Hermods biologi 1 uppdrag 2

 Fråga 1

Den biologiska mångfalden är hotad. När en växt- eller djurart försvinner, kan det få vidsträckta konsekvenser. ”Redogör för dessa vidsträckta konsekvenser samt vad som hotar den biologiska mångfalden”. Försök hitta ett men gärna flera bra exempel som visar vad som kan ske. OBS! Skriver du exempel från boken ligger du på översiktlig nivå i ditt svar. Försök komma på egna exempel för högre nivåer. Svar: Biologisk mångfald definieras enligt Nationalencyklopedin (NE) “Genetisk variation inom arter samt mångfalden av ekosystem”. Alltså variationen mellan alla arter och grupperingarna inom alla ursprung, även variationen mellan olika habitat. Det omfattar alltså genetisk mångfald, mångfald av arter och mångfald av ekosystem. Vissa arter behöver specifika miljöer för att kunna leva i. Skulle det bli en miljöförändring påverkas givetvis även arten som är i behov av den miljön som försvunnit. Med tiden förlorar man denna art helt. Det finns en hel del utrotade djur till många olika anledningar men en viss art som har påverkats av miljöförändringen är exempelvis isbjörnar och havssköldpaddor. Detta pga en temperaturförändring och skillnad i klimatet som påverkar deras miljö. Tigrar är i en stor riskzon pga tjuvjakt, den stigande folkmängden men även klimatförändringen. Det som händer är att ozonskiktet förstörs, en försurning och övergödning sker. Oftast är det människan som är ett hot mot den biologiska mångfalden via våra aktiviteter som jordbruk, skogsbruk eller vägbyggen tex. Anledningar till att den biologiska mångfalden är så viktig att bevara finns det många av. Detta då vi är beroende av varandra, ekosystemens tjänster och olika arter behövs för att vårt ekosystem ska fungera. Ju mer vi förstör för naturen och djuren, ju mer vi förstör för oss själva. Ekosystemets tjänster är många men exempel på dessa är pollinering, nedbrytning och omsättning av näringsämnen, fröspridning, produktion av biomassa och kontroll av skadegörare. Det finns som sagt flera skäl till att den biologiska mångfalden är så viktig men de fyra allra viktigaste är de fyra “E” skälen. Dessa innefattar bl.a. etiska skäl vilket innebär att vi som människor har ingen rätt till att utrota andra organismer och att varje art har ett värde för sig själv. Det andra “E” skälet är de ekologiska skälen som innebär att balansen i ett ekosystem rubbas om en eller flera arter försvinner. Vi har även ekonomiska skäl som handlar om människans behov, vad jag menar med det är tex näring och syre, dessa behöver vi för att kunna leva. Ekonomiska skäl handlar också om ekonomiska grenar som behöver en biologisk mångfald (jaga, fiska, turism, bärplockning). Sist har vi de estetiska skälen att naturen har ett skönhetsvärde, rekreation och upplevelser. Vad är det som händer när den biologiska mångfalden rubbas? Jo som tidigare nämnt handlar detta om att hela ekosystemet påverkas negativt och med tiden påverkas alla arter, kortfattat så hålls naturen ihop av dessa. Den kan rubbas på flera olika sätt men oavsett kan det leda till isolering av grupper av arter och det blir som öar av habitat i  naturen. När arter isoleras från varandra kan de inte träffas och paras med varandra eller enbart para sig med individer i sin egna art vilket leder till inavel (en grupp av individer riskerar att få tydliga genetiska effekter). Detta är ett exempel på den svenska vargen som är så pass inavlad att man diskuterat att ta in vargar från andra skandinaviska länder för att försöka utöka de genetiken. Detta rovdjur är en grundläggande pelare för ekosystemet i deras miljö. Vargens matrester är otroligt viktiga för andra djur (många). Det finns forskning som visat att gnagare, mindre rovdjur och träd skulle påverkas negativt om de utrotades. Ett riktigt bra exempel är att vargen äter framförallt älgar som skadar en massa träd varje år. Som sagt är exempelvis vi människor i behov av dem. Kom ihåg att varje enskild art har sin specifika roll. Ett annat exempel på konsekvenser av en rubbning av den biologiska mångfalden är pollinering av växter som bin och humlor har som uppgift när går från blomma till blomma och bär på pollen som flyttas. Detta för att växterna ska kunna befruktas. Skulle bin och humlor inte finnas påverkas växterna som i sin tur har en stor påverkan på oss människor och djur. (Förklarat i uppdrag 1) Ett sista exempel är myggan som vi människor oftast tycker är jobbiga. Tro det eller ej men de är väldigt viktiga för naturen. Myggor är faktiskt viktig näring för många arter då de är ett byte för andra organismer som fåglar, spindlar och insekter. Myggor ger även näring till fiskar som larver men hjälper också till med pollinering. Det skulle ge ett hål i den ekologiska näringsväven.

