Darwins hjørne 

Hvad er en art?

Muldyr hører til de bedste trækdyr, men som hybrider kan de ikke reproducere sig.(Foto: Juan R. Lascorz)

Artsbegrebet er et af de mest fundamentale begreber inden for biologien.

Umiddelbart skulle man tro, at det er en enkel sag at skelne mellem de mange forskellige arter af planter og dyr, for eksempel baseret på deres udseende, men så simpelt er det ikke altid.

Faktisk findes der ikke en entydig biologisk definition af artsbegrebet, som dækker alle levende organismer.

Derimod findes der adskillige mere eller mindre anvendelige artsbegreber inden for forskellige skoler og organismer.

Mulddyr er ikke en art

Det mest anvendte artsbegreb blev defineret af Ernst Mayr i 1942: »En art er en gruppe individer, der kan reproducere og få fertilt afkom«. Med andre ord, individer tilhører den samme art, hvis de kan parre sig og få levedygtigt afkom, som også er i stand til at reproducere sig.

Det er ikke usædvanligt, at to individer af nært beslægtede arter rent faktisk kan producere afkom. For eksempel kan en hest (som mor) og et æsel (som far) parre sig og producere levedygtigt afkom. Disse kaldes muldyr, men muldyr er som oftest sterile og ude af stand til selv at reproducere.

Det skyldes, at gen-materialet fra hest og æsel er så tilpas forskelligt, at det på den ene side kan fusionere og danne et levedygtigt afkom, men på den anden side ikke er fuldstændig kompatibelt og dermed i stand til at reproducere sig normalt.

Kriteriet om, at afkommet inden for den samme art skal kunne reproducere sig, er altså ret afgørende. Det er meget ofte tilfældet, at afkom af en krydsning mellem to forskellige arter - også kaldet hybrid - er sterilt og ude af stand til selv at reproducere.

Hybrider

Individer af samme art deler altså en fælles genpulje og er formeringsmæssigt isoleret fra andre arter, på den måde at de ikke kan udveksle gener med andre arter

Eftersom artsdannelsesprocessen er kontinuerlig, vil der til enhver tid være en gråzone, hvor to arter, der er under opsplitning, stadig vil kunne reproducere, men hvor deres hybride afkom vil klare sig dårligere, end afkom inden for én art, og på den måde forstærkes processen, hvorved en ny art kan opstå.

I den ene ende af spektret vil to arter, der er meget nært beslægtede, fortsat have en stor del af genpuljen til fælles, og de vil i nogle tilfælde fortsat kunne reproducere sig. I den anden ende af spektret vil to arter, som er fjernt beslægtede, ikke kunne parre sig, da genpuljen fra hver art er blevet for forskellige, til at kønscellerne kan fusionere.

Det økologiske artsbegreb

Hvis en art er ved at opstå fra en stam-fader (eller en stam-art), vil der muligvis kunne produceres fertilt afkom mellem den begyndende art og dennes forfader, og i sådan et tilfælde er det umuligt at afgøre, om der er tale om én eller to arter - endnu.

Af andre mindre anvendte artsbegreber kan nævnes det økologiske artsbegreb, der kategoriserer individer, der deler en bestemt økologisk niche som tilhørende den samme 'art'.

Denne type 'art' kaldes også for 'øko-typer' og findes især inden for mikrobiologien, hvor bakterier er langt sværere at kategorisere efter det biologiske artsbegreb, end tilfældet er med de fleste dyr og planter.

Dna-teknologi

Traditionelt set har man kategoriseret levende organismer som forskellige arter baseret på deres udseende og altså på morfologiske træk.

Det kan dog være ret vanskeligt at opdele visse planter og dyr på denne måde, da evolutionen har formet nogle arter, så de ser fuldstændig ens ud, selvom de faktisk ikke ville være i stand til at reproducere sig med hinanden.

På samme måde kan der være forskellige former inden for den samme art, så individer med helt forskelligt udseende faktisk tilhører den samme art. Med udbredelsen af dna-teknologi har man kunnet undersøge, om arter, der er vanskelige at adskille baseret på udseendet, rent faktisk er genetisk forskellige.

Det vil sige, at man kan sammenligne nogle dna-sekvenser (gener) og se, hvor ens de er. Når to arter har været adskilt igennem længere tid, vil de have opbygget tilpas store forskelle i dna'et, til at man bedre kan afgøre deres indbyrdes slægtskab. På den måde har dna-teknologien i nogle tilfælde revolutioneret kategoriseringen af biologiske arter, så nogle arter er blevet slået sammen, og andre er blevet adskilt og placeret et nyt sted i udviklingshistorien.

 

Er parallel evolution bevis på Guds eksistens?

Frontcover til Conway Morris´ bog, 'Life Solution'. Billedet er af Simon Conway Morris i Nordgrønland på havisen ved Station Nord på en ekspedition til den fossilførende lokalitet Siriuspasset.

Når man studerer livets udvikling og de dyr, der findes i dag, tænker man sikkert 'Hvor er livet dog diverst og så forskelligartet!'.

Det er da også rigtigt. Men der er dog nogen, som vil sige, at der er rigtig meget genbrug i evolution: Forskellige dyr udvikler den samme form. Det kaldes for konvergens eller parallel udvikling.

Det findes der så uendeligt mange eksempler på, at jeg ikke kan remse dem alle op. Her er et par stykker:

• Fugle, pterosaurer og flagermusenes vinger, som er modificerede forlemmer har stort set samme form.
   
• Flere forskellige pattedyr har udviklet en livsstil som vores egen muldvarp på hvert sit kontinent og ligner hinanden i design.
   
• Pattedyr gik i havet igen og udvikledes til hvaler, disse har fået fiskenes strømlinede form og finner.
   
• Planters bladkant er oftest glattere i troperne, men mere savtakket i de koldere egne, uafhængigt af deres slægtskabsforhold.
   
• I mit eget arbejde med fossile annelide orme, kan man se at de flere gange uafhængigt har udviklet sig til gravende former, der bevæger sig ved hjælp af peristaltik, ligesom regnorme fra former, der havde ganglemmer og gik rundt på havbunden. En uddød gruppe af annelide orme (Machaerider) havde også udviklet hårde skalplader, der ser ud og fungerer ligesom muslingernes.

Der må være en gud

Alt dette er konvergens. Dyr og planter og mikrober udvikler sig til at ligne hinanden.

Dette fænomen har en engelsk evolutionsbiolog taget til sit hjerte og prædiker hint og her om det, men hvorfor?

Forskeren hedder Simon Conway Morris og er fra Cambridge University.

