Alla inlägg av Angela Oker-Blom

Frisk jord med hjälp av svampar

Frisk, levande jord som kryllar av organismer är en förutsättning för all växtlighet på vår jord. Svampmycel är ett nytt, smart och miljövänligt sätt att rena förorenad mark och avloppsvatten på.
– Svampar har stor potential, säger Marja Tuomela, forskare i miljömikrobiologi vid Helsingfors universitet.

Gifter och tungmetaller som hamnat i jorden sprider sig i naturen och sipprar på sikt ut i vattendragen där de upptas av organismer, växter och djur och transporteras uppåt i näringskedjan. Marksanering har därför en grundläggande prioritet.

Svampar, som tillhör ett eget rike bland livsformerna, bryter ner organismer till mull och fungerar som naturens egna renhållningsverk.

Jag söker upp Marja Tuomela, doktor i miljömikrobiologi vid Helsingfors universitets Biocenter i Vik. Tuomela har forskat i möjligheten att använda svampar för att att rena kontaminerad mark och avloppsvatten.

– Svampar har stor potential, berättar Tuomela. Obba rivulosa är en vitt utbredd men ändå sällsynt svampart som förekommer på det nordliga halvklotet. Den har kartlagts minutiöst för att bättre förstå hur svampen bryter ner trä. Arten är fridlyst. Det största hotet utgörs av modernt skogsbruk. De exemplar vi arbetat med tillvaratogs redan på 1990-talet.

Svårt få finansiering

Tuomela berättar om fältprojektet Pima-Fun. Metoden testades under två och ett halvt år med jord från en övergiven såg. Projektet var ett samarbete mellan Helsingfors universitet, Tekniska högskolan och Finska miljöinstitutet. Flera företag deltog också i projektet. Metodens fader, Kari Steffen, utvecklade patentet som sedan såldes till en samarbetspartner, Ekokem.

– Metoden fungerar, säger Tuomela. Det betydelsefulla är att man inte behöver gräva bort några jordskikt. Behållare med förångad bark ympas med svampmycel och grävs ner i jorden. Där förökar sig mycelet, sprids och verkar som transportleder för en mängd enzymer, som har förmågan att bryta ner skadliga föreningar till ofarliga beståndsdelar.

Problemet för all forskning är finansiering på mellanstadiet, berättar Tuomela.

– Laboratorieförsök understöds, men när nödvändiga test i större skala ska utföras är svaret ofta att laboratorieforskning redan har gjorts. Nu när Tekes och FinnPro har gått ihop till Business Finland kommer det att bli ännu svårare. Endast projekt som siktar på export understöds.

– Det är trots allt en liten landvinning att man nu har börjat främja marksanering på platsen, fortsätter Tuomela. Regeringen har startat ett spetsprojekt i NMT-centralens regi.

Bionautit, ett fristående forskarkooperativ som erbjuder expertis och konsulttjänster i biologi och mikrobiologi, är också med på ett hörn.

– Jag önskar att man snabbt övergår till mindre brutala metoder än att mekaniskt flytta kontaminerad jord till avfallsdeponier, det är en föråldrad teknik. Deponier kräver ständig tillsyn. Efterbehandlingen med förbränning vid temperaturer på över 1000 grader är energikrävande och transporterna belastar miljön ytterligare, säger Tuomela.

Djärva företagare behövs

Blånadsvamp, eller blårötesvamp, används redan i träindustrin som ett naturligt färgämne. Det är en svamp som utnyttjar endast kåda som näring.

Träindustrin använder en naturlig färglös mutation för att avlägsna kåda från virke på ett miljövänligt sätt.

– Metoden är ett värdefullt verktyg när det gäller att rensa hormonhärmare och läkemedelsrester ur avloppsvatten för att kunna kompostera sörjan till mull. Den kan också användas för att minska mängden kemiska gödselmedel i jordbruket.

Färgämnen är en stor miljöbelastning inom textilindustrin i Asien. Fotografier av floder som slingrar sig genom landskapet i säsongens modefärg, visar behovet att åtgärda utsläppen. Enligt Tuomela är det lätt att använda reningsfilter med svampmassa, som bryter ner färgerna, innan vattnet förs ut i vattendragen.

