Vedanatomi
Trädets tillväxtzon sitter i det s.k. kambiet, precis innanför barken, där det under vår och sommar produceras nya vedceller. Cellernas diameter avtar fram på sommaren, och cellväggarna blir allt tjockare. Denna förtätning av celler skapar en mörk zon i träet som indirekt kan avläsas som en årsring.
Träd delas in i två grupper, barrträd och lövträd. Den största anatomiska skillnaden består i barrträdens hartskanaler och lövträdens kärl, se illustra-tion. Barrträd består av 90–95 % trakeider (barrfibrer/vedceller), där huvud-parten är orienterade axiellt längs trästammen och radiellt i märgstrålarna som går på tvären från barken och in mot märgen. De flesta barrträd har hartskanaler i både longitudinell och radiell riktning. Harts skyddar det levande trädet mot insekts- och svampangrepp. Lövträdens uppbyggnad på-minner mycket om barrträdens men är mer komplicerad och varierad. Spe-ciellt kärlen är ett typiskt kännetecken för lövträd. Genom kärlen transporte-ras största delen av vattnet från trädets rötter upp till kronan, däremot sker vattentransporten i barrträd genom trakeiderna. Hos eken är kärlen place-rade i band i varje årsrings vårved och kan tillsammans med de tidvis ex-tremt breda märgstrålarna ses med blotta ögat.
Varje träslag har alltså sin alldeles egen anatomi. Dessa variationer bidrar till att träslagen också skiljer sig från varandra i fysiskt/mekaniskt hänseende. Trots de stora skillnaderna i anatomin har alla celler i stort sett samma principiella uppbyggnad. De har cellväggar, och de är öppna i mit-ten (lumen), där vatmit-ten och näring passerar. Mellan varje cell/fiber finns ett
tunt skikt som kallas mittlamellen som ”limmar” ihop fibrerna med var-andra. Cellväggen består av flera lager som genom en avancerad armerings-teknik på ultramikronivå ger fibern, och därmed träet, sin styrka.
Kemisk uppbyggnad
Ved består av 49 % kol, 6 % väte, 44 % syre och 0,1 % aska (indirekt mått för innehåll av mineral). Av dessa grundämnen har det bildats cellulosa, hemicellulosa, lignin och extraktivämnen (kåda), som är organiska, poly-mera föreningar. Cellulosa utgör nästan hälften av massan i både barr-och lövträd, medan mängden av hemicellulosa barr-och lignin varierar kraftigt både mellan träslag och mellan barr- och lövträd. Lövträd innehåller dess-utom två sorters lignin som gör dem mera känsliga för mikrobiella angrepp.
I cellväggen, på molekylnivå, ligger cellulosa och hemicellulosa som långa kedjor, bundna till varandra med kemiska bindningar. Flera knippen är samlade i större s.k. mikrofibriller som kittas samman av lignin och ger styvhet.
Tvärsnitt av barrträd (lärk-träd) som visar årsringsgrän-sen, skillnaden mellan de tjockväggiga sommartrakei-der och nästa års tunnvägg-iga vårtrakeider. Hartskanal finns här i sommarveden.
Tunna märgstrålar skapar en tvärgående förbindelse i veden. (Bilden är tagen med scanning i elektronmikro-skop vid en förstoring på 170 gånger).
Tvärsnitt av lövved (al) i års-ringsgränsen. Vedfibrerna har en mera jämntjock cell-vägg, medan fördelningen av en- och flercelliga, tunnvägg-iga kärl har en tendens till att koncentreras i vårveden.
Märgstrålarna går på tvären mellan årsringarna.
(SEM bild ×180.)
Trämaterial – historiskt och arkeologiskt 117 Vatten och fukt i trä
Det levande träet kan transportera nästan 700 liter vatten per dag. Efter fällning börjar en torkning från träets yta och långsamt inåt. Cellerna avger nu först det fria vattnet som transporterades i cellumen. När detta är borta, har träet nått sin fibermättnadspunkt, och resterande vatten (20–30 %) finns bunden i fiberväggen. För att kunna använda veden inom bygg- och möbel-branschen måste träet torkas ytterligare. Under vidare torkning avges vatten som var kemiskt bundet i cellväggen. Härmed sker en krympning av veden.
På grund av träets uppbyggnad på mikronivå krymper veden minst i fiber-riktningen och mest tangentiellt med årsringarna. Krympningen kan mini-meras genom att träet torkas mycket långsamt, men den går sällan att und-vika helt. Variationerna i krympning mellan träslagen är stora. Många träslag har finurliga system som fördröjer uttorkningen. Exempelvis i barr-träd stänger ringporerna som finns mellan varje cell igen direkt, när fuktig-heten går under fibermättnadspunkten för att skydda mot ytterligare uttork-ning. I ek och ask bildas stora proppar (tyloser) i kärlen.