Han startede sine spæde år som palæontolog og beskrev mange af de berømte fossiler fra det kambriske Burgess Shale med bløddelsbevaring tilbage I 70erne og 80erne.

Han mener, at konvergens gemmer på en hemmelighed, som ligger hans hjerte nært. Nemlig, at der må være en gud.

En teleologisk teori

Conway Morris mener, at den konvergente udvikling er bevis for, at mennesker uundgåeligt skulle udvikles. Han synes, der er tilpas mange beviser for, at der ville udvikles tobenede intelligente væsener med stereoskopisk syn, lige meget hvor mange gange du spolede tiden tilbage og startede med lidt anderledes kaotiske forhold.

Billede af Jakob Vinther på samme sted ved Station Nord på en ekspedition til Siriuspasset sommeren 2009. Siriuspasset indeholder Nedre Kambriske fossiler (cirka 520 millioner år gamle), bevaret med bløddele ligesom det lidt yngre Burgess Shale.

Nogle af de beviser han har fremført for dette ligger i, at man ser dyr, der har en kompleks adfærd ligesom os, såsom elektrokommunikerende fisk og delfiner. De har folder i hjernebarken ligesom vores.

Han ser, at ottearmede blæksprutter ofte bøjer deres arme ligesom vores i sektioner, der kunne svare til et håndled og albueled og derfor, at vores proportioner er de mest optimale. Han noterer blandt andet også, at visse fugle har lært at bruge redskaber ligesom mennesker og chimpanser.

Betyder det, at tobenede humanoider er uundgåelige resultater af livets udvikling? Ifølge Conway Morris er det. Han mener endda, at hvis der er liv på andre planeter, så ville intelligent liv ligne mennesker. Han tror dog, at sandsynligheden for at der er liv på en anden planet er lille, hvilket gør mennesket på jorden unikt.

Ny bog om evolution og gud

Lige nu er Conway Morris ved at ligge sidste hånd på en ny bog, der formentlig udkommer til næste år, og som handler om konvergens, gud og evolution. Conway Morris har arbejdet de sidste mange år på et stipendie fra intet mindre end Templeton-fonden; En fond som støtter forskning der er rettet imod livets store spørgsmål og især teologiens relevans for vor forståelse af verdensbilledet.

Conway Morris har skrevet en række essays i løbet af dette år. Hans primære pointe er, at konvergens er vigtig, men at den Darwinistiske evolutionsteori ikke rummer vigtigheden af denne. Han sammenligner den med fysikken, hvor det 19. århundrede havde Newton, men fik kvantemekanikken i det nye århundrede.

Han mener, at evolutionsbiologien nu mangler sin Einstein, der kan tage faget ind i det nye årtusind. Man kan spørge sig selv om det er Simon Conway Morris?

Eventualitet og konvergens

Konvergens er vigtig og overalt, det er der ikke nogen seriøs evolutionsbiolog, som benægter. En af de personer, Conway Morris ofte kritiserer, er den nu afdøde Stephen Jay Gould, som blandt andet snakkede meget om eventualitet eller tilfældighed (contingency) i evolutionsbiologien.

Men Gould manglede ikke konvergens i sit billede af evolution, tværtimod. Conway Morris tror, at eventualitet og konvergens ekskluderer hinanden, hvilket er forkert. Begge dele foregår hele tiden, på flere hierarkiske niveauer. Og jeg vil mene, at eventualiteten er det, som leder til konvergens hele tiden. Dette ville kræve en længere forklaring at uddybe, ja formentlig en hel bog. Så det vil jeg spare jer for.

En simplere forklaring

Men beviser konvergens en højere magt? En gud? Det Conway Morris siger, er, at der er en højere magt, som guider evolution til de resultater, vi ser, og det er hvad konvergens viser. Det vil jeg ikke mene. Det er de omgivende kræfter og elementer, som dirigerer evolution.

Det er let at se og en simpel og testbar hypotese: Når hvalerne ligner fisk, så er det fordi det er den form, der er mest hydrodynamisk. Flagermusens vinger ligner fuglens fordi det er aerodynamisk. En muldvarp ligner en muldvarp fordi det er det mest optimale design hvis man skal grave rundt i jorden (pedodynamisk?).

Det er de fysiske begrænsninger i vores omgivelser, som betinger evolution og evolutionær form. Det vil altså sige, at betingelserne for evolution af liv på jorden er tyngdekraften, de relative mængder af grundstoffer på jorden, som blev fordelt efter solsystemets dannelse og derfor de mængder af vand, ilt, kuldioxid etc. der er tilgængelige, som kan være fysiske barrierer for, hvad og hvordan, du gebærder dig.

Iltindhold bestemmer størrelse

Vi ved for eksempel, at vi bliver let forpustede, når vi vandrer i bjergene på grund af den tynde luft. Insekter har det endnu værre: deres åndedrætssystem er fysisk fastlåst I forhold til dets diameter og luftindtag. Derfor kan insekter ikke blive mere end nogle centimeter til decimeter store.

I Kul- og Perm-tiden (250-350 millioner år før nu) tiden var iltindholdet I atmosfæren meget højere. Derfor kunne man se guldsmede på en meters vingefang og kakerlakker i gigant størrelse. De kan ikke udvikles I dag, da iltindholdet i luften er for lavt.

På samme måde er der også en evolutionær bagage, som betinger evolution og den vej organismer tager. Det er ikke tilfældigt, at fugle, flagermus og pterosaurer alle flyver med forlemmerne og ikke med vinger, der voksede ud af ryggen, som hos insekter (deres vinger er formentlig modificerede gællestrukturer).

Der er en grund til, at fisks sidefinner er de samme som vores for- og bag-lemmer. Og der er en grund til, at vores anus er den samme som en søpølses.

Konvergens bedste modargument mod teleologisk udvikling

Det Simon Conway Morris prøver at advokere, har intet med højere magter at gøre. Det er fysiske kræfter og evolutionære krumspring. Menneskets intelligens er måske evolutionært forudsigelig og en mulighed, men hans mange eksempler på andre dyr, der ligner menneskets kompleksitet er lidt søgt.

En blæksprutte bliver ikke et humanoidt tobenet væsen: De har et respiratorisk pigment (hæmocyanin), som ikke er nært så effektivt til stofskifte som hæmoglobin. De kan derfor ikke udvikle sig til så aktive dyr som os, eller gå på land.

En fugl eller en delfin kommer heller ikke til at blive et tobenet humanoidt væsen: En delfin er for eksempel kanaliseret til at leve i vandet som en fisk. Den kunne måske godt udvikle intelligens og et sprog (det har den formentlig allerede), men den bliver ikke et humanoidt væsen.

