De flesta ryggradsdjur inklusive människan har två typer av synceller i ögats näthinna, nämligen tappar och stavar. Tapparna gör det möjligt för oss att se färg, men dessa synceller behöver oftast mycket ljus och slutar därför fungera när det blir mörkt. Då tar stavarna över så att vi åtminstone hjälpligt kan hitta vägen hem, om än i svartvitt.

Men hos just paddor och grodor är däremot stavarna lite speciella. Det är sedan tidigare känt att paddor och grodor är unika på så sätt att de har stavar med två olika känsligheter. Detta har man inte hittat hos andra ryggradsdjur, och det är också anledningen till att forskarna länge misstänkt att grodor och paddor bör kunna se färger även vid sämre ljus. Men det är först nu som man lyckats bevisa att så är fallet. Och resultaten från studien översteg dessutom förhoppningarna.

Ser ända ner till tröskeln av synsystemet
– Det är helt fantastiskt att dessa djur faktiskt kan se i färg när det är riktigt mörkt, det vill säga ända ner till den absoluta tröskeln av synsystemet. Det var oväntade resultat, säger biologiprofessor Almut Kelber på Naturvetenskapliga fakulteten vid Lunds universitet.

Det var i den tredje typen av experiment som forskarna gjorde upptäckten att grodor kan använda sina stavar för att urskilja färg i rejält mörker. Forskarna studerade grodorna i en situation som är lika allvarlig som den är vanlig, nämligen hur man som groda gör för att hitta vägen ut då man blir instängd i totalt mörker. Detta är en situation som kan inträffa till vardags i mörka hålor och gångar i marken. Att hitta utgången blir då livsavgörande, vilket också innebär att grodan är benägen att utnyttja alla tillgängliga informationssystem i kroppen.

I de övriga experimenten studerade man i vilken utsträckning grodor och paddor använder sitt färgseende i jakten på en partner respektive i jakten på föda. Resultaten visade att djuren slutar använda färgseendet ganska tidigt när det gäller att hitta någon att para sig med, medan de däremot utnyttjar färgseendet för att välja mat vid så låga ljusnivåer som när människan tappar sin förmåga att se i färg.

– Vi har tidigare kunnat visa att även nattfjärilar och geckoödlor kan se färg i sämre ljusförhållanden än människan. Men grodor har uppenbarligen en unik förmåga att se färger i mörker, säger Almut Kelber.

Studien: The dual rod system of amphibians supports colour discrimination at the absolute visual threshold Carola A. M. Yovanovich, Sanna M. Koskela, Noora Nevala, Sergei L. Kondrashev, Almut Kelber, Kristian Donner

Den aktuella studien har gjorts i samarbete med forskare från Helsingfors i Finland och Vladivostok i Ryssland. Huvudförfattaren Carola Yovanovich har drivit arbetet med studien i Almut Kelbers forskargrupp vid Lunds universitet. Resultaten publiceras nu i tidskriften Philosophical Transactions of the Royal Society.

Kontakt:
Almut Kelber, professor vid Biologiska institutionen, Lunds universitet. Tel 046 – 222 34 54 almut.kelber@biol.lu.se
Carola Yovanovich, postdoc vid Biologiska institutionen, Lunds universitet Carola.Yovanovich@biol.lu.se
Kristian Donner, professor vid Department of Biosciences, University of Helsinki Kristian.Donner@helsinki.fi

I november 2015 presenterade forskargruppen de första resultaten där de förmått rosor att suga upp en vattenlöslig ledande polymer. En ledande hydrogel formade sig som ett band inne i rosens stam. Med en elektrod i vardera änden och en gate i mitten skapades en fullt fungerande transistor. Resultaten presenterades i Science Advances och har väckt stor uppmärksamhet världen över.

En av gruppens medlemmar, Roger Gabrielsson, har nu tagit fram ett nytt material specialanpassat för applikationen. Materialet polymeriseras inne i rosen, utan någon extern påverkan. Rosens egna flöden bidrar sedan till att bilda långa ledande trådar, inte bara i stammen utan i hela växten, såväl ut i de gröna bladen som i blombladen.

Lagring som en superkapitans
– Vi har kunnat ladda upp rosen hundratals gånger utan att effektiviteten har påverkats. Vi har kommit upp i nivåer på energilagringen i samma storleksordning som superkapacitanser. Växten kan i framtiden, utan att vi optimerar systemet på något vis, driva exempelvis vår jonpump, eller sensorer av olika slag, säger Eleni Stavrinidou, förste forskningsingenjör vid Laboratoriet för organiska elektronik.

Resultaten publiceras nu i ansedda Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS.