Tredimensionell teckning som visar transportvägarna för vatten och luft i barrträd. När veden torkar, diffunderar vattnet genom olika porsystem ut mot träytan. Stora ringporer finns mellan trakeiderna, medan mindre porer finns mellan märgstråletrakeiderna och de longitudinella trakeiderna.
Radialsnitt Tangentialsnitt
Årsringsgräns Vårved
Sommarved
Stora ringporer
Mindre porer
Transportvägar vid torkning och impregnering
Cellerna har förbindelse med varandra genom poröppningar i fibrerna och märgstrålarna, så att ett tredimensionellt transportsystem bildas. Transpor-ten sker från cell till cell i höjdled, samtidigt som cellerna har kontakt med varandra i sidled så att en kanal runt samma årsring bildas. Märgstrålarna som går från barken och in mot träets märg står för den viktiga transporten radiellt i veden. Detta system utnyttjar vi under konserveringen av arkeolo-giskt trä, när impregneringsvätska ska in i träet. Att träet då är delvis ned-brutet ökar troligtvis diffusionshastigheten.
Nedbrytning
Biologisk omvandling av trä, är en del av naturens kretslopp. Trä i kontakt med jord förmultnar snabbt av insekts- och svampangrepp. Om trä däremot befinner sig i mycket torra eller mycket fuktiga (vattendränkta) omgivningar, kan det bevaras i flera årtusenden. I pyramidernas gravkammare har den extremt torra och stabila miljön hämmat rötangrepp och därmed räddat en ovärderlig kulturhistorisk skatt. En viss fuktighet är nämligen nödvändig för att rötangrepp ska kunna ske. I sediment på sjöbotten utsätts rötsvampar för syrebrist, och svampangrepp uteblir. I stället sker en nedbrytning orsakad av bakterier. Det är alltså inte fyndets ålder som avgör nedbrytningraden,
Tvärsnitt av vattendränkt, arkeologiskt trä från vraket ”Kraveln” som sjönk på 1500-talet i Stockholms skärgård. Veden (furu) är angripen av erosionsbakterier som förvandlat delar av cellväggen till en amorf massa, fylld av bakterieslem, bakterier och ligninrester. De vita cellerna är fortfarande friska och oangripna, medan de mörka är helt eller delvis nedbrutna.
(Ljusmikroskopi).
Trämaterial – historiskt och arkeologiskt 119 utan den miljö som träet har förvarats i. Nedbrytning ovan mark skiljer sig därför väsentligt från nedbrytning i vattendränkt miljö. För nedbrytning av trä i möbler, se kapitlet Möbler.
Nedbrytning i vattendränkt miljö
Bakterier och svampar
I Sverige har alla träfynd från förhistorisk tid hittats vid arkeologiska ut-grävningar i vattendränkta miljöer som t.ex. lerjordar, sjö- och havssedi-ment. Skeppsdelar, huskonstruktioner, kärl och skedar kan se påtagligt väl-bevarade ut, när de påträffas i fält av arkeologerna. Form, dimensioner, färg, till och med arbetsspår och dekorationer på ytan är välbevarade. An-greppsgraden varierar från endast ytliga angrepp, där träet är friskt, till totala angrepp, där träet känns mjukt och har förlorat största delen av sin styrka. Träbiologer misstänkte länge att angreppen kom från bakterier, men först kring 1980 kunde det bevisas genom högförstorande elektronmikro-skop. Erosionsbakterier står för huvudparten av de mikrobiella angreppen i vattendränkt arkeologiskt trä. De verkar klara även syrefattiga miljöer, där de i långsam takt bryter ner cellväggen. Figuren på sidan 118 visar bakteriernas karaktäristiska angreppsmönster i ett tvärsnitt av tall. Den vi-sar också att erosionsbakterierna inte bryter ner allt. Bakterierna föredrar nämligen de cellulosarika delarna av cellväggarna, och kvar lämnas de lig-ninrika mittlamellerna och primärväggarna som utgör fibrernas ”skelett”. Så länge träet är vattendränkt har de nerbrutna cellerna kvar sin form tack vare att vatten fyller ut håligheterna. Får träet däremot torka utan konserverande insatser, kollapsar cellstrukturen. Träet krymper, vrider sig, spricker och krackelerar i ett karaktäristiskt rutmönster.
Trots att träföremål hittats i vattendränkta miljöer, kan det ändå före-komma andra typer av mikrobiella angrepp i veden som härrör från tiden när föremålen befann sig ovan mark. Undersökningar av medeltida huskon-struktioner visar kraftiga angrepp av brunröta. Denna svamptyp, dit hus-svamp hör, är syrekrävande och vittnar om att hushus-svamp då som nu var ett problem för många husägare. Brunröteangreppet färgar veden brun och ero-derar träets yta, så att all information i form av inristningar och arbetsspår försvinner.
”Soft rot” är en annan kategori av svampangrepp som ofta kan observe-ras i arkeologiskt trä. På väg ner i syrefattig miljö har dessa svampar de bästa förutsättningar att angripa träet. Vid kraftigare angrepp färgas träet svart och kan felaktigt tolkas som bränt.