Hvaler har fuldstændigt reduceret deres baglemmer og fugle har mistet de fleste af deres fingre og ville ikke blive i stand til at bruge andet end deres næb til at 'håndtere' redskaber med.

Mennesket er derfor unikt og har udviklet sig via en masse sammentræf med en evolutionær bagage, der ikke demonstrerbart følger en teleologisk udvikling. Jeg vil faktisk mene, at konvergens er det bedste argument for at mennesket ikke er unikt, men resultatet af en vilkårlig evolutionær udvikling.

Intet bevis på en højere magt

Konvergens er et smukt eksempel på den biologiske evolutions diversitet og innovative egenskaber. Tilfældighedernes spil leder til nye kropsplaner - kropsplaner og dyr som lever i en verden med de samme kræfter og økologiske interaktioner imellem hinanden.

Der er forudsigelige elementer i evolutionen, men hvem og hvordan og hvornår, de bliver udfyldt, er forholdsvist tilfældigt. Dyr udvikler de samme løsninger til de samme problemer. Gud eller højere kræfter kan ikke bevises eller modbevises af evolutionen.

Conway Morris fordrejer evolutionsbiologien og de folk, der studerer dens holdninger. Han påstår, at evolutionsbiologien er ateistisk og at det er synonymt med nihilisme, hvilket i sig selv ikke er sandt hvad enten evolutionsbiologien er nogen af delene.

Han mener, at der skal en højere magt til at få et komplet billede af verden og for at forklare den konvergente udvikling. Det er der ikke nogen grund til.

Der er en meget mere naturlig forklaring: Den samme som Charles Darwin udgav den 24. November, 1859. Der er ikke noget overordnet i Darwins evolutionære forklaring, som fejler i at forklare konvergens med en bedre logik, end at der skulle være en højere magt, der dirigerer den.
 

Videre læsning

Conway Morris, S. 2003. Lifes Solution- Inevitable humans in a lonely universe. Cambridge University Press, 464 pp. ISBN: 0521827043, 9780521827041 Conway Morris, S. 2009. The predictability of evolution: Glimpses into a post Darwinian world. Naturwissenschaften, 96. 1313-1337. Conway Morris, S. 2010. Evolution: Like any other science it is predictable. Proceedings of the Royal Society of London, B. 365, 133-145. http://www.guardian.co.uk/global/2009/feb/12/simon-conway-morris-darwin http://scienceblogs.com/pharyngula/2009/02/convergence_schmonvergence.php http://pharyngula.org/index/weblog/comments/simon_conway_morris_and_lifes_solution_its_tea/

 

Om Homo floresiensis – også kendt som ’Hobbitterne’

Kranie fra en Homo floresiensis - hobbitmenneskene fra Indonesien. (Foto: Ryan Somma)

Homo floresiensis er en forhistorisk menneskeart, som populært har fået tilnavnet 'Hobbitterne', fordi de var meget små.

Fossile fund af Hobbitten blev opdaget i 2003 i kalkstenshuler på den afsides ø Flores (deraf navnet) i Indonesien.

De anslås at have levet i slutningen af den Pleistocene periode fra 38.000 - 13.000 år før nutid.

Fundet bestod af fossiler af en menneske-lignende art med en lille krop og en lille hjerne, og der har siden været en diskussion af om dette var en selvstændig art, eller om det var en dværg-agtig udgave af det moderne menneske, som led af en vækst-hæmmende sygdom - Microcephaly - der resulterede i usædvanligt små kranier.

Analyser tyder på, at Hobbitterne kun blev ca. 106 cm høje. Det er væsentligt lavere end Central- og Sydafrikanske pygmæer, samt pygmæer fra Andamanerne og Filippinerne, som blev nærmere 150 cm høje.

Den lille frue af Flores

Et af fundene var et usædvanligt velbevaret skelet fra en kvinde, der fik tilnavnet 'Little Lady of Flores' eller 'Flo'. Det inkluderede hovedskal, kæbe, arme, hænder, ben og fødder, hvilket gjorde det muligt at analysere knoglebygningen med henblik på en sammenligning med det moderne menneske.

En analyse af kraniets størrelse viste en kapacitet på ca. en tredjedel af det moderne menneske, hvilket svarer til chimpansen eller andre tidligere menneske-arter fra det østlige og sydlige Afrika.

Statistiske analyser af hjernekapaciteten for de forskellige menneske-arter viser, at Hobbitterne tilhører en gruppe af forhistoriske arter, der både adskiller sig fra det moderne menneske og fra de afrikanske Mikrocefale (små kranier) grupper.

Denne analyse tyder altså på, at Hobbitten udgør sin egen tidlige art.

Abe-lignende fødder

Også Hobittens fødder adskiller sig fra det moderne menneskes og minder mere om visse af de afrikanske abers. Foden er usædvanlig lang i forhold til lår og skinneben, og er dermed mere abe-lignende end menneske-lignende.

De samlede analyser af Hobittens skelet-dele åbner således for den mulighed, at H. floresiensis stammer fra en anden forfader end det moderne menneskes; en mere primitiv menneske-art, som invandrede til Sydøst Asien, og tyder på at Hobbitten udgør sin egen art.
 

Referencer

'The geometry of hobbits: Homo floresiensis and human evolution.' William Jungers and Karen Baab. Significance, Volume 6 Issue 4, Pages 159 - 164; Published Online: November 19, 2009 (DOI: 10.1111/j.1740-9713.2009.00389.x). 'The foot of Homo floresiensis.' W. L. Jungers, W. E. H. Harcourt-Smith, R. E. Wunderlich, M. W. Tocheri, S. G. Larson1, T. Sutikna, Rhokus Awe Due5 & M. J. Morwood. Nature 459, 81-84 (7 May 2009) | doi:10.1038/nature07989

 

Et skridt i den rigtige retning

Zoologisk Museum i København, hvor Hanne Stragers Darwin-udstilling kan beses. (Foto: Palnatoke)

Med etableringen af SNM (Statens Naturvidenskabelige Museum) som omfatter Geologisk Museum, Botanisk Have og Zoologisk Museum blev de palæontologiske og palæantropologiske forventninger skruet op.

Endelig måtte der kunne blive grundlag for et forum, hvor menneskets udviklingshistorie ville komme til at indgå som en både væsentlig og helt naturlig del af fremtidens udstillingsplaner.

