukande avstand frå stratosfæren. Over mesosfæren ligg termosfæren der temperaturen stig fleire hundre grader oppover grunna opptak av særs energirik dvs. kortbølga UV-stråling i oksygenatom. Gassane i termosfæren tek også opp m.a. røtngenstråling frå sola og blir såleis ioniserte. Det vert derfor også utsendt lys frå dette luftlaget, særleg ved polområda (nordlys\sydlys). Til saman dannar mesosfæren og termosfæren ionosfæren. Denne inneheld berre 0,1% av atmosfæremassen. Utanfor ionosfæren ligg eksosfæren som består av spreidde atom av oksygen, hydrogen og helium.

Figur 175. Skjematisk framstilling av dei ymse laga i lufthavet. Ved grenseområda mellom kvart lag byrjar temperaturen enten å auke eller å minke.

Gassinnhald

Tørr luft består av 21 % oksygen, 78 % nitrogen og 1 % andre gassar. Til dei andre gassane høyrer 0,035 % karbondioksid og edelgassar (argon, neon, krypton, xenon og helium).

Figur 176. Søylediagram som viser luftsamansetninga i prosent.

I tillegg til gassane nemde ovanfor, inneheld lufta til vanleg vassdamp. Mengda av vassdamp i luft varierer mykje med tida og frå stad til stad. Mengda vassdamp som lufa maksimalt kan innehalde varierer med temperaturen.

Figur 177. Søylediagram som viser tal gram vassdamp som 1 kubikkmeter luft maksimalt kan innehalde ved ymse temperaturar.

Vind og ver

Luftmolekyla beveger seg praktisk talt fritt. Molekylfarten avheng av temperaturen og molekylvekta, men er alltid stor i gassar (fleire hundre meter per sekund). Men då molekyla kolliderer svært ofte med kvarandre, forflyttar dei seg seint i rommet.

Pga. at luftmolekyla får større fart når temperaturen aukar, så utvidar lufta seg når den blir oppvarma. Som nemnt ovanfor, skjer oppvarminga av lufta i troposfæren frå Jorda.

I havet er det liten temperaturvariasjon pga. at vatn har svært stor spesifikk varmekapasitet. På landjorda, derimot, er det stor temperaturvariasjon, då den spesifikke varmekapasiteten for fjell og jord er forholdsvis liten. På ein varm sumardag på Vestlandet er temperaturen i fjellmassane mykje høgare enn i havet utanfor. Lufta over fjella blir dermed kraftig oppvarma, og er derfor lett og stig til vers. Det blir derfor lågt lufttrykk over land, og kaldare, tyngre havluft strøymer inn over land. Det oppstår solgangsbris. Morgonen etter er situasjonen omvendt, dersom det framleis er klårver. Fjellmassane er blitt ein god del kaldare enn havet i løpet av natta. Lufta over havet er derfor no lettare enn lufta over land, og stig derfor opp. Det blir dermed lågare lufttrykk over havet enn over landjorda, og kaldare, tyngre landluft strøymer frå land og ut over havet. Det er derfor ofte vind frå aust ute på Vestlandskysten slike morgonar.

Om sumaren bles vinden som oftast frå hav og mot land (sommarmonsunen). Vindretning blir såleis om lag motsett av om vinteren. Årsaka til dette er at landet i gjennomsnitt er betydeleg varmare enn havet om vinteren, og landlufta strøymer derfor oppover og blir erstatta av havluft.

Om vinteren bles vinden i Norge hovudsakleg frå land mot hav dvs. lufta strøymer ut frå høgtrykket som vert danna over det kaldare landet. Kald og tørr innlandsluft bles ut gjennom dalar og fjordar (vintermonsunen). Når vinden når kysten, bøyer den mot høgre og bles parallelt med kystlina.

Same forklaring som ovanfor gjeld også for dei store luftstraumane i troposfæren. Monsunvindane er såleis vindar som strøymer frå havområda og innover kontinenta i den varme årstida, og omvendt i den kalde årstida.

Pga. den sterke varmen ved ekvator, strøymer det store luftmassar oppover i atmosfæren i dette område, og dei strøymer så nordover og sørover (antipassatvindar). Ved ca. 30 ° nordleg og sørleg breidde, strøymer luft nær bakken tilbake til ekvatorområdet igjen (passatvindar).

Jordrotasjonen fører til at ein lekam på ekvator går i ei sirkulær bane med fart 400 m\sek., medan ein lekam ved 60 ° nordleg breidde (Bergen) har fart 200 m\sek. og ein lekam på Nordpolpunktet ligg i ro. Dette er også årsak til at all vind bøyer mot høgre på den nordlege halvkula og mot venstre på den sørlege halvkula.

Modell: Ei vassrett skive med akse i sentrum roterer mot urvisaren. Dersom ein person trekkjer eit kritstykke langs skiveoverflata på oversida, frå skivesentrum og rett mot seg sjølv, vil krittstreken på skive ikkje danna ei rett line, men vere bøygd mot høgre. Ein tilsvarande strek på undersida av skiva vil vere bøygd mot venstre.

Tilsvarande resonnement gjeld for passatvindane på den nordlege halvkula. Dei går ikkje rett sørover, men kjem frå nordaustleg retning.

Lufta i polområda er alltid kald og tung. I nokre tusen meters høgde er det derfor her mindre mengde luft per liter volum enn i tilsvarande høgde over tropane. Dette forholdet skulle kunne gje vind frå ekvator mot polområda, men pga. jordrotasjonen og den store avstanden, blir denne vinden kraftig bøygd mot høgre på den nordlege halvkula. I praksis oppstår det ein jamn vind frå vest frå 30° nordleg bredde og nordover. Det blir dermed heller dårleg utveksling mellom varm tropeluft og kald polarluft. Polarlufta strøymer frå høgtrykksområdet ved Nordpolen og sørvestover (høgrebøying). Området der tropeluft og polarluft møtest vert kalla polarfronten. Den kan ha tjukkleis lik 100 km. Polarfronten er i stadig endring. Det oppstår små og store bølgjer på fronten. Bølgjer på fronten kan bli pressa langt sørover av kaldluft, eller langt nordover av varmluft. I praksis fører dette til betydeleg avkjøling i dei varme, sørlege områda og tilsvarande oppvarming av dei kalde, nordlege områda på den nordlege halvkula.

Det er ofte stor temperaturskilnad mellom lufta på dei to sidene av fronten. Di større denne temperaturskilnaden er, di større er sjansen for at det skal utvikle seg kraftige, vandrande lågtrykk (uversområde) på fronten, til vanleg ved ei frontbølgje.

I fremste delen (varmfronten) av eit slikt uversområde fossar varm, lett luft fram over kald luft. Den varme lufta blir dermed pressa oppover, og blir dermed avkjølt. Dette fører til skydanning og nedbør i denne delen. Når varmfronten i eit uver kjem inn mot t.d. Vestlandskysten, vert det først danna fjørskyer (cirrus) på himmelen, deretter slørskyer (cirrostratus). Slørskyene gjev ofte ring rundt sola eller månen, eit typisk styggeversmerke. Seinar kjem lagskyene (altostratus), som er tettare enn slørskyene. Men framleis er sola eller månen synleg som ei matt skive bak skyene. Til slutt kjem nedbørskyene (nimbostratus), som er både tette og mørke, og som raskt gjev nedbør. Ofte brukar varmfronten ein heil dag på å passere eit område, og gjev ofte nedbør heile dagen.

Bak varmfronten ligg ofte luft som er varmare enn lufta i varmfronten. Temperaturen går derfor gjerne opp når varmfronten har passert. Veret blir ofte no disig, med forholdsvis lange periodar med opphaldsver. Men uveret er ikkje over. Bak denne varme lufta kjem kaldfronten. Her fossar kald luft framover og pressar varm luft kraftig og langt oppover. Det oppstår derfor svært høge skyer i dette området. Mellom skyene kan ein ofte sjå flekkar av blå himmel.

Figur 178. Skjematisk skisse over varmfront og kaldfront og korleis dei ymse skytypane er plasserte langs desse frontane.

Regndropane i desse skyene vert ofte haldna i skyene pga. dei kraftige vindane oppover i skyene. Regndropane kan då vekse og bli temmeleg store, og når vindane oppover i skyene løyer ei stund, regnar det kraftig frå skyene. Skyene vert derfor kalla bygeskyer (cumulonimbus). Dersom regndråpane blir frakta høgt opp av vindane, frys dei til hagl. Det oppstår ofte ulik elektrisk ladde parti i bygeskyene og dette kan gje torever. I alle høve vert det ofte forholdsvis kaldt nede ved bakken når kaldfronten passerer.

Ved lynutladinga vandrar elektron frå negativ ladd sky til positiv ladd sky eller jordoverflate. Straumstyrken i lynet har storleiksorden 10 000 ampere, og lufta i lynbana kan få temperatur over 30 000 °C. Lufta utvidar seg derfor svært raskt og svært mykje og det oppstår såleis særs energirike lydbølgjer dvs. tordenlydbølgjer.

Figur 179. Skjematisk skisse som viser grenseområdet mellom polarluft og tropeluft, dvs. den såkalla polarfronten. Den kaldt polarlufta har i noko monn falt inn under den lette tropelufta, slik at grensesjiktet står på skrått frå sør mot nord.

Kaldfronten i eit uversområde har noko større fart enn varmfronten. Ofte når kaldfronten igjen varmfronten, og varmlufta mellom dei 2 frontane blir då pressa opp, og når ikkje ned til bakken når uveret går på land. I eit slikt uver endrar varmfrontveret seg brått til kaldfrontver.

Det er ofte sterke vindar i uversområda. Desse skuldast at luft vert pressa med stor kraft frå eit høgtrykksområde og inn mot det vandrande lågtrykksområdet. Det er til vanleg stor avstand mellom desse områda, og det blir derfor kraftig avbøying av vinden grunna jordrotasjonen. På den nordlege halvkule dreiar vinden kraftig mot høgre ut frå høgtrykksenteret Vindbana ut frå dette senteret er såleis ein høgredreia spiral. Lufta vert så sogen inn mot lågtrykksenteret i ei venstredreia spiralbane. Sistnende vindbane forklarer også vindretningane på vestkysten av Norge når eit vandrande lågtrykk passerer. I det lågtrykket kjem inn frå havet, bles det gjerne frå søraust. Vinden skiftar så til sør, sørvest, vest og nordvest. At vindretningen skifter til nordvest, indikerer av uveret går inn i sin avsluttande fase, dvs. kaldfrontpasseringa. Både vindstyrken og nedbørsmengda kan vere svært stor under denne fasen.

Energimengda i eit vandrande uversområde kan tilsvare opp til 1 tusendel av all solenergi som jordkloden mottek i løpet av 1 døgn. Mykje tyder på at energien i eit slikt område skuldast at polarfrontplanet endrar seg frå ein skrå posisjon til ein horisontal posisjon, noko som fører til tyngdepunktsenking for luftmassane i området, og stillingsenergi blir omforma til rørselenergi. Di større temperaturskilnaden er mellom polarlufta og tropelufta i polarfronten, di større blir tyngdepunktsenkinga og dermed den omforma energimengda. Uvera og vindane blir derfor langt sterkare i vinterhalvåret enn i sumarhalvåret.

Figur 180. Når det har oppstått eit uver på polarfronten og dette er over, ligg polarfronten i dette området meir eller mindre horisontalt. Tyngdepunktet for luftmassen er då blitt senka i høve til på skisse på fig. 118. Ein trur at vindenergien i uveret oppstår grunna tyngdepunktsenking for luftmassen, dvs. at vindenergien representerer omforma stillingsenergi. Opphaveleg har denne energien komme frå Sola.

I områda ved dei midtre breiddegrader finst vest-aust orienterte belter av kraftige vindar, såkalla jetstraumar, i den øvre troposfære og nedre stratosfære. Desse vindane har sitt opphav i den permanente trykkskilnaden mellom ekvator og polområda. Sidan desse vindane møter svært liten friksjon, er dei svært kraftige og har ofte fart over 300 km per time. Nyare forsking indikerer at desse vindane er medvirkande til at det oppstår vandrande uversområde i nedre del av troposfæren. Når eit slik vindbelte får auka breidde, minkar trykket og det vert soge luft opp frå nedre del av troposfæren, noko som i neste omgang gjev lågt trykk i sistnemde troposfæredel.

Når luft stig til vers, blir den til vanleg avkjølt. Men fuktig luft som stig til vers, blir berre halvparten så mykje avkjølt som tørr luft som stig til vers. Årsaka til denne skilnaden er at den fuktige lufta kondenserer når den stig til vers, og at vassdampen gjev frå seg varme til lufta ved kondenseringa. Denne varmeenergien tok vatnet opp då det vart omforma til damp. Dersom den fuktige lufta gjev frå seg alt vatnet som den inneheld, og dermed blir heilt tørr, vil denne lufta kunne gje føneffekt når den t.d. blåser ned gjennom ein dal på den andre sida av fjellet. Lufta vil her varme opp dalen pga. at den i utgangspunket oppe på fjellet har betydeleg høgare temperatur enn om den hadde vore tørr heile tida.

Generelt minkar temperaturen med høgda over bakken. Men stundom er det omvendt, t.d. på kalde vinterdagar. Kald, tung luft ligg då i botnen av bygda, medan varm, lett luft ligg som eit lokk over den kalde lufta. I den kalde lufta er det ofte også skodde (tåke). I storbyar kan konsentrasjonen av forureinande gassar frå bilar og industri bli svært høg i slik innestengd luft.

Figur 181. Liggjande søylediagram som viser gjennomsnittverdiar for nedbør i mm og temperatur i celsiusgrader for ein del stadar i Norge. Tala er baserte på målingar utførte av Det norske meteorologiske institutt i måleperioden 1931-60. Ein finn temperaturen ved å dividere den oppgjevne talverdien med 100.

Lufttrykk

I lufta er det lufttrykk på same måten som det er vasstrykk i vatn. Tyngda av lufta er i låglandet om lag 1030 N på ei rute med 10 cm sider, dvs. areal lik 100 cm² t.d. på pultplata. Lufta har såleis ei tyngd lik eit lodd med masse 105 kg på denne flata. Men det er praktisk talt samme trykk oppover på undersida av pultplata på den same ruta. Slik er det også når det gjeld lufttrykket mot menneskekroppen, t.d trommehinna i øyra. Det er like stort trykk på innsida av trommehinna som på utsida. Men dersom vi beveger oss fort oppover eller nedover i t.d. bil eller fly, merkar vi at trykket blir ulikt på dei to sidene av trommehinna. Trykka kan bli like igjen ved at vi pressar luft høvesvis nedover eller oppover gjennom øyretrompeten. Dette skjer ved tygging eller svelging.

Figur 182. Ved normaltrykk i lufta ved havoverflata er tyngda av lufta per flateeining underlag det samme som tyngda av ei 76 cm kvikksølvsøyle per flateeining underlag.

Luftrykket blir målt vha. barometer. Opphaveleg brukte ein kvikksølvbarometer.

Normaltrykket ved havoverflata er 76 cm kvikksølv (Hg), dvs. tyngda av ei 1000 km loddrett luftsøyle, er lik tyngda av ei 76 cm lang kvikksølvsøyle, der diameteren på dei to søylene er den same t.d. 1 cm. Nær jordoverflata går luftrykket ned 1 cm kvikksølv for kvar 120 m ein går oppover. På eit fjell med 1200 m o.h., er såleis normaltrykket 66 cm Hg.

Luft kan, i motsetnad til vatn, lett pressast saman. I vatn aukar trykket jamnt med djupna, medan trykkauken er relativt mykje større nedover i lufthavet pga. samanpressinga. Følgjande formel viser korleis lufttrykket (p) varierer med høgda (h) når lufttrykket ved havoverflata er p₀

p = p₀×e^-h/s

der s er skalahøgda dvs. den høgde der trykket er redusert til 1/e av lufttrykket ved havoverflata (e=grunntal naturleg logaritme, dvs. 2,71828.....). Verdien av s avheng av temperaturen, men har ein gjennomsnittsverdi lik 7000 m dvs. 7 km.

Figur 183. Søylediagram som viser trykkreduksjonen frå havnivå og oppover i lufthavet.

Når luft strøymer nedover i lufthavet vert den utsett for større trykk enn når den er høgt oppe. Dette fører i seg sjølv til at den blir noko oppvarma og er i noko monn årsak til varm fønvind.

Denne effekten kan ein demonstrere ved å trykke lufta i ei sykkelpumpe saman ein del gonger medan ein held for luftopningen. Pumpa blir då varm pga. at arbeidsenergi går over til varmeenergi.

Når luft strøymer oppover i lufthavet vert den utsett for mindre trykk enn når den er nede ved bakken. Dette fører i seg sjølv til at den blir noko avkjølt

Denne effekten kan ein demonstrere ved å opne ventilen på eit sykkelhjul. Lufta som strøymer ut, er betydeleg kaldare enn omgjevnadene. Grunna trykkfallet utvidar lufta frå sykkelhjulet seg kraftig og pressar dermed annan luft utover. Lufta frå sykkelhjulet utfører såleis eit arbeid og ein del av varmeenergien vert her omforma til arbeidsenergi, og temperaturen går derfor ned.

Dersom temperaturen minkar raskt oppover i troposfæren, vil ein luftmasse som stig oppover til vanleg vere varmare og dermed lettare enn lufta som til ei kvar tid omgjev denne. Ein slik luftmasse vil stige oppover med akselererande fart og nå store høgder. Under slike tilhøve danna vinden store vertikale virvlar (turbulens) og vindstyrken er svært variabel.

Dersom temperaturen i nedre luftsjikt aukar med høgda, vil ein luftmasse som stig oppover til vanleg bli kaldare og dermed tyngre enn lufta som til ei kvar tid omgjev denne. Ein slik luftmasse vil stige oppover med retarderande fart og stanse relativt fort. Under slike tilhøve vil det vere lite turbulens og vindstyrken vil vere jamn. I praksis vil ein slik temperatursituasjon berre gjelde for dei første 200-300 m over bakken. Over dette høgdenivået vil temperaturen praktisk talt alltid minke med høgda.

Generelt er det i Norge minst skyer og nedbør om våren. Dette skuldast at det er lite fuktigheit i lufa på denne årstid då tilførselen av vassdamp frå jordsmonn, innsjøar, fjordar osv. enno er relativt liten grunna låg temperatur. I tillegg er dei vandrande nedbørsområda både få og etter måten svake på denne årstida. Om våren minkar temperaturen etter måten raskt oppover i lufthavet. Varme luftbobler frå bakkeområdet kan derfor stige raskt oppover og nå store høgder, dvs. lufta er ustabil. Det blir då ofte danna haugskyer.

Om sommaren kan det komme betydelege nedbørsmengder mange stadar. Dette skuldast først og fremst at fordampinga frå landjord og sjø no er stor grunna høg temperatur. Vassdampmengda i lufta kan såleis ofte vere stor om sommaren. Varme landmassar fører også til at lufta over desse stig til vers og den blir dermed avkjølt, noko som igjen kan føre til skydannning og nedbør.

Tidleg om hausten er temperaturreduksjonen oppover i lufthavet langt mindre enn om våren. Varme luftbobler stig derfor berre seint oppover og når ikkje særleg store høgder. Lufta er såleis ofte stabil på denne årstida. Etter kvart som bakken blir meir og meir avkjølt, oppstår det ofte skodde og dis. Når isen legg seg på elevar og innsjøar og jorda frys (tele), minkar fordampinga og det blir derfor igjen mindre med skodde og dis i lufta. Det som imidlertid først og fremst kjenneteiknar hausten er at frekvensen og styrken på dei vandrande lågtrykka frå havet aukar mykje.

Om vinteren er polarfronten sin posisjon svært avgjerande for veret. Dersom den ligg sør for landet, er det vanlegvis pent, men kaldt ver. Kulden skuldast luftmassar frå Nordpolområdet som kjem inn over landet frå nordaust. Dersom den ligg nord for landet, er det vanlegvis mildt ver, grunna vind frå sørvest eller vest. Dersom polarfronten ligg over Norge, er det ofte vandrande uver i dei områda av landet som ligg nær fronten.

Når kald luft kjem inn over ope vatn t.d. elveos, vil vassdampen over vatnet, danne vassdropar som så frys dvs. det oppstår frostrøyk. Rim som vert danna ved at skoddedropar frys vert kalla skodderim. Slik rim er svært porøs, då betydelege mengder luft er stengt inne mellom dei frosen vassdropane. Vanleg rim blir danna når vatn i dampform frys. Slik rim består av vanlege iskrystallar, dvs. sekskanta plater eller prismer med speglande flater.

Når varm, fuktig luft strøymer nordover langt kysten, vert den gradvis avkjølt pga. at temperaturen i sjøvatnet minkar nordover. Det kan såleis oppstå eit samanhengande belte av skodde langs ein stor del av kysten.

Når lufta over eit område er varm og stig oppover, går lufttrykket ved bakken ned. Dersom lufta som stig opp er fuktig, vert det danna mykje skyer i dei øvre luftlaga pga. avkjøling etter kvart som lufta stig oppover ( 0,6 °C for kvar 100 m). Det blir såleis ofte regn i eit lågtrykksområde.

Dersom lufta over eit område er kjølig i forhold til lufta i omgjevnadene, stig den ikkje oppover, og blir dermed heller ikkje ytterlegare avkjølt. Det blir dermed ikkje danna skyer. Det er såleis ofte pent ver i eit høgtrykksområde.

(Notatside 477-482):

Kapittel 16 Lyd

Lyd skuldast langsgåande trykkbølgjer i luft, væske eller fast stoff. Bølgjelengda er lik avstanden mellom 2 fortettingar.

Frå ei lydkjelde i luft breier seriar med kuleskalforma fortettingsområde seg ut frå lydkjelda. Etter kvart som ei slik kuleskal aukar i storleik, minkar mengda av lydenergi per flateeining i det skalforma fortettingsområde. Lydenergien per flateeining minkar såleis fort med avstanden til lydkjelda.

Overflata av ei kule har arealet V=4Õ R^2. Dersom avstanden frå lydkjelda dvs. R aukar frå t.d. 100 m til 200 m, så aukar overflata av lydbølgeskalet med (200/100) ² er lik 4 gonger, dvs. lydenergimengda per flateeining ved 200 m avstand frå lydkjelda er redusert til ein fjerdedel av lydenergimengda per flateeining ved 100 m avstand frå lydkjelda. Generelt gjeld det at når avstanden til lydkjelda blir fordobla så blir lydstyrken redusert til ein fjerdedel, og omvendt.

Dersom delar av skalforma luftfortettingsområde vert leia inn i eit rør, vil rørveggen hindre at skalområdet får større areal. Lydbølgjene vil derfor her komme ut gjennom den andre rørenden med langt større energi per arealeining enn om dei hadde breia seg fritt i t.d. eit rom. Lyden frå ein slik rørende er såleis langt sterkar enn om den har breia seg fritt i rommet.

Frekvens

Frekvens er lik tal luftfortettingar dvs. lydbølgjeskal som kjem inn på ei flate t.d. trommehinna i løpet av 1 sekund.

Figur 184. a: Her er 28 luftfortettingar på veg mot trommehinna. Den første fortettinga er i ferd med å treffe trommehinna. b: 1 sekund seinare er det berre 3 luftfortettingar igjen som ikkje har treft trommehinna. I løpet av 1 sekund har såleis 25 luftfortettingar treft trommehinna. Frekvensen for lyden er såleis 25 hertz (Hz).

Menneskeøyret kan oppfatte lyd med 20-20 000 fortettingar per sekund. Det er mest kjenslevart for frekvensar i området 1000-5000 Hz.

Lydfart

Lydfarten i luft (v) avheng av temperaturen (T):

T

v = 332 --- NB! Teikn kvadratrotteikn på brøkutrykket.

273

v=velocity og T=temperature (K )

Generelt får lyden større fart i eit medium når mediumet får mindre tettleik. Årsaka til at lyden går raskare i varm luft enn i kald luft er såleis at lufta utvidar seg og såleis får mindre tettleik når temperaturen går opp. Ved 0 ° C dvs. 273 kelvingrader (K) er lydfarten i luft lik 332 m\sek. Dersom frekvensen er 440 Hz, så er bølgjelengda lik:

332 m\sek

____________ = 0.75 m

440\sek

På same måten kan vi finne at bølgjelengda ved 0 ° C er 1,66 cm dersom frekvensen er 20 000 Hz.

Lyd med låg frekvens, dvs. lange lydbølgjer er grov.

Lyd med høg frekvens, dvs. korte lydbølgjer er tynn.

Lyd med liten energi, dvs. med lite fortetting i

fortettingsområda, er svak lyd.

Lyd med stor energi, dvs. med kraftig fortetting i

fortettingsområda, er sterk lyd.

Lydenergi og desibelskala

Lydnergien vert gjeven i joule per sekund og per kvadratmeter mottaksflate. Ein reknar at den svakaste lyden menneskeøyret kan oppfatte, har energi lik

10-12 joule\sek. m2 dvs. 10^-12 watt/m²

Til vanleg blir lydenergien målt i desibel (dB). Nullpunktet på desibelskalaen tilsvarar lydenergien gjeve ovanfor, og vert kalla høyreterskelen. Lyden får 10 ganger meir energi for kvart trinn oppover på skalaen. Lyd med styrke 100 dB har såleis 10 gonger så stor energi som lyd med styrke 90 dB. Lyd med styrke 120-130 dB gjev smerte i øyra. 120-130 dB er såleis smertegrensa på desibelskalaen. Ved 120 dB er lydenergien lik 1 joule\sek.kvadratmeter. .

Desibelskalaen er logaritmisk og har sin basis i følgjande formel: dB=10*lg I/I₀ der I₀ er høyreterskelen sin energimengde dvs. 10^-12 watt/m², og I er den aktuelle lydenergi i watt/m² . Dersom den aktuelle lydenergimengda er lik 10^-11 watt/m² så lydstyrken i dB lik 10*lg10 dvs. lik 10.

Figur 185. Lydenergien vert 10 ganger større for kvart trinn oppover på desibelskalaen.

Doppler effekt

Dersom du beveger deg mot ei lydkjelde som står i ro, er lydfrekvensen større enn om du står i ro. Di raskare du beveger deg mot lydkjelda, di større blir frekvensen:

Tilsvarande er lydfrekvensen mindre dersom du beveger deg bort frå ei stasjonær lydkjelde, enn når du står i ro. Vi kallar desse frekvensendringane for dopplereffekten. Ein merkar den t.d. når uttrykkingskøyrety med påslåtte sirener passerer forbi. Sirenelyden endrar frekvens i det utrykkingsbilen køyrer forbi oss.

Frekvensendringane nemnde ovanfor vert kalla doppler effekt.

Resonans

Dersom fortettingsområda frå ei lydkjelde er nøyaktig på same staden i lufta som fortettingsområda frå ei anna lydkjelde, vert fortettingane ekstra kraftige. Lyden blir derfor sterk. Vi kallar denne lydbølgeforsterkinga for resonans. Dersom fortettingsområda frå ei lydkjelde ligg i fortynningsområda frå ei anna lydkjelde og omvendt, vert fortettingane frå begge lydkjeldene svekka, og lyden blir derfor svak.

Dersom luftsøyla i røret har lengd ca. 1\4 bølgjelengd, 3\4 bølgjelengd, 5\4 bølgjelengd osv., vil lyden frå stemmegaffelen og ekkolyden frå vassoverflata forsterke kvarandre maksimalt, og det oppstår sterk lyd, dvs. resonanslyd.

Ein grunnleggjande skilnad på partiklar med masse og bølgjer, er at 2 eller fleire partiklar med masse aldri kan vere nøyaktig på samme stad til samme tid, medan 2 eller fleire bølgjer kan vere nøyaktig på samme stad til samme tid. Sistnemde tilfelle er ein resonanssituasjon.

Lytteforhold

Lydfarten i vatn og i mange faste stoff er mykje større enn i luft:

Gummi ca. 50 m\sek

Karbondioksid " 260 "

Oksygen " 320 "

Luft: " 330 "

Vatn: " 1500 "

Tre, furu " 3000 "

Kopar " 3600 "

Glas " 5000 "

Stål " 5100 "

Figur 186. Øverst er det ein svingande stemmegaffel, medan det nederst er eit vertikalt rør. I røret er det vatn nederst og luft øverst. Dersom lydbølgene frå stemmegaffelen er nøyaktig på samme plass i luftsøyla i røret som ekkobølgjene frå vassoverflata, vert tonen mykje sterkare enn elles. Ein kallar slik bølgjeforsterking for resonans.

