Kategoriarkiv: Forskning

Indlæg om naturvidenskabelig forskning.

Følg hval i danske farvande live

Lørdag eftermiddag lykkedes det danske forskere fra Aarhus Universitet at mærke en vågehval, der var gået i en fiskers net nær Skagen dagen før. Hvalen kan nu følges live på nettet, hvor man kan se, at den i skrivende stund bevæger sig rundt i Kattegat.

Præcisionen af målingerne varierer, hvilket nok forklarer, hvorfor det ser ud som om, hvalen vandrer hen over Jyllands spids ved Skagen.

Kun én gang tidligere er en vågehval mærket i Danmark, hvilket skete i 2003. Den 5 meter lange hval, som i øvrigt blev fanget i det samme bundgarn og mærket af de samme forskere, tilbagelagde dengang ikke mindre end en 11.500 km over 87 dage, før senderen løb tør for batteri.

Weekendens mærkning kan ses her:

Læs hele historien her.

HPV-update nr. 4

Copenhell er overstået, og det er blevet tid til endnu en opdatering om HPV-vaccinen. Denne gang dækker jeg tre historier, der af forskellige grunde fortjener at få et par ord med på vejen:

  • Et nyt stort videnskabeligt studie kigger på Myalgisk Encephalomyelitis (kronisk træthedssyndrom) og HPV-vaccination.
  • En ny dom fra EU bliver fremlagt temmelig misvisende i danske medier.
  • Øger HPV-vaccinen risikoen for livmoderhalskræft? Det påstår vaccinemodstanderne i hvert fald igen og igen.

Læs videre HPV-update nr. 4

HPV-update nr. 1

Da jeg løbende skriver om HPV-debatten, har jeg tænkt mig at bruge en ny form for de generelle blogindlæg – nemlig disse relativt korte tekster, hvor jeg skriver om 2-3 relevante artikler eller indlæg. Dette er det første indlæg i rækken og handler om:

Læs videre HPV-update nr. 1

Forsknings-kommunikations-prisen 2017: Gamificering og kvantefysik

Jacob Sherson. Jacob Sherson. Hvor har jeg hørt det navn før? Med et halvt øre og et enkelt øje følger jeg Go´Morgen Danmarks faste program. Jævnlige nyheder, noget om kost der mindsker gasudvikling i tarmen (eller prutter, som de kalder det), et sørgmodigt indslag om unge etnisk-udseende kvinders udfordringer på gaden, og så kommer det. Kvantefysiker og spil siges i samme sætning, og så ved jeg hvem de snakker om.

Læs videre Forsknings-kommunikations-prisen 2017: Gamificering og kvantefysik

HPV-vaccinen og alternativ brug af kilder

Lige en kort intro til et lidt langt indlæg

HPV-vaccinen fylder fortsat meget i medierne – både med indlæg, der kritiserer TV2 for deres dokumentar “De vaccinerede piger” (der nu kan ses på YouTube med engelske undertekster), indlæg fra forældre til børn med påståede bivirkninger fra vaccinen, forsvar fra en af TV2s redaktionschefer, og kommentarer fra Lægemiddelstyrelsen. Tilslutningen til HPV-vaccinen er stadig sørgeligt lav, og usikkerheden er fortsat udbredt i befolkningen. Ydermere har TV2 bebudet, at de arbejder på en ny dokumentar om emnet.

Læs videre HPV-vaccinen og alternativ brug af kilder

Kaffeforskning, sundhedsmani og enormt dårlige smoothies

Et nyt studie fra Stanford viser, at folk, der drikker kaffe, kan have mindre inflammation. En vidunderlig nyhed for dem der allerede er afhængige. Det er et stort studie, hvor der ikke kun er observationer på mennesker, men også eksperimenter på mus og in-vitro celle forsøg, dvs. der er eksperimenteret på celler dyrket i en petriskål. Forskerne går på opdagelse i mekanismen bag koffeins anti-inflammatoriske egenskaber. Det er både populærvidenskab og grundforskning. Haps, haps, herlig formiddagslæsning.

Når jeg læser det, får jeg en varm fornemmelse i maven, delvist, fordi at jeg tager en kop kaffe mere, og delvist, fordi nyheden luner. Jeg har jo også læst, at kaffedrikkere er mindre deprimerede og har lavere risiko for leverkræft. Det er enormt godt videnskabeligt underbygget, at der er bonus hele vejen rundt.

Det bekræfter, hvad jeg allerede ved: Kaffe er fantastisk! Samtidig synes jeg selv, at jeg er lidt af en tumpe, som jeg sidder der og godter mig, for jeg plejer mit eget pro-kaffe-bias, og jeg har med mit klik bidraget til, at der kommer mere kaffeforskning og mere populærvidenskabelig formidling af kaffeforskningen, men er den til nogen gavn?