Ikke adskilt fra omgivelserne, men som en del (og gerne som en central del) af de klimamæssige, geologiske, botaniske og zoologiske ændringer der er sket gennem millioner af år.

Det ser ud til at være godt på vej med Hanne Stragers udstilling om Darwin på Zoologisk Museum.

Darwinudstillinger populære

Bortset fra en gammel og lidt trængt udstillingsdel på Geologisk Museum har man intet sted i Danmark kunnet se noget om menneskets udvikling.

Og det er mærkeligt, for en af de bedst besøgte udstillinger på Nationalmuseet i København (og i Århus og Odense) var faktisk en danskproduceret udstilling om menneskets udviklingshistorie; 'Missing Links - alive' som blev vist over store dele af verden. Men det er mere end 10 år siden.

Derfor bør det slet ikke komme bag på museumsfolk, at så mange besøgende har set Zoologisk Museums udstilling om Darwin. Det viser blot, at emnet har et meget stort publikum. Udstillingen er tilmed interessant opbygget og hverken som en antropolog, en zoolog eller en botaniker ville have gjort, med fokus på netop deres faglige interesse.

Årets formidlingspris

Den er opbygget af Hanne Strager, som er den professionelle formidler der er brug for til sådan en opgave. Hun kan sit kram og har fortjent årets formidlingspris fra SNM. Med de midler der har været til rådighed har hun tilvejebragt en god og flot udstilling.

Der er måske ikke helt så mange kranier og skeletter, som en antropolog ville have 'proppet ind' i udstillingen, men til gengæld er der mange andre elementer, der netop er relateret til Darwin.

Udstillingen er Hannes værk i samarbejde med museets dygtige udstillingsmedarbejdere. Den kunne sagtens udgøre hele grundlaget for at tildele hende den fine pris. Men hun kan også noget andet.

Det viser den bog, som blev udgivet samtidig med udstillingen, og som formidlingsmæssigt er en rigtig, rigtig god. Den kan fange en lægmand/kvinde, men sandelig også en fagmand /kvinde for den er skrevet godt og emnet er formidlet ligeså spændende som en kriminalroman. Titlen 'Som at tilstå et mord' lover os det næsten også.

Det er rigtig godt gået af Hanne Strager og jeg vil gerne ønske held og lykke med de nye store formidlingsudfordringer på SNM.

PS! Glem endelig ikke vore forfædre!

 

Hvad satte skub i menneskets kulturelle evolution?

Teknologi, såsom primitive stenalder-værktøjer som disse, udvikler sig hurtigst i store befolkninger. (Foto: U.S. National Park Service)

Mennesket har benyttet sig af relativt simple stenredskaber i ca. 2,5 millioner år.

Men for mellem 90.000 og 20.000 år siden begyndte vi forskellige steder i verden at udvikle vores teknologiske færdigheder til produktion af fint forarbejdet værktøj og kunst.

Men hvorfor skete det lige pludseligt?

De simpelt forarbejdede redskaber havde fungeret fint for vores forfædre i et par millioner år, så hvad var det, der pludselig satte skub i menneskets kulturelle evolution?

Og hvorfor skete det ikke på een gang overalt? Hvad var for eksempel årsagen til at det sydlige Afrika havde en avanceret kultur tidligt, som forsvandt for senere at vende tilbage?

Hjernens størrelse ligegyldig

Man har selvfølgelig spekuleret på, om vi bare blev klogere. Det har nu ikke direkte noget med hjernens størrelse at gøre, for den udviklede sig gradvist og var nogenlunde på størrelse med den vi har nu, længe før den kulturelle udvikling virkelig satte ind. Og i øvrigt havde neandertalerne større hjerne end os!

Forskellige omstruktureringer og genetiske forandringer i hjernen har været foreslået, men det passer ikke rigtig med det mønster, der er i de arkæologiske fund.

For eksempel opstod en avanceret kultur i Australien ca. 20.000 år efter de første mennesker kom dertil. Men der er hverken arkæologisk eller genetisk evidens for en gen-indvandring af klogere / anderledes tænkende mennesker, som skulle have erstattet de første australiere.

Det har altså været særdeles svært at få øje på en egentlig biologisk forklaring på fænomenet. Og alt tyder derfor på, at alle de mennesker (Homo sapiens) der levede i Afrika for op mod 100.000 år siden, og som siden spredte sig derfra, allerede havde evnerne til at udvikle deres kultur og tekniske know-how.

De gjorde det bare ikke. Men hvorfor?

Et spørgsmål om befolkningstæthed

I sidste uge havde jeg den fornøjelse at høre Mark Thomas fra The Molecular and Cultural Evolution Lab, University College London, holde et fortrinligt foredrag om emnet.

Sammen med sine kollegaer Adam Powell og Stephen Shennan har han for nylig givet et bud på, hvad der skete, i en artikel i Science. Ved hjælp af modelanalyser, der simulerer vidensoverførsel mellem individer og populationer, har de kunnet undersøge, hvordan viden overføres gennem tid og rum (for eksempel hvordan man laver et bestemt værktøj, men også mere komplekse viden-sæt).

Det interessante ved disse modeller er, at de viser, at der skal en vis populationstæthed til, for at bibeholde og opbygge viden over tid.

Så snart vi bor tæt nok på hinanden, så begynder vi at kunne ophobe viden, og så behøver vi ikke at opfinde den dybe tallerken gang på gang. Og det forklarer jo unægteligt også, hvorfor man ser denne kulturelle revolution på forskellige tidspunkter forskellige steder i verden.

Teknologier går tabt i skrumpende populationer

Hvis populationstætheden ikke er stor nok (eller migration mellem populationer er begrænset af fysiske (geografiske eller landskabsmæssige) årsager, så kan viden ikke spredes hurtigt nok og vil derfor indenfor populationerne gå tabt i løbet af nogle generationer.

Tasmanien blev for eksempel isoleret fra Australien for ca. 14.000 år siden, og her kan man i arkæologiske tidsserier se, hvordan forskellige teknologier med tiden forsvinder fra øens befolkning.

Forklaringen er formodentlig, at populationen her var for lille. Og da den blev afskåret fra en viden-influks fra andre i Australien, forsvandt teknologier simpelthen fra den samlede viden-pulje.

Og det forklarer hvorfor viden forsvandt i Sydafrika, da populationerne skrumpede ind på grund af klimaforandringer, men vendte tilbage senere.

Får brikker til at falde på plads

Jeg ved ikke med jer derude, men for mig er det en af den slags forklaringer, der får en masse brikker til at falde på plads.