Musikkinstrumenta er konstruerte slik at dei gjev resonanslyd. Orgelpiper fungerer i prinsippet som røret ovanfor.

Lydbølgjer har særs vanskeleg for å gå frå eit medium med liten tettleik t.d. luft og eit medium med høg tettleik, t.d. ein betongvegg, og omvendt. Ei luftfylt rom inne i ein vegg, t.d. mellom gipsplater, vil derfor gje langt betre lydisolering enn om veggen er kompakt.

Lydbølgjene langs bakken vert dreia oppover når det er varmare nær bakken enn t.d 10-50 m oppe i lufta. Årsaka til dette er at lyden har større fart i varm luft enn i kald luft (sjå formelen ovanfor). Det vert dermed dårlege lytteforhold ute midt på dagen ein fin sommardag.

Lydbølgjene langs bakken vert dreia nedover når det er kaldare nær bakken enn t.d. 10-50 m oppe i lufta. Det vert dermed gode lytteforhold ute på seine sommarkveldar etter ein godversdag.

Grov lyd (dvs. lyd med låg frekvens, dvs. lange bølgjer), bøyer rundt hjørner. Tynn lyd (dvs. lyd med høg frekvens, dvs. korte bølgjer), bøyer i liten grad rundt hjørner.

Vi kan oppleve dette når vi står t.d. inne på eit fjellplatå ved havet. Vi høyrer då dei lågfrekvente havlydane, men ikkje dei høgfrekvente fugleskrika. Desse høyrer vi først når vi går fram til kanten av platået.

Ekkolyd

Dersom ein roper inn mot ein fjellvegg, høg bygning o.l., og avstanden er minst 15 meter, høyrer ein lyden som vert kasta tilbake frå fjellveggen, dvs. ekkolyden. Ekkolodd og sonar blir brukt i praktisk arbeid til å måle avstanden til lydreflekterande objekt.

Ultralyd

Dette er lyd med frekvens over 20 000 Hz, dvs. den er så tynn at menneskeøyret ikkje kan registrere den. Ein del dyr, t.d. hund, høyrer mykje tynnare lydar enn menneske. Flaggermus orienterer seg vha. ekkolyd av ultralyd (70 000 Hz) som den sender ut. Fiendane til flaggermus, t.d. ugler, høyrer ikkje denne lyden. Tannkvalar kommuniserer vha. ultralyd med frekvens opp til 200 000 Hz. Gnagarar høyrer lyd i frekvensområdet 1 Hz til 100 000 Hz, medan fuglar høyer i frekvensområdet 700 Hz til 10 000 Hz. Fuglar høyer såleis ikkje ultralyd. Teknisk produserer ein i dag ultralyd med frekvens lik fleire milliardar hertz. Slik lyd går ikkje frå fast stoff og inn i luft. Den blir derfor brukt til å undersøke om det er luftfylte holrom og sprekker i materialar, dvs. ved ymse typar materialkontroll. Ultralydborar på tannlækjarkontora lagar hol utan å rotere. Ultralyd vert også brukt ved svangerskapskontrollar. Dei høgfrekvente bølgjene vert reflekterte frå områda der ulike vevstypar ligg mot kvarandre. Vha. datateknikk kan ein dermed få fram eit bilde på skjerm av fosteret og dei ulike organa i fosteret.

Infralyd

Infralyd har frekvens under 20 hertz. Torsk høyrer i frekvensområdet frå under 1 hertz til 500 hertz. Det er ein fordel for fisk å høyere infralyd då det oppstår slik lyd frå symjande fisk (symjelydane har stort sett frekvens under 10 hertz). Nokre edderkoppartar synest også å oppfatte infralyd. Under jordskjelv vert det produsert store mengder infralyd.

(Notatside 483-493):

Kapittel 17 Lys

Lys skuldast fotonbølgjer med bølgjelengd 0,7 - 0,4 m m. Fotonpartikkelen er ein energipartillel utan volum, kvilemasse eller tyngd. Bølgjene er tversgåande (transverselle) og består av 2 komponentar som står vinkelrett på kvarandre: elektrisk feltbølgje og magnetisk feltbølgje.

I vanleg lys er det elektriske feltbølgjer i alle plan i rommet, med magnetiske feltbølgjer vinkelrett på dei elektriske feltbølgjene. Bølgjefarten dvs. lysfarten er om lag 300 000 km per sekund i lufttomt rom (vakuum) og i luft. I løpet av 1 sekund går såleis lyset ei strekning på 300 000 000 m. Sidan bølgjene er svært små, vert tal bølgjer som kjem inn på ei flate i løpet av 1 sekund svært stort, dvs. frekvensen er svært stor.

Når fotonbølgjelengda er lita, vert tal bølgjer som kjem inn på ei flate per sekund, mykje større enn når fotonbølgjelengda er stor.

Figur 187. Skjematisk oversikt over bølgjelengda for ulike fotonstrålar. Tala i skissa er eksponentar, dvs. tal som 10 må opphevast i for å få måltalet for bølgjelengda når den blir målt i meter. Radarbølgjer er elektromagnetiske bølgjer i bølgjelengdområdet 0,03-3 meter.

For bølgjer med lengde 0,4 m m = 4× 10-7 m blir frekvensen

30 × 107 m

------------ = 7,5× 1014 hertz (Hz).

4 × 10-7 m

Bølgjeenergien vert gjeven med formelen:

E = h *f E=energi, h=Plancks konstant, f= frekvens.

Figur 188. Søylediagram som viser gjennomsnittleg energi i dei ulike fargane i spekteret. Fiolett lys har kortast bølgjelengd dvs. størst frekvens og dermed størst energi. Rødt lys har lengst bølgjelengd dvs. minst frekvens og dermed minst energi.

Vi ser at energien i bølgjene aukar med frekvensen. Lysfarten avheng av kva medium lyset spreier seg i:

Luft ca. 300 000 km\sek

Vatn ca. 225 000 km\sek

Olivenolje ca. 205 000 km\sek

Glas ca. 200 000 km\sek

Diamant ca. 124 000 km\sek

Lysbryting

Når lyset går på skrått gjennom grenseflata mellom 2 medium skifter det retning dersom lysfarten er ulik i dei 2 media. Dette kallar vi lysbryting.

Modell: Eit musikkorps marsjerer på ein stor, open plass. Kvar rekkje er orientert vinkelrett på marsjretninga. Marsfarten er 1 m\sek. I det øyeblikket dei passerer den skrå merkelina A, skal dei redusere marsfarten til 0,5 m\sek., men framleis marsjere på rekkje vinkelrett på marsjretninga. Dette fører til at musikkorpset må skifte marsretning i det dei passerer merkelina.

Av liknande grunn bøyer lyset når det t.d. går frå luft og skrått inn på eit glas eller skrått ned på vatn (sjå tabellen ovanfor). Vi seier at lyset vert brote. Lyset blir også brote når det går frå glas eller vatn til luft. Dersom lys i glas eller vatn går i ein svært skrå retning opp mot overflata, vert det brote ned att i glaset eller vatnet, og slepp såleis ikkje opp i lufta. Dette prinsippet blir brukt i fiberoptikk. Lyset blir her sendt inn i ein glasfiber i fiberretninga, og det kjem dermed ikkje ut på overflata av fiberen sjølv om denne blir bøgd. Lyset kjem ut av kabelen igjen i den andre enden. Glasfiberkablar blir i dag i stor grad brukt i data- og telekommunikasjonssystem.

Figur 189. Lyset frå stearinlysflammen vert brote i samlelinsa (konveks linse, plusslinse) og det vert danna eit bilde av flammen. Dette er snudd opp ned i forhold til originalen. B er lik brennpunkt.

I samlelinser (konvekse linser) blir lyset brote mot same punkt, brennpunktet, dersom avstanden til lyskjelda er svært stor. Lyset som fell loddrett inn på linsa, vert ikkje brote.

Bak linsa blir det generelt danna eit bilde av lekamen. Dette bilde ligg bak brennpunktet og er snudd opp ned i forhold til lekamen. Når avstanden mellom lekamen og linsa aukar, så minkar avstanden mellom linsa og bilde, samtidig som bilde blir mindre. Samlelinsene produserer bilde på denne måten i auga og i fotografiapparat. Lysbryting er såleis eit av basisgrunnlaga for synet hos dyr og menneske.

Når lyskjelda er langt borte frå linsa, vert lyset brote mot brennpunktet. Dersom lyskjelda er sola, vert bilde danna i brennpunktet. Avstanden frå linsa til brennpunktet vert kalla brennvidda. Dersom originalen har ei avstand til linsa større enn den doble brennvidda, så er bilde mindre enn originalen. Dersom avstanden frå original til linse er nøyaktig lik den doble brennvidda, så er original og bilde like store. Når avstanden mellom original og linse er mindre enn den doble brennvidda, men større enn brennvidda, er bilde større enn originalen. Dersom avstanden mellom original og linse er mindre enn brennvidda, blir det ikkje danna noko bilde. I spreielinser (konkave linser) blir lyset spreidd. Det vert brukt spreielinser i briller for å flytte bilde bak til netthinna i eit auge som t.d er for langt, dvs. nærsynt auge. Det vert brukt samlelinser i briller for å flytte bilde fram til netthinna i eit auge som t.d. er for kort, dvs langsynt auge.

Figur 190. Spreielinsene (konkave linser, minuslinser) spreier lyset og det blir såleis ikkje danna noko bilde.

Lysfarten i tomt rom er ein konstant storleik med verdi c=299 792 458 m/s

Den loddrett lina dvs. normalen på flata der strålen blir broten, vert kalla innfallsloddet.Vinkelen mellom innfallande stråle og innfallsloddet vert kalla innfallsvinkelen, og vinkelen mellom broten stråle og innfallsloddet vert kalla brytingsvinkelen. Den innfallande strålen og innfallsloddet ligg i innfallsplanet. Den brotne stålen ligg også i dette planet.

Forholdet mellom sinus til innfallsvinkelen (sin a 1 ) og sinus til brytingsvinkelen (sin a 2) er lik forholdet mellom lysfarten før bryting (c1 ) og lysfarten etter bryting (c2 ).

sin a 1 c1

---------- = ---

sin a 2 c2

Forholdet c1 / c2 er den såkalla brytingsindeksen (n) for stoffet med lysfart c2 dersom c1 er lysfarten i lufttomt rom dvs. i vakuum. Sidan lysfarten er størst i vakuum, blir brytingsindeksen for alle stoff større enn 1.

Fotonpartikkelen

Fotonet har kvilemasse lik 0 kg. Imidlertid er fotonet aldri i ro, men er alltid i rørsle med svært stor fart. I vakuum og luft er fotonfarten ca. 300 000 000 meter per sekund. Fotonet har derfor ein relativistisk masse som ut frå Einsteins energilikning E=mc2 er lik E/c2. Fotonet blir derfor påverka av tyngdekrefer. I praksis fører dette til at lysstrålar i universet vert avbøygde når dei passerer forbi t.d. stjerner. I tillegg vil lysstrålar som strøymer opp frå stjerner få redusert strålefrekvens dvs. redusert stråleenergi pga. at ein del av denne går over til stillingsenergi etter kvart som fotonet fjerner seg frå stjerneoverflata. Lys som er på veg oppover i eit gravitasjonsfelt vert derfor rødare jo høgare opp i feltet det kjem.

Eit energirikt foton kan bli omforma til eit elektron og eit positron. Dette kan skje når eit slikt foton passerer ein atomkjerne og vekselverkar med denne. Strålingsenergi i fotonet blir då omforma til kvilemasse lik 9,11 10-31 kg i kvar av dei to nydanna partiklane. Imidlertid kan eit elektron og eit positron gå saman og forsvinne. Det oppstår då 2 energirike foton. Kvilemassen er då blitt omforma til strålingsenergi lik 2h*f, der h er Plancks konstant og f er strålefrekvensen. Energi kan såleis gå over til kvilemasse og kvilemasse kan gå over til energi.

Når ein negativ elektrisk ladd lekam blir utsett for lys, kan den elektriske ladinga bli redusert. Ein kallar dette fenomenet for fotoelektrisk effekt. Årsaka til dette er at foton i lyset kolliderer med elektron på lekamen slik at desse blir slått laus frå lekamen. Eit vilkår for at eit elektron skal bli slått laus av eit foton, er at fotonet har tilstrekkeleg stor energi, dvs. at frekvensen på lysstrålen er tilstrekkeleg høg. Dersom dette kravet er oppfylt, så er tal elektron som blir slått laus per sekund proporsjonal med tal lysstrålar dvs. med lysintensiteten.

Når ein positiv elektrisk ladd lekam blir utsett for lys, blir den elektriske ladinga ikkje redusert.

Den fotoelektriske effekten indikerer at foton er ein partikkel og at lyset har partikkelnatur. Imidlertid viser t.d. gitterforsøka at lyset også har bølgjenatur. Ein meiner derfor at lyset breier seg både som partikkel og som bølgje. Det faktum at fotonet er utan volum gjer det mogeleg for to fotonpartiklar å vere på nøyaktig same stad til same tid på tilsvarande måte som to bølgjer.

Fargar

Vanleg kvitt lys er fotonbølgjer med bølgjelengd frå ca. 0,7 til ca 0,4 um. Lys med bølgelengd i området 0,7 um har rød farge. Lys med bølgjelenge i området 0,4 um har blå farge. Vanleg kvitt lys er ei blanding av minst 7 lystypar, dvs. lysfargar: rødt, oransje, gult, grønt, blått, indigo og fiolett. Bølgjelengdområda for desse lystypane er slik:

Rødt: 0,723 - 0,647 m m

Orange: 0,647 - 0,585 m m

Gult: 0,585 - 0,575 m m

Grønt: 0,575 - 0,491 m m

Blått: 0,491 - 0,455 m m

Indigo: 0,455 - 0,424 m m

Fiolett: 0,424 - 0,397 m m

Dei ulike fargane skuldast såleis fotonstråling med litt ulik bølgjelengd. Eigentleg eksisterer det såleis ikkje fargar i naturen, men vi opplever fargar i synssenteret i storhjernen når netthinna i auga blir treft av fotonstrålar med bølgjelengder som vist i tabellen ovanfor.

Lys med ulike bølgjelengder har ulik fart i glas. Fiolett lys har minst fart, medan rødt lys har størst fart, dvs. lysfarten i glas minkar når bølgjelengda minkar. I samsvar med modellen ovanfor, må dette føre til at fiolett lys blir brote sterkast og rødt lys blir brote svakast når kvitt lys går frå luft og skrått inn på ei glasflate. Ein kan såleis skille ut dei forskjellege fargetypane i kvitt lys ved å la vanleg kvitt lys i luft falle skrått inn på ei glasflate t.d. i ei glasprisme.

Ein kan også gå den andre vegen, dvs. samle dei 7 farga lystypane vha. ei samlelinse. Ein får då tilbake kvitt lys igjen.

Ein får også kvitt lys dersom ein t.d. samlar grønt, rødt og blått lys. Fargelystypar som gjev kvitt lys når dei vert samla vha. linse, vert kalla komplimentærfargar.

Fargane i vanleg kvitt lys kan også bli skilte frå kvarandre når slikt lys fell skrått ned på ei vassflate, t.d. på ørsmå vassdråpar i luft. Det er dette som har skjedd når det er regnboge på himmelen.

Figur 191. Når kvitt lys går på skrått gjennom grenseflata mellom to medium, her luft og glas, og lysfarten er ulik i dei to media, vert lyset brote. Lys med kort bølgjelengd blir brote mest.

Dei fleste lekamar tek opp (absorberer) ein del av lysenergien som dei mottek. Lysenergien går då over til varmeenergi i lekamen. Svarte lekamar absorberer praktisk talt all lysenergi. Dette er også årsaka til at dei er svarte. Det blir praktisk talt ikkje kasta tilbake (reflektert) noko lys frå overflata på svarte lekamar.

For kvite lekamar er det oftast omvendt. Dei kastar tilbake praktisk talt all lysenergi, og dette er årsaka til at dei er kvite. Lyset varmar såleis oftast ikkje opp ein kvit lekam. Farga lekamar reflekterer til vanleg lys med farge lik fargen på lekamen. Det er dette reflekterte lyset som gjer at vi opplever at lekamen har den fargen som den har.

Ei fiolett skjorte i vanleg kvitt lys reflekterer fiolett lys, medan den absorberer indigo, blått, grønt, gult, orange og rødt lys. På eit mørkerom med rødt lys vil d derfor denne skjorta vere fargelaus.

Figur nr. 192. Skjematisk skisse som viser sollyset sin gang gjennom atmosfæren om dagen og om morgonen. (nordleg halvkule). Legg merke til at lyset blir bøygd når det treffer atmosfæren med skrå vinkel.

Nokre lekamar har den fargen dei har, fordi dei reflekterer 2 lysfargetypar. Ei gul skjorte kan vere gul fordi den reflekterer gult lys. Men den kan også vere gul fordi den reflekterer grønt og rødt lys saman. På same måten kan kvite lekamar vere kvite fordi dei reflekterer komplimentærfargar t.d grønt, rødt og blått lys saman.

Dei fleste flater som lyset fell på, er mikroskopisk uregelmessige. Det lyset som ikkje blir absorbert av lekamen, vert kasta tilbake frå overflata i alle retningar.

I speglane og andre svært blanke flater, er det praktisk talt ikkje uregelmessigheiter i overflata, og lyset frå ein lekam blir kasta tilbake i ei retning.

Gullfisk har fargesyn i frekvensområdet frå under 0,350 m m til over 0,800 m m, dvs. gullfisk ser i tillegg til vanleg lysspekter, også delar av det ultrafiolette spekteret så vel som delar av det infrarøde spekteret.

Når sollyset passerer inn gjennom atmosfæren, vert mykje blått lys spreidd i lufta og himmelen vert såleis blåfarga. Mykje gult lys når bakken og sola ser derfor gul ut. Tett før sola går ned om kvelden eller tett etter at den er gått opp om morgonen, kan den ha meir eller mindre rødleg farge. Dette skuldast at lyset då passerer svært skrått gjennom atmosfæren og at veglengda som det tilbakelegg i atmosfæren derfor blir spesielt lang. Dette fører til at også betydelege mengder gult lys blir spreidd i lufta, og at det såleis er det mest langbølgja lyset dvs. rødt lys som når bakken.

Resonans

Lysbølgjene kan forsterke kvarandre (resonans) eller svekke kvarandre på samme måte som lydbølgjer og bølgjer på havet. Ein kan få fram lysresonans ved å brukte gitter og einsfarga lys. I gittera går lyset gjennon særs smale striper i t.d. film. Breidda på stripene er om lag lik bølgelengda på det lyset som blir brukt i forsøket. Bak filmen spreier så lyset seg i mange retningar. Når lysbølgjene frå dei forskjellige stripene når ein skjerm, ser ein at nokre av bølgene forsterkar kvarandre og gjev sterkt opplyste striper på skjermen, medan andre svekkjer kvarandre og gjev mørke striper på skjermen. Resultatet blir identisk med når det går vassbølgjer gjennom opningar med diameter om lag lik bølgjelengda. Bølgjene frå dei ulike opningane forsterkar kvarandre i somme område og svekkjer kvarandre i andre område. Resultata av gitterforsøk med lys var i si tid det vitskaplege beviset for at lys spreier seg ved hjelp av bølgjer. Tidlegare teoriar gjekk ut på at lyset alltid spreidde seg i rett line, dvs. rettlinja partikkelrørsle. I dag veit ein at lyset har både bølgenatur og partikkelnatur.

Forsterking og svekking av lys skjer også i t.d. ein tynn oljefilm som ligg på vegen.

Det lyset som blir reflektert frå overflata av oljefilmen kan gje resonans saman med det lyset som blir reflektert oppover frå den nedre overflata på filmen. Dette skjer dersom desse to bølgjene har samanfallande bølgjetoppar og samanfallande bølgjedalar. Dersom bølgjetoppane i ei bølgje fell saman med bølgjedalane i ei anna bølgje og omvendt, blir bølgjene øydelagte. Resultatet av dette er at det blir lyse og mørke parti i oljefilmen. Sidan det her er vanleg kvitt lys som kjem inn på oljefilmen, blir resultatet i praksis at dei lyse partia har mange fargar.

Figur 193. Vassbølger sett ovanfrå. Rette bølgjer kjem inn mot eit hinder med to opningar i. Ut frå opningane går det så sirkulære bølgjer. Der desse går saman, vert bølgjetoppane dobbelt så høge som enkeltbølgjer elles. Bølgjeforsterking vert kalla resonans.

Hildring

Lyset går litt raskare i varm luft enn i kald luft. Lyset blir dermed litt brote når det passerer på skrått gjennom grenseområdet mellom varm luft og kaldare luft. Dette kan føre til at ein ser ting bak t.d. åskammar eller horisonten som ein normalt ikkje ser. Dette fenomenet vert kalla hildring.

Polarisasjon

Til vanleg har lyset bølgjer i alle plan parallelt med lysretninga. Når slikt lys passerer eit polarisasjonsfilter blir tal bølgjeplan redusert til det halve. Desse filtra er bygde opp av lange, parallelle organiske molekyl. Lysbølgjer med den elektriske feltet parallelt med desse molekyla, blir absorberte i filteret, og energien går over til elektrisk energi i molekyla. Lysbølgjer med det elektriske felter vinkelrett på desse molekyla, går usvekka gjennom filteret. To slike filter, der molekyla i det eine filteret står vinkelrett på molekyla i det andre filteret, vil såleis absorbere praktisk talt alt lys. Polarisasjonsfilter vert brukte i spesielle briller for å stenge ute blendande lys frå t.d. våt asfalt.

Laser

I laserar skjer det maksimal lysresonans. Det er ein stor krystall t.d. av rubin, som omformar lysbølgjer slik at bølgjetoppane og bølgjedalane fell saman og gjev dermed størst mogeleg resonans. Det ekstremt sterke lyset som ein dermed får, vert ytterlegare forsterka ved å bli kasta fram og tilbake mellom to speglar og går til stutt ut gjennom eit hol i eine spegelen. Strålen frå sume typar laserar, er så sterk at den kan brenne hol i ei stålplate i løpet av nokre sekund. Ein laserstråle frå jorda kan lyse opp eit lite område på månen. Laserlys blir brukt på ei rekkje område både teknisk og medisinsk. Det er særs farleg for auga.

Belysning

Belysning er den lysstraumen per m2 som ei flate mottek. Belysning vert målt i lux (lx) og lysstraumen i lumen. 1 lumen er lysstraumen gjennom ein romvinkel på 1 sterradian (sr) frå ei punktforma lyskjelde med lysstyrke 1 candela (cd). Sistnemde eining er lysstyrken i ein gjeven retning frå ei monokromatisk (540 1012 hertz) lyskjelde med strålingsenergi i denne retninga lik 1/683 watt per sterradian. Flammen i eit stearinlys (candle) har om lag lysstyrken 1 candela.

Merknad: Romvinkelen 1 sr er lik arealet av ei kuleoverflate dividert med 4p . Lys med frekvens lik 540*1012 Hz har følgjande bølgjelengd: 3000*105 m/s = 5,56 10-7 m/bølg. dvs. grønt lys. 540 1012 bølg./s

Av einingane ovanfor er det belysningseininga dvs. lux som blir mest brukt.

Aktuelle måleverdiar kan vere:

Solskinn ein klårversdag: 100 000 lx

Dagslys ein disig dag: 1 000 lx

Dagslys inne 200 lx

Fullmåneskin 0,1 lx

Luxverdiar i opphalds- og arbeidsrom bør vere:

Opphaldsrom utan spesiell virksomheit 30 - 75 lx

Lagerlokal og vestibylar 100 - 200 lx

Auditorium 200 - 500 lx

Vanleg kontor 300 - 750 lx

Teiknekontor 500- 1000 lx

Operasjonssal 2000 lx

Lystettleiken er lystyrken per m2. Den blir gjeven i candela per kvadratmeter (cd/m2 ). Lysstoffrør har i gjennomsnitt ein lystettleik lik 10 000 cd/m2.

(Notatside 515-586):

KAPITTEL 19 Anatomi og fysiologi

Vev

I kroppen finst det samlingar eller område med same type celler. Slike cellesamlingar kallar vi vev.

Døme: Hudvev, skjelettmuskelvev, nervevev.

Dei ulike veva har ulike oppgåver i kroppen. Alle vevstypane i kroppen dannar til saman organismen t.d. menneskekroppen.

Skjelettet

Menneskekroppen har eit indre skjelett som held kroppen oppe. Det består av i alt 214 enkeltbein hos menneske. Hos fosteret er nesten alle desse knoklane av brusk, medan dei består av beinvev hos vaksne.

Figur 206 Skjematisk skisse av ein gjennomskoren rørknokkel. Ytre delen består av kompakt bein, medan indre delen består svampbein (spongiøst bein) med rød beinmarg. Mellom knokkelendane (epifysane) og knokkelskaftet (diafysen) er det vekstskiver (epifyseskiver) som består av brusk . Epifyseskivene forsvinn når knokkelen er ferdig utvoksen.

Mange av knoklane er rørknoklar. Desse har eit indre holrom som er fylt med rød beinmarg og\eller feitt. Hos barn og unge menneske er det vekstskiver av brusk i kvar ende av knokkelen. Lengdeveksten av knoklane skjer i desse skivene.

Bruskskivene vert til bein når knoklane er utvoksne. I t.d. hovudskallen er det mange flate knoklar. Desse har også holrom fylt med rød beinmarg, men dei manglar vekstskiver.

Figur 207. Skjematisk skisse som viser utviklinga av ein rørknokkel. Øvre bilde viser rørknokkel hos eit barn. Epifyseskivene er breie og lengdeveksten av knokkelen skjer i desse ved at det blir produsert og lagt på bruskvev på epifysesida av skiva, på same tid som bruskvevet i skiva mot diafysen vert forbeina. Knokkelen blir tjukkare ved at celler frå beinhinna (ikkje vist på figuren) avleirar beinmateriale på knokkelen. Svampbeinet inneheld rør beinmarg med høg celledelingsaktivitet. Blodceller av ymse slag vert produserte i beinmargen. Midtre figur viser ein rørknokkel som nesten er utvoksen, medan nedre bilde viser ein utvoksen rørknokkel. Utvoksne rørknoklar manglar vekstskiver. Ofte er det også feitt i staden for rød beinmarg i svampbeinet i midtre del av diafysen.

Generelt er beina kopla til kvarandre ved hjelp av ledd.

a) bindevevssamband: desse ledda finst mellom beina i hovudskallen. Dei er praktisk talt urørlege.

b) brusksamband: denne leddtypen finst mellom virvlane i ryggsøyla og mellom dei 2 underlivsbeina. Det er litt rørsleevne i desse ledda.

c) ekte ledd: her er rørsleevna god. Knokkelendane er utforma slik at dei passar inn i kvarandre. Sterke, flate bindevevsband held knokkelendane saman. Ein væsketett bindevevskapsel omgjev leddet innanfor

Figur 208. Rørknoklar knytte saman med hengsleledd har rørsleevne i eitt plan. Ein tett leddkapsel omgjev leddet. Innsida av kapselen er kledd av ei hinne, synovialhinna, som produserer leddvæske. Denne væska fungerer som smøremiddel i leddet. Utanpå leddkapselen ligg krafige leddband av ynse slag (ikkje vist på figuren). Det er desse som held leddhovudet på plass i leddskåla. Under muskelsener ligg ofte slimposar som hindrar at senene gnikkar mot beinet når muskelen arbeider. Slike posar inneheld leddvæske omgjeve av synovialhinne og bindevev. Ofte er det open kontakt mellom holrommet i slike posar og leddkapselholrommet.

bindevevsbanda, og denne inneheld leddvæske som fungerer som smøremiddel i leddet. I nokre ekte ledd er rørsleevna så stor at knokkelen som går opp i leddet kan bevegast i praktisk talt alle retningar. Slike ledd vert kalla kuleledd. Døme: skulderleddet og hofteleddet. I dei fleste ekte ledd kan rørsla skje praktisk talt berre i eit plan. Slike ledd vert kalla hengsleledd. Døme: fingerledda.

Skjelettmusklar

Det er skjelettmusklane som beveger skjelettet. I alt finst det vel 600 skjelettmusklar i menneskekroppen. Dei fleste av desse musklane har kontakt til bein i begge endane. Ein reknar at muskelen har feste i det beinet som den skal røre, medan den har utspring frå eit bein som fungerer som ankerpunkt. Oftast har muskelen fleire utspring. Kontakten mellom muskel og bein skjer vha. sene.

