Återuppstånden efter 30,000 år

Silene stenophylla, en så kallad tätbladig nejlika, är en blommande ört som tillhör den stora nejlikfamiljen Caryophyllaceae, som innehåller 88 släkten med ca 2,000 arter. De flesta finns i tempererade områden och medelhavsområdet, och några få i tropikernas bergsområden. I Sverige finns 23 släkten och ungefär 90 arter.

Nu visar det sig att just denna växt har kultiverats med frusna frön från pleistocen, en relativt kall geologisk tidsepok som sträcker sig från 1,65 miljoner till för ca 11,600 år sedan, då jorden värmdes upp efter den senaste istiden. Den moderna människan uppstod i slutet av den pleistocena epoken, vilken arkeologiskt utgör gräns mellan den gamla (paleolitiska) och mellersta (mesolitiska) stenåldern.

Någon gång för 30,000 år sedan samlade en jordekorre istida gräs, frukter och frön, och gömde dem i sin lilla jordhåla på högra stranden av nedre Kolymaflodens sediment i Sibirien. Hålan, stor som en fotboll, hittades år 2007  i ett sedimentskikt hela 38 meter under nuvarande markyta. Ekorrhålan visade sig vara en veritabel skattkammare. Sedimenten var fyllda med is, vilket skapat en frusen och helt tät tidskapsel, totalt isolerad från jordytan. Man fann ben av stora urtidsdäggdjur, till exempel mammut, ullig noshörning, bison, häst och hjort, samt frö av Silene stenophylla, som antagligen bevarats eftersom de frusits ner snabbt och sedan aldrig tinat. Marken i den sibiriska permafrosten överstiger idag aldrig en temperatur över minus 7 grader.

Silene stenophylla är den äldsta planta som någonsin regenererats. Man lät frön gro på ett sterilt näringsmedium, och lyckades få fram livskraftiga plantor som blommade med vita blommor och bildade fertila, livsdugliga frön. Experimentet visar att permafrosten fungerar som en naturlig depå för forntida livsformer, menade de ryska forskarna, som publicerade sina resultat i Proceedings of National Academy of Science, USA.

Svetlana Yashina vid Institutet för Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences, och som leder regenereringsarbetet, menade att den återupplivade växten är väldigt lik sin moderna version, som fortfarande växer i samma område i nordöstra Sibirien. Att studien visar att vävnad kan överleva och bevaras i is i tiotusentals år, har gett de ryska forskarna hopp om att kunna återuppliva helt andra arter.

I en telefonintervju från staden Pushchino, där hennes laboratorium ligger, säger hon:

Det är en mycket livskraftig växt, och den utvecklas riktigt bra. Det är viktigt att fortsätta permafroststudierna på jakt efter äldsta möjliga genetiska pool, alltså liv som hypotetiskt sett försvunnit från jordens yta för länge sedan. Om vi har tur kan vi hitta fryst ekorrvävnad. Och det skulle kunna leda oss hela vägen fram till mammuten.

*    *    *

Kanske dags att gå och frysa lite sperma…?

Standardmodellen

Med anledning av att forskare vid partikelacceleratorn Cern i Schweiz efter 40 års jakt tror sig ha funnit den svårfångade och superlilla Higgspartikeln (även kallad higgsbosonen och Guds partikel), vilket kan vara ett genombrott för fysiken och för vår syn på hur materian är uppbyggd, så tänkte jag i all anspråkslöshet försöka skriva ett inlägg om den så kallade Standardmodellen (mest för att själv lära mig vad den är och innebär).

Enligt Wikipedia så är Standardmodellen en kvantmekanisk teori inom fysiken som beskriver de minsta partiklarna med hjälp av kvantfältteori. Standardmodellen är dock inte heltäckande eftersom den inte innefattar gravitationskraften.

