Invitation til projektdage: Havet som ressource. - et naturvidenskabeligt tilbud til STX, HTX og HF

Transkript

1 Invitation til projektdage: Havet som ressource - et naturvidenskabeligt tilbud til STX, HTX og HF Biologisk Institut og Institut for fysik, kemi og farmaci på Syddansk Universitet inviterer de gymnasiale uddannelser til projektdage i Kerteminde på Marinbiologisk Forskningscenter/SDU. Vi fordyber os i et naturvidenskabeligt emne, og eleverne får mulighed for at se en naturvidenskabelig problemstilling fra flere vinkler. Fra september-december 2013 tilbyder vi 3 projekter til 2. og 3. års studerende: 1. Dykkerrefleks (Uge 36-39) 2 dage 2. Havbrug i Danmark (Uge 44-45) 3 dage 3. Fisk, fedt og gastronomi (Uge 47-49) 3 dage Projekt 1 henvender sig til klasser med biologi på A- eller B-niveau. Projekt 2 til klasser med biologi på A- eller B-niveau eller bioteknologi A. Projekt 3 til klasser med biologi A- eller B-niveau samt Kemi A- eller B-niveau eller teknikfag (Proces, levnedsmiddel og sundhed), eller bioteknologi A. Projekterne inkluderer overnatninger og forplejning i Kerteminde på Sortekilde: Havbrug 2013 SDU udarbejder undervisningsmateriale og øvelsesvejledninger. Inden besøget skal klasserne orientere sig i det udsendte materiale. Økonomi: Prisen er 450 kr. pr. elev for projekt 1 og 700 kr. for projekt 2 og 3. Transport til Kerteminde dækkes selv, samt frokost på 1. dag medbringes. Finansieringen kan med fordel ske som en kombination imellem elevbetaling (til forplejning) og skolens betaling (til gæstelærerundervisningen). Tilmelding via mail til rikkes@biology.sdu.dk Mere detaljerede projektbeskrivelser kan ses på de følgende sider. Link med omtale af tidligere projekter:

2 1. projekt Dykkerrefleks Projektet finder sted på Marinbiologisk forskningscenter i Kerteminde i september uge og varer 2 dage fra torsdag-fredag. Dykkerrefleks er en række fysiologiske ændringer, der gør det muligt at foretage langvarige dyk under tryk. Tilstanden udarter sig bl.a. i lav puls. Helt frem til 1950 erne troede ingen, at mennesket havde denne refleks, men i dag ved vi, at havpattedyrenes dykkerrefleks også findes hos mennesker. Dykkerrefleksen er kraftig hos havpattedyr og svagere hos mennesker. Menneskets puls sænkes %, mens en sæl til sammenligning kan sænke sin puls fra 125 til 10 slag i minuttet under et langt dyk. Refleksen udløses af koldt vand (under 21 C) i kontakt med ansigtet. I næsehulen og andre områder af ansigtet findes kuldefølsomme receptorer, der via det autonome nervesystem sænker hjertefrekvensen. Ved dybe dyk under højt tryk, sker desuden en sammentrækning af kar og ændret blodtilførsel. Blodcirkulationen i lemmer og visse organer stoppes, hvilket giver mere blod til brug i hjerte og hjerne. Havpattedyr opbevarer % af deres ilt i musklerne, mens den menneskelige muskulatur opbevarer ca. 12 %. Derved kan havpattedyrene arbejde længere, efter blodforsyningen til musklerne er stoppet. Mennesket har en grænse for, hvor dybt vi kan dykke, bl.a. fordi vi har luft i lungerne. Vi kan til en vis grænse modstå vandets tryk under dykning. Under dybe dyk opsluger hver eneste lille luftsæk i lungerne blodplasma fra det omgivende væv for at modstå trykket. Brystkassen skrumper ind, men der er en nedre grænse, inden det får ubehagelige konsekvenser. Til sammenligning kan nogle havpattedyr dykke 1 km ned uden problemer. De er i stand til at lade deres lunger kollapse totalt, og opbevarer den resterende ilt i musklerne. På den måde bliver det også lettere for havpattedyrene at synke, og de kan gemme ilten til den opadgående tur i stedet. Desuden er skeletmuskulaturen hos hvaler og sæler særligt rig på myoglobin og fungerer derved som iltreserve under dyk. Forsøg og forelæsninger Pulsmålinger på marsvin under dyk (Fjord & Bælt) Undersøgelse af menneskets dykkerrefleks med pulsmåler. Dissektion af lunger og gæller. Snorkeltur med Fjord og Bælt: Kort introduktion til ABC (svømmefødder, snorkel og maske), undersøgelse af fjorden samt måling af vitalkapacitet. Forelæsning ved biolog Kim Lundgreen om pattedyrs dykkerrefleks.