Ja, det er det, for der kan være nogle guldkorn gemt, der har stor interesse for grundforskningen. Forskningen er i sig selv værdifuld, men der er desværre også en stor kommerciel værdi i at publicere positive fund, specielt når man studerer sundhed og fødevarer.

Det er nemt at få opmærksomhed med videnskab, der bakker op om den nutidigt dominerende opfattelse, at hvad der er ”naturligt” er også godt.

Der er levebrødsforskere, der baserer hele deres karrierer i at lege med deres data for at publicere positive fund om ting med meget ringe eller ingen effekt, for der er ikke nogen, der gider læse, at gurkemeje ikke gør en dyt godt for noget, hvilket er videnskabelig bevist nu efter alt for mange studier.

Tingene er blevet rigtig godt rodet sammen, og sundhedsvidenskaben er i det offentlige rum blevet reduceret til et gimmick, ikke kun af medier og producenter, men også delvist af forskere selv.

Hele sundhedsmanien med den tilhørende industri af petitesseforskning er egentlig ironisk. Frygten og fanatismen vedrørende kost er enorm, og samtidig har vi aldrig levet længere.

Det er klart, at det er noget rod, og det er derfor, at man skal være kritisk over for diverse helse-slagord om anti-inflammatoriske superfoods, der angiveligt giver dig superkræfter.

Alligevel luner du dig også ved tanken om, at det er særligt sundt, når du nyder chokolade, rødvin og smoothies.

Den lune fornemmelse påvirker din beslutningsevne, derfor er der mange penge i at forske i feel-good fødevarevidenskab. Den komplekse sandhed får sjældent opmærksomhed, for en fyldestgørende kontekst er meget besværlig at servere i et kulørt format, der bevarer opmærksomheden.

Det er sjældent, at der præsenteres studier, hvor ’sunde’ stoffer har meget uhensigtsmæssige effekter: A- og E- vitamintilskud er associeret med en højere dødelighed. Antioxidanter negerer de gode effekter ved cardio-træning og kan desuden modvirke visse former for kræftbehandling. Stevia kan være hormonforstyrrende, og gulerødder øger risikoen for lungekræft, hvis du er ryger.

Det er jo pokkers kompliceret, og en kompliceret historie sælger aldrig så godt, hverken i medierne eller i butikkerne.

Jeg er bosat i San Francisco og mit nærmeste supermarked er en ’Whole Foods’. Konceptet for butikken er nærmest en kraftigt forstørret helsekostbutik. Det opretholder et image, der omfatter sundhed, socialt ansvar og bæredygtighed.

Hvis du handler her, gør du det rigtige på alle måder.

Med nogle ting har konceptet sikkert fat i den lange ende, men det spiller også på natur-romantiske forestillinger og teknologiforskrækkelse med det formål at sælge chokolade, der er tilsat trækul fra kokosnøddeskaller for at absorbere tungmetallerne.

Butikken er åbenlyst meget pro-økologisk og anti-GMO. De er ikke blege for at sælge alternativ medicin og homøopatiske remedier ved kassen fra tid til anden.

Markedsføringen af deres produkter er allerede i dur med den pseudo-videnskabelige markedsføring, der allerede føres i Danmark: Immunstimulerende smoothies med anti-inflammatoriske og radikal-absorberende flavenoider, anthrocyaniner og umættede fedtsyrer.

Alle gode ting, og alle med ’videnskaben’ i ryggen.

Der bruges videnskabelige ord, og der er et gran af sandhed i historierne, men der er en enorm mangel på kontekst, der gør, at det ikke er noget værd, og konklusionerne er trukket meget længere, end hvad videnskabelige data dækker.

De faktorer, der virkelig har en indflydelse på vores sundhed, er der en god forståelse af. Listen er som følgende i nogenlunde prioriteret rækkefølge: Rygning, gener, fedme, alkoholforbrug, fysisk kondition og til sidst en varieret kost.

Generne ligger uden for indflydelse, men hvis man har styr på de øvrige faktorer, er man på rette vej. Den finere komposition af kosten blegner i forhold til de øvrige faktorer.

Det er ikke nødvendigvis, fordi forskningen ikke er valid, men du bliver ikke klogere på antioxidanter eller immunregulering af at læse, hvad der står om emnet på en smoothie-flaske eller i let fordøjelige underholdningsblade. For hverken medierne, producenterne, forhandlerne eller forskerne er helt upartiske, fordi deres primære formål handler om noget andet end at give dig en videnskabelig dannelse.

Mad er ikke medicin, og derfor er det vigtigt at værne om din kildekritik, når du læser om sundhed og videnskab, ellers står du en dag og hælder grønkål, spinat og hørfrø i din smoothie, som ellers kunne have været ret så velsmagende.