Og samtidig er det så enkelt, at enhver post-apokalyptisk film/bogs forfatter, med respekt for sig selv, har regnet ud, at viden forsvinder, når der bliver længere mellem mennesker.

Men nu er det så videnskabeligt bevist, at viden bygges op, når afstandene mindskes.

 

Ida og Ardi: Chimpanseproblemet

Fossil-afstøbninger er det rene legetøj for palæantropologer. Her er en del samlet på Royal Society i London om afstøbningerne af Ardi. (Foto: Frances Rivera, Leverhulme Centre for Human Evolution)

Med ikke mindre end 11 artikler i Science har Ardipithecus ramidus fået mere videnskabelig spalteplads end noget andet fossil i 2009. Nu kender vi hende alle som 'Ardi'.

Darwinius marsillae, eller 'Ida' så i lang tid ud til at løbe med prisen som året fossile covergirl. Men her var det mere den massive formidlings- og medieindsats, der dominerede billedet.

Og selvom 27 sider er usædvanlig langt for en artikel i et naturvidenskabeligt tidsskrift, var der for Idas vedkommende trods alt kun tale om en enkelt artikel.

Omstændighederne var også helt anderledes. Ida blev købt dyrt efter at have været mange år i privateje. Hun stammer fra Messel i Tyskland, er helt fantastisk velbevaret, men mast flad.

Ardi blev udgravet i Etiopien som en del af en kæmpe palæontologisk operation ledet af Berkeley-professoren Tim White. Hun var i stumper og stykker, og i selskab med fragmenter fra mere end 110 artsfæller.

Vi kendte hende godt i forvejen: I 1994 blev hun for første gang beskrevet i en artikel i Nature. Med de 11 artikler i et enkelt nummer af Science har Tim White og 46 medforfattere givet os et omfattende billede ikke alene af Ardi, men også af den verden hun levede i, og deres bud på, hvor hun skal placeres i det menneskelige stamtræ.

Og det er her chimpanserne kommer ind.

Ud med chimpanserne

Ardi er dateret til at være 4,4 millioner år gammel. Ved at sammenligne morfologiske træk mellem chimpanser, mennesker og Ardipithecus ramidus konkluderede White og hans team, at chimpanser ikke kan bruges til at forstå tidlig human evolution.

Ardi fortæller en historie med en række markante fællestræk mellem Ardipithecus og Homo sapiens, der sætter de nulevende chimpanser ud på et sidespor. Og med dem røg primatologerne ud af det fine selskab, hvor vi forsøger at etablere hvordan og hvornår vi blev til de mennesker vi er i dag. I hvert fald ifølge White og hans medforfattere.

Der var derfor naturligvis stor spænding på Royal Society d. 19. oktober, hvor flere af folkene bag Ardi-artiklerne deltog i en konference om de sidste 4 millioner års human evolution. Dagens første taler var Bill McGrew, en af verdens ledende primatologer og min kollega på Leverhulme Centre for Human Evolutionary Studies i Cambridge.

Han gav os en imponerende rundtur i den primatologiske frontforskning, der spænder fra avanceret konstruktion og brug af chimpanseteknologi over ernærings- og habitatstudier til primatarkæologi.

Resultatet af den forskning - hvor meget af det først er på vej til at blive publiceret - giver os et langt mere omfattende og komplekst billede af vores nærmeste nulevende (og stærkt udrydningstruede) slægtninge, end vi har haft tidligere.

Uenighed om sidste fælles forfader

Og her har vi, mener McGrew, data vi kan bruge til at fodre vores modeller til rekonstruktion af tidlig human evolution, inklusive adfærdsmodellering, kulturel og teknologisk evolution.

Problemet er, naturligvis, at vi er nødt til at antage, at vores tidlige fælles slægtninges adfærd kan kalibreres i forhold til nulevende chimpansers. Man kan jo også antage, at brug af teknologi har udviklet sig flere gange blandt flere forskellige arter.

Vi ved for eksempel i dag, at brug af teknologi ikke er unikt for primaterne. Det samme kan være tilfældet for fødeindsamling, parringsvaner og avancerede sovevaner med sengebygning, der både indbefatter madras og hovedpude.

Dertil kommer, at chimpanserne gennem de sidste 6-7 millioner år, siden vores sidste fælles forfader levede, også kan have gennemgået en omfattende evolution, ligesom den del af stamtræet, der indbefatter os, Homo sapiens.

Det ville være underligt, hvis vores sidste fælles forfader lignede en nulevende chimpanse. Vi har intet fossilt materiale, der antyder, at det skulle være tilfældet. Faktisk synes Ardi at give os det modsatte billede. Tim White og hans medforfattere gav sig da heller ikke, og dagen sluttede i dyb uenighed.

Abe eller ej?

Det hjalp lidt, at White havde taget en kuffertfuld afstøbninger fra deres udgravninger med, heriblandt det rekonstruerede Ardi-kranium. Efter at de videnskabelige klinger blev krydset, så stålet klirrede, var der noget forsonende over at sidde sammen og lege med afstøbningerne, lidt som børnene juleaften, efter det store Legosæt er pakket op.

Men rundt omkring i krogene blev der hvisket, at Ardis hoved virkede lidt for småt og hendes hænder og fødder lidt for store til at være entydig gående på bagbenene som Homo sapiens...

Måske kunne sensationen vise sig at være en abe? Det vil tiden vise, når andre palæoantropologer forhåbentlig engang får adgang til Tim Whites materiale. Det har vi nemlig, på trods af Science-artiklerne, ikke endnu.

Ud med Darwin

Den videnskabelige uenighed om Ardi og chimpanserne har dog haft konsekvenser, der rækker langt udenfor videnskabens verden. Den imponerende artikelserie blev fulgt af en massiv pressekampagne, der sendte nyheden ud i alverdens medier i begyndelsen af oktober.

På Al Jazeera tolkede man historien om Ardi således: »Amerikanske forskere har for nyligt bevist, at Darwins evolutionsteori var en fejltagelse«. Bag denne sensationelle (og naturligvis komplet forkerte) udtalelse ligger den gamle misforståelse, at evolutionsteorien indebærer, at mennesket skulle være udviklet direkte fra de nulevende aber.

Den centrale ide om fælles afstamning forsvandt desværre fuldstændig i Al Jazeeras dækning, hvor man konkluderede: »Forskerholdet anoncerede, at det ca. 4,4 milloner år gamle etiopiske skelet, 'Ardi', beviser, at mennesker ikke udviklede sig fra chimpanselignende forfædre og dermed slår en pæl igennem den gamle antagelse, at vi stammer fra aberne«.