Figur 209. Bøyemusklane bøyer ledda, medan strekkmusklane strekkjer ut ledda. Begge muskeltypane har feste på den knokkelen som dei beveger, og utspring eller ankerpunkt på andre knoklar. Ofte har ein muskel fleire utspring. Dei fleste rørknoklar fungerer etter vektstongprinsippet. Imidlertid er muskelfestet til vanleg på den korte vektstongarmen slik som vist for strekkmuskelen på skissa. Eit tilsvarande konkret døme er den trehovda armstrekkjaren sitt feste på albogebeinet. Fordelen med ein slik oppbygnad er at ein liten muskelsamantrekking fører til at den andre enden på knokkelen beveger seg eit stort vegstykke. Ulempa med ein slik oppbygnad er at muskelen må yte ei svært stor kraft når knokkelen skal bevegast under motstand. Dersom krafta blir for stor kan muskelen eller festesena rivne.

Dei fleste ansiktsmusklar har utspring frå bein, men feste i huda. Snøremusklane, t.d. lukkemuskelen under urinblæra, har korkje utspring eller feste.

Alle skjelettmusklar er viljestyrte.

Skjelett og skjelettmuskulatur arbeider etter vektstongprinsippet. Musklane samarbeider slik at når ein muskel trekkjer seg saman, så slappar musklane med motsett verknad av, og omvendt.

Til vanleg fører ei liten og forholdsvis sein muskelsamantrekking, til stor og forholdsvis rask bevegelse av knokkelen. Muskelen må derfor arbeide med stor kraft, sjølv om krafta på knokkelen er forholdsvis lita. Dersom krafta blir for stor, kan muskelsena gå av i festeområdet.

Skjelettmuskelcellene er lange med opp til 100 kjernar per celle. Eigentleg er kvar celle blitt danna ved at mange celler har smelta saman. Det finst 2 hovudtypar skjelettmuskelceller: raude og kvite celler

Dei raude skjelettmuskelcellene inneheld mykje myoglobin som er eit oksygenbindande, raudt fargestoff. Det er også svært mange mitokondrion i desse cellene. Rundt cellene er det mange kapillær. Det finst 2 typar røde muskelceller: raske og seine. Dei raske har eit enzymapparat som raskt spaltar ATP slik at muskelkontraksjonen kjem raskt igang. Hos dei seine røde muskelcellene er ATP-spaltinga relativt tidkrevjande og muskelcellene kontraherer seint. Generelt har dei seine røde muskelcellene noko større diameter enn dei raske. Karakteristisk for musklar med mange røde muskel celler av den seine typen, er at dei er uthaldande. Generelt inneheld muskulaturen i ryggen og beina store mengder slike celler. Dette gjer at ein kan halde seg oppreist og halde balansen utan å bli trøytt. Frekvensen av røde muskelceller varierer mykje frå muskel til muskel. Den varierer også frå person til person. Langdistanseløparar har gjerne spesiell høg frekvens av slike muskelceller i beinmuskulaturen.

I dei fleste skjelettmusklar finst det også såkalla kvite muskelceller. Desse har lite myoglobin, få mitokondriar og betydeleg større diameter enn dei røde muskelcellene. Det er også få kapillær rundt denne typen celler. Dei kvite muskelcellene kontraherer raskt, men er lite uthaldande. Slike muskelceller finst i store mengder t.d. i mange av armusklane. Armane kan derfor lyfte med stor kraft, men berre for ei kort tid då energilagert i muskulaturen fort blir tømt.

Generelt inneheld både raude og kvite muskelceller ein del ATP. Dessutan vert det i dei først sekunda av kontraksjonen produsert ATP ved hjelp av stoffet kreatinfosfat. Etter at desse sekunda er gått, må det imidlertid bli produsert ATP enten ved aerob anding eller anaerob anding dersom kontraksjonen skal kunne halde fram. Dei raude muskelcellene har ein konstruksjon som til vanleg sikrar nok oksygen til cellene og dei kan derfor produsere store mengder ATP ved aerob anding. Dei kvite blodcellene, derimot , andar anaerobt og produserer såleis ATP på den måten. Forsking har vist at ATP mengda i muskelcellene er nesten uvahengig av arbeidsmengda som cellene utfører, dvs. produksjonen av ATP er til ei kvar tid om lag like stor som forbruket. Trøttleik i ein muskel skuldast såleis ikkje ATP-mangel. Muskeltrøttleik etter eit kortvarig, men hardt arbeid skuldast opphoping av mjølkesyre i muskulaturen. Mjølkesyre er eit avfallsprodukt ved anereob anding, og det synest å vere H⁺- ionet i dette stoffet som hemmar dei kontraktile proteina i cellene i slike tilfelle. Karakteristisk for denne typen trøttleik er at den forsvinn relativt fort når muskelen får kvile. Trøttleik i muskulatur som har jobba lenge, men ikkje særleg hardt skuldast ikkje mjølkesyre då dette stoffet neppe vert produsert i slike tilfelle. I dei første 10 minutt under eit slikt arbeid brukar muskulaturen sitt eige sukkerstoff (glycogen) som brennstoff, deretter byrjar den å bruke blodtilført druesukker og feittsyrer. Etter som arbeidet held fram, vert feittsyrer stadig meir og meir viktige som brennstoff. Årsaka til at muskulaturen vert trøytt under denne typen arbeid er enno ikkje heilt klarlagt. Mest truleg er her det sukkermangelen i muskelcellene som indirekte er årsak til trøttleikskjensla. Etter eksteme langvarig muskelarbeid, kan det gå opp til 24 timar før muskulaturen er utkvilt. I løpet av denne tida vert m.a. sukkerlageret i muskelcellene fylt opp igjen.

Huda

Huda består av eit ytre lag overhud (0,1 mm), eit midtre lag lerhud (2,5 mm) og eit indre lag underhud med varierande tjukkleik (opp til 10 cm). Overhuda består av vevstypen fleirlaga plateepitel, dvs. celler som er kubiske nede i overhuda og flate ved overflata. Cellene i det djupaste laget i overhuda deler seg ofte, og cellene ovanfor blir pressa utover. Etter kvart som cellene nærmar seg overflata, får dei meir og meir plateform og blir fylte med proteinkorn. Proteinet er av typen keratin. Til slutt dør cellene og blir ein del av hornlaget, som dannar ytre del av overhuda. Hornlaget er utsett for slitasje og bortfall av celler som tilsvarar veksten i nederste cellelag i overhuda. På denne måten får huda til vanleg konstant tjukkleik over tid. Om lag kvar 7. celler i det djupast overhudslaget er ei pigmentcelle (melanocytt). Desse cellene har lange og greinete utløparar som ligg mellom dei nedre overhudcellene. Melanocyttane produserer fargestoffet malanin som dannar brune korn, melaninkorn. Slike korn vert førte gjennom utløparane og over i ordinære overhudceller. Melanin har som funksjon å ta opp og uskadeleggjere ultrafiolett stråling, og dermed verne celler i både overhuda og lerhuda mot celleskade. Stoffet vert produsert når det er trong for det, dvs. når huda vert utsett for denne typen stråling. Hos mørkhuda rasar er det normalt ikkje fleire melanocyttar i huda enn hos kvithuda rasar, men hos førstnemde produserer melanocyttane store mengder med melaninkorn og desse gjev heile overhuda mørk farge.

Det er korkje blodårar eller nervar i overhuda. I handflatene er det djupe riller i huda. Desse hindrar at huda glir mot det vi tek på.

Hårskjedane blir danna i fosterstadiet ved at overhuda veks ned i lerhuda og dannar ei djup, slireforma grop. Hudlaget i botnen av gropa vert så tjukkare og tjukkare og vert til slutt til eit hår. I håret er det mange melanocyttar som gjev det farge. Dei andre cellene i håret er fylte med keratinkorn. Ved hårrota er det mange blodårer som gjev næring til vekstområdet i rota. Ofte er det også mange nervar i området som truleg registrerer hårrørsler. Hos dyr er imidlertid hovudfunksjonen til hårlaget å danne ein luftfylt kledning på kroppen, dvs. å hindre varmetap.

Håra veks i ein periode, vanlegvis 2-3 år. Deretter vert dei sitjande i kortare eller lengre tid før dei losnar og fell av. På dette tidspunktet har er det til vanleg byrja å vekse ut eit nytt hår i same hårskjede.

Neglene vert i fosterstadiet danna på same måten som hår. Ei nagl er såleis eigentleg eit ekstremt breitt og hardt hår.

Lerhuda består for det meste av uelastiske bindevev saman med sveittekjertlar og hår. Ved håra er det talgkjertel og hårmuskel. Denne muskelen er festa til hårskjeden og når den trekkjer seg saman, reiser håret seg samtidig som det vert pressa talg ut på håret. Talget vernar håret mot sol, regn og vind. Det er mest talgkjertlar i ansiktet, hovudbotnen og i midtpartiet på bryst og rygg. Når slike kjertlar blir betente oppstår det kviser, t.d. i ansiktet eller på ryggen.

Sveittekjertlane skil ut vatn med litt oppløyst salt, vesentleg koksalt (natriumklorid). I tillegg vert det skilt ut m.a. urinstoff (urea), urinsyre, diverse aminosyrer, sukker, mjølkesyre og askorbinsyre (vitamin C). Når vatnet fordampar på huda, vert huda avkjølt. Det er mange og store blodårar i huda. Desse vidar seg ut og vert kraftig blodfylte når vi er varme. Huda blir derfor både rød og varm, og det vert avgjeve mykje varme til omgjevnadene. Dermed blir kroppen avkjølt. Sveittekjertlane treng også god blodtilgang dersom dei skal fungere godt.

Når vi er kalde, er blodårane i lerhuda samantrekte slik at det er lite eller ikkje noko blod i dei. Huda blir dermed bleik og kald, og varmetapet til omgjevnadene er lite.

Det er flest sveittekjertlar i handflatene og i under føtene dvs. i hårlaus hud. I slike område kan tal sveittekjertlar vere over tusen per kvadratcentimeter.

Sveittekjertlar vert danna på fosterstadiet ved nedvekst av overhud.

I eit hudområde utan overhud, vil cellene i hårskjedane og i sveittekjertlane vekse opp og vere med på å danne ny overhud. Dersom også lerhuda i dette området er skada, vil dette ikkje skje. Det kan då vere nødvendig å transplantere overhud til området frå andre delar av kroppen. I det område der huda vert transplantert bort, vil det så vekse opp overhudsceller frå hårskjedar og sveittekjertlar og det blir danna ny hud

Det er fleire typar sanseorgan i huda: varmeorgan, kuldeorgan, organ for lett berøring, organ for trykk og smertenervegreiner. Alle desse sansesorgana gjer at huda fungerer som eit viktig sanseorgan.

I underhuda er det ein del feittvev. Feittet fungerer som varme- og støtisolerande stoff og som energilager.

Sirkulasjonssystemet

Dette systemet har som hovudoppgåve å frakte oksygen, vatn, næringsstoff, næringssalt, vitamin og hormon ut i kroppen, og avfallsstoff (karbondioksid, vatn) bort frå kroppen. Oksygenrikt blod vert pumpa frå hjarte og til kroppen gjennon hovudpulsåra (aorta).

Figur 210. Arteriane (pulsårane) har tjukk, elastisk vegg for å tole blodtrykket. Venane er tynne og har stort holrom.

Denne har tjukk, elastisk vegg og blir kraftig utspilt når hjarte fyller den med blod. Den trekkjer seg så passivt saman når hjarte er i kvilefasen, og har såleis ein pumpeverknad på blodet i denne fasen. Aorta deler seg i mindre greiner, som igjen deler seg. Dei minste pulsårane vert kalla arteriolar. Desse har forholdsvis tjukk vegg, som for det meste består av glatt muskulatur.

Figur 211. Søylediagram som viser blodgjennomstraumen i ml per minutt til dei ymse organa ved kvile. Ved kraftig og varig muskelbruk er blodstraumen til skjelettmuskulturen 10 ganger så stor som ved kvile, medan blodstraumen til dei fleste andre organ er kraftig redusert.

Arteriolen kan bli heilt stengd når denne muskulaturen trekkjer seg saman. På denne måten kan blodet til ei kvar tid dirigerast til dei områda i kroppen som treng mest blod. Arteriolane går over i særs små, tynnvegga blodkar som vert kalla hårrørsårar eller kapillær. Desse har diameter lik ca. 1\100 mm og rørveggen er ofte berre 1\1000 mm tjukk. Oksygen, næringsstoff osv. går derfor lett gjennom åreveggen her og ut i kroppsvevet, medan karbondioksid frå kroppen kjem inn i blodet her. Kapillæra samlar seg i litt større årar som vert kalla venylar, som igjen samlar seg i større årar, som vert kalla venar. Venylane og venane har mykje tynnare vegg enn pulsårar av tilsvarande storleik. Årsaka til dette er at veneblodet har lågt trykk og åreveggen treng derfor ikkje vere særleg sterk.

Hjartet yter lite pumpekraft på blodet i venane. Blodtransporten i desse årane skjer i hovudsak ved at omliggjande skjelettmuskulatur pressar på desse kara (Det perifere hjartet). Klaffane i kroppsvenane syter for at blodet blir pressa berre ein veg, mot hjartet. Dagleg mosjon er viktig for god tilbaketransport av blod t.d. frå beina til hjartet.

Figur 212. Lengdesnitt av vene med veneklaffar. Klaffane sikrar at bloder renn berre ein veg. Blodtransporten skjer i hovudsak ved at omliggjande muskulatur trykkjer på desse årane ved bruk.

Veneblodet frå hovud og armar kjem inn til hjarte gjennom øvre holvene, medan veneblodet frå resten av kroppen kjem inn til hjarte gjennom nedre holvene. Begge desse venane tømmer seg i høgre framkammer, som så pressar blodet ned i høgre hjartekammer. Dette kammeret pumpar så blodet gjennom lungearteriane til lungene. Her avgjev blodet karbondioksid til lungelufta, samtidig som det tek opp oksygen frå lungelufta. Blodet strøymer så gjennom lungevenane til venstre framkammer i hjarte, som pumpar det ned i venstre hjartekammer. Dette kammeret pumpar så blodet ut i aorta og til kroppen. Blodet går såleis i 2 krinsløp: det lille krinsløpet (lungekrinsløpet) og det store krinsløpet (kroppskrinsløpet).

I kontaktområdet mellom øvre holvene og høgre framkammer, er det ein vevsknute som vert kalla sinusknuten. Det er denne knuten som gjev beskjed dvs. elektrisk impuls til hjarte om at det skal slå, dvs. 60-70 beskjedar kvart minutt ved kvile.

Unormale hjartefrekvensar skuldast til vanleg forstyrringar i impulsproduksjonen i sinusknuten eller i impulsleiinga nedover i hjarte. Ved framkammerflimmer (atrieflimmer) pumpar framkammera oftast lite blod. Normalt strøymer då blodet meir eller mindre av seg sjølv ned i hjartekammera som derfor langt på veg kan ha normal pumpefunksjon, men til vanleg betydeleg auka frekvens. Frekvensen og pumpefunksjonen kan imidlertid ofte normaliserast i betydeleg grad vha. digitalispreparat.

Figur 213. Krinsløpet mellom hjarte og lunger, der blodet får tilført oksygen vert kalla det lille krinsløpet, medan krinsløpet mellom hjarte og kroppen (inklusiv lunger,) der blodet avgjev oksygen vert kalla det store krinsløpet.

Hjartekammerflimmer er derimot ofte dødeleg. Denne typen flimmer er den vanlegaste dødsårsaka ved hjarteinfarkt. Flimmer i hjartekammera kan bli oppheva vha. elektrisk sjokkgenerator (defibrillator), eventuelt kombinert med hjartemassasje.

Mellom framkammera og hjartekammera er det seglklaffar, 2 på venstre side og 3 på høgre side. I hovudpulsåra og lungearteria er det lommeklaffar, 3 stk. i kvar åre, ved inngangen til årane. Klaffesystema i hjarte og arteriar sikrar at blodet renn rett veg.

Om lag 5% av blodet som vert pumpar inn i aorta, går inn i hjartet sine eigne 2 pulsårar, kransarteriane (koronararteriane). Hjarteinfarkt skuldast at t.d. greiner av desse årane i hjartemuskulaturen tettar seg att.

Ved åreforklaking (aterosklerose) skjer ved forandringar i pulsåreveggane. Først blir veggane stadvis tjukkare enn normalt grunna unormal vekst og deling av glatte muskelceller, og det vert avleira kolesterol og feittstoff i vevet. Etter kvart utviklar det seg mange bindevevsceller i områda og det vert også utfelling av kalsiumsalt dvs. kalksalt. Veggen i dei forkalka områda bular då kraftig innover og holrommet i blodåra er derfor mykje mindre enn normalt. Åreveggen er på dette stadiet sprø, og det kan gå hol på blodkaret, særleg dersom blodtrykket er høgt.

Figur 214. Forkalka arterie t.d. kransarterie i hjarte. Det er avleira betydelege mengder med både feitt og kalk i arterieveggen og arterieholrommet er mykje redusert.

Dersom det unormale vevet i åreveggen bryt gjennom den indre hinna (endotelet) i veggen, kan blodkoaguleringsprosessen bli sett i gang. Det oppstår då blodpropp (trombe) i åra. Dersom dette skjer i hjartet sine kransårar, oppstår det hjarteinfarkt, med sterke, langvarige smerter i bryst og venstre skulder og arm. Infarkt kan også oppstå ved at trange kransarteriar trekkjer seg kraftig saman. I alle høve fører infarktet til at delar av hjartemuskelen dør pga. blodmangel. Trange kransarteriar kan elles gje hjartekrampe (angina pectoris) med smerter som ved hjarteinfarkt, men kvar smerteperiode er relativ kortvarig.

Høgt blodtrykk (hypertensjon) er ein svært vanleg tilstand i befolkinga, og fører til auka arbeidsbelasting på hjarte hos pasienten. I tillegg fører det til auka belasting på blodårane, og risikoen for at forkalka årar skal briste aukar betydeleg.

Blod med høgt trykk kan i seg sjølv skade blodkara og gje etterfølgjande forkalking i skadeområda.

Både belastinga på hjarte og høgt blodtrykk kan reduserast ved å hindre og redusere det sympatiske nervesystemet sin verknad på hjarte og blodårar. Ein oppnår dette først og fremst ved å blokkere dei muskelcellereseptorane som mottek signalstoffa frå det sympatiske nervesystemet.

Figur 215. Skjematisk skisse av hjarte hos menneske. Blodet vert pumpa frå venstre hjartekammer og ut i livpulsåra (aorta) som leier blod til kroppen. Om lag 5% av blodet som blir pumpa inn i aorta går inn i hjarte sine eigne pulsårar (kransarteriane). Blodet kjem tilbake frå kroppen til hjarte (høgre forkammer) gjennom holvenene, og blir så pumpa ned i høgre hjartekammer som pumpar blodet vidare gjennom lungearteriane til lungene. Blodet kjem tilbake til hjarte (venstre forkammer) gjennom lungevenene og blir så pumpa ned i venstre hjartekammer som igjen pumpar blodet ut i aorta osv. Klaffesystema i hjarte-karsystemet sikrar at blodet blir pumpar rett veg.

Svært mange medisin mot hjarte- og karlidingar inneheld stoff som blokkerer betareseptorane på desse cellen. Slike medisin vert kalla betablokkarar og gjev hjartet både redusert frekvens og mindre slagkraft. Arbeidsbelastinga på hjarte vert dermed betydeleg redusert og blodtrykket går ned. Slike stoff vert kalla betablokkarar. Ein del blodtrykkspreparat fungerer først og fremst ved å få blodkara til å utvide seg. Desse inneheld stoff som blokkerer alfareseptorane på dei glatte muskelcellene i karveggen. Slike stoff vert kalla alfablokkarar.

Generelt er vassdrivande medikament viktige mot ei rekkje sjukdomar. Dei fører til auka væskeutskilling gjennom nyrene og dermed mindre blodvolum. Dette gjev både redusert arbeid for hjarte og reduksjon av blodtrykket. I tillegg reduserer det opphopinga av væske i lunger og t.d. føter hos pasientar med hjartesvikt.

Blodtrykket er størst i aorta. Her er trykket ca. 150 mm Hg i det hjartekammera trekkjer seg saman (systolefase) og ca. 80 mm Hg når hjartekammera kviler (diastolefase). Tilsvarande tal for lungearteriar 25 og 7 mm Hg.

Ved kvile pumpar kvart hjartekammer ut ca 70 ml blod ved kvar samantrekking. Dersom hjartefrekvensen er 72 samantrekkingar per minutt, vert den utpumpa blodmengd til aorta lik 0,07 liter × 72 = 5 liter per minutt. Dette volumet er lik heile blodmengda i kroppen.

Ein god del av væska som blir pressa ut av blodkapillæra, kjem ikkje tilbake til desse årane, men går i staden inn i lymfekapillær. Desse kapillæra har mange holrom i åreveggen slik at væske lett kan strøyme inn i dei, medan blodkapillæra manglar slike holrom. Lymfekapillæra samlar seg til større lymfekar. Desse har klaffar, og væsketransporten skjer på samme måten som i venane. Somme stadar, spesielt på halsen, i armhola, i lysken og ved indre organ, passerer lumfevæska gjennom lymfeknutar, der lymfevæska blir reinsa for bakteriar, virus og framandlekamar. Det største lymfekaret tømmer seg i ein vene ved hjartet. Om lag 2 liter væske renn her over frå lymfestystemet til blodet kvart døgn.

Blod består av blodceller og blodplasma. Det er to hovudtypar celler: røde og kvite. Dei røde blodcellene er fullpakka av eit røde fargestoff, hemoglobin, og det er desse cellene som gjev blodet rødfarge. I 1 kubikkmillimeter blod (dvs. 1 liten drope blod) er det om lag 5 millionar røde blodceller. Hos menneske har desse cellene diameter 7,2 mm og tjukkleik 2,2 mm.

Dei røde blodcellene fungerer som små bussar. I lungene går oksygenpassasjerane på bussen, og blir så frakta til kroppen der dei går av. Her kjem karbondioksidpassasjerane på bussen og dei blir frakta til lungene der dei går av.

Hemoglobinmolekylet består i hovudsak av 4 store proteinmolekyl. I kvart av desse er det 1 toverdig jernion, dvs. 4 slike ion per hemoglobinmolekyl. I lungene bind oksygenmolekyl seg til jerniona, eitt molekyl per ion. Bindinga er forholdsvis laus, og oksygen kan derfor lett bli frisett i kroppen. Hemoglobinet hos menneskefoster har noko sterkare oksygenbindande evne enn hemoglobinet hos mora.

(Det finst mange typar hemoglobin i dyreriket. Dyr som lever i oksygenfattig miljø har hemoglobin med mykje sterkar oksygenbindande evne enn kva menneske har).

Ute i kroppen blir karbondioksid bunde til hemoglobin, men ikkje til jerniona slik som oksygen, men til proteindelane i molekylet. Ein god del av karbondioksidstoffet vert dessutan frakta som bikarbonat i dei røde blodcellene og i blodplasma. Karbondioksid blir så frisett i lungene.

Hos pattedyr manglar dei røde blodcellene kjerne. Fordelen med dette er at dei då har plass til ekstra mykje hemoglobin per celle. Ulempa er først og fremst at cellene ikkje greier å leve særleg lenge, berre 120 dagar. Det vert derfor stadig produsert store mengder (200 milliardar) nye røde blodceller kvar dag. Denne produksjonen skjer i rød beinmarg. Ved redusert oksygentilgang, t.d. på tur i svært høge fjellområde, aukar produksjonen ytterlegare.

Hos menneske er det gjennomsnittlege talet kvite blodceller om lag 8000 per kubikkmillimeter blod (men det kan variere noko med tida, og frå person til person).

Figur 216. Skjematisk framstilling av ein nøytrofil leukocytt. Denne typen kvite blodlekamar har karakteristisk trelappa kjerne. I cytoplasma er det cellekorn som inneheld bakterienedbrytande stoff. Bakteriane (Ba) har cella teke opp og dei er i ferd med å bli drepne av dei bakterienedbrytande stoffa.

Det finst 2 hovudtypar kvite blodceller: granulocyttar og agranulocyttar. Hos den førstnemnde typen er det mange og til dels store cellekorn (granular) i cytoplasma, medan agranulocyttane synest å mangle slik korn når ein studerer dei i lysmikroskop.

Det finst 3 typar granulocyttar: nøytrofile, acidofile og basofile. Namna kjem av at cellekorna blir farga i høvesvis nøytral, sur (acid=syre) eller basisk fargeløysning.

Dei nøytrofile cellene har som regel trelappa kjerne, og dei har som oppgåve å ete og dermed øydeleggje bakteriar og framandlekamar. Materie (puss) i kviser o.l. består for det meste av slike celler og av døde bakteriar.

Dei acidofile og basofile cellene synest å ha funksjon i samband med høvesvis allergiske reaksjonar og betennelsesreaksjonar.

Det finst 2 hovudtypar agranulocyttar: lymfocyttar og monocyttar.

Lymfocyttane har rund kjerne, med berre ein tynn kant av cytoplasma rundt kjernen. Cellene er såleis små.

Av lymfocyttar finst det igjen to hovudtypar: B-lymfocytt og T-lymfocytt.

Den førstnemnde celletypen produserer antistoff som den sender ut i blodplasmaet. Antistoffa øydelegg så sopp, bakteriar, virus og eventuelt framande celler. T-lymfocyttane produserer også antistoff, men dei er festa til cellemembranen. Desse cellene må derfor komme direkte i kontakt med skadeorganismane for å kunne øydeleggje desse. AIDS-viruset har evne til å trenge uskadd inn i T-lymfocyttar av type 4, og få desse til å produsere nye AIDS-virus. Etter kvart blir desse lymfocyttane fullstendig øydelagde av viruset.

Monocyttane er forholdsvis store celler med nyreforma kjerne. Dei utviklar seg til makrofagar (storetarar) som er grådige og hissige bakterieetarar. Dei kan rense grundig opp i små sår og kviser.

Den prosentvise fordelinga av dei 5 celletypane er slik: nøytrofile 65%, acidofile 4%, basofile 1%, lymfocyttar 25% og monocyttar 5%. I eit mikroskopisk blodpreparat er det såleis først og fremst nøytrofile celler og lymfocyttar som ein legg merke til.

Det finst to typar lymfocyttar, B-celler og T-celler. Dei ser like ut, men fungerer ulikt. Begge celletypane har reseptorar for antigen i cellemembranen. Reseptorane på overflata av B-cellene er immunglobulinar (Ig) dvs. antistoff, medan tilsvarande stoff hos T-lymfocyttane vert kalla T-celleantigenreseptorar.

Eir reknar i dag med at det finst over ein milliard forskjellege B-celleantistoff. Kvar B-celle produserer imidlertid berre ein type antistoff. Det finst såleis over ein milliard ulike B-celler i kroppen. I tillegg finst det også svært mange typar T-celler.

Når antigen, t.d. ein influensavirus kjem inn i kroppen, bind B-celler med antistoff for den aktuelle virustype seg til virusa. Dette fører til at dei aktuelle B-celler deler seg mange ganger og vert omforma til plasmaceller. Desse produserer store mengder antistoff mot den aktuelle virustypen. Antistoffa fester seg til virusa slik at desse før eller seinare vert uskadeleggjorde og personen vert frisk att. Dersom personen t.d. etter nokre månader på ny vert smitta med den same virustypen, vil virusa normalt bli øydelagte fordi han no har store mengder med B-celler, plasmaceller og antistoff for den aktuelle virusen. Dersom han vert smitta av ein annan type influensavirus, kan han imidlertid også no få sjukdomen, dersom han ikkje får før har eit lager av B-celler, plasmaceller og antistoff mot den sistnemde virusvarianten.

Antistoff frå B-celler er store proteinmolekyl og kan derfor ikkje trenge inn gjennom cellemembranar på celler. Dersom antigen t.d. virus er komne inn i celler, er dei i praksis verna mot antistoffåtak. Imidlertid kan T-cellene eller celler utvikla frå desse, feste seg direkt til celler som inneheld kroppsframande antigen og til andre unormale celler, t.d. kreftceller, og uskadeleggjere desse. For at B-cellene og T-cellene skal vere aktive må dei stimulerast av T-hjelparcellene. HIV-viruset kan infiserer og øydeleggje sistnemde celle og dermed i stor grad også sette alle typar B-celler og T-celler ut av spel. Dette viruset er såleis i stand til å øydeleggje kroppens forsvar mot m.a. virus.