De olika träslagen av barr- och lövträd har olika resistens mot svamp-och bakterieangrepp. Träslag som verkar beständiga i vatten kan lätt ruttna ovan mark. Förklaringen till detta ska sökas i träslagets kemiska uppbygg-nad samt i olika mikroorganismers dominans i varierande miljöer. Exempel-vis är ek det mest beständiga träslaget i marin miljö, trots att det ovan mark i jordkontakt ruttnar snabbare än de flesta barrträdslag.
Gråsuggor och skeppsmask
I de översta jordlagren i marken finns en del småorganismer, t.ex. gråsug-gor, som livnär sig på svampangripet trä, som långsamt eroderar träytan.
När miljön blir mera syrefattig och vattendränkt, sker inte sådana sekun-dära angrepp.
I marin miljö finns däremot mera aggressiva organismer. Den mest kända, skeppsmasken, kan genom att ”tunnla” genom träet perforera virket, vilket leder till en total förstörelse. Till och med en bit ner i sedimenten på havs-bottnen är skeppsmasken aktiv. Dock avgör salthalten i vattnet deras geo-grafiska spridning. Vraket Ostindiefararen utanför Göteborg har stora an-grepp av skeppsmask som gör att en upptagning av skrovet inte är värd mödan, medan både Regalskeppen Kronan och Vasa hittades välbevarade i det mera bräckta Östersjövattnet. Av den anledningen är hela Östersjöområdet en guldgruva för alla marinarkeologer.
Nedbrytning ovan mark
Bakterier och svampar
Ovan mark, där det finns obegränsad syretillgång, kommer aggressiva ved-nedbrytande svampar att orsaka angrepp i trä, så snart som förutsättning-arna finns. Det betyder att om fuktigheten i träet är större än 28 % (vilket inträffar vid ca 75 % RF) finns det risk för etablering av aggressiva svamp-kolonier. Ovan mark är det Basidiomycetes (också kallat storsvampar) som dominerar. Denna typ av svampar kan delas in i två grupper, vitröta och brunröta. Brunröta (bland andra den förödande hussvampen) kan starta an-grepp redan vid en träfuktighet mellan 20 och 30 %, medan vitröta kräver en träfuktighet över 30 % för att trivas. Brunröta livnär sig på cellulosa och lämnar kvar ett försvagat ligninskelett. Veden färgas brun av angreppet, och lämnar efter upptorkning en yta som har krackelerat i karaktäristiska kuber tvärs över fiberriktningen. Träets mekaniska styrka är starkt reducerad.
Drivved som är kraftigt angripen av skeppsmask och Limnoria (minikräfta). Skeppsmasken för-ser sina gångar med en kalkhaltig armering som är kvar länge efter angreppen och kan ses som ett vitt skal. Limnoria orsakar små hål i träytan.
Trämaterial – historiskt och arkeologiskt 121 Vitröta, däremot, förmår att omvandla cellulosa, hemicellulosa och lignin.
Under denna process bleks veden och blir trådig.
Om svampen får optimala växtförhållanden, sker nedbrytningen mycket snabbt. Exempelvis kan brunröta åstakomma en 60-procentig viktsförlust av träet på 6 månader. Om träobjektet får möjlighet att torka upp, stannar angreppet av, för att sedan fortsätta när fuktigheten ökar.
Insekter
Insekter spelar en viktig roll för förstörelsen av trä både ute- och inomhus.
De många arterna kan åstadkomma omfattande skador i såväl byggnader som möbler och redskap. Insekter utgör alltid ett stort hot mot museisam-lingar. Angreppen sker i torrt och halvfuktigt trä och gärna i trä som redan är eller har varit angripet av svampar. Vissa artar, som husbocken, angriper endast barrträd. Genom att äta nedbruten cellulosa samt rester av svampar och bakterier växer larverna till sig, förpuppas och som vuxna insekter läm-nar de så småningom träet genom ett flyghål. Perioden från ägg till insekt kan ta 3–6 år, beroende på arten. Eftersom vissa angrepp inte är synliga utifrån, försvåras en tidig upptäckt. Läs mer om olika skadeinsekter i kapit-let Skadedjur – vilka äter vad?
Sol och regn
Solljuset skickar ut kraftig UV-strålning som startar en fotokemisk ned-brytning av träytan. Först gulnar träet, varefter det blir mer och mer brunt, för att slutligen bli grått. De gråbruna nyanserna kan ses på gamla obe-målade trähus och norska stavkyrkor men även äldre lantbruksredskap på
Angrepp av brunröta på en kluven stock. Angreppet är begränsat till de missfärgade bruna områdena, där veden under upptorkning har spruckit i karakteristiska kuber.
hembygdsgårdar kan anta en grå och torr yta. Färgförändringarna orsakas av en kombination av UV-ljus, fukt och bakterier. Förändringarna är endast ett ytfenomen.