– Jag är förvånad över att tekniken inte redan tagits i bruk, säger hon.

Brist på finansiering, djärva företagare och misstänksamhet mot nya metoder gör att det inte alltid är lätt att omsätta högklassig forskning i kommersiellt bruk, trots fungerande och briljanta idéer.

Angela Oker-Blom

Eldflugslampor, spindelsilke och svampskor

eller 3,8 miljarder år av naturlig produktutveckling

Vi har mera samlad kunskap än någonsin tidigare i världshistorien. Samtidigt utnyttjar vi planetens resurser i en takt som hotar själva grunden för de ekologiska system som håller oss vid liv. Biomimik kan vara svaret vi söker för att vända utvecklingen mot en hållbarare värld. En värld som fungerar på planetens villkor.

Janine Benyus är amerikansk biolog, innovationskonsult och vetenskapsförfattare. Boken Biomimicry: Innovation inspired by Nature, utkom 1997. Termen biomimicry, på svenska används både biomimik och biomimetik, kommer från grekiskans bios liv och mimesis att imitera. Biomimik innebär att utforska och efterlikna naturens mönster och strategier för att skapa hållbara lösningar för framtiden. Idag är biomimik en tvärvetenskaplig metod som omfattar alla kunskapsområden.

Vi är omgivna av naturens genialitet, säger Benyus, i en av många TED-föreläsningar som kan ses på nätet. När vi söker efter någonting som är genuint hållbart är naturens värld den enda modell som har fungerat under en längre tidsperiod. Naturen är den fulländade designern, ingenjören, kemisten och fysikern. Det kännetecknande för livets egna lösningar är att de är eleganta, effektiva och på samma gång resurs- och energisnåla. Biomassa som byggs upp bryts ner och återanvänds i nya former i ett ständigt kretslopp. Naturen smutsar aldrig sitt eget bo. Det är just de här egenskaperna världen letar efter. Att studera naturens mekanismer är som att titta in i ett avancerat forskningslaboratorium med produktutveckling som testats under 3,8 miljarder år.

Människor har i tusentals år sökt inspiration i naturen för att underlätta vardagen och förbättra sina livsvillkor. Det nya är att systematiskt kartlägga biologiska strategier och inspirerande idéer på ett sätt som hjälper formgivare och innovatörer att hitta värdefull information. Benyus grundade organisationerna Biomimicry institute, Biomimicry 3,8 och Biomimicry Guild för att göra informationen tillgänglig över fackgränserna. Hennes kanske viktigaste insats är webbtjänsten asknature.org. Vem som helst kan logga in och få svar på hur naturen har löst ett specifikt problem som man för tillfället söker svar på. Eftersom tjänsten är offentlig och öppen för alla blir det också svårare för enskilda företag att kapa och patentera sådana metoder som tillhör själva livet och måste vara åtkomliga för alla.

Benyus kan vara startskottet för biomimikens segertåg på samma sätt som Rachel Carsons bok Tyst Vår ledde till den moderna miljörörelsen. När kreativa biologer, designers, tekniker och vetenskapsmän samlas runt samma bord för att utveckla en produkt eller söka efter lösningar på existerande problem, blir resultaten inte bara nyskapande men också fascinerande. Samarbete har blivit önskvärt. Man rör sig över gränserna och kombinerar kunskapsområden.

Naturens egna arkitekter

Arkitekturen är en av de branscher som snabbt insåg den nya trendens möjligheter.

Naturens former och funktioner ger en uppsjö sinnrika och raffinerade lösningar på vardagsproblem. Inspiration från naturen tillfredsställer naturen och samtidigt människor och samhällen. En win-win- situation.