Figur 217. Søylediagram som viser blodsamansetninga hos menneske.

I tillegg til dei ymse blodcellene omtala ovanfor, er det ca. 250 000 blodplater per kubikkmillimeter blod. Dette er små celledelar som består av cytoplasma omgjeve av cellehinne. Blodplatene vert danne ved at det brekker av cytoplasmadelar av store, spesialiserte celler i beinmargen. Ved blødning frå eit blodkar klumpar blodplater seg saman og dannar popp i blodåreveggen slik at blødninga stansar.

Blodcellene og blodplatene utgjer om lag 45% av blodvolumet.

Blodplasma utgjer ca. 55% av blodvolumet. Det er ei gulaktig væske som inneheld ei rekkje kompliserte protein m. a.: albumin, globulin, protrombin og fibrinogen. Dei to sistnemnde protein saman med 9 andre (og dessutan kalsiumion) er nødvengige for blodkoaguleringa. Blødarar manglar eit av desse proteina, til vanleg faktor 8. Mange av globulina er antistoff mot bakteriar og virus. Alt i alt er blodproteina svært viktige og har ei rekkje funksjonar: gjev osmotisk vandring av vatn frå vev til blod, fungerer som transportmiddel for ei mengd med stoff, mange er nødvendige for blodkoaguleringa, regulerer pH i blodet, er antistoff mot skadelege organismar. Til saman utgjer dei ca. 7,5% av blodplasmaet.

Fordelinga av blodtypane hos menneske varierer frå land til land, og frå rase til rase. Tala nedanfor gjeld for befolkninga i Norge.

Hos 48% av befolkninga har dei røde blodcellene eit spesielt protein, protein A, i cellehinna. Vi seier derfor at desse personane har blodtype A. I plasma har dei også eit spesialisert protein, antistoff B.

Hos 8% av befolkninga har dei røde blodcellene protein B i cellehinna, og antistoff A i plasma. Desse personane har blodtype B.

Hos 40% av befolkninga er det korkje protein A eller B på dei røde blodcelleme, medan det er både antistoff A og B i plasma. Sidan desse personane ha null protein på dei røde blodcellene seier vi at dei har blodtype 0.

Hos 4% as befolkninga er det både protein A og B på dei røde blodcellene, medan der korkje er antistoff A eller B i plasma. Desse personane har blodtype AB.

(Dei tilsvarande tala for England er: 42, 9, 46 og 3)

Ved blodoverføring er det svært viktig å ta følgjande omsyn:

Antistoff bind saman røde blodceller som har protein som samsvarar med dvs. har same bokstav som antistoffet.

Slik samanklumping av røde blodceller kan ofte vere livstruande for pasienten.

Ei anna medisinsk viktig blodgruppe er rhesusgruppa.

85% av befolkningen har eit protein D på dei røde blodcellene. Dei har, naturleg nok, ingen antistoff D i plasma. Desse personane er rhesuspositive.

15% av befolkningen har ikkje protein D på dei røde blodcellene. Dei er rhesusnegative. Det spesielle med rhesussystemet er at desse personane heller ikkje normalt har antistoff D i plasma. Men dei kan få det dersom dei får tilført blod frå rhesuspositiv person. Slikt blod kan bli tilført frå rhesuspositiv foster gjennom morkaka og til mora sitt blod. Antistoff D kan då bli danna i mora sitt blod, og dette stoffet kan så komme inn i blodet på foster i neste svangerskap og øydeleggje dei røde fosterblodcellene dersom også dette fosteret er rhesuspositivt.

Livsstil som er sunn for hjarte-karsystemet

1) Det er viktig at kroppen jamnleg utfører arbeid der store muskelgrupper vert tekne i bruk. Det er tilstrekkeleg at aktiviteten gjev moderat forhøga puls, pustefrekvens og sveitteproduksjon. Arbeidet bør skje 3-5 dagar i veka og vare i minst 30 minutt kvar gong.

2) Det bør vere minst mogeleg kolesterol og metta feitt i maten. Inntaket av salt, kaffi og alkohol bør også vere minst mogeleg.

Når ein drikk kaffi aukar blodtrykket med ca. 10%, og det tek over tre timar før trykket er normalisert igjen. Blodtrykksauken kan vere uheldig for hjarte-karsystemet. Når ein drikk kaffi som har trekt lenge, kan også kolesterolinnhaldet i blodet gå opp. Både inntak av salt og alkohol fører til blodtrykksauke.

Generelt reknar ein i dag at rett kosthald er viktigare for hjarte- karsystemet enn mykje mosjon.

3) Ein bør ikkje røyke. Nikotin fører m.a. til blodkarsamantrekking og auke i irritabiliteten i hjartemuskulaturen. Den sistnemde effekten kan fører til uregelmessige hjarteslag. Nikotin aukar også blodplatene sin evne til å klumpe seg saman og danne blodpropp. Det er blitt hevda at sigarettrøyking er årsaka til 30% av alle dødsfall grunna hjarte-karlidingar.

4) Unngå sosial isolasjon. Forsking har vist at generell dødlegheit er 4 gonger større for mennesker som lever sosialt isolert i høve til dei med velutvikla sosialt nettverk. Tolkinga av slike resultat er imidlertid særs vanskeleg. Mykje tyder imidlertid på at det ikkje er den sosiale isolasjonen i seg sjølv som er fysisk helseskadeleg, men at den verkar indirekte ved at den isolerte i liten grad følgjer opp punkta 1-3 ovanfor.

Ein del personar utviklar hjarte-karsjukdomar sjølv om dei over lang tid har vore svært nøye med å følgje punkta 1-4. Ofte får slike personar sjukdomane i relativt ung alder og årsaka er då til vanleg arveeigenskapar. 1 av 500 personar har såleis arveanlegg for høgt blodkolesterol. Slike personar har høgt blodkolesterol sjølv om maten dei et er kolesterolfattig og utan metta feitt. Årsaka til dette er at dei manglar 50% av blodkolesterolmottakarane på cellene, og kolesterolet hopar seg derfor opp i blodet.

Respirasjonssystemet (pusteorgana)

Pusteorgana har som funksjon å syte for at blodet får tilført oksygengass og at det får gje frå seg karbondioksidgass. Lufta kjem først inn i naseholrommet. Dette rommet er stort og der er utbuktingar (nasemuslingar) i veggen slik at overflata blir ekstra stor. Overflatecellene har mange korte svingtrådar (ciliar) som fraktar slimlaget mot munnen. I naseholrommet skjer det derfor følgjande med lufta:

1) den blir noko oppvarma

2) den blir noko fuktig

3) den blir i noko monn reinsa for bakteriar og støvpartiklar.

I taket på naseholrommet er det eit område med luktesanseceller med storleik ca. 1 kvadratcentimeter. Her kan fleire tusen luktvariantar i lufta bli registrerte.

Lufta passerer vidare gjennom svelget og gjennom strupehovudet. Det sistnemnde organ består i hovudsak av bruskplater og ein bruskring (skjoldbrusken, ringbrusken og pyramidebruskane) med mellomliggjande bindevev. Strupeloket ligg over strupehovudet når vi svelgjer, elles er det vridd oppover.

Stemmmebanda ligg inne i strupehovudet. Det blir laga lyd når luft blir pressa oppover mellom desse banda når dei er stramme. Strupehovudet fungerer som resonanskasse.

Luftrøret er ca. 10 cm langt og består av hesteskoforma bruskstrukturar med bindevev og glatt muskulatur. Brusken sikrar at luftrøret alltid er ope. I rørveggen er det mange store blodårar. Cellene mot holrommet har svingtrådar slik som tilsvarande celler i naseholrommet. Luftrøret har såleis same oppgåver som naseholrommet, men slimlaget og dermed bakteriar og støvpartiklar vert, naturleg nok, transporterte oppover mot munnen. Også i strupehovudet er det eit slikt transportsystem. Slim med bakteriar og støvpartiklar frå luftrørsystemet, strupehovud og naseholrom samlar seg såleis i svelgområdet, og blir svelgd ned i matrøret. Den sterke saltsyra (pH 1,5 ) i magesekken øydelegg normalt både bakteriar og støvpartiklar.

Nede i lungeområdet deler luftrøret seg først i 2 hovudluftrørsgreiner. Den høgre greina er brattast, så større framandlekamar hamnar derfor oftast her. Hovudluftrørsgreinene deler seg opp i stadig mindre greiner. Desse vert kalla bronkiar. Luftrørsgreiner med diameter mindre enn 0,5 mm, vert kalla bronkiolar. Dei har, i motsetnad til bronkiar, ikkje brusk i rørveggen, men har i staden mykje glatt muskulatur. Bronkiolane endar i ein klase med lungeblærer.

Lungeblærene har særs tynn vegg og er omgjevne av eit nettverk med kapillær. Oksygen går ut gjennom blæreveggen og inn i blodet i kapillæra, medan karbondioksid går den andre vegen.

Det er ca. 700 millionar lungeblærer i lungene, og dei har ei samla overflate lik 70 kvadratmeter. Det blir såleis svært stor kontaktflate mellom lungeblærevev og kapillær i lungene, og gassvekslinga skjer derfor raskt og effektivt.

Sigarettrøyk skadar svingtrådane på slimhinnecellen i naseholrommet og luftrøret. Røyken frå 1 sigarett kan føre til at svingtrådane blir lamma i mange timar. Slimlaget med mikroorganismar og støvpartiklar blir då ikkje frakta mot svelget. Den reduserte aktiviteten til svingtrådane fører dermed til infeksjonar og sårdanning i luftvegane.

Rundt lungene ligg det 2 lungehinner (brysthinner). Den indre hinna er over alt festa til lungene, medan den ytre er over alt festa til brystveggen eller mellomgolvet. Det er ikkje luft mellom hinnene så dei blir pressa kraftig saman av lufta på begge sider. Det er eit tynt væskelag mellom hinnene, og dei glir derfor lett mot kvarandre når vi

Figur 218. Dei tynnaste luftrørsgreinene (bronkiolane) endar i ein klase med lungeblærer. Rundt lungeblærene ligg det mange kapillær og det skjer gassutveksling mellom lufta i lungeblærene og blodet i kapillæra.

Figur 219. Skjematisk framstilling av lungeblære nederst og kapillær øverst. I kapillæret er teikna ei rød blodcelle. Oksygen diffunderer frå lungeblæra og inn i den røde blodcella, medan karbondioksid går frå blodvæska og rød blodcelle til lungeblæra.

pustar. Når brystveggen blir heva opp og framover og mellomgolvsmuskelen ned over, blir lungene kraftig strekte i alle retningar. Luft strøymer derfor inn i lungene gjennom luftrøret. Lungene er svært elastiske. Når mellomribbemuskulaturen og mellomgolvsmuskelen slappar av, fell lungene derfor saman igjen og luft strøymer ut gjennom luftrøret.

Vi pustar ca 16 gonger per minutt ved kvile, med luftinntak lik 0,5 liter per innpusting.

I innandingslufta er det 21 % oksygen og 0.034 % karbondioksid, medan dei tilsvaranade tala for utandingslufta er høvesvis 16 % og 4,5 %.

Det er mykje glatt muskulatur i bronkiane og bronkiolane. Ved astma er denne muskulaturen meir samantrekt enn normalt slik at rørdiameter er mindre enn normalt. Ofte er også vevet inn mot holrommet (dvs. slimhinna) oppsvulma. Pasienten får derfor vanskar med å puste. Adrenalin og adrenalinliknande stoff får muskulaturen i pusteorgana til å slappa av.

Fordøyingssystemet

Fordøyingssystemet har som funksjon å bryte ned næringsstoff til enkle komponentar (glukose, amminosyrer og ørsmå feittdråpar) som så blir teke opp i blodet saman med vatn, næringssalt og vitamin (feittdråpane vert teke opp i lymfvæska).

Mennesket har 32 tenner i det endelege tannsettet (medrekna visdomstenner). I kvar kjevehalvdel er det 2 framtenner (incisiver), 1 hjørnetann (caninus), 2 små jekslar (premolarar) og 3 store jekslar (molarar). I mjølketannsettet manglar molarane.

Maten vert kutta opp i små delar vha. tennene og blanda med spytt når ein tygg. Spyttet vert produsert hovudsakeleg frå 3 kjerteltypar: Ørespyttkjertel, underkjevkjertel og undertungekjertel. Spyttet består av vatn, slim og enzymet amylase. I tillegg inneheld spytt bakteriedrepande- og syrenøytraliserande stoff som til saman hemmar utviklinga av hol i tennene. Enzymet amylase spaltar stive til enkle karbohydrat. Når maten er svelgd, passerer den gjennom eit ca. 25 cm langt rør, matrøret. Dette røret har indre sirkulær og ytre langsgåande glatt muskulatur, som transporterer både mat og væske nedover i røret til magen. I overgangen mellom matrør og magesekk, er det ein slimhinnefold, magemunnen, som hindrar at væske renn frå magesekken og inn i matrøret. Magesekken, som kan romme opp til 1-1.5 liter mat\væske, har 3 lag med glatt muskulatur i veggen. Denne kraftige muskulaturen eltar saman mat og magesaft. Opptil 40% av stive i kosten vert spalta av spyttenzymet amylase i magesekken før enzymet blir øydelagt av magesafta.

Magesafta er sur (pH ca. 1,5) og består av vatn, saltsyre, slim og enzymet pepsin. Saltsyra drep sopp og bakteriar i maten. Pepsinenzymet kuttar proteintrådar i maten opp i mindre trådar. I alt reknar ein at 10-15% av proteinmengda i maten vert spalta av dette enzymet. Slimet hindrar at saltsyra og pepsin kjem i kontakt med vevet i magesekkveggen.

Magesår skuldast til vanleg at vernemekanismane mot saltsyre og pepsin er for svake. Bakterieåtak på slimhinna kan svekke desse mekanismane. Også alkohol gjev svekking av slimlaget. Generelt har personar med magesår svakare saltsyre i magen enn normalt. Histamin stimulerer slatsyrecellene (parietalcellene) til å skille ut saltsyre. For å redusere saltsyrestyrken i magesekken hos pasientar vert det gjev medisin som hindrar histamin i å stimulere parietalcellene. Også medisin som hemmar K⁺-H⁺ -pumpa i mageepitelet vert nytta. Ein kan på denne måten ofte unngå kirurgiske inngrep og bruk av syrenøytraliserande middel.

Figur 220. Øvre skisse viser normal tann, midtre skisse viser tann med hol og nedre skisse viser tann etter boring og fylling.

Figur 221. Øvre søylediagram viser frambrotstid i månader for mjølketenner hos menneske, medan nedre søylediagram viser frambrotstid i år for permanente tenner hos menneske.

Magesekken er stengd nederst vha. ein kraftig snøremuskel, portnaren. Denne opnar seg no og då for å sleppe matklumpar frå magen ned i tolvfingertarmen, som er øvre del (25 cm) av tynntarmen.

Figur 222. Matrøret leier maten ned i magesekken gjennom magemunnen, som er ei slimhinnefold med funksjon å hindre at mageinnhald strøymer opp i matrøret. Nederst er magesekken stengt av ein kraftig ringmuskel, porten. Denne opnar seg no og då slik at klumpar av mageinnhald kan passerer ned i tolvfingertarmen dvs. øvre del av tynntarmen. Mageveggen består m.a. av 3 lag av glatt muskulatur og slimhinne innerst. I denne blir det produsert både slim, saltsyre og enzymet pepsin. Slimet skal m.a. hindre at saltsyra og pepsinenzymet skadar vevet i mageveggen.

I tillegg til surt mageinnmhald, kjem det også gallevæske frå levra og bukspytt frå bukspyttkjertelen inn i dette tarmavsnittet. Det er derfor svært mange slimkjertlar (Brunnerske kjertlar) i tarmveggen her. Slimet frå desse kjertlane vernar tarmveggen mot det sure mageinnhaldet og mot gallevæske og bukspytt. Begge desse væskene er lutiske, og dei nøytraliserer den sure maten som kjem gjennom portnaren. Bukspyttet inneheld mange enzym, amylasar, proteasar og lipasar, som spaltar høvesvis sukkerstoff, protein og feitt. Amylasane spaltar stive og enklare sukkerstoff til sambindingar som inneheld 2-9 druesukkereiningar. Endeleg nedbryting til monosakkarid skjer vha. enzym i cellemebranen i tarmepitelcellene sine mikrovilli. Hovudproduktet er her druesukker, men det vert også avsplata noko fruktsukker og galaktose. Sistnemnde monosakkarid stammar frå spaltinga av disakkaridet mjølkesukker (laktose). Druesukker og galaktose vert så transportert inn i epitelcellene saman med Na⁺-ion. Som omtala under nervesystemet har cellene i kroppen ein mykje høgare konsentrasjon av dette ionet utanfor cellene enn inni grunna aktiv dvs. energikrevjande utpumping av natriumionet. Cellene har m.a av denne grunn negativ lading i cytoplasma og postiv lading utanfor. Na⁺-iona vert derfor dregne inn i cytoplasma av den negative ladinga, og druesukker og galaktose følgjer med på denne transporten.

Figur 223. Tverrsnitt av tynntarmen. I tarmveggen er det eit ytre langsgåande lag av glatt muskel, og ein indre sirkular glatt muskel. Til saman syter desse musklane for at tarminnhaldet blir elta samane med fordøyingsvæsken og at det blir transportert gjennom tynntarmen. Slimhinna er folda for å gje stor kontaktflate mot tarminnhaldet. Det er imidlertid først og fremst tarmtottane og i særleg grad mikrovilliar på slimhinnecellene som er årsaka til at kontaktflata mot tarminnhaldet er svært stor i tynntarmen. Den store kontaktflata sikrar at næringstoffa vert tekne opp av slimhinnecellene.

Den aktive utpumpinga av Na⁺-ion frå skjer eigentleg gjennom bakre membran og sidemembranane på tarmepitelcellene. Na⁺-iona vert såleis førde over i vevsvæska bak desse cellene og diffunderer vidare inn kapillæra, og konsentrasjonen av desse iona i epitelcella vert låg. Epitelcellemembranen mot tarmholrommet inneheld spesielle transportprotein som Na⁺-ion frå tarminnhaldet festar seg til, og når det skjer, kan også t.d. druesukkermolekyl, aminosyrermolekyl, dipeptid eller tripeptid feste seg til desse proteina. Det faktum at cellene er negativt lada på innsida i høve til utsida, fører til at Na⁺-ion og dermed transportproteinet med t.d. druesukkermolekyl vert dregne gjennom membranen og både Na⁺-ion og druesukkermolekylet kjem dermed inn i cella. Den låge konsentrasjonen av Na⁺-ion i epitelcellene fører til at dette ionet diffunderer vidare innover i cytoplasma og når til slutt bakre membran eller sidemembranen der det blir pumpa ut i vevsvæska slik som forklart ovanfor.

Proteasane frå bukspyttkjertelen står for nedbrytinga av hovudmengda av proteinstoffet i maten. Desse enzyma spaltar lange proteinkjedar opp i mindre kjedar på same måten som pepsin i magesekken Vidar oppspalting av dei små kjedane skjer imidlertid vha. enzym i cellemembranen i tarmepitelcellene sine mikrovilli. Spaltingspodukta er her først og fremst peptidar som består av 2 eller 3 aminosyrer og i noko monn også frie aminosyrer, og desse produkta blir tekne aktivt opp av epitelcellene på same måte som monosakkaridar.

Figur 224. Skjematisk skisse av 2 tarmtottar. Ytterst består dei av ein eincella lag av sylinderepitel. Teikninga viser også arteriole, venyle og lymfekar inne i tarmtottane. I tillegg finst det bindevev og muskelvev. Sistnemde vevstype gjev tarmtottane bøyeevne. Det er millionvis av tarmtottar i tynntarmen som til saman gjev ei svært stor indre kontaktflate mot tarmholrommet.

Gallevæska inneheld m.a. gallesalt som fungerer som såpestoff i tynntarmen, dvs. dei fungerer som innpakningspapir rundt ørsmå feittdråpar slik at desse kan halde seg svevande i væska i tarmen. Overflata av slike innpakka kuler er negativt lada og kulene smeltar derfor ikkje saman, men blir verande enkeltvis i tarmvæska. Totalt sett blir det derfor stor kontaktflate mellom feitt og tarmvæske, og lipaseenzyma frå bukspyttkjertelen kjem lett i kontakt med feittet og kan splate dette. Spaltingsprodukta er feittsyrer og monoglyserid. Desse dannar dråpar med volum ein milliondel av feittdråpevolumet, men er framleis pakka inn i eit lag med gallesalt. Desse dråpane er så små at dei kan komme inn mellom mikrovilli og feittsyrene og monoglyserida diffunderer då gjennom membranane på desse og inn i epitelcellene. Her vert så feittsyrene kopla til monoglyserida og det vert danna feittdråpar. Desse kan ha diameter opp til 000,4 mm og er pakka inn i eit proteinnett. Dei vert så transporterte inn mot lymfekar og blodårar. Lymfekar har i motsetnad til blodårar, porar i veggen, og feittdråpane strøymer inn gjennom desse porane og inn i lymfeårane. Blodårane derimot, tek her ikkje opp feitt. Lymfevæska vert imidlertid tømd over i blodbanen i nærleiken av hjartet og feittet kjem dermed over i blodet. Før eller seinare kjem dette blodet til levera, og her blir gjerne feittet endra og ompakka.

Kolesterol er eit feittløyseleg stoff som er ein naturleg og viktig stoff i cellemembranane. Dessutan er kolesterol råstoffet ved produksjon av gallesalt og av alle typar steroidhormon, t.d. kjønnshormona testosteron og østradiol. Ofte er det ein god del kolesterol i ei rekkje feittypar. Feittdråpar som blir transporterte i blodet inneheld ofte kolesterol, som kan komme frå maten eller det kan vere produsert i levera. Dersom kolesterolinnhaldet i blodet er høgt, vert dette stoffet gjerne avleira inne i blodåreveggane med etterfølgjande kalkinnleiring dvs. åreforkalking (aterosklerose). Det totale innhaldet av kolesterol i blodet synest å vere relativt konstant hos ein og same person, men vere mykje ulikt frå person til person. Mykje tyder på at det i betydeleg grad er arveeigenskapar som avgjer mengda av dette stoffet i blodet. Dersom kolesterolinnhaldet i maten vert redusert, så aukar kolesterolproduksjonen i noko monn i levera, og omvendt. Trass i dette vil kolesterolfattig kost vere det første steget på vegen for å oppnå eit redusert kolesterolinnhald i blodet. Nyare forsking har vist at det er fleire typar feittdråpar i blodet, men alle er innpakka i eit proteinlag og vert derfor kalla lipoprotein. To av desse dråpetypane (LDL og HDL som er forkorting for høvesvis low-density lipoproteins og high-density lipoproteins) inneheld betydelege mengder med kolesterol. Kolesterolet i LDL blir frakta frå levera til kroppsvevet, medan kolesterolet i HDL vert frakta den omvendte vegen. Personar med stor og varig konsentrasjon av LDL i høve til HDL er særleg utsette for å få kolesterolavleiring i blodkarsystemet med etterfølgjande forkalking, attetting eller sprekker i årane. Mosjon aukar mengda av HDL i blodet, medan røyking fører til redusert konsentrasjon av denne feittdråpetypen i blodet.

Steinar av kolesterol, gallesalt og fosfolipid vert stundom produsert i gallegangane eller i galleblæra. Dersom dei er store, kan dei sette seg fast i gallesystemet og gje sterke smerter i høgre mageregion og opp mot høgre skulder.

Figur 225. Øvre søylediagram viser dagleg behov i gram hos menneske for natrium, kalium, kalsium og magnesium, medan nedre diagram viser tilsvarande behov i mg for sink, jern og kopar.

Totalt har tolvfingertarmen ei lengd på 3-4 m in vivo, og ligg såleis sterkt bukta i bukhola. I tarmveggen er det mange kjetlar (Lieberkynske kjertlar) som produserer tarmsaft. Denne væska inneheld mange enzym som kan spalte både sukkerstoff, eggekvitestoff og feitt. På innsida mot tarmholrommet er heile tynntarmen kledd med tarmtottar. Dette gjev svært stor kontaktflate mellom tarmvegg og tarminnmhald. Tarmtottane tek opp glukose, aminosyrer, feittsyrer, glyserol, salt, vatn og vitamin og fører desse stoffa over i blodet. Det meste av feittet blir teke opp som ørsmå feittdråpar, som blir frakta inn i lymfevæske i tarmtottane.

Figur 226. Skisse av ei epitelcelle frå tarmtott. Den delen av cella som vender mot tarmholrommet, er dekt av fleire tusen ørsmå utløparar, mikrovilliar. Desse gjev kvar celle ei svært stor kontaktflate mot tarmholrommet. Næringstoffa i tarminnhaldet vert tekne opp av mikrovilliane.

Maten inneheld normalt delar som enzyma ikkje greier å spalte. Hos menneske er dette først og fremst fibrar av cellulose. Det uspalta materialet vert ført over i tjukktarmen, gjennom eit klaffesystem som hindrar at tarminnhaldet går den andre vegen. Tjukktarmen har, slik som tynntarmen, eit indre lag med glatt, sirkulær muskulatur og eit ytre lag med glatt, langsgåande muskulatur, men i tjukktarmen, i motsetning til i tynntarmen, er det ytre muskellaget ordna i tre buntar.

I tjukktarmen skjer det opptak av vatn og salt, slik at tarminnhaldet blir fast. Det er mange slimproduserande celler i tarmveggen, særleg i nedre del av dette tarmavsnittet. Slimlaget hindrar at det faste tarminnhaldet skadar tarmveggen. Det lever store mengder bakteriar i tjukktarmen. Desse synest å leve i symbiose med menneske. Dei produserer både B vitaminar og K vitamin, som blir frisette og tekne opp i tarmveggen. I nedre ende av dette tarmsystemet er det ein indre glatt ringmuskel og ein ytre, tverrstripet ringmuskel. Den sistnemnde muskel er viljestyrt. Opp til halvparten av ekskrementa består av bakteriar, i hovudsak døde bakteriar. Nedbrytingsprodukt av gallefargestoffet bilirubin, set farge på ekskrementa. Bilirubin er eit nedbrytingsprodukt av det røde fargestoffet hemoglobin i dei røde blodcellene.

Figur 227. Søylediagrammet viser dagleg behov hos menneske for viktige vitamin

Blodet frå mage, tynntarm og tjukktarm går gjennom ein vene, portvenen, til levera, der blodet blir reinsa og næringsstoffa blir omforma og\eller lagra. Levra fungerer som ein svært komplisert kjemisk fabrikk, og den har mange livsviktige funksjonar i kroppen.

Det kan blir produsert mykje fordøyingsvæsker i kroppen per døgn:

Spytt 1,5 liter

Magesaft 2,0 "

Gallevæske 0,5 "

Bukspytt 1,5 "

Tarmvæske 2.0 "

Sum 7,5 "

Det aller meste av denne væska og den væska som ein drikk, vert ført over i blodet i tynntarmen og tjukktarmen.

Nervesystemet

Sentralnervesystemet består av hjernane og ryggmergen. Det er i alt 5 hjernar: storhjernen, mellomhjernen, midthjernen og lillehjernen og den forlengde mergen.

Det er eit væskefylt holrom eller kanal i alle hjernane og i ryggmergen. Desse romma\kanalane inneheld hjerneryggmergsvæske, som m.a. har støtdempande funksjon.

Rundt sentralnervesystemet ligg det 3 hinner: årehinne innerst, spindelvevshinne i midten og senehinne ytterst. I spindelsvevshinna er det hjerneryggmergsvæske. Denne kjem ut frå hjernerom nr. 4 gjennom ein liten opening bak lillehjernen. I årehinna er det mange blodårar som forsyner hjernen med oksygen og næringsstoff. Dei andre hinnene og hjerneryggmargevæska har støtdempande funksjon.

Generelt består ei nervecelle av ein cellekropp med mange korte utløparar (dendrittar) og ein lang utløpar (nevritt). Rundt nevritten (aksonet) er det oftast mange lag med cellemembranar (myelinlag) som fungerer som elektrisk isolasjonsmiddel. Cellekroppen har grå farge, medan myelinlaget er kvitt.