I Standardmodellen är den svaga kraften och den elektromagnetiska kraften en enda kraft (den så kallade elektrosvaga kraften), som dock  delar upp sig i olika krafter vid låga energier, då alla partiklar får massa (Higgsmekanismen). Standardmodellen kan dock inte förklara alla partiklarnas egenskaper, bland annat varför det finns tre familjer med kvarkar och leptoner, och varifrån partiklarnas massa kommer.
Standardmodellen har många fäder, bland annat Lorentztransformationen och Maxwells ekvationer, som beskrevs redan på 1800-talet. 1905 kom Albert Einsteins speciella relativitetsteori (E=mc²), som ledde till en bekrivning av fotonen.  Partikelfysiken fick sitt genombrott med Erwin Schrödingers vågekvation (1926) och Wolfgang Paulis uteslutningsprincip (1926) samt Werner Heisenbergs obestämbarhetsrelation (1927) och Diracekvationen (1928), med flera.

Tack vare vapenrustningen konstruerades partikelaccelleratorer med allt högre energi vilket ledde till upptäckten av en mängd kortlivade, energirika partiklar. På 60-talet insåg man behovet av en modell som kunde systematisera alla dessa observationer, vilket ledde till antagandet att dessa partiklar kunde indelas i tre fundamentala partiklar, så kallade kvarkar. Namnet kommer av nonsensdikten Finnegans Wake av James Joyce:

”Three quarks for Muster Mark!/Sure he hasn’t got much of a bark/And sure any he has it’s all beside the mark.”

Först betraktades kvarkarna mer som en matematisk modell än som verkliga partiklar, men sedan bevisade en rad experiment att kvarkarna var verkliga partiklar, vilket ledde till utvecklingen av Standardmodellen 1970-1973. Alla partiklar och växelverkningar i Standardmodellen har bekräftats experimentellt, utom higgspartikeln.

För elementarpartiklarna gäller våg-partikeldualiteten. Först sågs de bara som en matematisk formulering av kvanttillstånden. Å ena sidan kan partiklarna ses som en våg, men även som en punktformad partikel. Med tiden stod det klart att partiklarna kan betraktas som reella objekt. Men de uppträder också som virtuella partiklar, som avges och upptas inom obestämbarhetsrelationens gränser. Krafter beskrivs med en virtuell växelverkanspartikel som utsänds från en partikel och mottas av en annan, ofta med långt högre energi än någon av de reella partiklarna som deltar i växelverkan. Man räknar med att masslösa virtuella partiklar rör sig med ljusets hastighet.

Standardmodellen är ingen fullständig beskrivning då en rad egenskaper ligger utanför standardmodellens område. Ett viktigt mål inom fysiken är att egenskaperna ska kunna härledas från en grundläggande teori om allt där enskilda lagar, massor, energinivåer etc. bara är specialfall av generella principer och där «detaljer endast kan beräknas om situationen är tillräcklig enkel för att göra ett närmande, vilket sällan är fallet, men där vi ofta ändå i stort sett kan förstå vad som sker» (Richard Feynman).

Man hoppas och tror att det ska finnas en ”teori om allt”, alltså om alla de fyra fundamentala naturkrafter man känner till idag: Stark växelverkan, Svag växelverkan, Elektromagnetisk växelverkan och Gravitation. Stark växelverkan är den kraft som binder samman atomkärnor, Svag växelverkan orsakar β-sönderfall och kan få elementarpartiklar att ändra sort, Elektromagnetisk växelverkan ger upphov till elektriska- och magnetiska krafter, och Gravitationen får saker att falla till marken och är den kraft som dominerar i rymden. Teorin om allt ska alltså besvara de många frågor som Standardmodellen inte kan besvara. Dessutom återstår den så kallade mörka materian att förklara. Kanske leder en eventuell bekräftelse av Higgspartikeln till fler frågor än svar. Så brukar det vara…

Här finns en intressant hemsida om Standardmodellen.