Den engelska arkitekten Michael Pawlyn är en av de främsta förespråkarna för biomimisk arkitektur. När ett företag planerar ett kontor rekommenderar Pawlyn former ur växtriket  kombinerade med ultralätta konstruktioner härledda ur skelettets modeller. Hållfastheten kommer av att man omdistribuerar materialet med omväxlande robusta partier och håligheter. Håligheterna fungerar som kanaler för luftflödet. Överraskande former och reflekterande ytor maximerar ljusflödet så att det når ner till de lägsta våningarna. Sparsam materialanvändning minskar vikten. Detta sparar både pengar och naturtillgångar. Affärsbyggnaden fungerar som ett eget ekosystem, vilket befrämjar trivsamhet för personalen och ökar produktiviteten. Det i sin tur kompenserar extrakostnaderna. Inom ett par år är byggprojektet en vinstinvestering för företaget.

Termiterna är mästare på att hålla en konstant temperatur i sina bon, trots stora växlingar i yttertemperaturen. Så kallad termitventilation är ett kostnadseffektivt sätt att spara energi. Det fungerar både i heta och kalla klimat.

Den namibiska skalbaggen skördar fukt ur morgondimman när öknen möter kalla luftströmmar från Atlanten. Fukten kondenseras och samlas upp av ett sinnrikt mönster på skalbaggens rygg. När en tillräckligt stor vattendroppe koncentrerats rinner den ner till munnen längs skalbaggens rygg.

Skalbaggens överlevnadsstrategi har inspirerat uppfinnare från hela världen till häpnadsväckande konstruktioner. När man imiterar hela ekosystem kan man ta itu med världens skriande resursproblem. Vatten är en bristvara. Man har byggt växthus utgående från skalbaggens teknik, som kan förvandla saltvatten till dricksvatten med skörd som bonus.

Metoden är en välsignelse i torra, ofruktbara områden. Förutom att man erhåller dricksvatten, stimulerar fukten växtlighet och grödor i växthuset.

Tekniken är i bruk i USA, Abu Dhabi, Australien och Afrika. Växthus för dricksvattensskörd planeras nu också i familjestorlek. Det har visat sig att man till och med får större skördar när man utnyttjar fukten än när man odlar traditionellt med rinnande vatten.

Jakten på nya material

Biomimiken står också för revolutionerande framsteg inom materialtillverkningen. Forskningens strålkastarljus har länge varit fokuserad på en liten anspråkslös spindel. Spindelns förmåga att göra silke av proteiner med vatten som lösningsmedel i rumstemperatur är imponerande. Fibrerna är elastiska och starkare än stål. Det kaliforniska företaget Bolt Threads har utvecklat en metod att tillverka spindelsilke med proteiner och jästsvamp, metoden påminner om att brygga öl.

Också textilindustrin har fått upp ögonen för syntetiskt spindelsilke. Modeskaparen Stella McCartney är här en föregångare. Ju större efterfrågan är på nya produkter desto snabbare kommer innovationerna ut på marknaden. Framtidens material kan komma från svamparnas rike, från odlade alger, eller från räkskal. En forskargrupp i Harvard har med kitin från räkskal, en avfallsvara som finns i överflöd, och med trollsländans vinge som modell skapat ett material starkt som aluminium och hälften så lätt. Mycoworks i Kalifornien producerar på två veckor samma mängd svampläder som det tar två år att få ut av djur och med en bråkdel av kostnaderna. Temu Materials i Finland återanvänder begagnade kläder i en liknande process för lädertillverkning. I New York har Ecovative ersatt polystyren och andra förpackningsmaterial med likvärdiga material gjorda av svamp. Efter användning kan de grävas ner i jorden som gödsel.

Jakten på nya material går het runtom i världen. Forskningen i Finland har som mål att utveckla miljövänliga svamp- och träbaserade material för att ersätta tyg och plast. Uppstart-företaget Spinnova, med en ny giftfri metod att använda cellulosa som råmaterial inom klädindustrin, har redan påbörjat ett samarbete med Marimekko

Fotosyntesen som energimodell

Nyckelfrågan är trots allt hur vi ska lyckas producera ekologiskt hållbar energi. Naturen kan också här ge oss vägledning när det gäller att åtgärda de sista flaskhalsarna. Att ta tillvara solenergi på samma sätt som ett löv är den heliga gralen för energiforskningen. Det första artificiella lövet såg dagens ljus för ett tiotal år sedan. I fotosyntesen omvandlas koldioxid till kolhydrater och upptas av cellerna som näring. Målet är bränsle i vätskeform med ingredienserna solljus, koldioxid och vatten. Om det lyckas öppnar det dörren för en helt ny världsbild och ekonomi. På varsin sida av jordklotet närmar sig olika forskarteam lösningen.