Er der silicium-baseret liv i rummet eller kun i Danmarks Radio?

Det hænder at journalister kan lide at ‘peppe’ videnskaben lidt op. Et eksempel på DR er dog fjernt fra videnskab og mere science-fiction underholdning, så jeg ikke kan lade være med at finde den kritiske pen frem.

I DR’s videnssektion læste jeg en overskrift der lød ” Forskere: Liv baseret på silicium er muligt”. Jeg falder for click-baiten og giver mig i kast med historien der egentlig omhandler god kemi, på trods af hvad titlen antyder, men historien på DR er vinklet med en astronomisk mængde spin der får mig til at krumme tæer.

DR’s vinkel er at kemikere skulle have vist at der er grundlag for at silicium baseret liv er en mulighed

Rent kemisk er der gode grunde til at silicium baseret liv  ikke er sandsynligt, og indtil videre er der intet der tyder på at det eksisterer, og studiet der ligger bag DR’s historie har heller ikke noget at gøre med silicium-baseret liv at gøre.

Den videnskabelige artikel som DR’s historie baserer sig på er noget mere nede på jorden. Det er et godt og solidt studie publiceret i Science. Silicium baserede livsformer bliver ikke nævnt med et kvæk, I det tilhørrende interview med professoren bag studiet taler hun kun entusiastisk om evolution og enzymer, som det egentlig handler om.

Historien om silicium-baseret liv har spirret i PR afdelingen fra universitetet hvor studiet er foretaget (Caltech) og andre nyheds-kanaler har så taget deres antydninger ud på et overdrev. Caltech’s PR folk kan deres kram, for de får international pressedækning om deres forskning uden at de selv skriver noget direkte forkert.

Men når hvor den ender hos DR er det blevet science fiction.

Den videnskabelige artikel er i sig selv god og opmærksomhed omkring videnskab er godt, men jeg kan ikke se at den her pop form for journalistik gør nogen gavn.

Den reducerer videnskab til underholdning. Læseren får et utrolig ringe indblik i hvad forskningen går ud på.

Artiklen i Science er spændende for den kemi-interesserede og omfatter et væld af fagområder, inklusiv molekylærbiologi, enzymkinetik, katalyse, organometalkemi, kiralitet og medicinalkemi.

DR’s artikel kommer lidt omkring det, men det går lidt tabt når det der står først er en science-fiction-sovset punchline og et computer-genereret billede af et silicium-baseret bløddyr der kravler op af en vandpyt på en fremmed planet. Der er et problem i hvordan videnskab bliver kommunikeret i det hele taget.

Jeg er af den opfattelse at mennesker bliver mere vidende af at blive talt til som var de voksne. Dybdegående videnskabsjournalistik, grænsende til det tørre, vil tjene læseren bedre.

Der er risiko for at nogle bliver tabt, men det er jo netop journalistens opgave at formidle det svære og få dem med… uden at digte fabeldyr vel og mærket. Videnskaben er fantastisk som den er, uden click-baity indpakning og vildledende fortolkning.

Jeg savner en tungere og grundigere videnskabsdækning der tager sig tid til at afdække emnerne. Det vil nok være mere arbejde for de pågældende journalister, og der vil nok komme færre artikler ud med færre clicks, men i videnskab vægter korrekt vidensformidlingen  højere end underholdning. Den omvendte prioritering  bidrager til et tab af kredibilitet for videnskaben.

Tilslutning, effekt og bivirkninger: Når anekdoter møder data

Som trofaste læsere ved, er debatten om HPV-vaccinen og frygten for bivirkninger noget, der optager mig, og som jeg har skrevet flere blogindlæg om allerede – det startede i januar, fik en opfølger i maj, og jeg skrev en kort opdatering igen i juni. Nu er det tid til endnu en omgang, for der er sket flere væsentlig ting, der fortjener at blive bredt anerkendt.

Kritikere af HPV-vaccinen hævder gerne, at der ikke er bevis for, at vaccinen virker, fordi man – ganske oplagt – ikke har lavet et randomiseret, dobbeltblindet studie. Det har jeg og andre skrevet om før, og vi har også henvist til, at man kender årsagskæden, der fører til bl.a. livmoderhalskræft, og at man ved, at vaccinen beskytter mod de vigtigste vira i den forbindelse. Vi har også sagt, at man jo med tiden kan lave et retrospektivt studie.

Nu er de første af den slags studier kommet. Dels er der et metastudie, der kigger på effekten efter 10 år med vaccinen. Tallene herfra er virkelig positive for især lande med høj vaccinationsgrad. De rapporterer et fald i HPV-infektioner på op imod 90% – det er fænomenalt godt. Hvad der er endnu mere interessant er, at de også ser markante fald i de sygdomme, man havde forventet ville blive reduceret: Antallet af kønsvorter er faldet med op imod 90%, og alvorlige tilfælde af celleforandringer er reduceret med op imod 85%. Det var jo netop det, man havde sagt, ville ske.