Kärnkraft på avfall eller utan uran

Sveriges kärnkraftverk åldras. De reaktorer som finns idag har en teknisk livslängd på 40-60 år, och enligt Energimyndigheten behöver de svenska reaktorerna inte tas ur drift förrän ”mellan åren 2032 och 2045″. Samtidigt säger de rödgröna klart nej till ny kärnkraft, och man diskuterar att gräva ner vårt kärnavfall i berggrunden till en kostnad av miljarder kronor. Trots det förekommer sonderingar om en ersättning av de uttjänta kärnkraftverken. Frågan är bara vilken teknik man ska välja för framtidens kärnkraft.

Med den fjärde generationens snabba reaktorer kan man utvinna hundra gånger mer energi än med dagens reaktorer – och de ska drivas av det som vi i dag betraktar som bränsleavfall. Dessutom ska en mycket större andel av det uran som bryts i dag kunna användas och lagringstiden ska minska från årtusenden till decennier. Sådana reaktorer kommer inte att vara aktuella för kommersiell drift i Sverige inom de närmaste 20 åren. Men svenska forskare söker just nu finansiering för en testreaktor.

– Vi har precis börjat sondera terrängen. Om vi lyckas göra blyreaktorn ekonomiskt bärkraftig så innebär det en mycket intressant möjlighet för svensk materialindustri, säger Janne Wallenius, professor i reaktorfysik på Kungliga Tekniska Högskolan (KTH).

Ett annat alternativ som framtidens kärnkraftverk är högtemperaturreaktorer, som kan drivas av plutonium eller torium i stället för uran. Om man använder torium som bränsle i finns ingen risk för härdsmälta, säger man. Dessutom finns det torium för flera tusen års förbrukning. Detta är en teknik som Indien kommer att satsa på, eftersom de har mycket mer torium än uran. Det finns ivriga förespråkare för torium även på andra håll. Till dem hör inte Janne Wallenius. Han tycker inte att det finns anledning att satsa på torium som bränsle, eftersom så mycket uran redan är uppgrävt. Uran som innehåller stora mängder oanvänd energi.

– Toriumfans brukar förespråka så kallade smältsaltreaktorer, men de är inte möjliga att få tillstånd för i Europa i dag. I dem är bränslet i smält form i normal drift. Radioaktiva gaser går rakt ut ur reaktorn. Det strider mot säkerhetsfilosofin för modern kärnkraft.

Enligt kärnkraftsforskare är den fjärde generationens reaktorer lika säkra eller säkrare än dagens. Men det finns risker: 1) för radioaktiva utsläpp till miljön vid upparbetningen av bränsleavfallet, och 2) för spridning av kärnvapen i världen, eftersom vissa reaktorer kan drivas på plutonium, och 3) för el-priset, eftersom de nya reaktorerna är mycket dyrare än dagens. Men enligt Janne Wallenius finns goda förutsättningar för att driva fjärde generationens kärnkraft i Sverige.

– Vi har kört lättvattenreaktorer så länge i Sverige nu att vi har tillräckligt bränsleavfall för att starta tio generation 4-reaktorer. Och när de väl är startade går de runt på sitt eget avfall.

*    *    *

Man hoppas verkligen att vi inte ska bygga en förvaringsplats för slutförvaring av det svenska uttjänta kärnbränslet på ett sådant sätt att det blir omöjligt för oss eller våra barnbarn att utnyttja det som en nyttig resurs i framtiden.

Bad timing

Kanadensaren Ralph Steinman dog av bukspottkörtelcancer natten mellan fredag och lördag, 68 år gammal – bara timmar innan beslutet om hans Nobelpris fattades. På måndag förmiddagen när Nobelkommittén beslutade att han skulle få priset, kände den inte till att han redan var död. Vilken dålig timing! Å ena sidan lyckades Ralph Steinman förlänga sitt liv med sin upptäckt kring dendritiska celler, men alltså inte tillräckligt länge. Å andra sidan kommer döden alltid vid fel tillfälle, alltid minst en dag för tidigt.

