Forløb 5: Genetisk bæredygtighed

Lær om træernes bestøvning - og om deres genetiske bæredygtighed.

Ask i blomst.

Denne artikel er en del af gymnasiematerialet "Pas på træerne - generne forsvinder", der består af 5 undervisningsforløb om danske træer og buske. Artiklen her er det valgfri delforløb, Forløb 5. Se en lærervejledning med oversigt over hele materialet.

Indhold

Klik på det du vil læse. Afsnittene ligger som et langt dokument.

Indledning

Genetisk bæredygtighed
Det er svært at spå – især om fremtiden. Det ved de, der dyrker skov. Træer bliver meget ældre end mennesker, og det er svært at sige, hvilke træer vi skal plante i dag, for at de bedst vil leve op til fremtidens krav.

Omkring år 1800 plantede man f.eks. en masse egetræer i Danmark. Englænderne havde stjålet den danske flåde, og man havde brug for tømmer til at bygge nye krigsskibe. I dag, 200 år senere, er tømmeret klart til brug, men nu har vi ikke mere brug for krigsskibe af egetræ.

Det er ikke kun samfundet, der ændrer sig i løbet af en træ-generation. Vores klima er også ved at forandre sig – og der er ikke enighed om i hvilken retning. Derfor er det svært at finde ud af hvilke træer og buske, vi skal plante i dag. De skal både kunne klare sig i klimaet om hundrede år, og kunne sætte frø, der kan klare sig endnu længere frem. Det eneste skovdyrkere kan gøre, er at sikre, at de buske og træer, man planter, har en ”genetisk madpakke” med, som kan bruges bredt, til lidt af hvert – med andre ord: Vi kan sikre deres genetiske bæredygtighed. 

Det kræver både viden om genetik og bestøvning at sikre den genetiske bæredygtighed. Man skal både passe på de tilpassede genpuljer, vi allerede har – altså de oprindelige økotyper af træer og buske – og samtidig give dem de bedste muligheder for fortsat at udvikle og tilpasse sig. Vi har ikke før haft fokus på den genetiske bæredygtighed – og derfor er der formentlig mange populationer af træer og buske, der ikke er genetisk bæredygtige i Danmark i dag.  

Økotyper af træer og buske forsvinder pga. isolation og opblanding af gener
Det danske landskab er i høj grad skabt af mennesker. Vi dyrker jorden med afgrøder, og skovene med træer, der passer til vores behov. Den vilde skovnatur findes ikke rigtigt, men stikker næsen frem hist og pist som skovbryn, hegn, glemte hjørner af skoven, i naturskov, urørt skov osv. 
 

Højskovdrift i monokultur: Her er ofte kun én etage af træer. Træerne er af samme art, samme alder og højde. Højskoven er hjemsted for mange dyre- og plantearter. Der er dog mange flere arter der er knyttet til skoven, men som kræver mere varierede skovtyper. Tegning: Eva Wulff.
 

Arter og økotyper af træer og buske, der ikke er interessante for skovbrugeren, landmanden eller jægeren – og som derfor ikke bliver plantet og sikret udbredelse via mennesket – risikerer at forsvinde fra landskabet. De populationer, der er tilbage, risikerer at blive genetisk isoleret i landskabet. Hvis en lille population af træer står alene, langt fra deres artsfæller, kan blomsterstøv fra andre træer af samme art ikke nå dem. Det vil svække populationen ved indavl, fordi der ikke kommer nye gener til, og populationen risikerer at forsvinde, fordi den ikke kan tilpasse sig ændringer i miljøet – eller den uddør pga. indavl eller genetisk drift. Populationen er ikke mere overlevelsesdygtig og genetisk bæredygtig. 

Mindst lige så problematisk er det, når der bliver plantet tilfældige udenlandske varianter af arterne, fordi de blander sig med de danske økologiske varianter. Udenlandske økotyper, og danske økotyper af samme art, kan uden problemer bestøve hinanden. Den genetiske opblanding er problematisk, hvis den bliver meget omfattende. Dels fordi der er stor sandsynlighed for, at det blandede afkom vil være mindre tilpasset til vækstforholdene, end de lokale rene økologiske varianter. Men også fordi man risikerer, at de danske varianter går tabt. De er tilpasset landets jordbund og miljø gennem årtusinder, og er derfor i særlig grad robuste under danske forhold. Derudover har de stor både genetisk værdi i sig selv (se leksikonartiklen Biologisk mangfoldighed). 
 