Men det stopper ikke her, for et andet studie har kigget på effekten i USA, hvor tilslutningen har været markant lavere – kun 37% piger og 13% drenge i alderen 13 til 17 år er fuldt vaccineret. Modsat Danmark skyldes den ringe tilslutning ikke frygt for bivirkninger men moralske kvababbelser over at give børn en vaccine imod en seksuelt overført sygdom. Ikke desto mindre har de set et fald på op imod 64% af HPV-infektioner.

Det er jo gode nyheder, så lad os straks dæmpe optimismen ved at se på tallene for tilslutning til HPV-vaccinen i Danmark. Hos Statens Serum Institut kan man se data for tilslutningen efter fødselsår. De seneste tal er fra 2015 og viser derfor tilslutningen blandt piger født i 2003, da vaccinen jo gives i 12-års alderen. Det er sørgelige nyheder: Hvis man ser på, hvor mange piger der får den første dosis af vaccinen, var tilslutningen tidligere helt oppe omkring 90% af en årgang.  Den er nu styrtdykket til 42%:

Beautiful bokeh backdrops

 

Altså fravælger 58% af forældre en vaccine, der kan beskytte deres børn imod en række vira, som vi ved kan forårsage en masse sygdomme og i værste fald cancer. 

Endnu værre er det, hvis man kigger på, hvor mange der får begge doser og derved er fuldt beskyttede. Tidligere årgange var næsten oppe på 80% dækning – hvilket stadig er lavt – men nu er det faldet helt ned til 11%:

hpv-graf-2

Det er virkelig trist, og jeg håber inderligt, at vi kan få vendt denne tendens. Data viser jo, at den virker.

Men hvad så med disse bivirkninger? Jeg har skrevet meget om de såkaldte HPV-piger, og jeg håber oprigtigt, at de får den hjælp, de har brug for, for der er jo ingen tvivl om, at de lider. Min pointe har dog hele tiden været, at der ikke var nogle gode grunde til at mistænke HPV-vaccinen, og at jeg derfor var bange for, at man stirrer sig blind på den forkert ting og derved ikke finder frem til den sande årsag. Der er nu endnu mere data, der bakker mig op. I et nyligt studie i PLOS ONE har forskere lavet et registerstudie, hvor de sammenholder data for de piger, der har rapporteret alvorlige bivirkninger, med data for en gruppe piger, der er vaccineret men ikke har rapporteret nogle bivirkninger. Resultaterne er virkelig interessante.

Pigerne med påståede bivirkninger havde en sygdomshistorie, der signifikant adskilte sig fra de andre – vel at mærke før de blev vaccineret. De benyttede sig oftere af email- og telefonkonsultation, de gik hyppigere til fysioterapi, og de var hyppigere hos psykolog eller psykiater. Derudover led de i forvejen hyppigere af forskellige diagnoser, der passer godt med de historier, man nu kan se præsenteret som vaccineskader. Dette er et virkelig vigtigt studie.

Betyder det, at pigerne ikke kræver behandling? Slet ikke. Men det viser, at hvad det end er, de lider af, så ligger det forud for vaccinen. Altså bør man nu endelig begynde at se efter den reelle bagvedliggende årsag i stedet for at skyde skylden på en vaccine, der ikke kan være skurken. Resultatet af denne strategi har vi jo set: Skræmmekampagner og faldende tilslutning, hvilket uundgåeligt vil føre til, at flere piger og drenge bliver smittet med HPV. Konsekvenserne af dette kender vi.

Rettelse den 6. oktober: Jeg har opdateret grafen og tallet for andelen af vaccinerede piger med de nyeste oplysninger fra Statens Serum Institut.

Og endnu en opdatering den 6. oktober: Jeg har opdateret afsnittet omkring vaccinationsdækningen for at gøre det klart, hvor stor forskel der er på andelen af piger, der får en hhv. to doser af vaccinen.

Facepalm Lomborg!

Åh, der er ikke noget så godt som en god Lomborg artikel at starte dagen på, her ovenpå ferien. Det er godt at få gang i blodomløbet, og få grinet lidt over at denne mand stadig har taletid i den danske presse, og stadig kan få hvad jeg regner som nogenlunde intelligente mennesker til at hoppe med på den. Det kan i hvert fald få mig til at slukke for fjæsbogen i et par timer, hvilket jo nok er meget godt for min produktivitet.

Men jeg kan nu ikke helt slippe den, for har han alligevel fat i noget her?