Denne historie blev også fortalt på Al Jazeeras hjemmeside og efterfølgende kopieret på utallige arabisksprogede hjemmesider. Dermed har vi fået et nyt chimpanseproblem.

Og når det handler om global evolutionsforståelse, kan konsekvenserne her være endnu mere alvorlige end den videnskabelige uenighed om primatologiens relevans for vores forståelse af tidlige human evolution.

Nu er vi endt her: Ud med chimpanserne. Ud med Darwin. Ind med myterne. Det var ikke meningen med evolutionsåret 2009.

 

Fuglenes forfader havde fire vinger

Det ene ben fra den nye fjerklædte dinosaur, Anchiornis, som jeg så i Kina denne sommer. Læg mærke til de lange fjer langs benet og tæerne.

I sommer var jeg i Kina for at studere dinosaurer fra en lokalitet i den nordøstlige provins Liaoning. Her har man i de sidste cirka 15 år fundet fossile dinosaurer med fjeraftryk.

Vi ved nu, at dinosaurerne havde fjer. I hvert fald theropoderne, som inkluderer både Tyranosaurus Rex og den berømte Velociraptor fra Jurassic Park.

Kineserne har nu også fundet fossiler med fjerlignende strukturer tilhørende ornitischierne, som inkluderer blandt andet Triceratops og Stegosaurus.

Fjer opstod ikke fordi ejermanden fløj, men primært fordi de skulle holde sig varme. Dinosaurer var varmblodede lige som os og deres moderne slægtninge, fuglene. De skulle isolere sig for at spare energi.

Udviklede fjer før de skulle flyve

Men dinosaurer udviklede sig til fuglene, og fjeren viste sig at være en fortræffelig struktur at skulle lære at flyve med. Når en struktur opstår, men senere får en meget mere udpræget funktion end det, den egentlig opstod for, kaldes det for en 'præ-adaptation', og fjeren er et ganske godt eksempel på sådan en.

Der er nu også fundet en række fossiler, som viser hvordan fuglene udviklede sin flyvning med fjer fra dinosaurer. Det vil historisk set nok blive et af de bedste eksempler på gradvis evolution, som vi kender fra fossiler og som fortæller en historie om fuglenes oprindelse, jeg tror de færreste nok ville have gættet.

Det fossil, som jeg så i sommer, var en dinosaur, der er ældre end de typiske kinesiske fjerede dinosaurer, som er fra Nedre Kridt (cirka 125 millioner år). Den her er fra tidligt øvre Jura og altså cirka 35 millioner ældre.

Forskellige afstøbninger af det berømte eksemplar af Archaeopteryx fra Berlin, som viser at der var velbevarede fjer på benene, som senere hen blev præpareret væk for at vise knoglerne bedre.

Dinosauren har lange fjer på sine arme, fjer hvor bistrålerne hæfter sammen og danner en tæt membran ligesom hos moderne fugle. Derudover har den samme slags lange fjer på sine ben og endda lange fjer mellem sine tæer.

Fire vinger

Hvad pokker foregår der her? Der var lange fjer overalt, og de ligner typen man skal bruge til at flyve med; ikke den slags der bliver brugt til at isolere sig med. Moderne fugle har kun fjer på armene.

Man fandt en lignende form for cirka 7 år siden: Microraptor, som også har fire vinger. Men de her er ikke nært beslægtede; den ene er nærmere beslægtet med fugle end den anden.

Det betyder, at dette ikke er en mærkelig specialisering hos nogle få afstikkere på fuglenes stamlinje. Det viser, at de moderne fugles forfader havde fire vinger.

Parafyli

Princippet i det argument, jeg lige har fremlagt bygger på et fænomen, der hedder parafyli: Når to dyr, der viser nogle specielle karakteristika, men den ene er nærmere beslægtet med nogle andre dyr, der ikke har disse karakteristika, så kan man argumentere for, at disse karakteristika har været til stede i forfaderen til alle tre linjer af dyr.

Et godt eksempel på dette er for eksempel fisk: Vi udviklede os fra kvastfinnede fisk, såsom lungefisk og den blå fisk, som derfor er nærmere beslægtede med os end de typiske strålefinnede fisk (de typiske fisk, vi kender og spiser). Derfor har vores forfader engang været fisk.

Nogle havsvampe er nærmere beslægtede med de 'højere' dyr end andre havsvampe. Det vil sige vores forfader engang var en havsvamp, der sad på havbunden for cirka 600 millioner år siden og filtrerede havvand for bakterier og andet organisk materiale.

Dinoer med fire vinger

Nick Longrich, som læste palæontologi i Alberta, Canada, indså hvad disse fossiler betyder for fuglenes udvikling. Han gjorde også opmærksom på, at den berømte Archaeopteryx også har fire vinger.

De to danske palæontologer Per Christiansen og Niels Bonde havde nemlig fundet ud af at det berømte fossil af Archaeopteryx, som befinder sig i Berlin, har fjer på sine ben. Disse fjer var dog blevet molesteret, da man udpræparede knoglerne og derved fjernede de omkringliggende fjer. Man kunne dog se dem på gamle tegninger og afstøbninger af fossilet før det blev præpareret.

Nick Longrichs rekonstruktion af Archaeopteryx.

Nick indså, at Per og Niels`s opdagelse havde store konsekvenser. Fuglenes forfader havde fire vinger, et sæt på armene og et på benene. Med de nyopdagede fossiler, såsom det eksemplar jeg så i sommers, ved vi at der er tre forskellige linjer af dinosaurer med fire vinger:

- Microraptor (en dromaeosaur)

- Archaeopteryx (en mere primitiv fugl)

- Anchiornis, som det nye fossil jeg kiggede på hedder, der muligvis er en troodontid dinosaur (jeg glemte lige at nævne en fjerde firevinget krabat, der hedder Pedopenna, som ikke er så velbevaret).

Flyvning startede med svævende dinoer

Hvad fortæller det os om fuglenes oprindelse?

Det viser os, hvordan fuglenes flugt opstod. Der har været mange teorier om fuglenes oprindelse. Skete det ved at de gik rundt på jorden og lærte at flyve, ved at fange insekter med sine arme, som en af teorierne foreskriver? Eller skete det ved at de begyndte at svæve fra træ til træ?

Der er mange dyr der glider eller svæver mellem trætoppene, såsom flyveegern, firben og slanger. De har alle sammen fundet ud af evolutionært at gøre deres totale overfladeareal større. Flyveegern har en hudmembran imellem sine lemmer, der virker som et svæveplan. Firben og slanger udspænder huden ved at krænge deres ribben ud.

