Kvävebrist kan minska skogarnas CO2-upptag

I takt med den globala uppvärmningen och de ökande halterna av koldioxid i atmosfären tycks tillgången på kväve försämras för marklevande växter i naturen, visar en internationell studie som nyligen publicerades i Nature Ecology & Evolution.

– Även om vi lyckas stabilisera halten av koldioxid i atmosfären på en tillräckligt låg nivå för att undvika klimatförändringens allvarligaste konsekvenser, kommer många markekosystem att visa allt tydligare tecken på att det finns för lite kväve i marken, snarare än för mycket, säger Michael Gundale från SLU.

Det här gör det än viktigare att vi lyckas minska våra utsläpp av koldioxid.

För mycket eller för lite kväve?

Planetens gränser är ett begrepp som används ofta i miljödebatten idag. Enligt detta koncept finns det ett antal miljöproblem som vart och ett har ett eget gränsvärde, som inte kan överskridas utan att det uppstår tröskeleffekter som kan leda till oöverskådliga miljöeffekter.

En sådan gräns rör mängden kväve som med människans hjälp förs in i det biologiska kretsloppet, genom till exempel tillverkning av konstgödsel. Kvävets roll i övergödningen av sjöar och vattendrag har uppmärksammats under lång tid, och det anses ofta att planetens gränser när det gäller så kallat reaktivt kväve redan har överskridits.

Bakom studien står 38 forskare i ett internationellt samarbete som har letts av den amerikanske forskaren Joseph Craine. Sverige är representerat genom Michael Gundale från institutionen för skogens ekologi och skötsel vid Sveriges lantbruksuniversitet.

Samtidigt finns det en grundläggande osäkerhet om hur trenden verkligen ser ut när det gäller tillgången på kväve i jordens markekosystem. Halten av koldioxid har ökat med över 40 procent under de senaste 150 åren, vilket har varit positivt för växternas fotosyntes och bör ha ökat deras upptag av kväve från marken. Dessutom kan de längre växtsäsonger som klimatuppvärmningen bäddar för också göra att växternas behov av kväve är större än utbudet i vissa ekosystem.

Historiska bladanalyser visar långsiktig trend
För att få en bild av hur trenden ser ut analyserade forskarna en databas med kemiska undersökningar av blad från hundratals växtarter som hade samlats in från hela världen under åren 1980–2017. Studien bygger på kväveinnehållet i mer än 43 000 prover. Det de fann var en global trend mot minskad tillgång på kväve.

Flertalet markbundna ekosystem, till exempel skog och mark som inte har gödslats, blir mer oligotrofa, vilket innebär att det inte finns tillräckligt med näringsämnen.

– Idag framhålls det ofta att miljön utsätts för alltför stora nedfall av atmosfäriskt kväve, och att det leder till ekologiska problem. Detta är förvisso sant i många områden och miljöer, men nu verkar det som att miljöer som inte är starkt påverkade av kväve-föroreningar börjar drabbas av det motsatta problemet – att klimatförändringen leder till att växternas tillgång på kväve blir alltmer begränsad.

Begränsar skogens roll i klimatarbetet
Enligt artikeln ger den nya studien ytterligare belägg för att skogar inte kommer att kunna binda in så stora mängder kol från atmosfären som många av dagens klimatmodeller förutspår, eftersom skogens tillväxt tycks vara mer begränsad av kvävebrist än man tidigare har trott. Dessa nya insikter tyder på att det är ytterst brådskande att minska utsläppen av koldioxid.

I artikeln nämns också en annan tänkbar följd av att ekosystemen blir mer näringsfattiga: att växternas minskande proteinhalter även påverkar de växtätare som lever där. Detta återstår dock att undersöka.

Michael Gundales roll i studien var att bidra med data från svenska skogsekosystem och att medverka i tolkningen av analyserna.

– Studien visar den globala trenden. Hittills finns det dock inga tydliga belägg för att svenska skogar blir mer kvävebegränsade, men det är något som det behövs grundliga studier om. Samtidigt finns det en ganska färsk studie av norrländska vattendrag som visade att kvävehalterna har sjunkit stadigt under de senaste 30 åren.

Artikeln:
Isotopic evidence for oligotrophication of terrestrial ecosystems. Nature Ecology & Evolution, Vol 2, November 2018, 1735–1744. Joseph M. Craine m.fl. 2018.

Kontakt:
Michael Gundale, forskare. Institutionen för skogens ekologi och skötsel
Sveriges lantbruksuniversitet, Umeå, Michael.Gundale@slu.se

Inlägget Kvävebrist kan minska skogarnas CO2-upptag dök först upp på forskning.se.