Jeg har før skrevet indlæg der stiller spørgsmål ved den monokultur i landbruget som, hvad enten der bruges mange kemikalier eller ej, ikke virker særligt optimalt, og jeg synes faktisk det er rigtigt dejligt der er nogen der starter debatten. Så jeg undersøgte nogle af de ting der bliver sagt, for jeg kom i tvivl om han nu alligevel havde fundet noget godt at skulle have sagt.

Økologiske produkter er ikke sundere eller bedre for dyrene […] I 2012 foretog Stanford Universitets Center for Health Policy den største sammenligning mellem økologiske og almindelige fødevarer og fandt ingen solide beviser for, at økologisk er sundere”. Det er rigtigt nok de ikke fandt nogen signifikant statistisk sammenhæng, men på den anden side har der været 12 andre store reviews og meta-analyser de sidste 15 år, der har fundet evidens for at økologisk mad er sundere, iflg. en ny Nature Plants artikel (Reganold and Watcher, 2016), der blev bragt i The Guardian den 15. aug. 2016.

Økologiske svin og fjerkræ har måske nok bedre adgang til åbne områder, men dette øger deres udsættelse for parasitter, patogener og rovdyr”. Det er jo en pointe, men dyrevelfærd er altså ikke kun et produktionsspørgsmål om antallet af patogener, et rent økonomisk spørgsmål om tab af indtjening. Det handler om at de har mulighed for at leve et liv der er så tæt på det naturlige liv som muligt. Der er fx lavere stereotyp adfærd ved fritgående dyr end ved dyr i konventionelle produktionsapparater, og målbar lavere cortisol i blodet ved slagtning*. Hvilket igen også bliver reflekteret i produktionen og kvaliteten af de animalske produkter. For slet ikke at nævne at konventionel kød har en 33% større risiko for at være inficeret af antibiotika resistente bakterier – som igen til dels er en konsekvens af antbiotikaoverforbrug i konventionel kødproduktion – end økologisk kød (Reganold and Watcher, 2016).

I og med der kun kigges på de økonomiske vindinger i dette regnestykke, ses der helt bort fra de andre omkostninger vi allerede lever med, som konsekvens af det konventionelle landbrug – jvf. eksempelvis MRSA, insekternes forsvinden globalt set, bankernes udlån som vi alle betaler for. De sociale, miljø og naturmæssige, samt de økonomiske konsekvenser af det konventionelle landbrug vs. det økologiske i figuren her, giver et ret godt billede af hvordan det ser ud hvis man kigger lidt på det store billede, som Reganold og Watcher (2016) analyserede sig frem til.

Udklip

(taget fra Reganold and Watcher 2016)

Økologiske fødevarer drejer sig hovedsagelig om rige mennesker, der bruger ekstra penge for at have det godt med deres forbrug” Denne kommentar er tæerkrummende for mig, der arbejder med smålandbrug i Afrika til hverdag. Kære Lomborg, størstedelen af verdens landmænd er økologiske landmænd, ikke fordi de har valgt det, men fordi de ikke har mulighed for dyre teknologiske input, og fordi økosystemet simpelthen ikke kan holde til metoder der er udviklet til vores fede muldjorde og tempereret klima. Økologi har altid været en virkelighed, og i mange af disse områder kan konventionelle landbrugsmetoder simpelthen ikke lade sig gøre, for det ødelægger meget hurtigt jorden, og så er det alt for den 25-øre. Jeg kan gå med til at økologiske certificeringer hovedsageligt er en vestlig ting, men det har ikke så meget med produktionsmetoden at gøre, så det er en ganske anden diskussion.

En udvidelse i stor stil ville koste snesevis af milliarder af kroner, mens den ville dræbe tusindvis af mennesker. Faktisk ville en omfattende økologisk revolution øge miljøskader og rydde skove verden over”. Se her tager du også helt fejl Lomborg, for det er faktisk ikke nødvendigt at udvide ret meget, hvis overhovedet noget, selvom der er lavere udbytte i et økologisk landbrug. Vi producerer allerede mad nok til at 14 mia mennesker kunne få de kalorier og næringstoffer de skal bruge, men vi smider halvdelen på gulvet eller i skraldespanden inden det når vores bord, samtidig med vi æder os selv overvægtige. Faktisk er overvægt i dag over dobbelt så stort problem som undervægt, 1,9 mia mennesker er overvægtige mod 793 mio undervægtige. Vi laver mad nok, det er bare ikke ligeligt fordelt, eller særligt kløgtigt håndteret fra jord til bord. Så nej, ”Resten af verden har brug for mere og billigere mad. Og det bliver ikke økologisk” holder faktisk heller ikke. Overhovedet.