Vi kan nu se at fuglene gjorde det samme, da de udviklede flyvning. De øgede deres overfladeareal. Deres vinger på benene kunne ikke bruges til at baske med; det er fysisk umuligt, der er ikke muskler til det. Derimod fungerede de som et svæveplan.

Man kan se, at de her dinosaurer ikke har den samme form for muskelopsætning som moderne fugle. De har ikke kunnet andet end at sprede deres vinger ud og svæve med dem. De lange fjer på tæerne har også forøget deres opdrift.

Efterfølgende udviklede de muskelopsætning, der tillader flyvning og reducerede deres benfjer og lange hale til en reduceret halestump med lange halefjer i stedet.

Slægtskabstræ af fuglenes tidlige forfader. (Illustration: Nick Longrich)

Benfjer bruges til svævning

Nick Longrich kiggede også på hofteleddet hos disse dinosaurer og kunne vise, at de firvingede dinosaurer ikke kunne sprede deres ben i mere end 90 graders vinkel.

Man har lavet forsøg i vindtuneller med Microraptor for at se hvordan den kunne svæve. Formentlig lagde den sine bagben ned langs med halen for at danne det mest optimale svæveplan, men flyttede dem ned under sig ved landingen.

Da jeg så Anchiornis denne sommer med sine lange fjer på tæerne, vidste jeg, at vi nu kan sige hvordan fuglenes flugt opstod. Der er simpelthen ikke nogen grund til at have så lange fjer på tæerne, medmindre man bruger dem til at svæve med.

Fjeldryper er nogle af de få moderne fugle som har fjer mellem tæerne, men de er ikke så robuste som de her og er mest til isolation. Det er utroligt at se et fossil, som kan fortælle så meget historie, som sådan et fossil kan.

Dette er et elegant eksempel på, hvor vigtige fossiler er for forståelsen af organismers evolution, og at evolution sker ved gradvis udvikling med fornuftige mellemformer, der levede et helt optimalt liv.
 

 

Havde vi sex med neandertalere?

Mennesket og chimpanser splittede op for ca. 5 millioner år siden (Hobolth et al 2007).

For ca. 2 millioner år siden udviklede menneskelinien færdigheder til at kunne anvende redskaber. Disse mennesker kaldes Homo ergaster.

For ca. 1,8 millioner år siden udvandrede de første mennesker fra Afrika. Nogle vandrede til Asien, og udviklede sig til de såkaldte Homo erectus, mens andre vandrede til Europa, og udviklede sig til de såkaldte neandertalere.

Det moderne menneske, Homo sapiens, startede deres udvandring fra Afrika for ca. 60.000 år siden, for at nå Europa for ca 40.000 år siden. Her sameksisterede de med Neandertalerne I 10-12.000 år, hvorefter Homo sapiens fik overtaget og Neandertalerne uddøde.

Svante Paabo, professor i evolutionær genetik ved Max Planck Instituttet i Leipzig, interesserer sig for de 10-12.000 år hvor Neandertaleren og Homo sapiens sameksisterede i Europa, og især om de parrede sig og fik levedygtigt afkom.

»Jeg er sikker på, at de havde sex,« udtaler Svante Paabo til the Telegraph, men er i tvivl om der kom afkom ud af anstrengelserne, og i givet fald, om afkommet har været fertilt.

Mere specifikt er han interesseret i, om han kan finde spor af Homo sapiens-dna i neandertal-fossiler, som i givet fald vil stamme fra parringer mellem neandertalere og Homo sapiens for 30-40.000 år siden. Tidligere undersøgelser baseret på dna-analyse har ikke kunnet give vished for genetisk blanding (Serre et al 2004), men disse analyser var baseret på en meget lille del af genomet.

Det er ny lykkedes Svante Paabo og hans kolleger at sekventere hele genomet fra fossile neandertalere, som nu kan sammenlignes med genomet fra Homo sapiens. Disse analyser vil kunne fortælle, om der er spor af Homo sapiens-dna i Neandertaleres genom, også selvom det drejer sig om relative små mængder.

Interessant ville det naturligvis også være at lede efter spor af neandertal-dna hos Homo sapiens, men Svante Paabo mener at sådan spor vil være så små, at de ikke kan detekteres efter 30.000 år.

Resultaterne af disse analyser vil blive publiceret inden længe.

Referencer

Hobolth A, Christensen OF, Mailund T, Schierup MH. 2007. Genomic relationships and speciation times of human, chimpanzee, and gorilla inferred from a coalescent hidden Markov model. PLoS Genet. Feb 23;3(2):e7. Epub 2006 Nov 30

Serre D, Langaney A, Chech M, Teschler-Nicola M, Paunovic M, Mennecier P, Hofreiter M, Possnert G, Pääbo S. 2004. No evidence of Neandertal mtDNA contribution to early modern humans. PLoS Biol. 2004 Mar;2(3):E57. Epub 2004 Mar 16.

 

Ida, Ardi og menneskets evolution

Er Ida the missing link? Eller mister hun titlen til Ardi? (Foto: Naturhistorisk Museum, Oslo)

Så er der røre om Ida igen!

Ida (Darwinius) er den lille abe der blev fundet i de ca. 47 millioner år gamle søaflejringer i Messel, Tyskland (se tidligere blogindlæg).

Hun hører til en lille gruppe af aber, adapiformerne, der befandt sig i den nedre del af primaternes stamtræ.

Da Ida blev beskrevet, forlød det at hendes slags var en af de allerførste grene af egentlige aber (for eksempel edderkoppeaber, bavianer og os selv), kort efter at halvabegruppen (for eksempel lemurer, galagoaber) var splittet fra.

Og det til trods for, at de fleste ind til da mente, at adapiformerne var halvaber. Men Ida var jo et næsten komplet fossil, i modsætning til tidligere fund, der mest består af tænder og andre småstumper.

Nu lyder det måske ikke af særlig meget, men tænder er fantastisk vigtige til bestemmelsen af uddøde pattedyr, fordi de på grund af emaljen ofte har det bedste bevaringspotentiale af nogen kropsdel. Derudover er tænder forsynet med en masse information, der gennem årtier har vist sig at være temmelig holdbar til klassifikation og lignende.

Titeludfordreren

På grund af usikkerheden om placeringen i stamtræet, skabte det en del murren i de videnskabelige kroge, at forfatterne til Ida fik stablet det helt store mediemaskineri på benene, da de lancerede Ida som det tidligste Missing link på menneskelinien.