Ralph Steinman må vara död – men han kvarstår alltså ändå som en av tre pristagare, meddelande  Göran Hansson, Nobelkommitténs sekreterare, under måndagskvällen.

– Man kan i princip inte belöna avlidna. Det här är en mycket unik situation eftersom han gick bort timmarna innan beslutet fattades. Vad vi kan göra nu är bara att beklaga att han inte fick känna glädjen över sina upptäckter. Vi undersöker hur reglerna ser ut. Vi utser ju inte några nya pristagare utan det här är vårt beslut. Hur det sedan blir praktiskt med överlämnande av pris får vi undersöka.

Har Ralph Steinman ändå lyckats lura Döden, eftersom han nu tillhör Nobelpristagarnas odödliga skara? Jag tycker det…

Diamantplaneten

Jag läser i en artikel i SvD att ett forskarteam vid Swinburne University of Technology i Melbourne har upptäckt en himlakropp som troligtvis består av diamant.

I samband med upptäckten av en extremt snabbt roterande neutronstjärna, en pulsar, 4,000 ljusår bort i stjärnbilden Ormen i vår egen galax Vintergatan, fann man även en planet. Variationer i radiovågorna från stjärnan tydde nämligen på att något ”drog” i den. Det som roterade runt stjärnan visade sig att det var en planet med en omloppstid på bara drygt två timmar. Omloppsbanan är därmed mindre än omkretsen av vår sol.

Troligen är planeten kristallina rester av en vit dvärgstjärna, som tappat 99,9 procent av den massa den en gång haft. Allt som återstår är kärnan, som troligen mest består av kol och syre. Planeten har större massa än Jupiter, men nästan 20 gånger Jupiters densitet. Himlakroppens höga täthet tyder på att innehållet måste vara kristalliserat, alltså påminna om en diamant, som är fem gånger så stor som jorden, något som en diamanthandlare skulle benämna tio miljarder biljoner biljoner karat. Vad sägs om det!

Hur den ser ut kan jag inte ens spekulera om. Men jag ser inte bilden framför mig av ett väldigt skinande objekt”, säger Ben Stappers vid universitetet i Manchester.

*    *    *

Vår verklighet är ett mirakel. De finns där runt omkring oss, underverken. Varför hitta på en massa toy stuff när the real thing finns där ute? Det bara är att öppna ögonen.

Insekt sjunger med snoppen

Det finns en liten insekt som lever i europeiska sötvatten, bara 2 millimeter lång. Insekten heter Micronecta scholtzi, och är en så kallad dvärgbuksimmare, och det märkliga med den är att dess locksång till honan dånar som en hel symfoniorkester.

Ett forskarlag bestående av biologer och ljudexperter, spelade in sången under vatten. Lustigt nog skapas dessa otroligt mäktiga toner genom att hanen gnider sin penis mot magen. Inspelningarna gav ett snittvärde på hela 78,9 decibel, vilket kan jämföras med dånet från ett godståg. Toppnoteringen 99,2 decibel är att jämföra med ljudnivån som upplevs på första raden framför en stor orkester.

Trots att sången tappar 99 % av styrkan när det når vattenytan, så uppfattas den tydligt av en människa stående vid vattendraget. Detta gör Micronecta scholtzi till jordens mest högröstade djur – i alla fall mätt i relation till kroppsvolymen.

Älskling, jag vill spela en locksång för dig. Men inte som en dvärgbuksimmare, utan som en humla, och inte med snoppen utan med en violin. Funkade det? För högt?

Igelkott, piggsvin eller picksvin?

Vad är det för skillnad på igelkottar och piggsvin?

Alla vet ju att biologen klassificerar växter och djur så att djur som är lika byggda och kan fortplanta sig med varandra tillhör samma art (ungefär så). Och att arter som är väldigt lika varandra, till exempel skogshare och fälthare, förs samman i släkten. Och att släkten inordnas i familjer.