Hvad skal I lave
I forløbet her ser I på, hvordan de oprindelige danske økotyper er i fare – og hvad man fra Skov- og Naturstyrelsens side gør for at bevare dem. Samtidig undersøger I populationer af træer og buske i jeres område for, om de er i fare for at forsvinde.  

I har desværre ikke mulighed for at se om de træer og buske, I undersøger, er oprindelige danske økotyper eller ej, da danske og udenlandske økotyper jo tilhører samme art – og derfor ikke kan skelnes fra hinanden med det blotte øje.

Naturstyrelsens arbejde med at sikrer den genetiske bæredygtighed
Hvordan passer vi på de genpuljer, vi allerede har? Det gør vi ved at sørge for, at de oprindelige træer og buske, der indvandrede til Danmark efter sidste istid, og som har udviklet sig med jordbund og klima igennem 10.000 år, ikke forsvinder og uddør.  

Det er også vigtigt at økotypernes tilpasning til miljøet kan fortsætte i fremtiden. Det kan man sikre ved at sørge for, at der er stor genetisk variation i de populationer af træer og buske man planter i landskabet.

For det første skal man høste frø fra mange enkelttræer af den samme økologiske variant, når man skal lave planter, så den genetiske variation bliver så bred som muligt, indenfor økotypen.

For det andet planter man et stort antal træer indenfor bestøvningsafstand ude i landskabet. På den måde understøtter man den naturlige selektion.
Naturstyrelsen og Center for Skov, Landskab og Planlægning arbejder via "Buskprogrammet" på at skabe balance mellem benyttelse og beskyttelse af genressourcerne, så de økologiske varianter sikres overlevelse på kort sigt, og mulighed for på lang sigt at kunne tilpasse sig nye levevilkår. Desuden er det genetiske materiale til rådighed, hvis man ønsker at bruge det i fremtiden. 
 

Forberedelse

PRAKTISK 

Tid og sted
Planlæg en ekskursion til et skovbryn med mange forskellige arter af træer og buske, eller en anden artsrig biotop, I kender. Ekskursionen skal helst foregå om foråret mens træerne blomstrer. April, maj og juni er oplagte måneder. Sørg for at få lov til at arbejde med træerne i skovbrynet af den der ejer området. Få også lov til at klippe kviste af træer og buske. 

To og to
Del jer op i par. I kommer til at arbejde i par gennem det meste af

forløbet.

Journaler og rapporter
I forløbet kommer I til at holde et mundtligt oplæg. I løbet af jeres arbejde i felt og laboratorium samler I jeres resultater i tre journaler (se Journal 5.1, Journal 5.2 og Journal 5.3 som kopiark i højre margin. Til sidst skriver og afleverer I en rapport.

Genetisk bæredygtighed
Genetisk bæredygtighed kan defineres som en arts eller en økotypes mulighed for at blive ved med at eksistere, og samtidig have mulighed for at udvikle sig med ændringer i det omgivende miljø.

To spor
Forløbet følger to spor, som I kommer til at arbejde med samtidig: 

  1. Træer og buskes blomster og bestøvning
  2. Træer og buskes isolation i landskabet
     

Hunblomst af hassel
Hassel - nøddebusken - har en lillebitte hunblomst. En grøn knop med purpurrøde støvfang. Du kan se den i februar og marts. Hanblomsterne er de lange gule rakler. Foto: Janne Bavnhøj.