Figur 228. Nervecelle med myelinlag. Cellekroppen inneheld alle komponentar som til vanleg er i ei dyrecelle. I tillegg har den mange, ofte fleire tusen, utløparar som vert kalla dendrittar. Desse tek imot nervesignal frå andre nerveceller (eventuelt sanseceller) og leier signala til cella. I tillegg har cella ein lang utløpar som leier signal bort frå cella. Denne vert kalla nevritt eller akson, og kan vere innpakka i cellemembranar, såkalla myelinlag. Dette laget fungerer som elektrisk isolasjonsmiddel.

Generelt har celler energikrevjande ionepumper i cellemembranen. Desse syter for at Na⁺- konsentrasjonen er betydeleg større utanfor cella enn inni.

Også konsentrasjonen av andre ion er ulik på dei to membransidene, m.a. så er konsentrasjonen av K⁺-ion betydeleg større inni cella enn utanfor. Hos ei nervecelle i kvilesituasjon er den totale ionefordelinga slik at utsida på cella er litt positiv lada og innsida litt negativ lading. Ein påverknad av cella kan imidlertid føre til at den sender ein elektrisk impuls langs aksonet. Denne impulsen oppstår ved at spenningsstyrde Na⁺-kanalar i cellemembranen vert opna ei kort tid og Na⁺-ion strøymer då inn i cella. Utsida av membranen misser dermed positiv lading, medan innsida av membranen får auke i positiv lading, og ladingsendringane breier seg nedover aksonet mot aksonenden. Så snart dei spenningsstyrde Na⁺- kanalane er stengde igjen, vil pumpesystemet opprette den opphavelege ionebalansen og cella er i ny kvilesituasjon.

Når ein elektrisk impuls breier seg nedover eit akson, vert såleis utsida av membranen negativ lada i høve til innsida. Dermed vil positive ion på innsida verte dregne mot utsida og i praksis skjer det ein betydeleg lekkasje utover av slike ion i aksonar utan myelinlag. I akson som er myelinkledde er det imidlertid svært lite slik lekkasje. Myeliniserte akson leier såleis den elektriske impulsen mykje lenger og mykje raskare enn umyeliniserte fibrar. Det er berre virveldyr som har myeliniserte fibrar, og denne typen fibrar dannar eit av mange basisgrunnlag for menneskehjernen.

Figur 229. Skjematisk skisse av ei celle med ATP-driven ionepumpe i cellemembranen. Desse pumpene syter for at konsentrasjonen av natriumion er mykje høgare utanfor cella enn inni, og at konsentrasjonen av kaliumion er mykje høgare i cella enn utanfor.

Fleire sjukdomar fører til nedbryting av myelinlaget rundt aksonar i delar av ryggmargen og hjernen. Multippel sklerose (MS) er den vanlegaste av desse sjukdomane. Også ein del miljøgifter t.d. organiske løysemiddel m.a. alkohol og organiske blysambindingar i bensin kan gje skade på myelinlaget. Underskot på næringsstoff i oppveksten kan også gje slik skade.

Nerveceller i kjernen produserer nevropeptider av typen endorfiner og enkefaliner og desse stoffa set ned smertekjensler og gjev auka velvære.

Dei narkotiske stoffa opium, morfin og heroin har same verknad som endorfin og enkefalin, og narkoman tek så store doser av desse stoffa at verknaden blir sterkar enn for dei naturlege nevropeptida. Etter kort tid sluttar praktisk talt nervecellene å produsere endorfin og enkefalin, og den narkomane har dermed ikkje lenger det vern mot ubehag og smerter som desse stoffa gjev. Dei er dermed avhengige av å få tilført narkotiske stoff for å unngå sterke ubehagkjensler.

Mykje tyder på at når det brått oppstår ein spenningstilstand, t.d. når ein spelar på speleautomat, vert det også skilt ut endorfin eller enkefalin i sentralnervesystemet. Ein del personar synest såleis å kunne bli avhengige av pengespel grunna den spenning og stimulering som slikt spel kan føre til.

Figur 230. Leuenkefalinmolekylet består av berre 5 aminosyrer. Andre enkefalinstoff har større molekyl.

Kontaktområda mellom 2 nerveceller vert kalla synapse. Cellene er her skilte berre av ei særs smal spalte, den synaptiske spalte, og aksonendegreiner kommuniserer her med denrittar frå andre celler vha. transmitterstoff t.d. noradrenalin, acetylkolin, serotonin og dopamin.

Den elektriske impulsen i nerveceller vert til vanleg ikkje sendt over til andre celler som impuls, men i staden vert det sendt eit signalstoff. Sjølve frigjeringa av slike stoff skjer ved den elektriske impulsen i aksonendegreinene fører til opning av spenningstyrde Ca²⁺-kanalar i membranen slik at Ca²⁺-ion strøymer inn in aksonendegreinene. Det frisette signalstoffet diffunderer så over den synaptiske spalta og fester seg til spesielle motakarprotein, såkalla reseptorar, i cellehinna hos ein dendritt som tilhøyer ei anna nervecelle. Det kan då oppstår ein ny elektrisk impuls som breier seg vidare langs dendritten Imidlertid er det her kompliserte mekanismer i sjølve cellekroppen hos mottakarcella som bestemmer om denne impulsen skal utløyse impuls i mottakarcella sitt akson.

Figur 231. Tverrsnitt av nevrittendegrein som ligg ned på ein dendritt frå ei anna nervecelle. Nevrittenden inneheld svært mange blærer med transmittarsubstans. Når nervesignalet når nevrittenden, tømmer ein del av desse blærene sitt innhald i spalta mellom nevrittendegrein og dendritt, og når stoffet kjem i kontakt med dendritten oppstår det nervesignal i denne.

Det er blitt hevda at signalstoffreguleringa vha. Ca²⁺- ion i synapsane dannar basisgrunnlaget ved enkelte læringstypar. Ved stadig øving, dvs. bruk av same nervebaner, synest Ca²⁺- ion innstrøyminga å bli kraftigare og dermed blir signalstoffmengda større. Kanskje skjer det også endringar i mottakarcella sin membran. Sluttresultatet blir i alle høve at impulsstyrken i dei aktuelle nervebaner aukar og at impulsen går gjennom heile bana og i liten grad går over i andre baner. Truleg vert korttidsminnet etablert på liknande måte, medan langtidsminnet truleg skuldast omfattande og varige fysiske og kjemiske endringar i nervecellene. Generell mogning av nervesystemet synest først og fremst å skje ved at talet på synapsekontaktar aukar m.a. som resultat av sansestimulering og fysisk, kjenslemessig og intellektuell stimulans.

Ei lang rekkje medisinar både mot psykiske og somatiske lidingar fungerer ved at dei hemmar eller stimulerer transmitterproduksjonen, transmitteroverføringa eller transmitternedbrytinga i synapsar i sentralnervesystemet eller i det perifere nervesystemet. Ein del narkotiske stoff har også slik verknad t.d. amfetamin som aukar frisettinga av transmittorstoffet dopamin i sentralnervesystemet.

Figur 232. Acetylkolin er eit transmittarstoff i det somatiske og det parasympatiske nervesystemet. Stoffet bind seg til spesielle mottakarstrukturar (reseptorar) i den postsynaptiske membranen. Den funksjonelle gruppa har positiv lading. Nikotin har liknande funksjonell gruppe som acetylkolin, og fester seg derfor på acetylkolinreseptorane og påverkar såleis cellene. Nikotin opptek såleis acetylkolinstoffet sin plass og er ei nervegift. Giftstoffet muscarin i rød flugesopp (Amantia muscaria) har liknande funksjonell gruppe som nikotin og bind seg derfor også til acetylkolinreseptorar. Stoffet er ei farleg nervegift.

Hjerneceller kan kanskje ha opp til 10 000 dendrittar og cellekroppen kan såleis få svært mange nerveimpulsar samtidig. Mange av dendrittane blir aktiverte når signalstoff fester seg til dei. Det oppstår då impuls i dendritten som vist ovanfor. Styrken på dendrittimpulsen avheng av mengda signalstoff. Dendrittane manglar myelinlag, og impulsen som går langs dei blir såleis fort svekka. Truleg når ikkje alle dendrittimpulsar fram til sjølve cellekroppen. Hos ein del av dendrittane fører kontakten med signalstoffet til at reseptorstyrde K⁺- kanalar i membranen opnar seg i staden for spenningstyrde Na⁺- kanalar. Her strøymer såleis K⁺- ion ut av dendritten og membranen blir såleis meir positiv på utsida enn på innsida, dvs. spenningsforholdet blir omvendt av i ein ordinær nerveimpuls. Dette er imidlertid også ein type nerveimpuls og når den når cellekroppen vil den svekke ordinære nerveimpulsar. Slike svekkande impulsar vert kalla hemmande, medan ordinære impulsar vert kalla stimulerande impulsar. Til sjuande og sist blir det summen av alle innkomne impular, medrekna dei hemmande, som er avgjerande for om det skal oppstå impuls ved basis av det myeliniserte aksonet. Dersom det oppstår slik impuls, vil den breie seg raskt og praktisk talt utan svekking til aksonendegreinene der det er kontaktar til andre celler vha. signalstoff dvs. impulsen breirer seg vidare i nervesystemet.

I hjernane ligg dei fleste nervecellene nær den ytre overflata, som dermed frå ein gråleg farge. Nevrittane ligg lenger inne i hjernemassen, og denne delen av hjernemassen er såleis kvit. I ryggmergen er forholdet omvendt.

Storhjernen er mykje større enn dei andre hjernane. Den er delt i to delar som er bundne saman av ein nervefiberbjelke, hjernebjelken. Evna til logisk tenking, talhandsaming, gruppering og systematisering, sit til vanleg hovudsakleg i venstre hjernehalvdel. Denne hjernehalvdelen representerer såleis i stor grad den intellektuelle delen av storhjernen. Høgre hjernehalvdel synest å ha senter for mentale kjensler som glede, sorg, sinne, samvit, vere glad i, musikalitet osv., og representerer såleis den emosjonelle delen av storhjernen. Den eldste og opphavelege delen av storhjernen, det såkalla limbiske system, synest også å vere viktig for kjenslelivet. Vår tankeevne, minnelager, bevistheit og evne til oppleving av identitet (eg-oppleving) sit i storhjernen.

Den generelle strukturen i hjernane er genetisk bestemt. Det er såleis genetisk styring som fører til at det veks ut aksonar frå ei cellegruppe til ei anna, t.d. frå eit nervesenter til eit anna. Det er også gena som bestemmer kva for nervecelle eller muskelcelle ei bestemt nervecelle i hjernen skal sende utløpar til og opprette kontakt med. Nyfødde og unge individ er imidlertid avhengige av normal sansestimulering, aktivitet og sosial kontakt for at nervecellene i mange av hjernesentra skal utvikle eit høgt tal nervecellekontaktar. I tillegg kan ofte nervecellene på dette alderstrinnet endre sin funksjon dersom dei ikkje får den type stimulering som dei opphaveleg er konstruerte for. Dersom stimuleringa først skjer når barnet er blitt noko eldre, kan dei aktuelle nerveceller allereie ha endra sin funksjon og eit heilt senter t.d. synssenteret, kan vere varig svekka eller sett heilt ut av funksjon.

Mogning av sentralnervesystemet består mellom anna av at det vert danna synapsar mellom nervecellene m.a. i storhjernen. Det er mange milliardar nerveceller i menneskehjernen, og når den er fullt utvikla, har kvar nervecelle i gjennomsnitt kontakt med fleire tusen andre nerveceller. Aktivitet, variert sansestimulering og sosial kontakt i dei første 2-3 leveåra synest å vere nødvendig for at mogningsprosessen med m.a. utvikling av nervecellekontaktar skal skje på normal måte og nå eit normalt nivå. Mangelfull sansestimulering i desse åra kan t.d. føre til varig svekka evner med omsyn til å tolke og handsame sanseinntrykk.

Ville dyr har større hjernemasse enn tamme dyr av same art. Dette gjeld også for 1. generasjon dyr i fangenskap og kan såleis ikkje vere genetisk bestemt. Ein meiner at det er den varierte sansestimuleringa og den store aktiviteten i den frie naturen som er årsaka til at ville dyr hos ein art har større hjernemasse enn dei tamme. Auken i hjernemasse skuldast mange synapsekontaktar og kanskje også eit ekstra høgt tal dendrittar. Nervecelletalet hos dei to gruppen er imidlertid det same, då nervecellene generelt ikkje deler seg etter fødselen.

Studium av synssenteret i hjernen hos kattungar viser at tal synapsar per nervecelle aukar dramatisk frå 8 dagar etter fødselen og i vekene framover. Om lag 27 dagar etter fødselen er gjennomsnittstal synapsar pr. nervecelle i dette senteret hos katt komme opp i ca. 7000. At auken først startar 8 dagar etter fødselen skuldast at forsøksdyra har hatt auga lukka før den tid, men opna auga den dagen. Dermed blir synssenteret stimulert med etterfølgjande rask utvikling. Vidare forsking har vist at den raske utviklinga her først og fremst skuldast sansestimuleringa.

Mogning av nerve- og muskelsystemet fører til ei karakteristisk og forholdsvis jamn utvikling av barnet.

Døme utvikling frå 1-5 år: Ved eittårsalder kan barnet til vanleg stå utan støtte, og det kan både gripe og sleppe gjenstandar. Barnet viser kjensler som angst, sinne, sjalusi, sympati og avhengigheit, og kan gjerne 2-3 små "ord". Når barnet er to år, kan det gå fort på eiga hand. Det kan også gå opp og ned trapper og kan ofte også sparke ein ball. Kjenslelivet blir først og fremst uttrykt i form av raserianfall. Barnet kan gjerne opp til 200 ord på dette alderstrinnet. Treåringen har oppdaga leikekameratane og sin eigen rolle blant desse, dvs. barnet er blitt "sosialt". Det er imidlertid ofte aggressivt når det leikar med kameratane. Når barnet er fire år, greier det både av- og påkledning på eiga hand, og kan også lære å hoppe tau. På dette alderstrinnet snakkar barnet mykje og stiller svært mange spørsmål om både stort og smått. Femåringen kan utføre etter måten kompliserte rørsler t.d. gre håret og pusse tennene. Han har ofte stor tillit til både seg sjølv og andre, og kan ha eit ordforråd på opp til 2000 ord.

Skadar i sentralnervesystemet, det perifere nervesystemet og skjelettmuskulaturen vil gje unormal utvikling hos barnet. Slike skadar er elles vanlege hos gamle menneske, særleg slagpasientar.

Afasi er delvis eller fullstendig svikt i evna til å bruke og forstå ord grunna skade i sentralnervesystemet.

Hos 97% av befolkninga er venstre hjernehalvdel ansvarleg for språkbehandlinga.

Senter for språkforståing (Werniches område) ligg hos desse i venstre tinninglapp. Ved lesing og lytting vert den språklege informasjonen tolka i dette senteret. Dette senteret må derfor vere funksjonelt dersom personen skal oppfatte og forstå språkleg informasjon. Senteret er også ansvarleg for at ord vert sett saman til meiningsfulle setningar når personen talar. Skadar i dette senteret kan derfor føre til at pasienten korkje oppfattar eller forstår kva som blir sagt til han. Han kan imidlertid snakke, men det som blir sagt kan ofte vere meiningslaust. Denne typen afasi kallast sensorisk og kan vere eit resultat av ulukker eller hjernesvulst.

Informasjonen om kva som skal bli sagt og koleis det skal bli sagt, vert så sendt frå senter for språkforståing til talesenteret (Brocas område) som altså til vanleg ligg i venstre pannelapp. Dei to sentra har kontakt med kvarandre vha. ein nervebunten fasciculus arcuatus innanfor hjernebarken. Talesenteret har ansvar for at det som skal seiast verkeleg blir sagt. Personar med uskadd Werniches område, men skadd Brocas område oppfattar og forstår kva som blir sagt til dei, og tenkjer også ut kva dei sjølve skal seie, men greier likevel ikkje å få sagt det. Denne typen afasi kallast motorisk, og er ofte eit resultat av karsjukdomar i hjernen eller ulukker. Eventuell tale er langsam og treg og ofte forenkla til telegramspråk. Skadar i det perifere nervesystemet til muskularturen i taleorgane eller skade i sjølve taleorganmuskulaturen gjev ein liknande verknad.

Manglande evne til å lære å lese (aleksi) eller til å lære å skrive (agrafi) kan m.a. skuldast skadar eller defektar i sentra omtala ovanfor. Imidlertid kan skadar eller defektar i andre sentra gje liknande effekt. Skadar i dei ymse sansesentra fører såleis til at eleven ikkje oppfattar sanseinntrykka, sjølv om sanseorgana er uskadde. Slike vanskar blir kalla agnosi. Vanskar med å utføre kompliserte rørsler (apraksi) kan skuldast skadar eller defektar i dei ymse motoriske nervesentra i storhjernen. Resultatet kan her m.a. bli at eleven får store problem i skrivetimane. Skadar og deffektar i andre delar av sentralnervesystemet, i det perifere nervesystemet, sanseorgan og skjelettmuskular gjev også lærevanskar.

Dersom barn under ca. 4-5 år får skade på språk-og talesentra i venstre storhjernehalvdel, vert det normalt utvikla tilsvarande sentra i høgre storhjernehalvdel. Generelt reknar ein at hos barn over 5 år er slik skifte i hjernehalvdelfunksjon neppe mogeleg. Skadar i språk- og talesentra i venstre storhjernehalvdel hos ungdom og vaksne, gjev såleis nesten alltid varige symptom.

Personar som får skade i språk-og talesentra i venstre storhjernehalvdel når dei er eldre enn 4-5, år får såleis ofte store problem med å komunisere vha. språk (dysfasi). Dersom høgre storhjernehalvdel er intakt, vil dei imidlertid ha god oppfattingsevne og forståing for visuelle inntrykk og signal, dvs. synlege handlingar og hendingar, mimikk, gestar og ulike typar kroppsuttrykk og kroppsspråk. Denne typen kommunikasjon vil derfor i slike tilfelle vere svært viktig, og vil også stimulere pasienten til å uttrykke seg verbalt. I alle høve må pasienten få høve til å gje uttrykk for sine inntrykk gjennom ikkje-verbal komunikasjon som teikning, musikk, rolleleik, miming osv.

Mykje tyder på at ein føresetnad for normal danning av språk- og talesentra i venstre storhjernehalvdel, er ein intakt høgre storhjernehalvdel. Skadar i høgre storhjernehalvdel hos nyfødde, kan såleis føre til dårleg eller mangelfull utvikling av språk-og talesentra i venstre storhjernehalvdel sjølv om det ikkje føreligg fysiske skadar i sistnemde hjernehalvdel.

Figur 233. Øvre skisse viser ei tenkt nervecelle i storhjernen hos eit nyfødd barn. Talet på dendrittar er enno lågt. Cella treng normal stimulering for å utvikle seg vidare. Midtre skisse viser cella når hos er fullt utvikla i storhjernen hos ein ungdom som har hatt normal aktivitet og sansestimulering gjennom barndomen. I røynda kan talet på dendrittar per nervecelle vere opp mot 10 000 hos ein vaksen person. Nedre skisse viser korleis celle kan sjå ut dersom den ikkje har fått normal stimulering. Talet på dendrittar er her betydeleg mindre enn normalt.

Resultat frå hjerneforsking viser at lærevanskar t.d. problem med å lære å lese (dysleksi) kan stundom skuldast unormal celleplassering i dei aktuelle hjernområda. Feilplasseringa kan skuldast feil som har oppstått under cellevandringsprosessen tidleg i fosterstadiet. Årsaka til dette kan igjen vere t.d. svikt i hormonbalansen, antistoff eller genetiske faktorar.

Barn med «minimal brain dysfunction» dvs. MDB eller med oppmerksomheitsforstyrringar og hyperaktivitet har truleg også ein nerveskade eller ein feil grunna genetiske forhold, i sentralnervesystemet. Hyperaktivitet er 3-10 gonger så vanleg hos gutar som hos jenter.

Psykisk utviklingshemming dvs. intellektuell redardasjon skuldast i mange tilfelle stoffskifteforstyrringar grunna enzymdefektar. Slike defektar skuldast igjen recessive gen. Det er her stoffskifteforstyrringane som gjev hjerneskaden. I slike tilfelle oppstår hjerneskaden ofte i løpet av fosterperioden. Også infeksjon av rubellaviruset (røde hundar) hos mora i svangerskapsperioden, kan føre til store hjerneskadar hos fosteret.

I mange tilfelle er det kromosomfeil som er årsaka til psykisk utviklingshemming. Mest kjent er Down syndrom, som skuldast at cellene har tre eksemplar av kromosom nr. 21. 1 av 600 nyfødde barn har Down syndrom. Fragilt X-syndrom gjev i meir eller mindre grad intellektuell redardasjon. Tilstanden skuldast som namnet viser, defekt X-kromosom, og er langt vanlegare hos gutar enn hos jenter. Årsaka til denne skilnaden er at gutar har berre eitt X-kromosom, og sjukdomen gjev derfor fullt utslag når dette er defekt. Jenter derimot, har 2 X-kromosom, og det er svært sjeldan at begge desse er defekte. Nyare granskingar har imidlertid vist at jenter kan ha sjukdomen i moderat grad dersom det eine av dei 2 X-kromosoma er defekt.

Oksygenmangel og hovudskadar kan også føre til intellektuell redardasjon.

Minnelageret og lagre- og hugseevna er knytt til storhjernebarken og tilstøytande strukturar.

Korttidsminne er basert på elektrisk aktivitet i bestemte nerveceller. Dette minnet varer frå sekund til nokre timar og har relativt avgrensa kapasitet. Langtidsminne skuldast varige fysiske eller kjemiske endringar i nervecellene, og kan såleis ofte vare livet ut. Langtidminne synest å ha uavgrensa kapasitet då den truleg vert betre og meir effektiv di meir som på førehand er lagra på denne måten i hjernesystemet. Langtidsminne om ferdigheiter dvs. kunnskapar som ein ikkje kan lese seg til t.d. pianospel, sykling, bilkøyring, symjing er i stor grad lagre i lillehjernen. Kunnskapar som ein kan lære frå muntleg framstilling eller frå bøker t.d. faktakunnskapar, vert for det aller meste lagra i storhjernen både når det vert lagra som kortidsminne eller langtidsminne.

Det finst fleire typar minnetap (amnesi). Ved anterograd amnesi hugsar pasienten ikkje hendingar og opplevingar som har skjedd etter sjukdom- eller skadedagen. Han har imidlertid normalt minne for tida før denne dagen. Ved retrograd amnesi hugsar pasienten ikkje hendingar og opplevingar som har skjedd før sjukdom- eller skadedagen. Ein pasient med denne typen amnesi har til vanleg også anterograd amnesi. Ofte gjeld den retrograde amnesien for slike pasientar for tidsrommet ca. 1 år før sjukdom- eller skadedag. Hendingar før denne tida kan han såleis ofte hugse godt.

Det er gjord ein stor global forskingsinnsats for å finne kva for hjernestrukturar som er viktigast for hugseevne og dermed for læring. Forsøk med apar og studiar av hjerneskadar hos menneske har gjeve resultat som tyder på at hjernedelen hippocampus er viktig for hugsing og læring. Denne hjernedelen er eigentleg ein del av den gamle framhjernen hos virveldyr, og ligg hos menneske i den indre (mediale) del av storhjernen sin tinninglapp. Studier av apar indikerer at hippocampus hos desse er viktig for at dei skal hugse hendingar, objekt osv. Mennesker med skadd hippicampus har til vanleg anterograd amnesi, men ingen intellektuell reduksjon. Imidlertid har også nærliggjande hjerneområder m.a. deler av tinninglappen vore skada hos fleire av desse pasientane, og det er derfor i dag noko usikkert om hippocampusskade åleine kan gje anterograd amnesi hos menneske.

Personar som er senile har ein generell amnesi og ofte også betydeleg intellektuell og emosjonell reduksjon. Spesielt har ein funne at personar med senil demens grunna Alzheimer sjukdom har celletap i store delar av storhjernebarken, særleg i assosiasjonsområda. Dei har også betydeleg celletap i hippocampus. Den intellektuell og emosjonelle reduksjonen skuldast truleg celletapet i storhjernebarken. Lagring av langtidsminne skjer også i storhjernebarken, og den generelle amnesien hos slike pasientar skuldast truleg cellesvinnet i dette hjerneavsnittet.

Dei delane av storhjernebarken som ikkje er senter for spesielle funksjonar blir reknar for å vere såkalla assosiasjonsområde. Desse områda samarbeidar i svært stor grad, og sluttresultatet av dette arbeidet er grunnlaget for personen sin identitet, og intellektuelle og emosjonelle eigenskapar. Storhjernen sin pannelapp, vert rekna for å innehalde svært viktige assosiasjonsområde. Skadar i fremre del av denne lappen kan såleis gje svære personlegheitsendringar m.a. ved at personen blir apatisk, likeglad og kjenslemessig avflata, dvs. emosjonell retardasjon. Sistnemde verknad fører m.a. til at han ikkje lenger reagerer særleg kjensemessig på hendingar som normalt skulle utløyse ein kraftig reaksjon. Årsaka til dette synest ofte å vere at han ikkje lenger er i stand til å sjå det viktige i ein situasjon og å sjå situasjonen i ein heilskapleg samanheng. Når ein slik pasient blir presentert for eit bilde som viser ein dramatisk situasjon som normalt gjev kjenslemessig reaksjon, vil han normalt ikkje viser nokon reaksjon. I staden for reaksjon kan han komme med kommentarar om uvesentleg detaljar ved bilde som dei fleste elles ikkje ville legge merke i denne situasjonen.

Isselappen inneheld områder som samordnar t.d. sanseinntrykk og gjev reaksjon på desse som dannar grunnlag for adekvate handlingar. Slike reaksjonar må lærast og innøvast i ung alder. Nerveceller i dette område som normalt reagerer på impulsar frå t.d. synssenteret i bakhovudlappen, kan spesialisere seg til å reagere på impulsar frå andre sansesenter dersom synssansesenteret ikkje får normal stimulering. Normal og variert sansestimulering er såleis eit basisgrunnlag for normal hjerneutvikling hos små barn.

Tinninlappen inneheld hørselssenter og senter for språkforståing. Denne lappe synes å vere svært viktig for minne og minnelagring.

Bakhovudlappen inneheld synssenteret. Augenervane endar i dette senteret, og med basis i den elektriske impulsar frå desse, vert det danne bildeoppleving og fargeoppleving i dette senteret.

Djupt inne eller nede i storhjernen ligg fleire isolerte områder med nerveceller, dei såkalla basalganglia. Funksjonen til desse er enno usikker, men fleire av desse strukturane synest å vere viktige for normal balanse- og rørsleevne. Parkinsons sjukdom skuldast såleis bortfall av celler i eit av desse ganglia (substantia nigra).

Tal nerveceller i storhjernebarken hos menneske er svært stort i høve til hos dyr. Barken er 3-5 mm tjukk og består overalt av nerveceller ordna i seks lag. Desse laga ligg parallelt med overflata. Nokre av laga har som hovudfunksjon å motta informasjon, medan andre sender ut informasjon. Hjernebarken har også ei rekkje forskjellige område med spesialisert funksjon.

Høgre storhjernehalvdel mottek informasjon frå og sender informasjon til venstre kroppshalvdel. Venstre storhjernehalvdel mottek informasjon frå og sender informasjon til høgre kroppshalvdel.

Mykje tyder på at evnene til å uttrykke seg muntleg og skriftleg sit i venstre storhjernehalvdelen. Dette gjeld også for dei fleste venstrehendte. Det er også til vanleg denne hjernehalvdelen som har den overordna kontrollen og styringa med skjelettmuskulaturen, og dei fleste er derfor høgrehendte. Høgre storhjernehalvdel er viktig for m.a. romoppfatning og uttrykk gjennom teikning. Også kjenslemessige opplevingar synest hos dei fleste å vere knytt til sistnemde hjernedel. Dei to hjernedelane arbeider imidlertid på ein integrert måte, og det anatomiske grunnlaget for dette samarbeidet ligg i hjernbjelken (corpus callosum) som knyter dei to halvdelane saman. Det er blitt hevda at dei to hjernehalvdelane samarbeider i større grad hos kvinner enn hos menn. Ein av bakgrunnane for denne teorien er at menn med skade i venstre storhjernehalvdel ofte får større tale- og språkvanskar enn kvinner med tilsvarande skade. Slik skade kan m.a. oppstå ved hjerneblødning.