Familjen hunddjur omfattar ungefär 35 arter, bland annat hund, räv och schakal.  Går vi uppåt i hierarkin kommer vi till ordningar, klasser och stammar. Familjerna hunddjur och kattdjur tillhör ordningen rovdjur, som i sin tur tillhör klassen däggdjur, som ingår i stammen ryggradsdjur.

Den vanliga igelkotten, Erinaceus europaeus, är en av 20 arter i familjen igelkottdjur. Igelkotten är i sin tur en av 6 familjer i ordningen insektsätare.

Piggsvin, Hystrix cristata, tillhör 2 olika familjer, jordpiggsvin och trädpiggsvin. De består i sin tur av 11 respektive 10 arter. Båda familjerna tillhör marsvinsartade gnagare, en av 3 underordningar till ordningen gnagare.

Jämför man arterna igelkott och piggsvin, då hamnar de alltså långt ifrån varandra och möts inte förrän i klassen däggdjur. Eftersom det finns så många olika arter av båda dessa djur är det svårt att generellt beskriva vad som skiljer dem åt. Det är till och med så att det finns en underfamilj igelkottar, råttigelkottar, som saknar taggar.

Var arten picksvin, Porcum membri virilis, ska inordnas i detta sammanhang, det har jag faktiskt ingen aning om. Tvingas man gissa så är de troligen ett däggdjur och rovdjur, att döma av det glupska minspelet (se bild). Man vågar knappt tänka på vad det kan göra med de där pickarna…

Den hedniska midsommaren

Soldyrkan var en vanlig företeelse bland neolitiska folk, framför allt för att de var helt beroende av att få en god skörd. Vissa av de danser och fruktbarhetsriter som man tror förekom vid firandet av solen finns bevarade på våra hällristningar.

Människan har i flera tusen år kunnat bestämma på vilken dag sommarsolståndet skulle inträffa. Detta visar flera stenmonument, till exempel  Stonehenge från 2,500 – 2,000 f.Kr. Idag är forskarna överens om att Stongehenge byggts enligt astronomiska principer. Monumentet är avsiktligt riktat åt nordost, vilket har stor betydelse om man vill faststtälla solstånds- dagjämningstidpunkterna.

Eftersom solen stiger upp i olika geografiska riktningar, måste man mycket noga ha räknat ut Stonehenges riktlinje till just latitud till 51°11′. Uppfattningen att det rör sig om en markering av midsommarsolens uppgång stärkes vid upptäckten av en granne till ”The Heel Stone” (hälstenen). Stenen var ena sidan av en ”solkorridor” som användes för att rama in ljuset från den uppgående solen på midsommardagsmorgonen.

Andra udda teorier om Stonehenge är att det representerade det kvinnliga könsorganet, eller en dator, ja, till och med en utomjordisk landningsplats. Jag har varit där, och jag lovar att jag inte hade en tanke på att det hade något med det första alternativet att göra. Och inte med de andra två heller.

Heta dinosaurier

SR:s Vetenskapsradio presenterar forskning från USA och Tyskland som pekar på att jätteödlornas beteende krävde samma temperaturreglering som däggdjurens. De var alltså inga kallblodiga reptiler, utan varmblodiga, liksom människan och andra däggdjur.

Frågan om dinosaurierna var varm- eller kallblodiga har sysselsatt forskarvärlden sedan 1800-talet. Nu har man undersökt vid vilken temperatur 150 miljoner år gamla dinosauriers tandemalj bildades, och genom en kemisk analys av 11 välbevarade tänder funnit att isotopsammansättningen tyder på att stora skräcködlor hade konstant temperatur på 36-38 grader. Nu återstår bara att undersöka även små dinosaurier så är frågan avgjord.

Varför tvekar de? Självklart var T-Rex varmblodig, till och med het. Klart som korvspad. Kolla bilden! Där tror jag att tempen är uppe i minst 40 grader…