FORBEREDELSE I KLASSEN

Forløbet kræver, at I sætter jer godt ind i emnet. Derfor har vi skrevet to baggrundsartikler der kan føre jer ind i problematikken, og give jer en del af de oplysninger, som I kan få brug for. Begynd med at læse dem begge – og diskuter dem med jeres lærer i klassen. Baggrundsartiklerne finder I i Skoven i Skolens Leksikon og her:

Bæredygtighed
Bæredygtighed er defineret som en udnyttelse af jordens ressourcer på en måde, så der skabes balance mellem benyttelse og beskyttelse. Vi skal opfylde vores nuværende behov uden at forringe mulighederne for at opfylde fremtidens behov.

Mere om genetik
For at forberede jer yderligere, kan I også I undersøge følgende grundbegreber:

  • Hvad er evolution?
  • Hvad er naturlig selektion?
  • Hvad er genetisk drift?
  • Hvad er indavl?

Mere om blomster
Hvis I aldrig har set på blomster før, kan det være en god ide at få blomstens grundopbygning på plads ved at kigge på nogle store blomster i klassen – f.eks. tulipaner eller liljer. I kan også bruge diagrammet her til at hitte ud af, hvad der er hvad i en blomst.
 

Diagram af en blomst. Her kan du se hvad man kalder de forskellige dele. Du kan også se frugtanlægget (den hunlige del) og støvbladet (den hanlige del).
Tegning: Eva Wulff.

 

Lindeblomster
Lindetræets blomster. Se de hanlige støvdragere i krans om det hynlige støvfang. Foto: Janne Bavnhøj.

 

Sådan gør I

I SKOVEN: FELTUNDERSØGELSE 1

Undersøg træernes blomster og bestøvning
Om foråret blomstrer skovens træer. Tag ud til et skovbryn, og find blomster fra så mange træer og buske som muligt. De skal så vidt muligt alle undersøges. I arbejder som sagt sammen i par. Hvert par undersøger mindst en art af træer eller buske, og løser følgende opgaver, bl.a. ved at udfylde Journal 5.1. I journalen findes nedenstående beskrivelse også. 

  • Find så vidt muligt både hanblomst og hunblomst eller tvekønnede blomster for hver art.
  • Klip kviste med blomster af træet og læg dem i plastikposer. Mærk posen med artsnavn, tid, sted og gruppe.
  • Tag også billeder af blomsterne med digitalkamera.
  • Sæt jer i skovbunden, og undersøg blomsterne med plantelup og flora.
  • Tegn blomsterne, mens I er i felten, og identificer de hanlige og hunlige dele på jeres tegning.
  • Vis de andre i klassen hvordan blomsterne ser ud på træet, og fortæl dem, hvad I har fundet ud af.
  • Hvis I har tid til overs, så se nøjere på blomsterne fra andre træer og buske, og lær så mange at kende som muligt. I kan bruge hinanden som naturvejledere.
     

 Løn i blomst

Spidsløn blomstrer før træet springer ud. Blomsterne er lysende gule.
Foto: Janne Bavnhøj.

 

I SKOVEN: FELTUNDERSØGELSE 2

Undersøg træarternes isolation i landskabet
En populations overlevelse og udvikling er afhængig af kønnet formering, så nye kombinationer af generne kan opstå og give mulighed for at populationen kan udvikle sig med miljøet. For træer og buske er det nødvendigt, at individer af samme art står så tæt på hinanden, at de kan bestøve hinanden.

Nu skal I undersøge populationer af træ- og buskarter. I skal se på, hvor langt enkelte individer af samme art står fra hinanden. Hvert par kan begynde med at undersøge en af den art, hvis blomster I lige har set på. Noter resultaterne af jeres iagttagelser i Journal 5.2.

Brug Journal 5.2 som guide for jeres undersøgelser, og skriv jeres resultater derind.

  • Vælg et tilfældigt individ af jeres træart, og lad jeres undersøgelser tage udgangspunkt i dette individ.
  • Mål afstanden til de nærmeste artsfæller med meterskridt, og noter den i måleskemaet.
  • Vurder hvor stor populationen af den art I undersøger er (se skema).
  • Vurder om træerne i populationen er af samme alder eller forskellige aldre og generationer (se skema).