Høgare mental funksjonar skjer alltid gjennom eit utstrakt samarbeid mellom store delar av heile storhjernebarken.

Ved sume sjukdomar kan det vere aktuelt å skjere over hjernebjelken. Dersom ein pasient som har gjennomgått ein slik operasjon, blir beden om å kjenne på ein gjenstand med venstre handa utan å sjå på den, vil han ikkje vere i stand til å forklare noko om gjenstanden. Årsaka til dette er at sanseinformasjonen om gjenstanden berre kjem til høgre hjernehalvdel som ikkje har tale- og språksenter. Hos personar med intakt corpus callosum, vil informasjonen passere gjennom denne til venstre hjernehalvdel og han vil så kunne fortelle om gjenstanden. Dersom gjenstanden er av spesiell ekkel natur, t.d. rotte eller liknande vil imidlertid ein person med overskoren corpus callosum, reagerer kjenselmessig på gjenstanden. Ein slik reaksjon vert rekna som prov på at høgre storhjernehalvdel er viktig for kjenselmessige opplevingar.

Dersom ein pasient med overskoren corpus callosum, kjenner på ein gjenstand med høgre handa utan å sjå på den, vil han kunne fortelle om gjenstanden, då informasjonen no når talt- og språksentra som ligg i venstre hjernehalvdel. Dersom gjenstanden er av spesiell ekkel natur, t.d. rotte eller liknande, vil han imidlertid ikkje viser kjenslemessig reaksjon. Årsaka til dette er at informasjonen om gjenstanden ikkje når fram til høgre hjernhalvdel dvs. til den emosjonelle hjernehalvdelen.

Figur 234. Kaffein og teofyllin har svært lik kjemisk struktur. Dei har også same funksjon i celler i det begge stoffar har hemmande verknad på enzymet fosfodiesterase. Dette enzymet har som funksjon å omdanne cyklisk adeninmonofosfat (cAMP) til adeninmonofosfat (AMP). cAMP-stoffet har ei rekkje funksjonar i cellene, men blir normalt omforma raskt til AMP dvs. konsentrasjonen av cAMP er til vanleg særs låg i cellene. Då kaffein og theofyllin hemmar fosfodiesteraseenzymet, fører dei indirekte til at konsentrasjonen av cAMP i cellene går opp. Dette gjev ein oppkvikkande verknad på m.a. sentralnervesystemet.

Under storhjernen ligg mellomhjernen, der hypothalamus dannar golv, thalamus vegger og epithalamus tak. Thalamus er særleg kjent for si evne til å stenge ute unødvendige inntrykk (t.d. svak støy, trykk av klede\sko) slik at desse ikkje forstyrrar storhjernen. Ein trur at sume MBD-barn har thalamusskade.

Hypothalamus inneheld mange livsviktige sentera, t.d. senter for svolt, tørste, temperaturregulering, søvn, væskebalanse.

Under hypothalamus ligg hypofysen i den tyrkiske sadel i kilebeinet. Hypofysen styrer og kontrollerer mange hormonkjertlar i kroppen, ved hjelp av 8 forskjellige hormon.

Midthjernen ligg bak mellomhjernen, og er svært liten hos menneske. Den inneheld m.a. senter som regulerer refleksrørsler i auga.

Lillehjernen fungerer som ei stor datamaskin: den tek til ei kvar tid imot beskjedar frå alle ledd, sener, og skjelettmusklar i kroppen om stilling, bøyingsgrad og strekkingsgrad. Med utgangspunkt i denne informasjonen, styrer lillehjernen alle leddrørsler og skjelettmuskelrørsler i kroppen. Mykje av ferdigheitslæringa t.d. bilkøyring, pianospel, maskinskriving, sløyd- og syarbeid osv. skjer vha. lillehjernen.

Den forlengde mergen dannar overgangen til ryggmergen. Den inneheld livsviktige sentera, t.d. pustesenter, og ymse sentera for blodkontroll. Mykje av vevet i den forlengde mergen tilhøyrer retikulærsubstansen. Denne substansen går heilt opp mot midthjernen og består av eit svært komplisert nervecellenettverk. Redusert aktivitet retikulærsubstansen fører normalt til redusert aktivitet i storhjernen. Under sømn er såleis aktiviteten i dette nettverket låg, og vanskar med å få sove skuldast til vanleg for stor aktivitet i dette nettverket. Ein nødvendig føresetnad for låg aktivitet i retikulærsubstansen er eit lågt sansestimuleringsnivå. Både sovemiddel og narkosemiddel reduserer aktiviteten i retikulærsubstansen sterkt. Dermed vert aktiviteten i storhjernen også kraftig redusert og personen somnar.

I ryggmergen er det ein indre H-forma struktur av grått nervevev omgjeve av eit tjukt lag av kvitt nervevev. Nervar med sanseimpulsar frå kroppen, går inn i ryggmargen på baksida, medan nervar med beskjedar til kroppen går ut frå ryggmergen si framsida.

I fremre delen av av H-strukturen ligg store nerveceller som sender akson til skjelettmuskulaturen. Polioviruset går til åtak på og drep desse cellene.

Poliomyelitt gjev såleis meir eller mindre lamming av denne typen muskulatur. Ved brot eller samanklemming av ryggmergen kan liknande skadar oppstå.

Det perifere nervesystemet

Dette nervesystemet består av:

1) Nervar som går frå kroppen t.d. huda, til ryggmergen si bakside.

2) Nervar som går frå ryggmargen si framside til skjelettmuskulatur.

3) Autonome nervar dvs. nervar som går til den ikkje-viljestyrte (dvs. automatiske) muskulaturen (glatt muskulatur og hjartemuskulatur). Nokre av desse går direkte frå hjernen til organet, andre går frå ein nervestreng ved sida av ryggrada, og til organet.

Nervane frå hjernen har motsett verknad i forhold til dei som går ut frå nervestrengane.

Døme: Hjernenervane får hjarte til å slå seint og svakt når vi er i ein avslappa situasjon, medan nervar frå ryggstrengane får hjarte til å slå fort og sterkt når vi er i ein fysisk og\eller psykisk stressa situasjon. Dei 2 nervesystema vert kalla høvesvis det parasympatiske nervesystemet og det sympatiske nervesystemet.

Refleksrørsler skjer slik: Når ein får eine handa bort i ein varm lekam, t.d. ei varm kokeplate, går det beskjed frå varmesanseorgan i huda (Ruffinis kjenslelekam) gjennom nervane nemnde i punkt 1 ovanfor. Nerveceller i ryggmergen gjev med ein gong beskjed til skjelettmuskulaturen i armen gjennom nervar nemnde i punkt 2, og handa vert raskt trekt bort frå varmekjelda, utan at nokon av hjernane har fått beskjeden. Slike raske rørsler hindrar alvorlege skadar. Meir kompliserte refleksrørsler hindrar oftast at vi fell når vi glir på glatt underlag, t.d. glatt berg i skogen, eller på islagt veg.

Mange av rørslene som vi gjer dagleg, t.d. vanleg gangrørsle, er også refleksrørsler som skjer utan styring eller kontroll frå storhjernen. Slike kompliserte refleksrørsler vert samordna og kontrollerte av lillehjernen.

Auga

Auga har som funksjon å danne bilde ved hjelp av linse, og å omforme bildet til elektriske impulsar.

Auga er nesten kulerunde med diameter ca. 2,5 cm. Fremste, ytre del består av ei glassklar hinne, hornhinna. Det er ikkje blodårar i denne hinna ( i så fall hadde den ikkje vore glasklar). Det ligg derfor ei blank, næringsrik væske, kammervatn, bak hornhinna. Elles tek hornhinna opp ein del oksygen direkte frå lufta. Bak kammervæska ligg linsa. Denne er festa vha. linsetrådar til linsemuskelen, som er ein glatt ringmuskel.

Tjukkleiken på linsa, og dermed brytingsevna, vert regulert av denne muskelen. Framfor linsa ligg ei farga blendehinne, regnbogehinna. Opninga i denne hinna vert kalla pupillopninga. Glatt muskulatur i denne hinna, regulerer storleiken på opninga.

Regnbogehinna har eit brunt fargestoff i bakre lag, med unntak hos albino. Personar med brune auge, har også slikt pigment i fremre lag av hinna.

Augeveggen der det ikkje er hornhinne, består i hovudsak av 3 hinner, ytterst kvit, sterk senehinne, årehinne i midten og netthinne innerst. Fremste del av senehinna er dekt av ei tynn bindehinne. Sjølve augeholrommet er fylt av eit glasklart, geleaktig stoff, glaslekamen.

Figur 235. Skjematisk skisse av eit gjennomskore auge. Mellom hornhinna (H) og regnbogehinna (R) ligg fremre kammer (fk) som er fylt med kammervæske. Lyset går gjennom pupillopningen (P) i regnbogehinna og treffer så linsa. Mellom linsa og regnbogehinna ligg bakre kammer som er fylt med kammervæske. Linsa heng i linsetrådane som er festa til ein ringmuskel (linsemuskelen). Bilde skal normalt falle på den gule flekken på netthinna. I og ved denne flekken ligg 7 millionar synssanseceller av typen tappar dvs. sanseceller som kan registrere fargar. Netthinna består elles av synssanseceller av typen stavar, ca. 120 millionar i kvart auge. Det er ikkje sanseceller i området der synsnerven gå ut og dette området vert derfor kalla den blinde flekken. Av fysiske grunnar må det vere ein viss avstand mellom linse og bilde i auga (på same måten som i eit fotoapparat). I auga er dette holrommet fylt av eit fargelaust, geleaktig stoff, den såkalla glaslekamen. På den fremre synlege delen av senehinna ligg bindehinna, som går over på og dekkjer innsida av augeloka. Denne hinna inneheld, i motsetnad til hornhinna, blodårar. Også nervus opticus inneheld blodårar. Desse dannar årenett i årehinna.

Figur 236. Venstre skisse viser linsa sett forfra når linsemuskelen er samantrekt og linsetrådane er slakke, medan høgre skisse viser linsa frå samme posisjon når linsemuskelen er avslappa og linsetrådane er stramme. I førstnemde tilfelle er linsa tjukk og gjev kraftig bryting, dvs. godt nærsyn. I sistnemde tilfelle er linsa tynn og gjev svak bryting, dvs. godt avstandssyn.

Figur 237. Lyset blir brote både når det fell skrått inn på hornhinna og når det fell skrått inn på linsa. Figuren viser eit auge som er for langt og bilde fell derfor ikkje på hornhinna. Dersom objektet, her eit stearinlys, vert ført mot auga, vil bilde bevege seg bakover og kan til slutt ligge på netthinna. Dette auge er såleis nærsynt. Ved hjelp av briller med spreielinser (-linser) kan bilde flyttast bakover og personen vil kunne sjå gjenstandar på lang avstand.

Lyset blir brote både i hornhinna og i linsa. Det dannar seg då eit bilde på netthinna som er snudd opp ned i forhold til originalen. Netthinna inneheld svært mange synssanseceller: stavar og tappar. I kvart auge er det 120 millionar stavar og 7 millionar tappar. Stavane gjev berre svart\kvitt syn. Dei er over alt i netthinna, med unntak av i den gule flekken der dei aller fleste tappane er samla. Normalt ligg synsbildet på denne flekken. Tappane gjev fargesyn. Vi har 3 typar tappar, som enten tek opp rødt, grønt eller blått lys.

Indre del av både tappane og stavane består av ein stabel av flate membransekkar. I stavane inneheld desse membranane eit komplisert protein, opsin, og eit fargestoff, retinal. Dei to stoffa er kopla saman og fungerer som ei eining, rhodopsin. Fargestoffkomponenten i rhodopsin tek opp lysfoton, og

Figur 238. Figurer viser eit auge som er for kort og bilde fell derfor ikkje på netthinna. Dersom objektet, her eit stearinlys, vert ført bort til auga, vil bilde bevege seg framover og kan til slutt ligge på netthinna. Dette auge er såleis langsynt. Ved hjelp av briller med samlelinser (+linser) kan bilde flyttast framover og personen vil kunne sjå gjenstandar på kort avstand.

dette fører til ei endring i stukturen hos opsin. Sistnemde effekt fører igjen til diverse endringar og reaksjonar hos andre stoff som igjen fører til at natriumionkanalane i cellemembranen vert stengde. Dette fører til at den elektriske spenninga mellom innsida av membrane og yttersida aukar og det kan oppstå ein elektrisk impuls. Også membransekkane hos dei 3 typane tappar inneheld fargestoffet retinal. Proteinet som er knytt til retinal i tappane er imidlertid noko annleis enn stavopsin, og det er også ulikt hos dei 3 tappetypane.

Nervane frå synssansecellene samlar seg til ein tjukk nerve, augenerven ( nervus opticus) som går frå auget til storhjernen. Inne i nerven ligg blodårar som leier blod til og frå årehinna. Området på netthinna der augenerven går ut, inneheld ikkje sanseceller. Dette området vert derfor kalla den blinde flekken.

6 skjelettmusklar er festa til kvart auge og gjev auge viljestyrt rørsleevne. Auga blir verna av augeloka. Augevippene og augebryna hindrar at sveitte renn ned på auga og at støv kjem inn på auga. Over auga ligg tårekjertelen. Den skil ut ei væske som held auge fuktig. Det er også eit bakteriedrepande stoff i denne væske. Overskotsvæske renn ned gjennom tårekanalen og inn i naseholrommet.

Grøn stær skuldast at trykket i kammervæska og dermed i heile auget er for stort. Dette er svært farleg for synssansecellene. Opphoping av kammervæske skuldast til vanleg at avløpskanalen for væska er heilt eller delvis stengd. Grå stær skuldast at linsa er blitt uklar, ofte mjølkefarga. Linsa kan då bli fjerna ved operasjon.

Øyra

Øyra har som funksjon å fange opp trykkbølgjer og å leie desse til hørselsanseceller, som så sender nerveimpulsar til storhjernen.

Øyre er bygd opp av ytre øyre, mellomøyre og indre øyre. Ytre øyre består av øyremuslingen og øyregangen, mellomøyret ligg mellom trommehinna og sneglehuset og indre øyre består av sneglehus med bogegangar og hørselnerve.

Betennelse i mellomøyre er forholdsvis vanleg, og gjev ofte mellombels eller varig hørselsvekking. Ved forkjøling er ofte øyretrompetane tette grunna oppsvulma slimhinner. Dette gjev gjerne dott i øyra og mellombels hørselreduksjon.

Trykkbølgjer i lufta får trommehinna i øyra til å bøye att og fram (svinge). Kvar gong ei trykkbølgje treffer hinna, vert den bøygd innover. Tal innoverbøyingar per sekund vert såleis lik tal trykkbølgjer som hinna mottek per sekund. Små barn kan høyre lyd i frekvensområdet 20-20 000 hertz, medan vaksne ofte ikkje høyrer lydar med frekvens over 15 000 hertz.

Figur 239. Skjematisk skisse av mellomøyret. Dei tre øyreknoklane, hammaren, ambolten og stigbøyelen, overfører og forsterkar vibrasnonsrørslene frå trommehinna til det ovale vindauget i sniglehuset.

På innsida av trommehinna ligg mellomøyrerommet, som står i kontakt med svelget gjennom øyretrompeten. I mellomøyret er det tre knoklar: hammaren, ambolten og stigbøyelen. Desse knoklane dannar bru mellom trommehinna og sneglehuset. Øyrebeina svingar i takt med trommehinna og overfører svingerørsla til ei tynn, oval hinne i sneglehuset: det ovale vindauget. Knoklane danna eit vekstangsystem slik at vibrasjonen i det ovale vindauget er sterkare enn vibrasjonen av trommehinna. To små musklar er festa til knoklane og kan stramme desse. Slik stramming fører til reduksjon i vibrasjonen i det ovale vindauget og musklane blir såleis brukte til å verne det indre øyret mot lyd frå t.d. tyggemusklar og eigen stemme. Dei kan også i noko monn verne oss mot forventa sterk lyd. Svingerørsla i det ovale vindauget går over til trykkbølgjer i væska i øvre kanal i sneglehuset. Desse bølgene passerer over i nedre kanal i sneglehuset og treffer til slutt ei tynn, rund hinne i nedre del av sneglehusveggen, det runde vindauget. I hinnesystemet mellom øvre og nedre sneglehuskanal ligg hørselsansecellene, om lag 24 000 celler i kvart øyre. Desse blir sett i rørsle av trykkbølgjene i sneglehusvæska, og denne rørsla fører til at dei sender elektriske impulsar gjennom hørselnerven til hørselsenteret i storhjernen.

Hinnesystemet mellom øvre og nedre sneglehuskanal aukar i både tjukkleik og breidde med avstanden frå det ovale vindauget. Resonanseffekten av høgfrekvent lyd er derfor størst på denne hinna nær det ovale vindauget, medan resonanseffekten av lågfrekvent lyd er størst ved sniglehusenden. Hørselssansecellene nær det ovale vindauget er såleis tilpassa å registrere høgfrekvent lyd, medan tilsvarande celler ved sneglehusenden er tilpassa å registrere lågfrekvent lyd.

Figur 240. Skjematisk skisse av utstrakt sneglehus. Vibrasjonsrørslene i det ovale vindauget (o) er overført til væska i sniglehuset sin øvre og nedre kanal og treffer til slutt det runde vindauget. Hinnestrukturen i mellom øvre og nedre kanal vert også sett i rørsle grunna vibrasjonane i væska. I denne strukturen ligg 24 000 hørselsanseceller, som kan reagerer på rørselen og sende elektriseke impulsar til hørselssenteret i storhjernebarken. Di nærare hørselsansecellene ligg den tynne enden av sneglehuset, di høgare tonar reagerer dei på.

Sjølve konstruksjonen og opplevinga av lyd skjer i storhjernen. Lyd eksisterer såleis eigentleg ikkje i den fysiske verda, berre trykkbølgjer i gass, væske eller faste stoff.

Bogegangane ligg i alle 3 romplana. Dei inneheld væske som sirkulerer når hovudet blir bevega i eit eller fleire av desse plana. Væskerørsla blir registrert av sanseceller i bogegangveggen, og dei senerer nerveimpulsar gjennom jamvektnerven til sentralvervesystemet, som dermed til ei kvar tid har oversikt over hovudrørslene.

Under bogegangane ligg 2 jamvektrom med sanseceller som er dekte med geleaktig stoff som inneheld mange og store kalsiumkarbonatkrystallar for å gje gelestoffet tyngde. Når ein legg hovudet over på sida, fell det geleaktig stoffet i same retning og dette gjev sansecellepåverknad. Ein blir dermed klar over at hovudet ligg på sida.

Figur 241. På botnen av jamvektsromma ligg eit geleaktig stoff på eit lag av sanseceller. Det er utfelt kalsiumkarbonatkrystallar i stoffet for å gje det tyngde. Når hovudet blir lagt over på sida, sig det geleaktige stoffet mot samme side og sanseceller vert stimulerte. Dermed blir vi klar over at hovudet ligg på sida.

Reisesykje skuldast at jamvektsorgana og auga gjev hjernen motstridande opplysningar. Når ein er i båt i kraftig sjø, gjev jamvektsorgana hjernen informasjon om rørslemønsteret. Imidlertid treng ikkje denne rørsla vere meir irreguler enn når ein t.d. går på ein humpete fjellsti. Det kan såleis ikkje vere sjølve den irregulære rørsla som i seg sjølv er årsaka til reisesjuka. I lugaren på ein båt gjev imidlertid auga hjernen informasjon om at personen er i ro i høve til rommet og gjenstandane i rommet, sjølv om båten ruggar sterkt pga. sjøbølgjer. Hjernen mottek såleis motstridane opplysningar om den aktuelle situasjonen og resultatet kan bli reisesykje. Dersom personen derimot festar blikket mot horisonten, som i den aktuelle situasjonen ruggar i forhold til (relativt) båten, får hjernen samanfallande informasjon og vedkommande blir kanskje ikkje sjuk. Ein bilførar får til vanleg ikkje reisesjuke fordi han er tvungen til å ha blikket festa på landskapet, og jamvektsorgana og auga gjev samanfallande informasjon til hjernen om rørslemåten. Ein passasjer i bilen som t.d. les i ei bok, vert derimot gjerne fort sjuk.

Ekskresjonsorgana

Nyrene har som funksjon å skille ut avfallssalt (spesielt urinstoff) og vatn frå kroppen. Nyrene ligg på kvar side av ryggvirvelsøyla, framfor 12. ribbein. Dei ligg i eit vernande feittlag.Ved kvile renn om lag 1 liter blod gjennom begge nyrene til saman per minutt.Ytterst har nyrene ein tynn bindevevskapsel. Innanfor ligg nyreborken og innerst nyremergen. Borken består i hovudsak av blodårenøste (glomeruli) med kopp og rørsystem. Det er om lag 1 million glomeruli i kvar nyre. I mergen er det m.a. samlerør. Desse dannar pyramideforma strukturar (pyramidane), med spiss inne i nyrebekkenet, som er eit stort holrom i nyra. Ferdig urin dryp ut av samlerørsopningane på pyramidespissane og ut i nyrebekkenet.

Blodtrykket i kapillæra i glomeruli er 3 gonger høgre enn i vanlege hårrørsårar. Dette fører til at det blir pressa væske utan blodceller og blodplater, ut gjennom åreveggen og gjennom koppveggen og inn i rørsystemet. Åreveggen og koppveggen fungerer som eit silsystem. Normalt er det lite blodprotein i denne væska, elles har den same kjemisk samansetning som blodvæska. Den vert kalla forurin. Det vert produsert 180 liter forurin til saman i begge nyrene per døgn. Rørsystemet har til funksjon å føre druesukker, forskjellige salt og vatn tilbake att til blodet.

Figur 242. Skjematisk og forenkla skisse av eit gjennomskore nyre. Ytterst er nyret omgjeve av ein bindevevskapsel. Den innanforliggjande borken er kornet då den inneheld store mengder med blodårenøster (om lag 1 million per nyre). Margen består m.a. av pyramidane som inneheld mange samlerør. Desse endar i spissen på pyramidane og avgjev her ferdig urin til nyrebekkenet.

Normalt vert alt druesukker i forurinen ført tilbake til blodet vha. det nære rørsystemet. Også ein god del koksalt blir ført tilbake til blodet. Urinstoff derimot vert praktisk talt ikkje ført tilbake til blodet i det heile, men vert skilt ut av kroppen (30 gram per døgn) i den ferdige urinen. Elles blir 178,5 liter vatn ført tilbake til blodet i begge nyrene til saman i løpet av eit døgn, medan 1,5 liter vert skilt ut frå kroppen som ferdig urin.

Om lag 80% av energiforbruket i nyrene går med til opptak av Na⁺-ion frå forurinen. Ein del av den energien som blir brukt på Na⁺-opptaket blir imidlertid brukt vidare på opptak av andre stoff t.d. druesukker frå forurinen. Den aktive utpumpinga av Na⁺-ion frå forurinen skjer gjennom bakre membran og sidemembranane på epitelcellene som dannar rørveggen rundt forurinvæska. Na⁺-iona vert såleis førde over i vevsvæska utanfor desse røra og diffunderer vidare inn kapillæra, og konsentrasjonen av desse iona i epitelcellen vert låg. Epitelcellemembranen mot forurinen, inneheld spesielle transportprotein som Na⁺-ion frå forurinen festar seg til, og når det skjer, kan også druesukkermolekyl, aminosyrermolekyl eller molekyl av andre organiske sambindingar i foruruinen feste seg til desse proteina. Det faktum at cellene er negativt lada på innsida i høve til utsida, fører til at Na⁺-ion og dermed transportproteinet med t.d. druesukkermolekyl vert dregne gjennom membranen og både Na⁺-ion og druesukkermolekylet kjem dermed inn i cella. Den låge konsentrasjonen av Na⁺-ion i epitelcellene fører til at dette ionet diffunderer vidare innover i cytoplasma og når til slutt bakre membran eller sidemembrana der det blir pumpa ut i vevsvæska slik som forklart ovanfor.

Figur 243. Årenøste med underliggjande kopp og del av nært rørsystem. Det er høgt trykk i blodet i årenøste, og væske blir derfor pressa ut gjennom åreveggane. Åreveggane saman med del av koppen danna eit silsystem, som normalt hindrar at blodceller og protein vert fjerna frå blodet. Dei andre komponentane i blodet passerer imidlertid fritt gjennom silsystemet. Det nære rørsystemet og dei andre rørsystema i nyrene har derfor som oppgåve og føre nyttige stoff t.d. druesukker tilbake igjen til blodet. Fullstendig opptak av druesukker frå forurinen til blod skje vha. det nære rørsystemet.

I det fjerne rørsystemet vert det også transportert hydrogenion og kaliumion frå blodet til urinen. Det aller meste av vassopptaket frå forurinen skjer i det nære rørsystemet, Henles sløyfe og i det fjerne rørsystemet. Henles sløyfe har også som funksjon å danne høg saltkonsentrasjon rundt samlerøra i pyramidane, spesielt nær nyrebekkenet. Dette fører til at det osmotisk strøymer vatn ut gjennom samlerørveggane og til blodet. Finreguleringa av vassmengda som strøymer gjennom samlerørveggane skjer vha. antidiuretisk hormon (ADH) frå hypofysen sin baklapp. Mykje ADH i blodet gjev ekstra stor vasslekkasje gjennom desse veggane. Mengda urin som renn ut av røra på pyramidespissane og inn i nyrebekkenet, vert derfor lita. Lite ADH i blodet fører derimot til at samlerørveggane blir litt mindre lekke. Dermed aukar mengda ferdig urin. Total mangel på ADH fører til at urinmengda per døgn vert om lag 22 liter.

Urindrivande medikament (diuretika) gjev auka urinmengd. Formålet med slike medikament er å redusere den totale væskemengda i kroppen slik at blodtrykket går ned eller væskeopphopingar t.d. i lunger og føter blir borte. Dei fleste diuretika hemmar tilbakeføring av koksalt frå forurinen til blodet. Koksaltmengda i urinen går dermed opp og vatn følgjer osmotisk etter koksalt.

Figur 244. Søylediagram som viser væskebalansen i kroppen. Dei 3 søylene til venstre viser væsketilgangen. Dei andre søylene viser væsketapet. Det er nyrene som skil ut mest væske.

Det kan bli danna nyrestein i urinvegane. Som oftast består nyresteinar av kalsiumsalt, og dei kan gje svært kraftige smerter når dei passerer gjennom urinleiarane. Inntak av mykje væske reduserer sjansane for at det skal bli danna nyrestein.

Ferdig urin vert frakta frå nyrebekkenet til urinblæra gjennen ein 25 cm lang leiar, urinleiaren. Urinblæra, som kan romme opp til 0,7 liter ferdig urin, har kraftig, glatt muskulatur i veggen og er stengd nederst vha. ein øvre glatt muskel og ein nedre skjelettmuskel. Den sistnemnde muskel er viljestyrt. Urinen vert frakta ut av kroppen gjennom urinrøret som har lengd ca. 20 cm hos menn og ca. 3-4 cm hos kvinner. Bakteriar kan komme opp til urinsystemet gjennom urinrøret.

Immunsystemet

Forsvaret mot parasittar, soppar, bakteriar, virus og framandstoff i kroppen skjer vha. lymfeceller og kvite blodceller. Lymfecellene vert produserte og lagra i milten, brisselen (thymus), lymfeknutar og mandlar. Dei produserer kompliserte protein (antistoff) som bind seg til framande celler og stoff i kroppen og set desse ut av spel. Det finst 5 typar kvite blodceller. Den eine typen er lymfeceller. B-lymfecellene sender antistoff ut i kroppen og dei fungerer der på eiga hand, medan T-lymfecellene har antistoffa festa til si eiga celleoverflate.

Den mest vanlege typen kvit blodcelle heiter nøytrofil leukocytt, og denne går til åtak på framande celler og stoff og tek desse inn i seg og løyser dei opp vha. enzym. Det kvite stoffet i puss (materie) er i hovudsak døde nøytrofile leukocyttar fylte med dei bakteriane som er årsak til betennelsen. Leukocyttar og røde blodceller vert produserte i rød beinmarg.

Samla vert immunsystemet sin reaksjon på ein vevsskadande ytre påverknad kalla for ein betennelse. Først og fremst er dette omgrepet knytt til kroppen sin reaksjon på at det er kome framande bakteriar inn i kroppen. Men betennelse kan også oppstå som ein direkte reaksjon på vevsskade, kulde, varme o.l. I tillegg kan betennelsesreaksjonen hos sume personar bli sett i gang av forureinande stoff, pollenkorn o.l.