Solceller och vindturbiner tar stora kliv framåt. Fiskar och fåglar visar vägen för ingenjörerna när det gäller hur man bäst ska designa vindmöllor och hur de skall placeras. Snilleblixten drabbade en professor vid Stanford University mitt under en lektion i gruppbeteendets mekanik, när han var i färd med att förklara hur fiskstim och fågelflockar rör sig. De djur som befinner sig i spetsen skapar vind- och vattenströmmar som underlättar färden för resten av flocken. Fiskarna och fåglarna rör sig därigenom som ett enda väsen. Helheten prioriteras för bästa energiupptag.

Det finns otaliga exempel på hur man kan efterlikna naturen för att konstruera smarta tekniska lösningar och samtidigt spara utgifter.

Att till exempel ta tillvara koldioxid – som ju är ett gift för människan men byggstenen för växter, skal- och koralldjur – som råmaterial löser inte utsläppsfrågan men är god draghjälp på vägen. Blue Planet, en byggfirma i Kalifornien, är en av de första som lyckats göra cement av koldioxid. Genom att studera koraller har man utvecklat en metod att tillvarata utsläppen från kraftverk. Koldioxiden leds genom havsvatten och resultatet är kalksten, den viktigaste ingrediensen i cement. Verksamheten har utvidgats till Mexiko, Kanada och den amerikanska delstaten Wyoming. 

LED-lampan som redan är en omstörtande uppfinning har ytterligare effektiviserats. En forskare som gjorde fältstudier i Centralamerikas regnskogar tjusades av svärmande eldflugor. Han tog med sig några exemplar för att undersöka dem närmare i laboratoriet i Belgien. Ljuset genereras av en lanterna på eldflugans buk men forskaren upptäckte att ett geometriskt mönster av tandade fjäll förstärkte lanternans ljus. När ett team med belgiska, kanadensiska och franska forskare överförde upptäckten till ett tunt skikt på LED-lampan genererade den 55 procent mera ljus och blev en och en halv gång effektivare.

En fågelskådare som tågingenjör

Tre fåglar och Japans transportindustri har gjort Eiji Nakatsu till en celebritet. Han arbetade som ingenjör för höghastighetståget Shinkansen. Med ökade hastigheter höjdes kraven på konstruktionen. Varje gång tåget kom ut ur en tunnel åstadkom lufttrycket en sonisk smäll som hördes på 400 meters avstånd. Nakatsu, som var ivrig fågelskådare, fick i uppdrag att leda projektet med att utveckla en ny och bättre tågmodell. Han gjorde en ritning med ugglans vingar, adéliepingvinens strömlinjeformade kropp och kungsfiskarens näbb som förebilder. Den viktigaste inspirationskällan var kungsfiskaren. Den dyker från hög höjd efter sitt byte i vattnet – från en dimension till en annan – utan ett stänk på vattenytan. Näbbens arkitektur återskapades i lokets form för att undvika ljudsmällar. Ugglans vingkonstruktion gav ljuddämpande effekt, och pingvinens form minskade vibrationerna. Man fick ett tystare tåg som blev 10 procent snabbare och krävde 15 procent mindre energi.

Biomimik har införlivats i allt som kan rymmas mellan medicinsk specialkunskap och jordbruk. Morgondagens åkrar har bälten av ängsblommor för att minska gödselbehovet. Samtidigt utgör dessa blombälten oaser för pollinerande insekter som humlor och andra organismer som i sin tur ger näring och ökar mångfalden. Framtidens städer planeras som ekosystem.