Så Lomborg. Facepalm. Det kunne du godt have gjort bedre, eller have konsulteret en der vidste bare en lille smule om landbrug generelt, ligesom du nok skulle have fundet en der vidste lidt om klimaforandringerne. For usaglige ”ekspert”-kommentarer koster med garanti tusinder af menneskeliv. Dog når dette er sagt og jeg har fået lidt luft, så er der stor forskel på økologiske landbrug og deres metoder, og nogle af dem er ikke et klap bedre end de konventionelle, hverken for dyrevelfærd, samfund eller for miljøet.

Jo, vores økologiske landbrug har også problemer med ammoniak udledning, fossilt brændstof forbrug og anden miljøforurening, pga. den intensive måde der dyrkes på, der i princippet bare er konventionelle landbrug uden kemikalier. Jo, dyrene bliver stadig stresset – bl.a. af nogle af de lovmæssige dumheder der er sat i verden. Fx. skal køerne på græs på en bestemt dato, selvom det kan gøre dem syge hvis sukkerindholdet i græsset, pga. kulde, er for højt. En kløvermark der bliver pløjet på det forkerte tidspunkt kan også lække massive mængder kvælstof ud i vandløbene og forurene fuldstændig ligeså meget som overgødskning.

Vi skal lade være med at tro at den danske højproduktive økologi er færdigstøbt og perfekt eller klar til at eksportere til resten af verden, det giver jeg dig fuldstændigt ret i Lomborg. Denne model er tilpasset vores samfund, vores jordforhold, vores ideologier.

Den økologiske intensificering og revolution kommer til at tage en helt anden form end det vi ser i dag, og hvad Lomborg beskriver i sin artikel. Den kommer til at handle om at tilpasse sig forholdene i det område hvor der dyrkes, ved at eksperimentere, intensificere og diversificere metoder, sorter og teknologi, til vi hver især finder en model der er økonomisk, miljømæssigt og socialt acceptabelt i lige netop vores eget område.

 

*Jeg har d 16.08.16 ændret det oprindelige indhold fra at sige at økologiske grise havde færre haleskader end konventionelle, hvilket jeg ikke kan understøttes faktuelt, til at der er påvist højere cortisol hos konventionelle. Se uddybende diskussion i komentarfeltet.

Det søde liv: Livets kirale sukker

Søren Vrønning HoffmannGæsteindlæg: Søren Vrønning Hoffmann er seniorforsker ved Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet. Her er han leder af beamline gruppen ved synkrotronstrålingskilden ASTRID2. Han har en stor forskningsinteresse inden for polarisationsafhængig absorptions-spektroskopi i det ultraviolette område, en metode der er særligt velegnet til undersøgelse af kirale systemer. Her præsenteres helt ny forskning, der er publiceret i det ansete tidsskrift Science.

 

Hvad er liv?
Et helt centralt spørgsmål som virker overraskende svært at svare på. Prøv at kikke dig omkring, og du vil slet ikke være i tvivl om, hvilke ting omkring dig er levende og hvad, der ikke er. Alligevel er en klar definition ikke så nem at lave.

Men det liv, vi kender her på jorden, er kendetegnet ved at være opbygget via genetisk kode i form af DNA. Dette indeholder alle informationerne til at danne et utal af proteiner, som får ting til at ske. Det kan f.eks. være som signalstoffer eller som katalysatorer, der driver livets kemi. En meget central egenskab ved denne kemi er det, som vi kalder kiralitet.

https://en.wikipedia.org/wiki/Chirality#/media/File:Chirality_with_hands.svg

Byggestenene i livets kemi er aminosyrer og de såkaldte nukleotider, der indgår i hhv. proteiner og vores DNA. En helt central egenskab i disse byggesten er det, som vi kalder kiralitet, eller håndethed, altså at f.eks. aminosyrer findes i to udgaver, som ligner hinanden, men er forskellige på samme måde som vores hænder: Venstre hånd er et spejlbillede af den højre hånd.

Specielt er det, at kun venstrehåndsformen bruges i aminosyrer og kun højrehåndsformen indgår i sukkerenheden i RNA og DNA.

Her vil det være helt på sin plads at spørge om hvorfor og hvordan.

 

Hvorfor?
’Hvorfor’ har vi faktisk et svar på. Selv om almindelige kemiske reaktioner, der danner kirale molekyler, normalt danner lige mange venstrehånds og højrehånds former, så er valget af én kiralitet, kaldet homokiralitet, meget vigtig. En altafgørende egenskab ved DNAs dobbeltspiral er, at den kan replikeres således, at vores arvemateriale kan kopieres ved en celledeling. Og det kan kun lade sig gøre, hvis alle nukleotiderne i DNA’et har samme kiralitet.