Betennelsen startar ved at kjemiske stoff vert frisette frå celler til vevsvæska eller danna frå protein i vevsvæska. Desse fører til at hårrørsårane og andre blodårar utvidar seg. Dermed blir blodtilførsla til området langt større enn før, og vevet blir varmt og rødt. Dermed blir det tilført store mengder med antistoff og kvite blodceller til dette vevet, dvs. kroppen sine forsvarsvåpen vert transporterte på plass. Stoffa som fører til blodåretutvidinga fører også til at endotelcellene i kapillæra trekkjer seg noko saman slik at det blir holrom mellom dei dvs. det oppstår mange holrom i kapillærveggen. Dermed kan både antistoff , andre protein og kvite blodceller strøyme ut av blodårane i det aktuelle området. Også plasmavæske strøymer ut i vevet, som m.a. derfor blir betydeleg heva. Det oppstår derfor trykk på nervane i området dvs. det betente vevet blir smertefullt. Alle desse verknadene er teikn på at forsvaret er i aktivitet, men det gjev også informasjon om kor alvorleg infeksjonen er.

Det er nøytrofile leukocyttar som i første omgang samlar seg i eit betent vev. Dersom det er bakteriar som er årsak til betennelsen, går dei nøytrofile leukocyttane til åtak på desse. Dei uskadeleggjer bakteriane ved på ta dei inn i cytoplasma og løyse dei opp vha. enzym. Bakteriane er såleis mat for desse cellene. B-lymfocyttar i lymfekjertlar eller milt kan også produsere antistoff mot den aktuelle bakterie. Desse stoffa vert sleppte ut i blodet og kjem såleis også til det betente område. Dei er konstruerte slik at dei kan feste seg til spesielle overflatemolekyl på den aktuelle bakterieart. Resultetet av dette kan vere at bakteriane klumpar seg samen og at dei nøytrofile leukocyttane så raskare kan øydelegge bakteriane. Imidlertid kan også T-lymfocyttane delta i kampen mot t.d. bakterieinfeksjonen. Desse cellene sirkulerer i blodet og drep skadelege celler ved direkte kontakt med cellene.

Generelt har B-lymfocyttane som oppgåve å uskadeleggjere bakteriar og virus i vevsvæska, medan T-lymfocyttane skal øydelegge virus i celler og alle typar kreftceller. T-4 lymfocyttane dvs. dei lymfocyttane som AIDS-viruset er tilpassa å leve i, er nødvendige for at både B-lymfocyttane og vanlege T lymfocyttar skal fungere normalt. T lymfocyttar med slik funksjon vert kalla hjelpar T-lymfocyttar.

I tillegg til systema omtala ovanfor finst det eit proteinbasert forsvarssystem, det såkalla komplementsystemet. Dette består av 20 spesielle plasmaprotein som til vanleg sirkulerer i inaktiv form i blodet. Ved t.d. ein infeksjon vert ein del molekyl av t.d plasmaprotein nr. 1 aktivert. Kvart av desse aktiverte molekyla aktiverer så mange molekyl av t.d. type nr. 2 osv. osv. dvs. det skjer ein kaskadereaksjon. 5 av dei aktiverte proteina kan saman danne eit proteinkompleks som kan punktere og dermed uskadeleggjere t.d. bakteriar. Denne typen immunsystem har fått namnet komplementærsystemet då det komplementerer det cellebaserte immunsystemet som er omtala ovanfor.

I huda er det betydelege mengder med mastceller. Desse stammar frå basofile leukocyttar. Normalt er mastcellene stappfulle av korn som m.a. inneheld histamin, og det er m.a. desse korna som blir frisette når det oppstår vevsskadane påverknader i huda. Det er såleis stoffa i desse korna som fører til betennelsereaksjonar t.d utviding av blodkar osv.

Histaminverknaden ser ein tydeleg når ein brenn seg på nesleplanter. Neslevæska inneheld store mengder av dette stoffet, og verknaden kan vere svært sterk. Liknande verknad oppstår når ein brenn seg på brennmagnet. I dette tilfelle skuldast imidlertid verknaden histamin frå kroppen sine eigne mastceller.

Allergi skuldast at B-lymfeceller og\eller T-lymfeceller vert aktiverte pga. stoff (allergen) i t.d. partiklar, husstøvmidd, muggsopp, dyrehår (eigentleg flass knytt til håra), pollenkorn, matvarer, metallegeringar osv. Allergi grunna B-lymfeceller oppstår brått (straksallergi), medan allergi grunna T-lymfocyttar er ofte meir langsam (seinallergi). Begge typane allergi fører til aktivering av mastceller. Imidlertid er det berre mastceller som har antistoffet immunoglobulin E (IgE) festa til overflata som i slike tilfelle reagerer. Produksjonen av IgE krev deltaking av ein spesiell type hjelpar T-celle. Dei fleste menneske har få slike celler og dannar derfor ikkje så store mengder IgE at det oppstår allergi.

Dersom mastcellene under epitelet i luftrøret er bunde til IgE, reagerer antigen i innandingslufta med desse cellene som så tømmer korninnhaldet ut i vevsvæska. Antigenet kan vere spesielle stoff på pollenkorn, på hudflass frå dyr osv. Dei frisette mastcellestoffa fører til auka blodgjennomstrøyming, svelling av slimhinna, auka slimsekresjon og kontraksjon i glatt muskulatur. Til saman gjev dette eit kraftig astmaanfall. Også i denne betennelsesreaksjonen kjem det etter kvart store mengder leukocyttar til området frå blodet. Imidlertid kjem det i slike tilfelle forholdsvis store mengder acidofile leukocyttar. Ein veit at dette er ein spesiell type kvite blodceller som først og fremst har til funksjon å hemme og uskadeleggjere fleircella parasittar. Ein trur derfor at allergiske reaksjonar eigentleg er reaksjonar som kroppen har mot fleircella parasittar, men som hos ein del personar blir utløyste av pollenkorn, støv o.l.

Figur 245. Cellekorna hos mastcellene inneheld histamin. Stoffet set i gang betennelsesreaksjon t.d. i huda

I dei siste 10-20 åra har tal personar med allergiproblem auka sterkt her i landet. I Oslo vart såleis tal elevar i skulen med slike problem nesten tredobla i perioden 1982-94. Ein reknar at fram mot 1,5 millionar menneske i Norge er plaga av allergi og allergiliknande sjukdomar, og at talet personar med slike lidingar har auka med 25 til 50 prosent i løpet av dei siste 30-40 åra. I tillegg har talet på asmatikarar her i landet blitt tredobla i same periode og nærmar seg no 200 000. Veksten i astmatilfella aukar mest hos barn, særleg barn under 3 år. Ein trur at det er luftforureining, dårleg inneklima og røyking som er hovudårsaka til allergi- og astamaproblema. Ein del tilsettingsstoff i matvarer er truleg også energiframkallande hos ein del personar. Ein markert auke i talet på personar med pollenallergi skuldast truleg at forureinande stoff ofte er knytte til overflata på pollenkorna. I sistnemde tilfelle er såleis allergien eigentleg ikkje pollenallergi, men allergi mot ymse forureinande stoff i lufta. Allergiproblema er såleis ein del av miljøproblema.

Kontaktallergi er ein spesiell type allergi som oppstår der huda over tid er i kontakt med det utløysande stoffet. Mest kjent er nikkelallergi som oppstår på dei hudområda som er i direkte kontakt med nikkelhaldige gjenstandar t.d. smykker, klokkelenker, spenner, jeansknappar, glidelås, nøklar, sakser, binders osv. Kromhaldige gjenstandar t.d. lervarer, kan også gje kontaktallergi. Ein reknar i dag at det finst tusenvis av stoff i vårt daglege miljø som kan gje denne typen allergi. Det organiske stoffet formaldehyd kan såleis gje kontaktallergi. Formaldehyd løyst i vatn dvs. formalin vart tidlegare brukt som konserveringsmiddel for biologisk materiale, men ein unngår i dag å bruke dette stoffet i undervisingsarbeid grunna allergifaren. Stoffet blir imidlertid framleis brukt i t.d. lim, kosmetikk, strykefrie klede, lervarer og i nokre plastprodukt.

Allergiproblema aukar di lenger nord i landet ein kjem. Årsaka til dette er kanskje lufforureining frå Russland og det faktum at ein held seg mykje innandørs i eit kaldt klima.

Ein del sjukdomar skuldast at immunsystemet går til åtak på kroppen sitt eige vev. Til vanleg er det ein spesiell vevstype som vert utsett for åtaktet. Ved kronisk leddgikt (reumatoid artritt) vert leddbrusken gradvis nedbroten. Mykje tyder på at det er kroppen sitt immunsystem som står for denne nedbrytinga. Om lag 2,5% av befolkinga vert ramma av denne sjukdomen. På same måte skuldast truleg multippel sklerose at immunsystemet i kroppen skadar og hemmar myelinlaget og tilhøyrande gliaceller i sentralnervesystemet. Mykje tyder på at muskelsvekkingsjukdomen mysthenia gravis og sukkersjuke type I også skuldast at immunsystemet skadar kroppen sine eigne celler.

Nyare forsking indikerer at kjemiske stoff i miljøet kan reagere med celler og at immunsystemet så kan gå til åtak på cellene.

Mastcellene sin funksjon

Mastcellene finst oftast i nærleiken av ørsmå blodårar i bindevev, særleg under hud og slimhinner. Dei skil seg frå praktisk talt alle andre celler i kroppen ved at dei til vanleg er stappfulle av relativt store celleblærer. Det er derfor lett å identifisere denne typen celler vha. farga vevssnitt i lysmikroskop eller ved bruk av elektronmikroskop) Tilsvarande celler finst også i blodet og vert då kalla basofile kvite blokceller (leukocyttar).

I pedagogisk samanheng er mastceller gode døme på at celler eigentleg er ørsmå kjemiske fabrikkar og at dei ofte har spesialiserte funksjonar Mastcellene lagar ei rekkje kjemikal, og lagrar desse i celleblærene. Det mest kjente kjemikaliet i desse blærene er stoffet histamin

Hovudfunksjonen til mastcellene er å danne betennelse i vevet og på den måten verne kroppen mot sjukdomsframkallande organismar. Ved allergisk reaksjon, oppstår det imidlertid kraftig betennelse mot pollenkorn, muggsopp, hudflass o.l. dvs. mot partiklar som i seg sjølve ikkje er farlege eller sjukdomsframkallande Sjølve reaksjonen derimot, kan her vere farleg, og i denne samanhengen vert såleis både mastcellene og histaminstoffet eit problem.

Kjemikaliane som mastcellen produserer har viktige funksjonar i kroppen sitt forsvar mot sjukdomsframkallande organismar. Histamin fører først og fremst til at blodårane utvidar seg og blir lekke. Dermed strøymer det meir blod gjennom vevet som derfor blir både rødt og varmt. Den store blodtilstrøyminga sikrar at det kjem mange kvite blodceller til området. Mange av desse kryp gjennom holromma i blodåreveggane og ut i vevet og går til åtak på skadeorganismane. Mastcellene vernar i særleg grad kroppen mot fleircella parasittar t.d rundorm ved at acidofile kvite blodceller går til åtak på slike parasittar i det betente vevet. Det lek også proteinhaldig væske ut i vevet som dermed svulmar opp. Generelt inneheld denne væska stoff som er viktige i kampen mot skadeorganismar. I slimhinner stimulerer histamin sekretoriske kjertlar dvs. det byrjar å renne væske frå hinna.

For at mastcellene skal skille ut histamin og liknande stoff, må dei få ein «beskjed» eller signal om å gjere dette. Dette skjer m.a. ved hjelp av eit spesielt antistoff, immunoglubulin E (IgE). Dette stoffet skil seg frå dei andre antistoffa ved at det fester seg til cellemembranen hos mastceller og tilsvarande blodceller (basofile kvite blodceller). Årsaka til dette er at det finst spesielle mottakarar (reseptorar) for denne typen immunoglobulin hos desse cellene. Normalt er det mengda med IgE i kroppen svært lita, men hos somme personar vert det produsert betydelege mengder med IgE etter nærkontakt med t.d. pollenkorn, muggsopp, hudflass, husstøvmidd o.l. eller etter inntak av t.d. fisk, egg, mjølk o.l. Det finst ulike typar IgE, dvs. det kan bli produsert ein type som reaksjon på makromolekyl frå burotpollen og ein annan type som reaksjon på makromolekyl frå egg, osv. Hos slike personar vil derfor mastcellene og tilsvarande celler i blodet etter kvart bli heilt dekte med IgE mot det aktuelle makromolekylære stoffet, og kvar gong personen kjem i kontakt med stoffet, vil dette binde seg til IgE på mastcellene. Desse skil så ut histamin og liknande stoff og det oppstår betennelse i området. Betennelsen vil i slike tilfelle vere unødvendig og meiningslaus dvs. det har oppstått ein allergisk reaksjon.

Figur 246. Skjematisk skisse av eit molekyl immunoglobulin E med eit makromolekyl (antigen) frå t.d. burotpollen festa til eine armen. Denne typen IgE har festeområde berre for denne typen makromolekyl, medan andre IgE typar blir knytt til andre typar kroppsframande makromolekyl.

IgE har samme generelle oppbygnad som andre immunoglobulin, dvs. det har Y-form og består av 4 proteinkjedar, 2 lange kjedar og 2 korte. Dei lange kjedane dannar stammen, og delar av kvar arm,medan dei korte kjedane inngår i armane. 4 disulfidband held det heile saman. I tillegg er interne disulfidband årsak til buktar på kjedane. Proteinstrukturen i armane varierer og det kan såleis finnast mange typar IgE. I endeområdet på kvar arm er det festeplass for kroppsframande makromolekyl.

Figur 247. Skjematisk skisse av ei mastcelle fylt med celleblærer. Øverst på figuren er vist Y-forma IgE-molekyl som er festa til cellehinna. Dei svarte kulene som er festa til armane på IgE-molekyla, symboliserer ein type allergiframkallande makromolekyl. Når dei allergiframkallande molekyla har festa seg til IgE på mastcellene, strøymer det kalsiumion (Ca²⁺ ) inn gjennom cellehinna. Dette medfører at celleblærer strøymer mot celleoverflata og tømmer sitt innhald, m.a. histamin, ut i vevsvæska.

Ein mastcelleutløyst allergisk reaksjon i nase og auge vert kalla høysnue og er ein betennelsesreaksjon dvs. ein direkte verknad av histaminutslepp. Høysnue er den mest vanlege allergitypen her i landet. Tilsvarande reaksjon på histaminutslepp i vanleg hud vert kalla elveblest, og skuldast ofte stoff i maten. Medisinar mot høysnue og elveblest har antihistaminverknad.

I somme sjeldne tilfelle kan alle mastcellene i kroppen tømme ut histamin praktisk talt på samme tid, t.d. etter kvepsestikk. Alle blodårane i kroppen vil då utvide seg om lag samtidig, og blodtrykket fell dramatisk (anafylaktisk sjokk) og tilstanden er derfor livstruande.

Ein reknar i dag at det til vanleg er genetiske dvs. arvelege årsaker til at somme personar produserer IgE mot t.d. pollenkorn o.l. Dersom begge foreldra er allergiske er det opp mot 80% sjanse for at eit barn vil få allergiske problem.

Dei fleste typar astma skuldast at mastcellene i luftrørsgreinene tømmer innhaldet i celleblærene ut i vevsvæska. Imidlertid er det ikkje histaminstoffet, men andre stoff i dei samme blærene som her fører til betennelsesreaksjon og muskelsamantrekking i bronkiolane.

Histaminuttømming frå mastcellene i vevet rundt mage-tarmkanalen, fører til muskelsamantrekkingar i denne og dermed rask transport av tarminnhaldet gjennom kanalen. Ein slik reaksjon vert kalla matvareallergi. Dette skjer hos personar som er allergiske mot naturlege eller kunstige stoff i maten. Slike stoff kan også gje hudutslett. Også ein del medikament kan gje allergiske reaksjonar i mage-tarmkanal og/eller hud hos somme personar.

Også lågmolekylære stoff t.d formaldehyd (H₂CO) eller nikkel (Ni) og krom (Cr) kan utløyse allergiske reaksjonar t.d. i hud. Reaksjonen er imidlertid neppe retta mot desse stoffa, men mot huda sine eigne makromolekyl som er blitt kroppsframande pga. at formaldehyd eller dei aktuelle metalla har bunde seg til dei.

I ei rekkje land er allergiske reaksjonar blitt svært store helseproblem i samfunnet Talet på allergikarar her i landet har også auka kraftig i løpet av dei siste tiåra. Særleg er ymse allergitypar blitt vanlege hos barn i dei største byane. Hovudårsaka til dette er truleg forureinande stoff i både uteluft og inneluft. Ein veit i dag at slike stoff bind seg til pollenkorn o.l. og mange pollenallergikarar er neppe allergiske mot sjølve pollenkorna, men mot forureinande stoff som er knytte til slike korn. Her i landet stammar mange av desse stoffa frå bileksosen. Det er truleg at også lågmolekylære stoff i eksos- og fabrikkrøyk, t.d. svoveldioksid (SO₂) og nitrogendioksid (NO₂), er årsak til allergi ved at dei bind seg til protein o.l. i slimhinnene på ein slik måte at immunsystemet oppfattar desse proteina og liknande makromolekylære stoff som kroppsframande. Ein veit også i dag at mange alvorlege sjukdomar i ei rekkje organ t.d. i hjerne, bukspyttkjertel, skjelettmuskulatur og ledd skuldast at immunsystemet går til åttak på kroppen sitt eige vev. Kor vidt forureinande stoff også kan vere involverte her veit ein i dag lite om. Med utgangspunkt i kunnskapane om forureiningsindusert allergi i hud og slimhinner er det imidlertid grunn til å ta slike problemstillingar svært alvorleg.

Hormonsystemet

Hormon er organiske stoff som har til funksjon å stimulere eller hemme aktiviteten i celler og vev. Dei vert transporterte med blodet frå hormonkjertelen til heile kroppen inklusiv det vevet som dei skal påverke. Alle hormonkjertlar er indresekretoriske (endokrine), dvs. dei manglar utførselsgang og kjertelproduktet vert teke direkte opp av blodet i kjertelen.

Hypofysen ligg i hjernesystemet under hypothalamus, i den tyrkiske sadel i kilebeinet. Den leverer i alt 8 hormon til blodet, 6 frå framlappen og 2 frå baklappen. Dei fleste framlapphormona har som funksjon å styre andre endokrine kjertlar i kroppen. Eit unntak er veksthormonet som har til funksjon å stimulere bruskvevet i knokkelvekstskivene til deling og vokster.

Overproduksjon av veksthormon er ein sjeldan tilstand. Dersom overproduksjonen skjer før vekstskivene i rørknoklane er forbeina, blir verknaden kjempevekst. Dersom overproduksjonen skjer etter forbeininga av vekstskivene, fører den ikkje til lengdevekst av rørknoklane, men alle bein i kroppen vert også no svært tjukke, breie og grove.

Figur 248. Antidiuretisk hormon (ADH) er eit protein som er bygd opp av 9 aminosyrer. Dei to cysteinmolekyla i kjeden er bundne saman av ei disulfidbru. Hormonet regulerer utskillinga av vatn i nyrene.

Mangel på veksthormon er betydeleg meir vanleg enn overproduksjon. Verknaden hos barn er dvergvekst. I dag kan imidlertid barna behandlast med kunstige veksthormon. Som oftast gjev ei slik behandling eit godt resultat.

Baklapphormona antidiuretisk hormon (ADH) og oksytosin er omtala høvesvis under tema ekskresjonsorgana og forplanting.

Skjoldkjertelen ligg framfor og på sida av nedre del av strupehovudet. Den produserer hormonet thyroxin, som inneheld eit jodatom per molekyl.

Hormonet regulerer brenninga i cellemitokondria i heile kroppen. Jodmangel fører til at skjoldkjertelen veks.

Tilstrekkeleg jodmengde i maten er såleis eit vilkår for normal thyroxinproduksjon i skjoldkjertelen. Grunnstoffet jod finst først og fremst i havet, og i særleg grad i havorganismar. I eldre tid var jodmangel ukjent langs kysten, men temmeleg vanleg i innlandet i Skandinavia, der mange menneske såleis fekk opphovna skjoldkjertlar. I dag inneheld mjølk og mjølkeprodukt jod, og jodmangel er ikkje lenger noko problem i Skandinavia. Det finst også koksalt som er tilsett jod.

Figur 249. Hormonet tyroksin inneheld 4 jodatom per molekyl. Stoffet regulerer forbrenninga i mitokondria

Forstørring av skjoldkjertelen vert kalla struma og kan ved sida av jodmangel, også skuldast svulstar og betennelse. Skjoldkjertelen produserer også hormonet calcitonin som reduserer kalsiumionmengda i blodet.Det thyroxinproduserande vevet i skjoldkjertelen vert styrt og kontrollert av hypofysehormonet skjoldkjertelstimulerande hormon (thyrotrofin). Når det er lite thyroxin i blodet, sender hypofysen ut thyrotrofin som får skjoldkjertelen til å produsere og sende ut thyroxin. Stor thyroxinmengde i blodet, fører til hemming av det vevet i hypofysen som produserer thyrotrofin, og thyrotrofinmengda i blodet går ned. Dette fører i neste omgang til redusert thyroxinmengde i blodet. Hormonstyringa frå hypofysen skjer såleis ved ein tilbakeverknadmekanime.

Bak skjoldkjertelen ligg 4 biskjoldkjertlar som produserer biskjoldkjertelhormon med funksjon å auke kalsiumionmengda i blodet.

I dei Langerhanske øyane i bukspyttkjertelen vert det produsert 2 hormon: insulin og glukagon som høvesvis reduserer og aukar druesukkermengda i blodet.

Ved sukkersjuke (diabetes mellitus) er druesukkermengda i blodet for høg.

Årsaka til dette er feil i insulinsystemet.

Figur 250. Hormonet insulin er bygd opp av 2 proteinmolekyl som er bundne saman av 2 disulfidbruer. Det er også ei slik bru i det eine proteinmolekylet. Til saman er det hos menneske 51 aminosyrer i insulinmolekylet.

Ved diabetes type I produserer betacellen i dei Langerhanske øyane for lite insulin pga. at cellene er blitt skada av kroppen sitt eige immunforsvar. Denne typen diabetes er arveleg og oppstår hos unge personar. Den vert derfor også kalla ungdomsdiabetes. Om lag 10% av dei som har sukkersjuke, har diabetes type I. Behandlinga er m.a. diett og insulininjeksjon under huda. Insulin er eit protein og kan såleis ikkje takast som tablett.

Ved diabetes type II er betacellen i dei Langerhanske øyane normale og produserer normal mengde insulin. Imidlertid så reagerer cellene rundt om i kroppen ikkje normalt på insulinstoffet. Normalt fører insulinpåverknad på ei kroppscelle til at denne aukar opptaket av druesukker frå vevsvæska. Ved diabetes type II fører insulinpåverknaden berre i liten grad til ei slik stimulering, og druesukkeret som normalt skulle bli teke opp av kroppscellene, vert verande i vevsvæska og blodet og blir til slutt skilt ut gjennom nyrene. Denne typen diabetes rammar først og fremst eldre og overvektige personar, og vert kalla aldersdiabetes. Om lag 90% av dei som har sukkersjuke, har diabetes type II. Sidan insulinproduksjonen til vanleg er normal hos desse pasientane, vert det ikkje gjeve insulin her, men tablettar (antidiabetika) med stoff som betrar insulinverknaden eller som stimulerer insulinproduksjonen. Dessutan er også her diett viktig. Hos overvektige er vektreduksjon av svært stor betydning for behandlingsresultatet.

Binyrene ligg over nyrene. Dei består av ein indre marg og ein ytre bark. I margen vert det produsert adrenalin og noradrenalin, dvs. stresshormon. I barken vert det produsert fleire typar hormon: aldosteron reduserer natriumionutskillinga i nyrer og sveittekjertlar, kortisol (hydrokortison) og liknande hormon regulerer den generelle omforminga av karbohydrat, protein og feitt i kroppsvevet. T.d. stimulerer hydrokortison nedbrytinga av kroppsprotein til aminosyrer, som så blir omforma til lagringssukker (glykogen) i levra. Dette sukkerstoffet kan så omformast til druesukker etter behov og brennast i mitokondria, i staden for det opphavelege karbohydratet i kroppen.. I tillegg reduserer hydrokortison allergi- og betennelsesreaksjonar i kroppen, og stoffet blir brukt medisinsk t.d. i salver for å hemme slike reaksjonar.

Figur 251. Søylediagram som viser normalkonsentrasjonen av ymse hormon i blodet i mg per liter blodplasma hos menneske.

Kjønnskjertlane (testiklar og eggstokkar) og placenta (morkake) er også hormonprodusentar (sjå tema forplanting).

Dei ymse hormona finst berre i ørsmå mengder i blod- og vevsvæska. Likevel har dei ein markert verknad på dei ymse cellegrupper og organ. Generelt oppnår hormona kontakt med cellene ved at dei fester seg til spesielle mottakarprotein (reseptorar) som til vanleg er lokaliserte i cellehinna. Det at eit hormonmolekyl festar seg til mottakarproteinet, fører til at det blir danna eit enzym, adenylat cyclase. Dette enzymet katalyserer så ein kjemisk reaksjon der ATP vert omdanna til syklisk adenosinmonofosfat (syklisk AMP). For kvart molekyl adenylat cyclase kan det t.d. bli danna 100 molekyl syklisk AMP. Sistnemde stoff kan så aktivere eit enzym som vert kalla protein kinase. Her reknar ein at det vert produsert eitt molekyl aktivert protein kinase for kvart molekyl nydanna syklisk AMP. Imidlertid kan aktivert protein kinase katalysere fosfatkopling og dermed aktivering av eit anna enzym som igjen er katalysator for ein annan reaksjon, til vanleg cella eit sekresjonsprodukt. For kvart molekyl protein kinase, kan det t.d. bli produsert 100 fosfattilkopla enzym og kvart av desse kan igjen vere ansvarlege for at det blir produsert 100 molekyl sekresjonsprodukt. Den biologiske meininga med ei slik reaksjonsrekkje er at påverknaden til kvart hormonmolekyl skal bli forsterka i mottakarcella. I døme ovanfor vert såleis påverknaden forsterka 100x100x100 ganger dvs. 1 000 000 ganger. For kvart hormonmolekyl som fester seg til cella, vert det såleis danna 1 000 000 sekresjonsmolekyl. Ved hjelp av slike forsterkingsmekanismar kan såleis sjølv særs låge hormonkonsentrasjonar i blod- og vevsvæske føre til store endringar i dei celler som har mottakararprotein for den aktuelle hormontypen. Celler utan mottakarprotein reagerer ikkje på hormonet.

Forplanting

Det mannlege kjønnshormonet testosteron vert produsert i Leydigs celler i testiklane under påverknad og kontroll av hypofysehormon. Testosteron fører til produksjon og utvikling av sædceller i testiklane. Dessutan fører testosteron til fysisk og psykisk utvikling frå gut til mann.

Det kvinnelege kjønnshormonet østradiol vert produsert i follikkelceller i ovaria (eggstokkane) under påverknad og kontroll av hypofysehormon. Østradiol fører til utvikling av eggceller i ovaria. Hormonet gjev også fysisk og psykisk utvikling frå jente til kvinne.

Kjønnshormona har stimulerande verknad på talgkjertlane i huda. Den forholdsvis store auken i kjønnshormonproduksjonen i puberteten, fører til at mange får betente talgkjertlar og talgkjertelkanalar, særleg i ansiktet, i ungdomsåra.

I første 1,5 veker etter avslutta menstruasjon, får eit follikkelstimulerande hormon (FSH) frå hypofyseframlappen follikkelceller i ovaria til å utvikle seg og produsere østradiol. Dette hormonet gjev m.a. vokster av slimhinna i livmora. Ei eggcelle i eit av ovaria vert mogen og ferdig utvikla i løpet av denne tida, m.a. pga. mogningshormonet LH frå hypofysen. Når det mogne egget er falle ut av ovariet og ned i eggleiaren, vert follikkelvevet til denne cella omforma til ein gul lekam i ovariet. Den gule lekamen produserer både østradiol og progesteron.

Figur 252. Det mannlege kjønnshormonet testosteron er bygd opp frå eit kolesterolskjelett. Også dei kvinnelege kjønnshormona østradiol og progesteron er bygd opp frå eit slikt skjelett.