Läs mer

Posted in BMI

Cancer inte längre en dödsdom

Ju tidigare en cancer upptäcks desto bättre chans har patienten. Därför lägger också forskare stor kraft vid att hitta olika tumörmarkörer som kan användas vid en cancerdiagnos. Markörerna är ämnen som

Läkemedel med tafamidis saktar ner Skelleftesjukan

– Det är signifikanta skillnader som ger hopp åt många med Skelleftesjukan, säger Kurt Boman, senior professor vid Umeå universitet och kardiolog vid Skellefteå lasarett och en av dem som har hållit i den svenska delen av studien.

Läkemedelssubstansen tafamidis används sedan några år tillbaka i Sverige, på enstaka patienter som har nervpåverkan i benen. Genom denna studie kan man se hur effektiv behandlingen är även på patienter med som har hjärtsvikt och amyloidos (upplagring av proteinklumpar i vävnaden), vilket är vanliga komplikationer vid Skelleftesjukan. Läkemedlet botar inte själva sjukdomen, men minskar hastigheten av skada på hjärtat.

Bättre hälsa efter behandling med tafamidis

I studien har 441 personer från tretton länder deltagit. Den grupp i studien som behandlades med tafamidis hade signifikant lägre dödlighet än en grupp som fick verkningslösa preparat, så kallad placebo. Den absoluta minskningen av risken var mer än 13 procent, vilket i dessa sammanhang är en kraftig minskning. Inläggningar på sjukhus för hjärtkärlsjukdom minskade också tydligt.

Vid en kontroll efter trettio månader klarade gruppen som fick läkemedlet ett gångtest bättre än kontrollgruppen. Testet visar att kroppsfunktionerna försämrades långsammare än om gruppen varit utan behandling. Resultaten visade också att behandlingen verkade vara lika effektiv på patienter som antingen har respektive saknar en speciell genmutation, som tidigare har förknippats med Skelleftesjukan. Biverkningarna av behandlingarna var små, i flera fall mindre än i placebogruppen.

– Med detta som grund planerar vi fortsättningsstudier på fler patienter med hjärtsvikt och amyloidos, säger Kurt Boman.

Tidigare i år har en annan studie visat att andra läkemedel har effekt på patienter där Skellefteåsjukan angriper nervsystemet, medan den nu aktuella studien istället inriktas på patienter där sjukdomen har angripit hjärtat.

Skelleftesjukan, Familjär amyloidos med polyneuropati, är en ärftlig sjukdom där arvsanlaget för hur levern bildar proteinet trastyretin muterar så att proteinet får en onormal struktur och angriper bland annat hjärtmuskel och nerver. Sjukdomen kan leda till flera olika komplikationer som kan vara dödliga, men bara 10 procent av dem som har den ärftliga mutationen utvecklar sjukdomen.

I Sverige har cirka 350 personer Skellefteåsjukan, de flesta i trakterna kring Piteå och Skellefteå. Sjukdomen finns på ett antal vitt skilda platser i världen, bland annat i Brasilien och Japan. Läkemedelssubstansen tafamidis säljs i Sverige under namnet Vyndagel.

Artikel:
Tafamidis Treatment for Patients with Transthyretin Amyloid Cardiomyopathy,

Vissa vedskalbaggar viktigare än andra – för murken ved

Forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) och Linköpings universitet har med hjälp av så kallade mulmholkar utforskat en av ekologins knäckfrågor: hur hänger biologisk mångfald (vedskalbaggar) ihop med funktioner i ekosystemet (nedbrytning av ved).

Inuti ihåliga träd ansamlas mulm som består av lös murken ved blandad med diverse andra saker, till exempel löv och rester av djur. Trädhålen är livsmiljö för många vedskalbaggar och en del av dem bidrar till den fortsatta nedbrytningen eftersom de lever av död ved, äter vedsvampar och gör gångar i ved. Gamla hålträd är en bristvara i landskapet och många arter som lever i dem har minskat i antal och betraktas som hotade. Därför är det här en fråga som är intressant för naturvården.

Holkar fyllda av sågspån och löv

I en studie som nyligen publicerats i Biological Conservation placerade forskarna Laia Mestre, Thomas Ranius och Nicklas Jansson ut konstgjorda hål, så kallade mulmholkar, fyllda av sågspån och löv från ek.

– Det var Nicklas Janssons idé från början. Han och jag satte upp mulmholkar på fritiden för att se om det skulle kunna fungera som en möjlig naturvårdsåtgärd. Det gick bra, många arter kom dit och vi tänkte att det skulle gå att använda mulmholkarna för att göra ett snyggt experiment, berättar Thomas Ranius, professor i ekologi vid SLU.

Holkarna placerades dels inne i ekhagmarker där det var nära till ihåliga ekar, dels utanför där det var cirka 100 meter till närmaste ihåliga ek. Tidigare forskning vid bland annat SLU har visat att det har stor betydelse för vedskalbaggarna hur nära det är mellan lämpliga hålträd. Det beror på att åtminstone vissa av dessa arter sällan sprider sig långa sträckor.