Det slagkraftigaste verktyget för en ny värld är 3D-printern. Plasten kan redan ersättas av printmaterial gjorda av svamp och alger. Man kan också printa levande celler för medicinskt bruk i nanoskala och stål för broar och byggnader.

Dags att tänka om senast nu

Sommaren 2015 sände Sveriges Radio sommarprat med Johan Rockström, miljöprofessor vid Stockholms universitet. Lyssnarsiffrorna blev enorma trots att han talar allvar och lägger de vetenskapliga korten på bordet. Vi befinner oss i en krissituation. Vi har ett gigantiskt ansvar. En tväromvändning i livsstil och ekonomiskt tänkande kan bli drivkraften för förnyelse. När Rockström ser konturer till en renässans låter det hoppfullt. Hans bok Vår tid på jorden: välfärd inom planetära gränser, som utkom 2012 i samarbete med fotografen Mathias Klum, är värdefull läsning. De nio planetära gränserna togs fram av Rockström och 27 andra erkända forskare år 2009. De utgör ramen inom vilken vi kan leva och handla tryggt. Vi har överskridit fyra av gränserna, så det är hög tid att bromsa och tänka om. Vår moderna välfärd har utarmat naturvärden och -tillgångar. Ett nytt tänkesätt ger oss möjligheten att få utvecklingen att vända i rätt riktning.

Allt vi gör har naturen redan gjort bättre utan att pantsätta framtiden. Det är också det här budskapet som Janine Benyus för fram. Biomimik som designmönster har visat sig vara en fruktbar metod som genererat billigare lösningar, hållbarare material och smartare innovationer på alla samhällsområden. Avfall och sidoprodukter har plötsligt blivit eftersökta resurser. Dagens elektronikavfall är morgondagens guldgruva.

Teknologiförespråkarna och miljörörelsens anhängare, de två ytterligheterna, närmar sig varandra. De har båda lika stor orsak att bevara våra sköra ekosystem. N

Angela Oker-Blom

TED

  • Förkortningen TED kommer från Technology, Entertainment and Design. Den ideella, opartiska organisationens mål är att förändra attityder med kunskapens kraft. Djupare kännedom förändrar världen. TED-konferenser hålls tre gånger i året och TED-seminarier i mindre skala ordnas i länder runtom i hela världen.
  • ted.com kan man lyssna till korta anföranden av världens mest inspirerande visionärer. Anförandena täcker alla kunskapsområden och kulturer.
  • TED-priset på en miljon dollar delas årligen ut till klarsynta framtidstänkare för de bästa koncepten att driva en global förändring.

Det osynliga monstret – Tre år efter Fukushima

– Att komma till Japan är som att komma in i ett hus där man vet att det finns ett monster, säger författaren Pirkko Lindberg som nyligen återvänt från Japan där hon samlade material till en bok om den fortfarande pågående kärnkraftskatastrofen. 

Pirkko Lindberg har nyligen återvänt från en drygt två månader lång resa runt Japan från Hokkaido i norr till Okinawa i söder. Syftet med resan var att samla material till en bok om den fortfarande pågående kärnkraftskatastrofen med fokus på människan och hur det är att leva med ett ständigt hot.

Fortsätt läsa Det osynliga monstret – Tre år efter Fukushima

Gröna växter räddar staden, människan och planeten

Foto: Angela Oker-Blom

Urban odling blir allt mer populärt: små takodlingar och gerillträdgårdar växer fram över hela världen. Det är inte bara frågan om en trevlig sysselsättning – forskning visar att den urbana odlingen bland kan ha en positiv effekt i kampen mot fattigdom och luftföroreningar, skriver Angela Oker-Blom, initiativtagare till Slow food-rörelsens takodling på Kabelfabriken i Helsingfors.

”Vi kan behärska naturen endast genom att lyda henne”, sade den engelska filosofen och statsmannen Francis Bacon profetiskt för 400 år sedan. I dag lever vi i ingenjörernas och teoretikernas tidevarv. Storföretag och regeringar sätter sällan miljöhänsyn högst på dagordningen, och människan fjärmas alltmer från naturen.

Fortsätt läsa Gröna växter räddar staden, människan och planeten