Fråga 2 a)

Beskriv proteinsyntesen i våra celler från DNA till färdigt protein. b) ”Beskriv en metod som man använder för att skapa en transgen bakterie. Sök fakta på internet och ange dina källor samt källkritik!”. För ett utförligt svar ska du hänvisa och utgå från ditt svar i a. Svar på fråga (A): Proteinsyntesen handlar om hur cellen bygger protein för att sedan använda det. Alla celler i vår kropp behöver protein. Proteiner är byggda av aminosyror vilket innebär att denna process handlar om att sätta ihop aminosyrorna i en rätt ordning som sedan ska bilda ett protein. Hela processen är en del av vad som kallas för central dogma som utförs i 3 olika steg, replikation, transkription och translation. Denna process sker i cellkärnan. Replikation är då det första steget där DNA kopierar sig själv med hjälp av polymeras, helikas, hjälp proteiner, primas då den ena DNA strängen är en mall för den andra. Detta sker via en en kod där dessa strängar gjorda av socker-fosfat är bundna till olika kvävebaser. Den ena strängen har kvävebaserna Adenin (A) och Cytosin (C) som binds till den andra strängens kvävebaser Tymin (T) och Guanin (G). Nästa steg är transkription och är den första delen av just proteinsyntesen. Här skrivs informationen i DNA om till RNA då ett stort protein komplex (RNA polymeras) binder till DNA molekylen och det bildas en transkriptions bubbla. MRNA bildas även i detta steg och sekvensen av kedjan är precis likadan som DNAs kedja bara att kvävebasen Uracil (U) byter ut Tymin. Nukleotiderna i cellkärnan/cytoplasman bygger sedan ihop RNA (aktörer med olika uppgifter: tRNA och mRNA). mRNA är den aktören som bär på själva informationen, tRNA bär på aminosyror. Translation är det sista steget där proteinet bildas. Här översätts informationen från mRNA (messenger) till protein via ribosomer som består av rRNA och proteiner. I ribosomer binds ihop aminosyrorna till ett protein via tRNA som bär på antikodon som parar ihop sig med kodonet på mRNA. Kodonet är omfattar 3 kvävebaser och det finns en unik tRNA molekyl för varje aminosyra. Just detta sker i ribosomernas lilla subenhet. Ribosomens stora subenhet binder sedan in till den detta komplex. I ribosomerna finns det 3 platser som rymmer varsin mRNA triplett (3 kvävebaser) kallade A, P och E- platsen. En för aminosyror, en för proteiner och den sista står för “exit”. I denna rör sig tripletterna och bildar ett protein. Det är mRNA som bestämmer ordningen av aminosyrorna som i sin tur leder till olika protein som tex kollagen. 

Svar på fråga (B)

En transgen organism innebär att en organism (växter, djur eller bakterier) som har på konstlad väg (i ett laboratorium) fått en annans organisms DNA i sig. Genetiskt modifierad organism, GMO, transgen organism, organism som har en eller flera främmande gener tillförda med hjälp av genteknik. (1) Just när det kommer till bakterier kan man använda dem för ett fler antal saker. Oftast använder man bakterier för att skapa proteiner och har en bakterie fått en gen från en människa så kan man bilda mänskliga proteiner och använda dom inom medicinering (ex: antibiotika eller C-vitamin). Man kan även använda modifierade bakterier för att skapa sötningsmedel, konserveringsmedel, aminosyror, färgämnet indigo eller alkohol som man sedan kan använda till bränsle för bilar. Skulle man använda dem för alkohol eller ämnen som kan skapa miljöföroreningar lägget man till andra gener. Enligt boken “Biologi 1” sida 186 skapar man tillväxthormon och insulin på detta sätt idag. Man kan skapa en genetisk modifierad organism på flera olika sätt men de 2 vanligaste sätten är att införa en DNA-sekvens i ett bakteriofag-virus som sedan får infektera bakterien och injicera DNA:t varefter det klipps in i bakteriens kromosom. Ett annat sätt är att klippa in DNA-sekvensen i en plasmid och sedan låta bakterien ta upp plasmiden, vilket är det jag tänkte gå lite djupare och berätta om. Man hittar en gen och renar up DNA. Därefter börjar man analysera detta genom att klippa DNA molekylerna i små bitar med hjälp av enzymer (restriktionsenzymer) som klipper på specifika ställen. När man har klippt molekylerna i små bitar behöver man sortera dem för att sedan kopiera upp det utvalda DNA med hjälp av PCR (polymerase chain reaction) (2-3-4-studieguide 2). Efter detta steg gör man en transformation från DNA till en bakterie då man först klipper upp plasmiderna (extra DNA) som finns i bakterien med hjälp av samma enzym. Därefter tillsätter man DNA (från PCR reaktionen) i plasmiden och klistrar sedan fast plasmiden igen med hjälp av en annan enzym som kallas för “Ligaser”. På detta sätt bildas en plasmid med vårt DNA som bakterien sedan tar upp (transformeras) med hjälp av ett ämne som plasmiderna producerar för att kunna tränga sig in i cellmembranet. Den bakterien som tar upp plasmiden är den man väljer ut för att sedan kunna föröka sig. Bakterier förökar sig genom att dela sig (fission) till 2 celler genom replikation som sedan delar sig i 2. Det blir till slut 4 celler där 2 av dom är likadana. Referenslista till svar 2b: 1) https://www.ne.se/uppslagsverk/encyklopedi/l%C3%A5ng/genetiskt-modifiera d-organism 2) https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zqqs2nb/revision/2 3) https://sites.google.com/a/edubuzz.org/nat5biopl/unit-1-cell-biology/6-geneticengineering 4) https://www.abpischools.org.uk/topic/genetic-engineering/3/1