Overalt på jorden bruges kun højrehåndsformen af sukkergruppen i DNA og RNA. Så for at livet kan formere sig, har vi brug for homokiralitet. Man kan en lille smule filosofisk sige, at vi ikke ville være her til at stille det spørgsmål, hvis det ikke var lykkes at udvikle livet ud fra en enkelt kiralitet.

https://en.wikipedia.org/wiki/DNA_replication#/media/File:DNA_replication_split.svg

 

Hvordan?
Svaret på hvordan lige netop højrehåndskiralitet i DNA og venstrehåndskiraliteten i aminosyrer, har udviklet sig her på jorden, er til trods for flere årtiers forskning stadigvæk ubesvaret og noget af et stort mysterium.

Der findes flere teorier og ideer til, hvordan den ene håndethed har sejret i livets udvikling. F.eks. kunne det være sket vha. tilfældighed: Måske har det været to vandpytter indeholdende hver deres livets ur-suppe, som har udviklet begyndelsen til liv med hver sin håndethed. Den ene kunne have ligget i skygge under et klippefremspring, mens den anden har haft bedre sollys og varme.

Ud fra en Darwinistisk synsvinkel ville den ene have haft bedre mulighed for at udvikle sig, og det blev den der vandt kampen om at overleve.

Men det er bestemt også en mulighed, at en mere deterministisk effekt har haft indflydelse på valget af livets kiralitet. Og her læner vi os specielt op af vigtige fund af ekstraterrestisk karakter.

Det er interessant, at både aminosyrer og nukleotider er fundet i meteoritter som f.eks. Murchison meteoritten, der faldt i Australien for mere end 45 år siden, og at aminosyrerne her findes med en overvægt af venstrehåndtypen. Nøjagtigt samme kiralitet som bruges i livet på jorden! Kan det derfor være, at livets kemi er blevet sat i gang via molekyler med oprindelse uden for jordens atmosfære?

Murchison meteoritten - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Murchison_crop.jpg
Murchison meteoritten

 

Det er i hvert fald en utroligt fascinerende tanke med vidtrækkende konsekvenser, og det er ualmindeligt svært at afskrive dette sammenfald af ens kiralitet i himmellegemer og jordens liv som en tilfældighed.

 

Hvad kan forårsage universel kiralitet?
Vi skal altså lede efter mere deterministiske kræfter. Her er den svage kernekraft en undersøgt mulighed. Denne fundamentale kraft har den egenskab, at den ikke overholder såkaldt paritetssymmetri. Denne symmetri svarer til en refleksion (efterfuldt af en rotation), og kirale molekyler har netop ikke refleksionssymmetri. Det kan derfor betyde, at der dannes en meget lille overvægt at molekyler med en form for kiralitet.

En meget meget lille forskel. Selv om universet er mange milliarder år gammel, så er forskellen ikke stor nok til at forklare overvægten af venstrehånds aminosyrer i meteoritter.

I vores søgen efter en deterministisk effekt hælder vi mere mod ultraviolet lys. Dette er energirigt nok til at bryde bindinger og starte kemiske reaktioner. Ultraviolet lys kan skabe mere komplekse forbindelser ud fra simplere molekyler som vand, CO, CO2 eller ammoniak, alle molekyler som vi ved findes i rigt mål som en is omkring interstellare/interplanetariske støvpartikler, og dermed også på f.eks. kometer.

Men kan molekyler af samme kompleksitet, som de der indgår i livets kemi, dannes på denne måde?

 

Livets byggesten på en  komet
Rosetta missionens Philae landing på kometen 67P/C-G i november 2014 havde bl.a. til formål at finde livets byggesten på et ellers livsfjendtligt himmellegeme. Kort efter landing fik vores indre del af solsystemet, i januar 2015, besøg af en anden komet, Lovejoy. Her blev gasserne fra kometen også analyseret.

I begge tilfælde blev sukkerarten glykolaldehyd detekteret på/ved disse kometer. Vi har altså fundet et relativt komplekst molekyle i stor nok koncentration til, at det kunne blive detekteret her fra jorden.

Fundet vakte opsigt, til trods for at denne sukkerart er så simpel, at den af nogle kemikere ikke engang bliver betragtet som sukker. Opsigten skyldes, at denne sukkerart er en vigtig del af de kemiske processer, som danner en lang række andre sukkerarter.

Men kan forekomsten af glykolaldehyd forklares vha. fotokemiske reaktioner med ultraviolet lys?

 

Kunstig komet i laboratoriet
For at teste dette lavede vi en laboratorie ’komet’. I vores undersøgelse (Science 2016, 352, p208) startede vi med en blanding af vand og metanol samt en smule ammoniak, alle molekyler som findes på kometer. Blandingen blev frosset ned til meget lave temperatuer (ca. -195oC) under belysning med ultraviolet lys.

Vi efterprøvede altså, hvad et støvkorn eller en komet ville opleve i nærheden af solen eller andre stjerner. Vi fandt, at ikke blot blev den simple sukkerart glykolaldeyd, som observeret på kometerne 67P og Lovejoy, fundet i den simulerede komet, men også langt mere komplekse sukkerater blev dannet.