Når I har undersøgt jeres egen art, så del de træer og buske, der er i overskud, ud, og lav en tilsvarende undersøgelse for dem. Inddrag også de arter af træer og buske, der ikke blomstrer – og sørg for at arter af træer og buske, der ikke er så talrigt repræsenteret, kommer med i jeres undersøgelse.
 

eg hanblomster
Egen er vindbestøvet. Hanblomsterne hænger mange sammen i rakler. Hunblomsterne er små, og sidder på små skud yderst på grenene. De ligner lidt hassels hunblomst, men har ikke røde støvdragere. Foto: Eva Skytte.

 

PÅ SKOLEN: UNDERSØGELSER I LABORATORIET

Undersøg træ-blomster i laboratoriet
De træblomster I har samlet, kan ikke holde sig særligt længe. Derfor skal I helst kunne undersøge dem i laboratoriet samme dag, som de er plukket. Er det ikke muligt, så sæt kvistene i vand, eller læg dem i køleskab i en plasticpose, og undersøg dem dagen efter. Pres blomster fra hver træart til klassens herbarium. De elever, der har undersøgt en art, er ansvarlige for at få dem presset og gemt. 
 

Plantepresse af to plader, en masse aviser og nogle tunge sten. For neden en plantepresse med vingeskruer. Midt på - et herbarieark. Tegning: Eva Wulff.

I laboratoriet undersøger I blomsterne mere omhyggeligt med stereolup eller mikroskop. Undersøg den art I har arbejdet med ekstra grundigt, og forbered en grundig fremlæggelse for resten af klassen. Brug 5.3 som øvelsesvejledning og noter jeres iagttagelser der.  

I klassen går grupperne videre med undersøgelse af træartens bestøvning og isolation i landskabet, ved at søge viden om hvert enkelt træ på net og i opslagsbøger (se link og litteratur nederst i forløbet).
 

Majtræ
Hæg i blomst. Hægen bliver også kaldt for majtræ, fordi det ofteblomstrer overdådigt i maj. 
Foto: Janne Bavnhøj


PÅ SKOLEN: RAPPORT

Resultater af arternes isolation i landskabet
Når I kommer tilbage fra felten, skal I samle gruppernes resultater fra Journal 5.2 i én tabel, og dele den ud til alle. Tabellen med klassens resultater er basis for den rapport, I skal skrive om træernes isolation i landskabet. 

Her er en tommelfingerregel for bestøvningsafstande:

  • Over bar mark er bestøvningsafstanden højst 500 meter for vindbestøvning og 50 meter for insektbestøvning.
  • Gennem skov er vindbestøvningen nede på 50 meter, mens insekterne nok flyver lige langt, om der er træer eller ej, så deres bestøvningsradius er stadig omkring 50 meter i skoven. 

Til jeres rapportskrivning kan I også få brug for mere viden om arternes bestøvningsbiologi og isolation i landskabet. Brug net og opslagsbøger til at blive klogere. Nederst i forløbet her er henvist til en række kilder.

Rapport
Hver elev skriver en rapport ud fra klassens samlede resultater og de journaler, I har lavet i par. Rapporten bør indeholde følgende:

  • Beskriv kort formålet med den undersøgelse I har gennemført i felten
  • Beskriv hvilke teorier der ligger til grund for jeres undersøgelse
  • Beskriv materialer og metoder I har anvendt
  • Klassens resultater
  • Diskuter resultaterne
  • Konklusion
  • Vedlæg gruppens 3 journaler over udvalgte træarters blomster og bestøvning. Inddrag detaljer fra journalerne hvor det er givtigt.
     

Følgende spørgsmål skal indgå som en del af diskussionen:

  • Hvilke arter vil du vurdere er i fare for at blive isoleret i landskabet?
  • Hvilke hindringer er der for kønnet formering i landskabet?
  • Hvad er problemet ved at arterne bliver isoleret i landskabet?
  • Læs om klimaforandringer, og skriv om hvilke konsekvenser de kan få, for arter der står isolerede i landskabet.
  • Hvorfor er det et specielt problem, når oprindeligt danske varianter af en træart isoleres i landskabet.
  • Hvad gør man i Naturstyrelsen for at sikre de danske varianter?