Forskarna följde holkarna i fem år. De inventerade vilka vedskalbaggar som fanns där, mätte hur innehållet i holkarna minskade, och tog fram uppgifter om hur stora skalbaggarna av olika arter är.

Fler arter när en ihålig ek finns nära

Precis som forskarna hade gissat var artrikedomen större i de holkar som var placerade inne i ekhagarna. Där gick också nedbrytningen snabbare fram till det tredje året. Därefter var det ingen skillnad.

– Nedbrytningen gick snabbare i mulmholkar där medelstorleken för alla skalbaggsindivider totalt var större, medan vi inte såg någon effekt av antalet arter eller individer, säger Thomas Ranius.

Inom ekologin diskuteras sambandet mellan biologisk mångfald och ekosystemfunktioner, till exempel nedbrytning. Spelar det någon roll hur många arter som är närvarande eller räcker det med att det finns vissa arter som kan ”göra arbetet”? I det här fallet visade det sig att det spelar roll för nedbrytningen vilka arter som koloniserar snarare än hur många de är. Och de stora arterna, till exempel brun guldbagge, är viktigare för nedbrytningen än de små.

Bra bevara många hålträd nära varandra

– Det här var en rolig studie att göra eftersom det var ett experiment. Annars går vi ofta ut och kartlägger vilka insekter som finns var och drar slutsatser utifrån de mönster vi ser. Men mönstren kan påverkas av många faktorer, varav en del kan vara svåra att mäta och testa effekten av. Men i ett experiment kan man mer bena ut orsakerna till att det blir som det blir och det är ett steg framåt för forskningen om vedinsekter, säger Thomas Ranius.

För naturvårdens del bekräftar resultaten tidigare kunskaper om att det är bättre att bevara många hålträd nära varandra än att satsa på hålträd som står glest utspridda. Också mulmholkarna kan användas inom naturvården – och det gör man redan i dag. Nu finns även mulmlådor som står på marken och är lite lättare att hantera.

– Vi gör ett nytt experiment med mulmlådor nu. Vi vill se om det spelar någon roll för vedskalbaggar om den döda veden finns inne i städer jämfört med utanför, säger Thomas Ranius.

Artikel:
Saproxylic biodiversity and decomposition rate decrease with small-scale isolation of tree hollows, Laia Mestre, Nicklas Jansson, Thomas Ranius

Kontakt:
Professor Thomas Ranius, SLU, thomas.ranius@slu.se, 018-67 23 34

Inlägget Vissa vedskalbaggar viktigare än andra – för murken ved dök först upp på forskning.se.

Läs mer

Ynklig supernova blev dubbel neutronstjärna

Supernova iPTF14gqr upptäcktes från Palomar-observatoriet i Kalifornien för ganska exakt fyra år sedan. Den utmärkte sig inte genom att vara ovanligt ljusstark, utan var tvärtom en ganska futtig smäll som dessutom falnade fort. Nu när analysen av denna stjärnexplosion är färdig menar forskarna att den exploderade stjärnan måste varit osedvanligt avskalad. Dess yttre delar av väte och helium hade redan innan explosionen skalats av, sannolikt genom att en kompanjonstjärna slitit loss dem.

– Det som är spännande i just detta fall är att inte bara den avskalade stjärnan som exploderade bildar en neutronstjärna, utan att även dess kompanjon sannolikt var just en sådan kompakt stjärna, säger Jesper Sollerman, professor i astronomi vid Stockholms universitet.

Dubbla neutronstjärnor har nyligen visat sig vara ytterst intressanta. Sammansmältningen av ett sådant system gav upphov till gravitationsvågor i augusti 2017 som gjorde att astronomer världen över för första gången kunde hitta den synliga motsvarigheten till gravitationsvågskällan. Det var början på gravitationsvågsastronomi och valdes till årets viktigaste genombrott av tidskriften Science år 2017.

Se artikeln Kolliderande neutronstjärnor guldupptäckt för forskare

– När det gäller supernovor som är så kortlivade som iPTF14gqr gäller det att vara snabb. Vårt forskarlag hittade denna strax efter explosion. Vi hade dessutom tillgång till flera stora teleskop, bland annat det Nordiska Optiska Teleskopet på La Palma, som kunde riktas mot supernovan innan den falnade, säger Jesper Sollerman.

Nu är teleskopet på Palomar uppgraderat med en helt ny kamera som börjat ta bilder av stjärnhimlen. Detta nya projekt, Zwicky Transient Facility, kommer med säkerhet att hitta fler av dessa snabba och svaga explosioner. Gravitationsvågsteleskopen LIGO och Virgo börjar åter börja leta gravitationsvågor strax efter jul.

Artikeln:
A hot and fast ultra-stripped supernova that likely formed a compact neutron star binary,