– Vi är alldeles i början av den här forskningen och det är helt öppet vad framtiden har att erbjuda, säger Eleni Stavrinidou.

Några exempel är autonoma energisystem, möjlighet att skörda energi från växter för att kunna driva sensorer och ställdon av olika slag liksom att skapa bränsleceller inne i växten.

– Vi visade för något år sedan att det är möjligt att skapa elektroniska plantor, power plants, men nu har vi också visat att forskningen är relevant. Vi har visat både att energilagring fungerar och att vi kan leverera höga prestanda, säger professor Magnus Berggren, chef för Laboratoriet för organisk elektronik, Linköpings universitet, campus Norrköping.

Forskningen kring elektroniska plantor har hittills finansierats via fria forskningspengar från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse som år 2012 utsåg professor Magnus Berggren till Wallenberg Scholar.

Artikeln: In vivo polymerization and manufacturing of wires and supercapacitors in plants, Eleni Stavrinidou, Roger Gabrielsson, K Peter R Nilsson, Sandeep Kumar Singh, Juan Felipe Franco-Gonzalez, Anton V Volkov, Magnus P Jonsson, Andrea Grimoldi, Mathias Elgland, Igor V Zozoulenko, Daniel T Simon and Magnus Berggren, Linköping university, PNAS 2017, DOI 10.1073/pnas.1616456114

Kontakt: Eleni Stavrinidou, eleni.stavrinidou@liu.se +46 11 36 33 52
Magnus Berggren magnus.berggren@liu.se +46 11 36 36 37

Toke Høiland-Jørgensen forskar om nätverkskommunikation vid Karlstads universitet och i sin avhandling ”On the bleeding edge” beskriver han vad som kan orsaka fördröjningar samt hur smartare routrar kan minska dem

– Det pågår en mängd initiativ för att minska fördröjningar på nätet och det finns olika orsaker till att de existerar. Det vi specifikt har tittat på är något som kallas ”Bufferbloat” och hur det framförallt skapar fördröjningar i hemmanätverk. Det är oftast i hemmanätverken som fördröjningarna uppstår, eftersom kapaciteten här är lägre än i övriga nätet. Det betyder att det finns en risk att köer bildas och blir överfulla.

Bufferbloat – överfulla dataköer
Internet består av en mängd nätverk sammankopplade av routrar där data passerar för att ta sig över internet. Routrarna kan jämföras med en vägkorsning där datapaket, precis som bilar vid en trafikerad korsning, bildar kö och utifrån uppsatta regler släpps fram. Att det bildas tillfälliga köer är helt naturligt, det som skapar problem är när köerna blir överfulla och försätter vara det under längre tid. Då stoppas trafiken upp och följden blir fördröjningar, så kallat Bufferbloat.

– De regler som bestämmer hur data ska släppas igenom varierar i olika typer av routrar. Man kan säga att det är olika typer av kösystem och vi har studerat hur transporten av data över nätverk påverkas av dessa olika system.

Olika typer av kösystem
”Först till kvarn”-principen (också kallat ”först in – först ut”) är den enklaste princip att använda för att styra en kö, och är mest vanlig i dagsläget. Denna princip innebär att routern helt enkelt släpper igenom hela datasekvenser i den ordning de anländer. Men mera avancerade principer kan ge bättra prestanda, till exempel den så kallade fairness-principen. Den innebär ett kösystem som prioriterar genomströmning utifrån ett antal olika faktorer och som tillåter flera datasekvenser att parallellt eller växelvis ta sig vidare i nätverket.

– Det vi har sett är att den traditionella principen ”först in – först ut” är en av faktorerna bakom fördröjningar och att fairness-principen minskar fördröjningar avsevärt. Med fairness-principen delas kapaciteten bättre mellan olika användare och applikationer. Sen har vi tagit fram en algoritm baserat på denna princip som också fungerar bra i WiFi-nätvärk, och som innehåller en automatisk prioritering av de små datapaket som är viktiga för snabb respons, som till exempel namnuppslag och speltrafik.

Programvara minskar fördröjningar i ditt hemmanätverk
Tillsammans med forskare i USA och Polen har Toke Høiland-Jørgensen tagit fram programvara som vem som helst själv kan installera i sin hemmarouter för att minska fördröjningar.

– Vi har jobbet målinriktat för att våra forskningsresultat ska bli tillgängliga för alla att använda. Till exempel finns vår algoritm tillgänglig i programvara för hemmaroutrar som man kan installera på sin egen router och därigenom minska fördröjningar i sitt hemmanätverk.

Kontakt: Toke Høiland-Jørgensen på 0722-08 48 31.