3 Forelæsning om lunger, hjerte og gæller ved Post Doc. Jane Morthorst. Dykkerrefleks 2013 Andre aktiviteter Vi bager vores egne pizzaer i stenovn. Kernestof / supplerende stof Menneskets åndedræt og kredsløb, undersøgelses- og analysemetoder inden for fysiologi, neurologiske reguleringssystemer, undersøgelse af et økosystem. 2. Projekt Havbrug i Danmark Projektet finder sted på Marinbiologisk forskningscenter i Kerteminde og på SDU i uge og varer 3 dage fra mandag-onsdag eller onsdag til fredag. Havbrug: I Danmark findes der 18 havbrugsanlæg, som årligt producerer ca tons fisk. Opdræt af fisk i havbrug foregår i store cirkulære net, der holdes flydende. I Danmark opdrættes primært regnbueørreder i havbrug. Der udsættes først og fremmest hunfisk, idet markedet for ørredrogn er en væsentlig indtægtskilde for erhvervet. Fiskene fra ferskvansdambrug udsættes i nettene om foråret ved en størrelse på gram, hvor vandtemperaturen er omkring 5 C. Om efteråret har fiskene opnået en størrelse på 3-5 kg, og de tages nu op. Om vinteren lægges nettene normalt på land, fordi storme og drivis kan forårsage store skader på anlæggene. Linemuslinger: Ved linebrug hænger muslingerne i vandsøjlen, hvor de filtrerer havvandet for plankton. Opdrætterne sætter et substrat op, typisk liner ophængt fra langliner, hvor muslingelarver let kan sætte sig fast. Almindelige bundmuslinger fanges med redskaber, der skraber bunden, hvorimod linemuslinger høstes fra båd ved at tage linerne op af vandet en metode der er mere skånsom for miljøet. Linemuslinger fodres ikke, men filtrerer

4 naturligt plankton fra havvandet. På den måde bidrager de til at fjerne kvælstof og fosfor fra havet. Problematik: Opdræt af saltvandsfisk tilfører kvælstof, fosfor og organisk stof til havet, primært fra foderspild og ekskrementer. For at få tilladelse til at udvide fiskeproduktionen skal havbruget reducere denne belastning. Regeringens mål er, at tredoble produktionen og samtidig reducere miljøbelastningen med op til 40 % pr. kg produceret fisk i Danmark. Næringsstofudledningen kan bl.a. reduceres ved at benytte biofiltre/fangkulturer i form af makroalger/muslinger, der opsamler næringsstofferne fra havvandet og høstes. Derfor har man flere steder, iværksat kompensationsforsøg med dyrkning af linemuslinger og tang. Driften af havbrug i Danmark har mange udfordringer. En af dem er forekomsten af giftige alger, der kan medføre fiskedød og muslinger, der ikke kan sælges til konsum. Muslingeopdrættere er pålagt en ugentlig kontrol af vand og kød, for at øge fødevaresikkerheden. Kontrollen er dyr, og gør det svært at drive et husmandsbrug i Danmark. Projektets formål At give indblik i drift og udvikling af havbrug i Danmark. Herunder indvirkning på havmiljø. At undersøge muslingers filtreringspotentiale og derpå estimere filtrationsraten for et opdræt. At beregne hvor stor produktionen af linemuslinger skal være for at neutralisere den mængde. kvælstof, som Musholm Lax belaster Storebælt med. Derpå kan man overveje, om det er realistisk at producere og høste så mange muslinger. At se nærmere på, hvordan algetoksiner påvirker driften af havbrug. Forsøg og forelæsninger Indsamling af muslinger i felten. Filtreringsforsøg med muslinger til måling af filtreringskapacitet. Forsøg med algetoksiner. Filtreringsforsøg med algekultur Nodularia, ekstrahering på muslinger og måling af Nodularin i muslinger vha. HPLC. Tørvægt af muslinger. Forelæsning ved professor Hans Ulrik Riisgård. Om projekt MarBioShell, hvis overordnede mål er at opnå viden, der vil gøre det muligt for erhvervet at dyrke muslinger i stor skala i Danmark på en miljømæssigt bæredygtig og rentabel måde. Forelæsning ved professor Marianne Holmer. Om potentiale og begrænsninger for at dyrke fødevarer i havet. Forelæsning ved lektor Claudia Wiegand. Om algetoksiner. Rundvisning på Biologisk Institut ved studerende (oplæg om opbygning af studiet, forskning, jobmuligheder mm).

5 Andre aktiviteter Besøg ved Albanis fisk og vildt på havnemolen i Kerteminde. Oplæg om de fisk/skalddyr der skal tilberedes om aftenen Afsluttende festaften hvor fisk og skalddyr tilberedes i samarbejde med en kok. Havbrug forberedelse festmiddag Havbrug 2013 Kernestof / supplerende stof Økologi / undersøgelse af et økosystem - organismers tilpasning og samspil, biologisk produktion og biodiversitet, analysemetoder indenfor biokemi, økotoksikologi, biologiens betydning i lokale og globale sammenhænge, bæredygtig udvikling, bioetiske problemstillinger, separations- og oprensningsmetoder. 3. Projekt Fisk, fedt og gastronomi Projektet finder sted på Marinbiologisk forskningscenter i Kerteminde og på SDU i uge og varer 3 dage fra onsdag til fredag. Fisk og Sunhed: Fisk er en sund spise, der indeholder de livsvigtige langkædede omega- 3 fedtsyrer, som de fleste danskere godt kunne bruge flere af. Disse umættede fedtstoffer har lave smeltepunkter, som sammen med fiskemusklernes specielle struktur gør fisk til en gastronomisk specialitet. Havets fødekilder, fx fisk, skalddyr, planter og alger, har foruden de essentielle