 Fråga 3

Klimatförändringar är ett av vår tids stora miljöproblem. En av orsakerna till problemet är utsläpp av växthusgasen koldioxid. Redogör för hur en ökad koldioxidhalt och ett ändrat klimat påverkar ekosystem, biologisk mångfald och ekosystemens resurser. Du kan med fördel hänvisa till fråga 1. OBS! Du ska alltså inte beskriva hur koldioxid och andra gaser (ökad växthuseffekt) ändrar klimatet. Svar: Som tidigare nämnt påverkar klimatet den biologiska mångfalden otroligt mycket på flera olika sätt. Men den påverkar även ekosystemen och ekosystemens resurser. Ett ekosystem definieras som ett område i naturen med en massa populationer (olika samhällen). Ett ekosystem är även alla levande varelser i ett visst område. Det finns många faktorer som baserar vad det är för specifika organismer som kan leva i samma område, ett exempel på dessa är ljus. Vissa arter kräver ljus för att kunna leva och tvärtom. Andra arter kräver mörker. Ett annat exempel är nederbörd (+väder i allmänhet). Förutom att mängden ab nederbörden ändras så förändras även fördelningen av denna. Eftersom att fördelningen påverkas innebär detta att det kan bli torrare på vissa ställen än vad det egentligen ska vara som tex i afrika söder om sahara. Torrheten försämrar tillgången på livsmedel. Samt tvärt om mer nederbörd, större skördar och ökad skogstillväxt på andra platser. Fler exempel på faktorer som specificerar ekosystemen är berggrund, jordmån och temperatur. Alla dessa kallas för abiotiska faktorer, vilket innebär att det är icke levande faktorer. Det finns även biotiska faktorer och dessa är exempelvis konsumenter, producenter och destruenter. Ekosystemens resurser är dess varor (ex: mat, vatten, bränsle och trä) och tjänster (ex: pollinering, jordmånsbildning, återvinning och luftrengöring). Dessa brukar delas upp i fyra olika kategorier, försörjningstjänster (mat, trä, bränsle), reglerande tjänster (pollinering, kontroll av klimat, gödning), kulturella tjänster (innefattar estetiska värden till upplevelser/reaktion) och stödjande tjänster (ozonskiktets skydd, fotosyntes och närsalternas kretslopp). Alla dessa tjänster påverkas av en ökad växthuseffekt och klimatförändring. Jorden släpper igenom den kortvågiga strålningen från solen så att den når jordytan men absorberar delar av den långvågiga värmestrålningen från jorden. Gaserna vi släpper ut ökar instrålningen av UV-ljus från solen. Blir det en förändring i tjänsterna och faktorerna som påverkar områdets natur så påverkas därmed organismerna i samhället. Påverkas organismerna i samhället så påverkas därefter den biologiska mångfalden. Allt hör liksom ihop. Exempel: Ökat utsläpp av koldioxid och andra gaser leder till en ökad växthuseffekt då gaser ökar i atmosfären och stannar kvar vid jordytan. På grund av detta stiger temperaturen och klimatet förändras. Om klimatet ändras och temperaturen stiger så blir det varmare tex och stora landsisar smälter (uppvärmning). Det är här det påverkar ekosystemet. Naturkapitalen förstörs eller i alla fall ändras och naturen i ett specifikt område blir icke passande. I detta fall kommer det exempelvis att påverka de djur i det området som tex isbjörnarna i antarktis. Där har det skett en stor uttunning av ozonskiktet. Dessa ligger högst upp i näringskedjan vilket innebär att allt som rör isbjörnarna rör även alla andra i området och hela näringskedjan. (Den biologiska mångfalden påverkas). Skulle den biologiska mångfalden påverkas pga detta så är det ett ekologiskt skäl till förändringen. Även det vi lever i, människan, vi har ett ekosystem som kan förstöras om den här isen som jag tidigare nämnde smälter då vattennivån i havet ökar. Detta leder till övergödning och försurning. Både luft och havsströmmar påverkas. Som i föregående uppdrag nämnde jag att den ökade koldioxidhalten även påverkade fotosyntes vilket också har med detta att göra då fotosyntesen i biomassan som växer och gror genom den. Biobränslen (förnybara) produceras av biomassa påverkas negativt om biomassan är förminskad. Biobränslen kan då inte återvinnas för att vi ska kunna använda det. Förutom att växthuseffekten påverkar temperaturen skadar den ozon skyddet. Ozonet har som funktion att filtrera solens skadliga ultravioletta strålning. Utan ozon finns det inget landliv. En förändrad strålning kan i sin tur påverka ekosystemen. Den skulle kunna minska skördar och störningar i näringskedjan i havet.