Kom med en vurdering af følgende spørgsmål, for den art I har undersøgt:

  • Risikerer den indavl eller genetisk drift?
  • Vil den kunne udvikle sig ved naturlig selektion?
  • Hvad vil fremtidens klimaforandringer betyde for arten?
  • Vurdér arternes genetiske bæredygtighed
     

Blomst af kvalkved

Kvalkved er en almindelig busk i Danmark. Dens blomsterstand består af nogle store golde blomster i randen, og små frugtbare blomster i midten. De små blomster er endnu ikke sprunget ud her. Læg mærke til, at de store blomster hverken har støvdragere eller støvfang. Duft som syren.  Foto: Janne Bavnhøj.
 

Link og litteratur

Link

Genbanker

Litteratur
Læs om planters formering og genetik i ”Biologisk Forskning Serie A Bind 4, Forplantning og arv” eller ”Økologi og naturforvaltning”, Carsten Bagge Jensen m.fl., Nucleus, 2003.

Floraer:

  • Gyldendals farveflora, Kirsten Tind, Gyldendal, 2001.
  • Dansk Feltflora, Keld Hansen (red) , Gyldendal
  • Danmarks træer og buske, Peter Friis og Henrik Staun, Politikens Forlag, 2001
  • Træer og buske i landskabet, Helge Vedel, Politikens Forlag, 1958
  • Danske planter – tilpasning og miljø, Thorkild A. Nielsen, Alinea, 1999

Læs mere om materialet i lærervejledningen.

Hvem, hvad, hvor

Fag:Biologi
Klasse:Gymnasium, 7. - 9. klasse
Sted:Skov
Årstid:Forår, Sommer, Efterår

Grej

I SKOVEN: 

  • Grensakse eller dolke til at skære kviste af med (gerne én pr. par)
  • Klare plastikposer
  • Sprit tuscher
  • Små plantelupper (10 x forstørrelse)
  • Papir / Karton
  • Evt. skriveunderlag
  • Blyanter & viskelæder
  • Farver
  • Digitalkamera
  • Evt. plantepresse og aviser
  • Nøgle over træer og buske
  • Træfloraér, gerne én pr. par, f.eks. ”Danmarks træer og buske”, af Peter Friis og Henrik Staun, Politiken eller ”Træer og buske i landskabet”, af Helge Vedel, Politikens Forlag.
  • Journal 5.1, 5.2 og 5.3. Se kopiark nedenfor.

I SKOLEN:

  • Stereolup
  • Evt. mikroskop
  • Dissektionsbestik
  • Tegnegrej
  • Plantepresse
  • Træflora som ovenfor
  • Den store trætabel
  • Biologibog om genetik og populationsbiologi
  • Computer med internetadgang til opslag

Undervisningsmål

Formål for Forløb 5: Genetisk bæredygtighed at eleverne får et gr...
Formål for Forløb 5: Genetisk bæredygtighed
  • at eleverne får et grundkursus i højere planternes bestøvningsbiologi
  • at eleverne introduceres for og undersøger begrebet genetisk bæredygtighed
  • at eleverne bibringes forståelse for, hvad genetisk isolation kan betyde for en arts overlevelse
Forløbet er tiltænkt biologi på A- eller B-niveau i samarbejde med naturgeografi og/eller samfundsfag.

Kolofon

Foto: Søren Fodgaard.

Materialet ”Pas på træerne – generne forsvinder” er udgivet af Skov- og Naturstyrelsen, Statsskovenes Planteavlsstation i 2005. Målgruppen er gymnasiernes biologiundervisning, men folkeskolens ældste klasser kan også bruge udvalgte dele. Se en oversigt over hele materialet.

"Pas på træerne - generne forsvinder" er udarbejdet af Malene Bendix, der er projektkoordinator for Skoven i Skolen, cand scient i biologi og lærerbogsforfatter.

Materialet er udarbejdet i samarbejde med fuldmægtig Kirsten Thomsen, Skov- og Naturstyrelsen, Statsskovenes Planteavlsstation og lektor Jørgen Brink Hansen, Høje Tåstrup Amtsgymnasium.

 

Kommentarer