6 fedtstoffer et stort indhold af forskellige næringsstoffer, der er vigtige for vores krops funktioner. Imidlertid kan føde fra havet indeholde miljøgifte, og ofte frarådes især gravide kvinder og børn at undgå store mængder rovfisk som bl.a. tun, laks, aborre, og torsk, da de store fisk gennem deres forholdsvis lange liv kan ophobe store koncentrationer af dioxiner, pesticider, PCB er og kviksølv verdens giftigste tungmetal. Så spørgsmålet opstår: hvor er balancen. Vi kan dårligt undvære føde fra havet, men hvor meget skal vi spise, og hvad skal vi vælge? Desuden er nu flere arter dyrkede i havbrug, fx laks, og de dyrkede arter indeholder måske nok mindre miljøgifte, men har på den anden side måske en anden fedtstofsammensætning. Disse og mange andre spørgsmål kræver undersøgelser og forskning, som dette projekt søger at belyse fra en tværfaglig naturvidenskabelig vinkel. Fisk og fiskeolier i gastronomi Bouillabaisse med rouille: Indsamling af råvarer til, forberedelse af og indtagelse af en middag centreret om fiskesuppen Bouillabaisse giver rig og utraditionel lejlighed til at illustrere forskellige kemiske og fysisk-kemiske principper i konkret funktion. I projektarbejdet indsamledes fisk, som bl.a. benyttes til at ekstrahere fiskeolier. De indgående fedtsyrer beskrives strukturelt og sammenlignes med fedtsyrer fra planteolier og karakteriseres fysisk-kemisk i termer af bl.a. smeltepunkter og grad af mættethed. Fiskeolierne udnyttes som udgangsmaterialer ved fremstilling af emulsionen rouille, hvori små oliedråber indgår og søges stabiliseret. De fysisk-kemiske principper bag emulsionens dannelse og stabilisering identificeres. Vi diskuterer også hvorfor emulsioner er så populære i gastronomi. Projektarbejdet afsluttes med en festmiddag, hvor vi bl.a. indtager hjemmelavet Bouillabaisse med hjemmerørt rouille. Projektets formål At undersøge om der er en sammenhæng mellem det daglige indtag af fisk og skalddyr og indhold af kviksølv i håret. At undersøge hvordan kviksølvindholdet varierer mellem fisk fra opdræt og vilde fisk. At undersøge forskelle i fedtsyresammensætning i vilde fisk kontra fisk fra opdræt. At undersøge de kemiske og fysisk-kemiske egenskaber af fiskeolier og små dråber heraf. At undersøge fisk, fiskeoliers og havalgers gastronomiske potentiale og inddrage dette i tilberedning af et måltid. Forsøg og forelæsninger Forelæsning ved Post Doc Jane Morthorst: Om tungmetaller i fisk. Indsamling af muslinger/tang i felten. Kostanalyse / Kviksølvmålinger i fisk, fiskeolie og hår. Forelæsning ved Professor Ole G. Mouritsen: Havets fisk og alger leverer det gode fedtstof. Forelæsning ved Lektor Per Lyngs Hansen: Fysik og kemi af olier, oliedråber og emulsioner. Forelæsning ved Lektor Ulla Gro Nielsen: Fedtsyrernes kemi. Fedtstofanalyse af udvalgte fisk. Kvalitative undersøgelser af fiskemusklers tekstur. Rundvisning på Biologisk Institut og Institut for fysik, kemi og farmaci ved studerende (oplæg om opbygning af studiet, forskning, jobmuligheder mm).

7 Kernestof / supplerende stof Kemisk binding i relation til stoffers opbygning, tilstandsform og opløselighedsforhold, fysiske og kemiske egenskaber for triglycerider, separation, kvalitative analyser og kvantitative metoder, sammenhængen mellem stoffernes opbygning og blandbarhed, analysemetoder og kvalitetsvurdering, kemiske og analysemetoder, relevant apparatteknik, valideringsmetoder, analysemetoder med relation til miljø, sundhed eller sygdom, miljølære, relevant lovgivning, opsamling og behandling af data, udvalgt analyseteknik, miljølære, herunder bæredygtighed og miljøfremmede stoffer, metoder til vurdering af miljøbelastning og effekten af alternativer, ernæring, dataindsamling og analysemetoder, livsstilsparametres indvirkning på forhold som f.eks. ernæringstilstand, stoffers opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper, tilstandsformer, opløselighed, biokemiske forbindelser med særlig vægt på deres struktur og egenskaber, neurologiske reguleringssystemer, økotoksikologi, eksempler på undersøgelses- og analysemetoder samt statistisk resultatbehandling, opbygning og biologisk betydning af fedtstoffer,