Progesteron fører til at slimhinna i livmora vert ekstra tjukk og næringsrik, dvs. den blir klargjort til å ta imot eit foster. Omforminga til gul lekam og produksjonen av progesteron skjer under påverknad og kontroll av hypofysehormon, m.a. LH-hormonet. Dersom det ikkje kjem foster til livmora, dør cellene i den gule lekam etter ca. 2 veker etter eggløysinga. Progesteronproduksjonen stansar dermed brått opp, og det aller meste av livmorslimhinna dør, dvs. det oppstår menstruasjon.

Figur 253. Hormonet progesteron er strukturelt svært likt testosteron. Den funksjonelle gruppa (øverst til høgre) er imidlertid ulik hos dei to hormona og dei har derfor også ulik funksjon og verknad.

Ved befrukting trengjer ei sædcelle inn i ei eggcelle. Normalt skjer dette øverst i ein av eggleiarane. Etter ei tid møtest dei 2 cellekjernane og går saman til ein kjerne i den nye cella. Den nye kjernen inneheld 23 arvetrådar frå mora og 23 arvetrådar frå faren. Denne cella er såleis ulik cellene til mora og cellene til faren. Kva for eigenskapar barnet skal få avheng mykje av om arveanlegga (gena) er dominante eller recessive. Celler hos menneske inneheld fleire hundre tusen ulike gen.

Cella deler seg så til 2 nye celler som igjen deler seg osv. Etter nokre dagar er det blitt danna ein kompakt celleklump (morula). Det oppstår så ei stor og ei lita blære i celleklumpen, som derfor aukar sterkt i storleik. Den vert kalla blastula. Sjølve fosteret ligg mellom dei to blærene. Når blastular kjem ned i livmorholrommet, borar den seg inn i livmorslimhinna som på dette stadiet i menstruasjonssyklusen er ekstra tjukk og næringsrik. Det oppstår så eit kontaktvev (morkake) mellom foster og livmorvev, og stoffvekslinga mellom foster og mor skjer gjennom dette vevet i heile svangerskapet.

Dersom den gravide røykjer, drikk alkohol eller brukar narkotika, så får fosteret i seg desse stoffa i store mengder og fødselsvekta blir betydeleg mindre enn normalt. Forsking har vist at i løpet av den tida den gravide røykjer ein sigarett, får fosteret betydeleg endring i hjartefrekvensen og i "pustemåten". Ein reknar at om lag 60 nyfødde barn dør i Norge per år pga. at mora har utsett barnet for nikotin gjennom fosterperioden.

Morkaka er også ein hormonprodusent. Først produserer den hormonet humant choriongonadotropin (HCG) som hindrar at den gule lekamen i ovariet dør dvs. den hindrar at livmorslimhinna dør. (Påvising av HCG hormon i urin viser graviditet). Seinar produserer morkaka sjølv progesteron slik at livmorslimhinna lever og gjev feste for fosteret gjennom heile svangerskapet. Den vidare utvikling av fosteret er ekstremt komplisert. Generelt vert dei organa som fosteret har bruk for tidleg, danna tidleg. Hjarte og blodårar vert såleis danna svært tidleg, det same gjeld stort sett for sentralnervesystemet, medan lunger vert utvikla forholdsvis seint.

Celledelingsfarten hos eit foster er ufatteleg stor. Mykje tyder på at alle nervecellene hos eit menneske vert danna i fosterperioden, og at det i humanfosteret vert danna om lag 200 000 nye nerveceller per minutt. Sidan ekstremt mange celler til ei kvar tid er i delingsfase med oppkrølla arvestoff dvs. kromosom i cellene, er fosteret særs sårbart ovanfor energirik stråling t.d. røntgenstråling og radioaktiv stråling, som kan kutte av og elles skade kromosom.

Fosteret ligg i fostervæske som har støtdempande funksjon. Fostervæska vert halden på plass av fosterhinnene (vasshinne og årehinne).

Ved fødselen får hypofysebaklapphormonet oksytosin livmormuskelaturen til å trekkje seg kraftig saman etter at mormunnen har opna seg. Dette hormonet fører også til at kontraktile celler rundt brystkjertlane hos mora pressar mjølk ut av brystet når barnet ammar.

Ved fødsel som går for seint, kan fødselshjelparen gje den fødande hormonet oksytosin dersom mormunnen er open. Livmormuskulaturen vil då trekkje seg kraftigare samen enn før og eventuelt presse barnet ut av livmora. Stundom blir stoffet også gjeve etter at morkaka (placenta) er pressa ut for å gje kraftig livmormuskelkontraksjon. Ein slik kontraksjon vil klemme av opne blodkar og dermed hindre blodtap.

(Notatside 587-595):

Kapittel 20 Naturmiljø

Naturkjensle er først og fremst evna til å legge merke til detaljer i naturmiljøet, og evna til å kunne oppleve naturen med opne sansar.

Det er viktig at barna får høve til å utvikle og styrke naturkjensla. Dette gjev dei trygg identitetskjensle og kjensle av tilknyting til miljøet. Det gjev dei også ei aktiv og positiv haldning til naturen og forståing for samanhengar i naturen.

I det moderne samfunnet er det særleg viktig å legge forholda til rette slik at barna kan oppleve naturen direkte med eigne sansar, då mange barn får for lite slike røynsler. Barn treng sansestimulering frå dei er heilt små. Den mest allsidige stimulering skjer i naturmiljøet. Naturkjensla vert då skapt og utvikla gjennom naturopplevingar og naturoppdagingar.

Variert sansestimulering

Det er viktig at barna tidleg kjem i kontakt med forskjellige naturmaterial som vatn, sand, jord, leire og snø. Dette styrkjer evna til å kjenne igjen ulike naturgjenstandar. Umedvite lærer barna korleis deira eigen kropp vekselverkar med omgjevnadane. Større barn får størst sansestimulering ved at dei blir tatt med til forskjellige naturområde der dei kan leike fritt. Gjennom leiken vil dei oppdage mange nye ting både i den livlause og levande naturen og få variert sansestimulering gjennom syn, hørsel, hudsans (varme, kulde, lett trykk, stort trykk, smerte), lukt (fleire tusen luktvariantar) og smak (salt, søtt, surt og bittert). Barn som får høve til å utfolde seg på denne måten, får den sansetrening som er nødvendig for ei harmonisk utvikling.

Døme:For dei minste barna: Leike i sandkasse der det er forskjellige naturmaterialar. Krabbe fritt rundt på forskjellige underlag som mjuk mose, eng og fin sand. For dei større barna: Leike på ei opa slette i skogen. Samle kvistar, blad, blomar, konglar, mose, lav, stein, som så blir sorterte. Samtale om naturgjenstandane (umetvite begrepslæring). Gå barbeint på forskjellige underlag som mose, gras, sand, grus, småstein, tørt berg, kvistar, snø. Samtale om korleis det kjennest å gå på desse underlaga.

Ein trygg leikestad

Barna har ein tendens til å søke tilbake til dei same leikestadane. Daglege opplevingar på ein slik stad gjer at dei vert særleg godt kjente der. Dei kjenner igjen naturdetaljar som berg, steinar, stubbar, ymse tre og busker, elvar, dammar, sandgroper og bergholer. Nøyaktig kjennskap til alt som finst innanfor området gjer at barna kjenner seg trygge, og denne tryggleiken er det beste grunnlaget for vidare harmonisk utvikling. Etter kvart blir området utvida og barna gjer nye røynsler. Barna opplever mangfaldet i naturen ved sjølve å vere i den.

Det er viktig for barna at det er ein eller fleire slike varierte leikeplassar i nærleiken av barnehagen. Dei første turane dit kan bli svært slitsame for personalet pga. barna sin virketrong. Men når dei er blitt kjente med området, vil det heile roe seg mykje ned, og ein bør då gjerne gå dit kvar dag når veret er godt nok. Grunneigaren må gje løyve til at området kan brukast som leikeplass (gjeld også for utmark).

Staden der ein bur dei første 10 åra av livet får ein heilt spesiell betydning for alle menneske, og blir på mange måtar den eigentlege heimstaden gjennom heile livet. Dette viser kor viktig stad, natur og omgjevnader er for menneska i denne perioden. Mange vaksne søkjer tilbake til områda der dei leikte som barn, truleg fordi dei vil oppleve kjenslene av tryggleik og livsglede som dei opplevde som barn, og for å få oversikt over sin eigen identitet og utviklingsvegen for personlegdomen.

Utsiktsstad

Barn søkjer ofte oppover i terrenget til frittliggjande stadar. Dei får dermed oversikt. Små barn kjenner ikkje til kart og dei har behov for direkte oversikt over naturen for å få inntrykk av korleis dei forskjellige elementa (berg, stein, treklynger, hus, vegar, dammar, elvar osv.) er plasserte i forhold til kvarandre. Barna får frå slike utsiktspunkt også kjensel av å vere store og mektige. Skrik og høge rop kan vert uttrykk for dette. Synsinntrykka frå utsiktsplassen stimulerer barna sine evner til å tenke i heilskap, og gje dei enkle refleksjonar om den plassen dei sjølve har i denne heilskapen. Dette styrkjer sjølvopplevinga og opplevinga av identitet og virkelegheit.

Dersom det er ein god utsiktsstad i rimeleg avstand frå barnehagen, bør ein gå dit regelmessig med barna, slik at dei kan få oppleve heile landskapet gjennom årstidene.

Tema på utsiktspunktet kan vere:

a) Veret i dag. Samtale der himmel, sol, skydekke, sikt i lufta, nedbør, temperatur osv. blir omtala. (Sansetrening og umedvite omgrepslæring).

b) Tid og stad: Ein samtale om forandringane i naturen som har skjedd sidan sist ein var på utsiktspunktet. (Sansetrening, hugsetrening og umedvite omgrepslæring).

c) Det ein ser frå utsiktspunktet. Det er svært mange synssanseinntrykk på utsiktsstaden. Av pedagogiske omsyn bør ein derfor avgrense sanseinntrykka når ein skal samtale om dei. Ein kan t.d. først sjå på det som ligg i austleg retning, så i sørleg, så i vestleg og så i nordleg retning, med vidare inndeling ved først å sjå på det fjerne og så det nære. Samtale om det ein ser. (Sansestimulering og umedvite omgrepslæring).

d) Det ein høyrer på utsiktsstaden: Barna lyttar etter lydar frå aust, sør, vest og nord, med vidare inndeling i fjerne og nære lydar. Barna bør også lytte etter svært svake lydar. Samtale om det ein høyrer. (Sansestimulering og umedvite omgrepslæring).

Ein kan vidare fotografere på utsiktsstaden. På ruskeversdagar kan barna sjå på desse bilda, saman med gamle bilde frå same staden. Samtale om dei forandringane som har skjedd rundt utsiktsstaden gjennom åra. Gjev barna trening i å sjå seg sjølve og naturen i heilskap. Gjev trening i å oppleve avstand i rom og tid.

Omgrepsdanning

Eit barn på 2 år ser for første gang ein hund og går bort il den og stryk den. Dei vaksne brukar uttrykket "hund". Ved seinar høve når barnet ser hundar, brukar foreldra det same uttrykket. Før eller seinare vil barnet sjølv bruke uttrykket når det ser ein hund. Barnet har då fått danna eit omgrep. Gjennom nye røynsler vert omgrepet klårare og meir eintydig. Barnet vil etter kvart lære å skille hundar frå t.d. kattar og kaninar. Seinare lærer det også å skille mellom forskjellige typar hundar (hunderasar). Barn lærer omgrepa umedvite. For å sikre innlæring av omgrep for grupper av barn kan ein gå fram på følgjande måte:

Konkret oppleving med allsidig sansestimulering

Døme: Fri leik på t.d. ei skogflate slik at barna blir godt kjente og føler seg trygge. Deretter innsamling av kvistar med lauv frå forskjellige tre i skogen.

Sortering og omgrepsinnlæring

Døme: Sortere ut og legge kvistar frå t.d. bjørk i ein haug, og frå t.d. selje i ein haug osv. Barna brukar fleire sansar ved sorteringa dvs. dei ser på bladform, nerveform, bladfarge, kvistfarge osv., kjenner korleis blada er å ta på (glatte, ru, hårete) og luktar dei karakteristiske luktene frå dei ymse blada og frå borken på kvistane. I barnehagen bør dei finaste kvistane bli limte opp på papplater, eitt treslag på kvar plate.

Omgrepsbruk

Døme: Tur til skogen. Ei papplate til kvar barnegruppe, som så skal finne tre i skogen av same art som på plata. Samtale om dei forskjellige trea i skogen, der begrep som tre, lite tre, stort tre, kvist, lys kvist, mørk kvist, blad, lite blad, stort blad, stivt blad, mjukt blad, grønt blad, grått blad, glatt blad, hårete blad, blad med lukt, blad utan lukt, overside, underside osv. kan bli nemnde. Barna skal også få fortalt namna på trea dersom dei spør etter det.

På ruskeversdagar kan så barna bruke bøker med bilde og fortellingar om skogen og trea og dyra der. Ved seinare turar kan ein ta med papplatene igjen og la barna få leike vidare med dette temaet. Opplegget kan utvidast med at barna samlar inn kvistar med lauv frå tre som dei enno ikkje kjenner.

Levande og ikkje levande

Barn i alle aldrar har vanskar med å skille mellom desse to begrepa. Røynslebakgrunnen er her heilt avgjerande for korleis barna forstår desse omgrepa. I barnehagar der dei har hatt terrarium med skrukketroll, svarar til vanleg alle barna at skrukketroll er levande. Årsaka til rett begrepsforståing her, er at barna har mata skrukketrolla og sett at dei har ete, og dei har sett at skrukketrolla har vakse og fått ungar, som igjen har vakse.

Generelt meiner barnehagebarn at ting som rører seg er levande. Dei fleste meiner såleis at luft, skyer, vind, elv, tog, bilar, eld og fjernsyn er levande.

Sidan dei sjølve er levande, blir det ofte begrepet ikkje levande som blir vanskeleg og tungt å lære eller forstå.

Det beste grunnlaget for å utdjupe desse begrepa er at barna får oppleve og leike direkte med levande organismar (dyr, tre, plantar) og med den livlause naturen (vatn, snø, luft, leire sand, steinar osv.).

Frøspiring

Både barn og vaksne er usikre på om plantefrø er levande eller ikkje levande. Svaret er at praktisk talt heile frøet er levande. Frøet består av 2 komponentar: plantefoster og frøkvite. Plantefosteret består i hovudsak av ei lita rot og eitt frøblad (grasartar) eller to frøblad (dei vanlege blomsterplantane). Frøkviten inneheld mykje opplagsnæring i form av stive og\eller feitt saman med dei cellene som har produsert denne næringa. Hos mange artar er det lite frøkvite og det er sjølve frøblada som inneheld opplagsnæringa. Frø frå ville plantar og tre i Norge inneheld om hausten eit spirehemmande stoøff. Dette stoffet hindrar frøa i å spire i mildversperiodar om hausten. Spirande plantar om hausten blir fort drepne på kalde dagar. Det spirehemmande stoffet vert gradvis øydelagt når det er kaldt om vinteren, og er praktisk talt borte når våren kjem. Frøa kan då spire uhemma, og dei har no ein lang vekstsesong framfor seg.

Frøa treng både vatn, varme, oksygen og ofte litt lys for å byrje å spire. Eventuelt lyskrav sikrar at frø langt nede i jorda ikkje spirer, dei ligg for djupt nede i jorda til å nå bakken.

Nøyare gransking har vist at det berre er hos ein del planter t.d. furu, bjørk, revebjølle og timotei at frøa har lyskrav ved spiringa. Hos andre artar t.d. bergflette spirer frøa i mørkret, medan hos andre artar t.d. havre og kveite spirer frøa både i lys og mørkre.

Mange frø frå planter og tre spirer berre om våren og sommaren. Hos slike frø er det innebygde mekanismar som hindrar spiring elles i året. Det finst ei rekkje spirehemmande mekanismar:

1) Frøskalet kan hindre opptak av vatn og oksygen. Slikt opptak kan då først skje når frøskalet er nedbrote av mikroorganismar.

2) Frøet kan ha kjølebehov. Spiring kan her skje berre etter at fuktige frø har vore utsett for låg temperatur t.d 2-5 ° C over ein kortare eller lengre periode. Mange av treslaga t.d. bjørk, lønn, gran og furu har frø med kjølebehov.

3) Spirehemmande stoff t.d kumarin og abscisinsyre kan hindre spiring. Spiring kan då tidlegast skje når desse stoffa er nedbroten eller fjerna frå frøet. Hos ein del frø verkar fleire av faktorane nemde ovanfor samtidig. Bjørkefrø har både tett frøskal, kjølebehov, lysbehov og spirehemmande stoff.

Generelt sikrar spirekrava at frøa spirer berre på den årstida då sjansen for vellukka spiring og vidare utvikling er størst. Imidlertid kan frøa frå eitt og same individ ha noko varierande spirekrav slik at nokre av frøa kan spire i godversperiodar om hausten. Ofte vert desse unge plantene drepne av haustkulden, men dette representerer ikkje nokon fare for arten då dei fleste frøa overvintrar grunne spirekrava og mange gjennomfører vellukka spiring neste vår

Ein del artar har frø som berre har vatn, oksygen og varme som absolutte spirekrav. Dersom desse krava er oppfylte, spirer dei så snart som dei er falt ned på bakken. Selje, vier og osp har denne typen frø. Imidlertid er frøa hos desse treslaga kortliva. Hos selje lever frøa berre i nokre få dagar når spirekrava ikkje er oppfylte, medan dei hos osp lever i nokre veker. Også almefrøa dør etter nokre veker når dei ikkje får høve til å spire.

Meldestokk har 2 slags frø: små og brune frø som spirer om hausten, og større, svarte frø som har kuldekrav og derfor spirer først om våren.

Nokre planter og tre har svært langliva frø. Ein har såleis fått hønsegrasfrø som har lege 300 år i jorda, til å spire. Mykje tyder på at desse frøa hadde spirt sjølv om dei hadde lege t.d. 500 år i jorda.

Generelt startar spiringa ved at plantefosteret produserer eit hormon som får celler i ytre del av frøet til å produsere store mengder enzym av gruppa hydrolase. Desse enzyma spaltar næringa i frøkviten eller frøblada til enkle sambindingar: druesukker, aminosyrer, arvestoffsyrer, feittsyrer og glyserol. Fosteret tek så opp desse næringsstoffa og kan dermed vekse.

Døme: Nedbrytinga av stive under frøspiringa skjer vha. hydrolaseenzym av typen amylase. Eigentleg trengst det 2 amylaseenzym - alfaamylase og betaamylase - for at stive skal bli nedbrote. Alfaamylasen vert produsert under spiringa og den kappar opp greinene på stivemolekylet. Betaamylasen ligg lagra i frøet og kappar opp langkjeden i stivemolekylet når alfaamylasen har fjerna greinene. Ubehandla stive blir blåfarga av jod, stive behandla av alfaamylase dvs. stive utan sidegreiner i molekylet, blir brunrødfarga av jod, medan stive behandla med begge amylasetypane blir nedbrote og gjev dermed ingen fargereaksjon med jod.

Så snart spiren er komen opp av molda, skal den ha godt lys, men mindre varme enn under sjølve spiringa. Lyset er i første omgang nødvendig for at det skal bli produsert klorofyllkorn i plantecellene. Grønfarge i spirene viser at det er blitt laga klorofyll. Når planten har fått klorofyll, startar den opp med fotosyntese, dvs. den lagar druesukker på eiga hand. Av druesukker lagar den alle andre organiske stoff som den treng, t.d. stive, aminosyrer, arvestoffsyrer, feittsyrer, glyserol, cellulose, osv. Spiren må såleis greie seg på eiga hand, då den no har brukt opp opplagsnæringa i frøet.

Dersom planten vert ståande i eit mørkt rom etter at den er kommen opp av molda, held den fram med å vekse raskt oppover utan å utvikle vanlege blad. Den raske veksten er eit forsøk på å nå opp i lyset slik at den kan få produsert klorofyllkorn og starte opp med fotosyntese.

I barnehagen kan ein sette mange typar frø til spiring. Barna kan t.d. finne frø i skogbotnen, t.d. av lønn eller hassel. Dei kan også vere med på å lage til luftig plantejord, t.d. ved at ein blandar godt ein del god skogmold med ein del sand. Generelt bør ein skylle bort fruktsafta på skogsfrø, og deretter tørke dei før såing. Barna kan plante t.d. 3 lønnefrø i kvar blomsterpotte. Frø av lønn spirer svært lett, og minst eitt av frøa i kvar potte spirer. Barna kan t.d. ta dei små lønneplantene med seg heim og plante dei der. Kanskje kan det bli eit minne for livet. Eventuelt kan småtrea plantast i barnehagen, til glede for barna som er der no og for dei som kjem seinare.

Vidare kan dei barna som har interesse for det, eksperimentere vidare ved å så frø frå t.d. kirsebær, plomme, eple, appelsin, grapefrukt, paprika og fersken.

Dyrking av grønnsaker og krydder

Det kan også vere morosamt og lærerikt for barna å stelle i ein kjøkkenhage. Dersom det er ein grønnsakhage, kan dei også få stetta trongen til å smake på plantene. Det er mange grønnsakartar som ein kan plante i ein slik hage t.d. gulrot, kålrot, selleri, rødbete, reddik, kvitkål, rødkål, blomkål, spinat, hagesalat, hagebønner og hageerter.

I ein krydderhage kan ein t.d. så persille, dill, karve, fennikel, karse, purre, gulløk og grasløk. Dei krydderplantane som blir dyrka og brukte i Norge, er først og fremst persille, grasløk, dill og karve.

Persille er det mest brukte krydder i Norge. Det finst to typar persille: rotpersille og kruspersille. Rota av den første vert brukt i supper, medan blada av kruspersille vert brukt som krydder og som pynt på serveringsfat. Begge artane spirer seint.

Grasløk er ei fleirårig plante som er hardfør og lite kravfull. Blada vert brukte rå som krydder. Rik på A- og C vitamin. Lett å dyrke. Karve er ei toårig skjermplante, som også veks vilt i Norge. Karvefrø spirer fort. Blada blir brukte i suppe, karvekålsuppe. Fruktene har sterk aromatisk lukt pga. eteriske oljar. Dei blir brukte som krydder m.a. i ostar og kokte kålrettar.

Karseplanter er lette å dyrke. Dei har skarp, fin smak og vert brukte som krydder eller som pynt på smørbrød.

Mange av krydderplantene kan også dyrkast i potter inne i hus. Elles kan ein ha hardføre stoveplanter, t.d. grønnrennar, og svigermors tunge i barnehagen. Vidare kan stoveplanter av t.d. typane begonia og pelargonia med sine store, vakre blomar, pynte godt opp i barnehagen, og vere med på å gjere det fysiske miljøet trygt og hyggeleg for alle som er der.

Barna må aldri smake på stoveplanter.

Akvarium i skule og barnehage

Eit akvarium kan vere til både nytte og glede for mange av barna i ein skule eller barnehage. Dei får då sjå og oppleve korleis livet i ein dam\innsjø fungerer. Spesielt synest dei at det er interessant og morosamt å sjå på fiskane i akvariet. Dei likar også godt å gje fiskane mat og sjå på at fisken et.

Når ein skal starte opp med eit akvarium, må ein ha kjennskap til ei rekkje tekniske detaljar. Desse finn ein lettast i akvariebøker t.d. Ward, B.: Akvarieleksikon, Schibsted, Oslo, 1987.

Eit akvarium med vatn, dyr og planter, er eit lite økosystem, dvs ei samling av levande og livlause delar som er knytte saman med krinsløp. Det største biologiske problemet som ein står ovanfor når ein skal starte opp eit akvarium, er å få krinsløpa i dette økosystemet til å fungere skikkeleg. I praksis er det berre eit av nitrogenkrinsløpa som kan skape vanskar. Årsaka til desse vanskane er mangelen på nitrittbakteriar og nitratbakteriar i eit nystarta akvarium. Den enklaste og sikraste måten å løyse dette problemet på, er å kjøpe slam frå eit av akvaria i akvariebutikken. I dette slammet er det store mengder av dei to bakterietypane nemnde ovanfor. Dessutan er der andre viktige bakteriar.

Akvariet med sand, slam, plantar, luftpumpe, varmekolbe (24 ° C) og lys, bør stå fullt montert nokre dagar før ein har fisk opp i vatnet. Vanleg lystid per døgn er 12 timar.

Det er no utvikla store mengder bakteriar i sandlaget og desse kan omforme giftig ammoniakk frå fisken til plantenæringssaltet nitrat. Bakteriane dør dersom dei får for lite oksygen. Akvariepumpa må derfor aldri vere slått av meir enn ein halvtime om gongen.

For at eit akvarium skal bli pent må det ha plantar. Fremst bør det vere små plantar, i midtre del middels høge plantar og høge plantar i bakre del. Akvarielysrør gjev rett lystype for fotosyntese, og dei avgjev lite varme. Lyset skal nå heilt ned til botnen. Plantane produserer oksygen under fotosyntesen. Dersom det er lite fisk i vatnet, produserer plantane nok oksygen til både bakteriane og fiskane.

Dei fleste akvarieplantar og akvariefiskar er tropiske organismar, og krev såleis både høg og jamn temperatur. Dette oppnår ein ved å bruke termostatstyrt varmekolbe som ein innstiller på t.d. 24 ° C. Sidan dette er eit elektrisk apparat som skal under vatn , må brukstilvisinga lesast nøye. Barna må ikkje leike med varmekolben.

Når ein skal velge fisk, bør ein studere ei akvariebok på førehand, gjerne saman med barna. Siklidefiskane er både store og fargerike og høver derfor godt i barnehageakvariet. Elles er guppy, platy og gullfisk mykje brukte som akvariefiskar. Spesielt for guppy (Poecilia reticulata) er at dei ikkje legg egg (rogn), men føder levande ungar. Det vil vere interessant for barna å følge med i utviklinga hjå ein guppyfamilie. Observasjonane kan danne grunnlag for samtale om tema forplanting\fødsel.

Ved oppstarting av akvarium støyter ein også på fysiske og kjemiske problem. Posen med nyinnkjøpt fisk skal såleis liggje å flyte i akvarievatnet i 0,5 time før fisken vert sleppt ut i vatnet. Dette skal gjerast for å hindre at fisken får temperatursjokk. Vidare skal ein i løpet av denne halvtimen etappevis skifte ut posevatnet med akvarievatn, slik at det når halvtimen er over er meir akvarievatn i posen enn av det opphavelege vatnet. Dette gjer ein for å hindre kjemisk sjokk, spesielt pH-sjokk for fisken. Trass i dette sikringsopplegget er fisken ofte temmelege utslått den første timen i akvariet. Motstandskrafta mot sjukdomar er redusert, og ikkje sjeldan dør ein del av fiskane. Om fiskane skal trivast avheng i alle høve av om dei blir tekne godt imot av dei andre fiskane i akvariet. Observasjonane kan danne grunnlag for samtale om korleis barna skal vere mot kvarandre og mot framande barn og flyktningar.

Det er mange organismar som trivest i lyst og varmt akvarievatn. Det kan fort bli svært mange sneglar i eit akvarium. Dersom det er mykje lys og næringssalt, blir det sterk grønalgvekst i akvariet. Når det er lite lys og mykje næringssalt, blir det oppblomstring av brunalgar. Algelaget på akvarieglaset kan fjernast med algeskrape. Elles kan algeetande fisk, t.d. black molly vere med på å halde akvariet reint for algar. Sjå elles i akvariebøker om vedlikehald av akvariet, skifting av vatn osv.

Også fiskeparasittar (sopp, flagellatdyr, bakteriar og virus) trivest godt i akvarievatnet. Vanlege sjukdomsteikn på fisken er kvite eller røde flekkar i huda, eventeuelt kvite bomullsliknande vedheng frå huda eller finnar, og at fisken ikkje et, men berre står stille i vatnet. Ofte er alle fiskane av same art smitta. Dersom du vha. handbøker greier å stille rett diagnose, kan sjukdomen kurerast vha. medisin, som du får kjøpt i akvariebutikken. Barna bør vere med på dette arbeidet å sjå korleis utviklinga går.

Observasjonane her kan danne grunnlag for samtale om tema sjukdom\død.

Fiskar som dør, må straks fjernast frå vatnet, då all fisk i akvariet fort kan bli forgifta av nedbrytingsprodukta t.d. ammoniakk frå den døde fisken.