Og særligt begejstrede blev vi over fundet af ribose, der er den centrale, og kirale, sukkerenhed i RNA. Ribose sætter R’et i RNA, og dets søstermolekyle (deoxy-ribose) sætter D’et i DNA. Tilsammen udgjorde alle de fundne sukkerarter 3.5 % af de dannede stoffer, så det var ikke bare en smule sukker, der blev dannet, men en ganske betydelig del.

 

Gas kromatografi af simuleret komet, hvor en UV bestrålet is af vand, metanol og ammoniak viser dannelsen af en række sukkerarter, herunder den centrale sukkerenhed i RNA, ribose. (Copyright C. Meinert - CNRS).
Gas kromatografi af simuleret komet, hvor en UV bestrålet is af vand, metanol og ammoniak viser dannelsen af en række sukkerarter, herunder den centrale sukkerenhed i RNA, ribose. (Copyright C. Meinert – CNRS).

 

En kemiker af den gamle skole, hvor det ikke var unormalt at dufte og smage på frembragte stoffer, ville sikkert have fundet prøven en smule sød. Og have afkortet sit liv, da andre og f.eks. cancerfremkaldende stoffer også kan dannes vha. fotokemiske reaktioner.

Men hvad med kiraliteten?

I vores opstilling brugte vi upolariseret ultraviolet lys, og der var derfor ikke indbygget muligheden for at bryde kiralitets symmetrien. Men det er bestemt muligt at inducere en kiralitet vha. cirkulært polariseret lys. Cirkulært polariseret lys (CPL) er et ægte kiralt objekt, hvor der findes en højrehånds og en venstrehånds form, der er hinandens spejlbilleder.

polariz
Venstre og højrehånds polariseret lys. De to former for polarisation er hinandens spejlbilleder.

 

Cirkulært polariseret lys lyder måske som en lidt eksotisk form for lys, men det er det slet ikke. I moderne 3D biografer transmitterer de to brilleglas hver deres CPL form, og det er derfor muligt at lægge hovedet lidt på skrå uden at ødelægge 3D effekten i det stereoskopiske billede.

Men CPL findes også uden for vores jords beskyttende atmosfære. F.eks. i Orion stjernetågen OMC-1 hvor forekomsten af CPL tilskrives lysspredning på magnetfelts oplinede aflange støvkorn.

Vi har efterprøvet, at ultraviolet CPL kan overføre sin kiralitet til livets byggeklodser. Cirkulært polariseret spektroskopi på aminosyrer, udført ved den danske synkrotronstrålingskilde ASTRID2, muliggjorde en direkte forudsigelse af i hvor høj grad en overvægt af en håndethed kan induceres.

I et yderligt forsøg bestrålede vi en blanding af lige store dele af venstre og højrehånds formen af aminosyren alanin med CPL. Her kunne vi vise, at det var muligt at inducere en overvægt af den ene kirale form med nogle få procent, meget lig den overvægt, der blev fundet i Murchison meteoritten.

Meinert
Venstre og højrehånds polariseret ultraviolet lys danner en overvægt af hhv. venstre og højrehånds formen af en aminosyre, startende fra en ellers ligelig blanding af de to former. De to toppe i kromatogrammerne svarer til hver sin kiralitet af aminosyren. (Kilde: Meinert et. al. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 210 – 214)

 

Hvad siger dette om liv på andre planeter?
Resultater som disse kan ikke undgå at rokke ved vores forståelse af hvad liv er, og hvordan det er opstået. Helt centrale og relativt komplekse organiske molekyler kan dannes under ellers livsfjendtlige forhold, som på en komet, vha. ultraviolet lys, og det selvsamme lys fra stjernetåger kan inducere kiralitet af en bestemt håndethed til brug for livets udvikling, f.eks. her på jorden.

Men hvis de mekanismer er så generelle, som det ser ud til, kan vi så ikke meget vel forvente, at liv andre steder i universet har samme form som her på jorden?

Her kan vi jo starte med at kikke på vores naboplanet Mars. Selv om vi nok ikke skal forvendte at finde små grønne mænd, så har den Europæiske rumfartsorganisations nye mission ExoMars i 2016 og 2018 bl.a. til formål, at ”søge efter tegn på forhenværende og nutidigt liv på Mars”.

Som David Bowie sang: Is there life on Mars? Hvis denne ret specielle, og måske lidt fantastiske, drøm virkeligt skulle lykkes, må vi nok forvente, at livet ikke er helt ulig det, vi allerede kender. Lige meget hvordan vi definerer det.

Copyright: ESA/ATG medialab
Copyright: ESA/ATG medialab