Nu er der så beskrevet en ny lille fyr i gruppen af adapiformer, Afradapis (se også nyhedsartiklen). Det er 'kun' en underkæbe, men den har hele tandrækken repræsenteret.

Og på basis af en større slægtskabsanalyse, har det været muligt at vise, at adapiformerne slet ikke er en gren på de egentlige abers linie, men alligevel hører til halvaberne!

Der argumenteres for, at en del af de træk der forbandt Ida med linien af de egentlige aber og dermed os mennesker, er såkaldte konvergent udviklet (tilsyneladende ens træk/strukturer, der uafhængigt af hinanden opstår i to forskellige udviklingslinier. Vingerne hos fugle og flagermus er et ofte anvendt eksempel).

Og så går fisen jo lidt af 'the missing link'-ballonen. Og desværre kommer Ida nu til at fremstå som lidt af et flop!

Er Ardi the missing link?

I den mere recente del af vores stamtræ har vi i den sidste måned også lært en masse. En anden kandidat til den tvivlsomme titel 'The Missing Link' er 'Ardi' (Ardipithecus), der fik tildelt noget så usædvanligt som et helt særnummer af Science.

I Ardi's tilfælde er der dog ingen tvivl om, at der er tale om en placering på menneskelinien. Ardi er udråbt til at være det nærmeste vi er kommet til en fælles stamform til mennesker og chimpanser.

Måske lidt af en tilsnigelse, da der findes noget ældre fossiler på vores linie, der dog langt fra er så relativt komplette som Ardi. Men der er ingen tvivl om, at Ardi klart kaster et helt nyt lys over hvordan den fælles stamform må have set ud.

Vores lemmer stammer ikke fra chimpanserne

Jeg vil ikke gå detaljeret ind i alle de fantastiske aspekter, Ardi giver indblik i, da der andetsteds på denne side er en fortrinlig artikel om fundet.

En af de mere interessante ting jeg dog vil fremhæve er, at hænderne og fødderne mere ligner det, man tidligere ville have forventet at finde langt længere nede i stamtræet, før den fælles stamform til os, chimpanser og gorillaer. Forestillinger om hvordan vores lemmer udviklede sig fra noget chimpanseagtigt er altså helt forkerte.

Chimpanser og gorillaer har nemlig haft deres egen udvikling, og er ret avancerede i hænder og fødder på grund af tilpasninger til at kravle vertikalt i træer og knogang. I øvrigt tilpasninger der må være udviklet konvergent.

Vi kan altså endnu engang lære, at vi ikke skal se på os selv som værende udviklingstrinet over de andre, men blot en udviklingslinie der tog en anden retning.

Ida er stadig et hit

Med Ardi får vi altså indsigt i både udviklingen af vores egen linie, men sandelig også af chimpanse- og gorilla-linierne. Det er naturligvis vigtig at vide hvilken linie fundet tilhører, for at kunne rekonstruerer udviklingen korrekt.

Men man kan sagtens lære en masse om ens egen udviklingslinie af et nyt fund, selv om det ikke lige er placeret pladask som stamform eller 'missing link'. Og behøver vi så i virkeligheden at tage armene ned over fundet af Ida, selv om det viser sig at hun ikke er vores direkte tip-tip-tip-tip-oldemor?

 

MikroRNA - små gener med stort potentiale

Et eksempel på en RNA-struktur.

Det nye årtusind blev for mange markeret med en stor fest.

Hos molekylær-biologerne blev det markeret med navngivningen af en ny klasse af gener.

I 2001 beskrev tre forskningsgrupper i tidskriftet Science, den klasse af gener, som de kaldte mikroRNA (miRNA).

miRNA har været med til at revolutionere molekylærbiologien og forståelsen af genetisk regulering.

Men de er dog også på vej til at blive et vigtigt værktøj for at rekonstruere organismers evolution og har måske også svaret på hvad der skaber evolutionær kompleksitet.

Et af de helt store dogmer i molekylær-biologien har været, at DNA transkriberes til RNA, som derefter translateres til proteiner. Proteinerne blev set som de primære funktionelle genetiske elementer.

Dette billede har dog ændret sig markant inden for de sidste ti år. Man har nu fundet flere forskellige RNA-molekyler, der er med til at regulere vores genetiske maskineri. MikroRNA er en af de mest interessante opdagelser. De er utroligt vigtige for at forstå hvordan og hvorledes vores gener reguleres, men også for forståelsen af for eksempel visse kræftformer

mikroRNA kort og godt

Kort fortalt regulerer miRNA det RNA, som skal bruges til at kode for proteiner kaldet messengerRNA så det ikke kan lave protein. Dette sker ved at miRNA´et sætter sig på messengerRNAet i et større kompleks, og forhindrer på den måde at ribosomerne kan tage messengerRNAet og lave protein.

miRNA kan regulere flere forskellige geners omdannelse til proteiner. Nogle miRNA har flere hundrede geners messengerRNA som mål. Dette er noget den danske forsker Jeppe Vinther (vi er ikke beslægtede) har undersøgt.

De opstår i genomet som RNA-sekvenser, der folder sig om sig selv, ved at komplementære nucleotider binder sig til hinanden, så de danner det, der på engelsk kaldes en hairpin, altså en hårnål.

Dette forstadie til den aktive miRNA bliver herefter genkendt af forskellige enzymer i cellekernen og efterfølgende i celleplasmaet som klipper hårnålen ned til der kun er en 22 nukleotider lang streng tilbage.

MikroRNAs funktion

MikroRNA regulerer som sagt messengerRNA, og forhindrer at de producerer proteiner. Da proteiner er en del af et større netværk af gener, kan det være svært at forudsige hvad der sker hos en organisme.

Man har dog observeret, at hvis man helt slukker for miRNA-maskineriet i for eksempel mus, ved at fjerne det enzym der udklipper det færdige miRNA, så udvikler fosteret sig ikke længere end til en klump celler uden nogen form for symmetriakse eller tarm.

Det ser ud til at miRNA er involveret i at regulere dannelsen og vedligeholdelsen af organer. Man har observeret miRNA, der er specifikke for hjertets udvikling i hvirveldyr. Hvis disse bliver reduceret i tilstedeværelse bliver hjertet for stort, omvendt bliver det for lille hvis der er for mange miRNA.

Derfor kan det også være fatalt hvis der ved en fejl bliver udtrykt miRNA på det forkerte tidspunkt, det forkerte sted ved en fejl. Dette er blandt andet årsagen til visse kræftyper, ser det ud til.

Slægtskabstræer ved hjælp af mikroRNA

Under dyr og planters evolution kan man se, at der hele tiden er nye miRNA som opstår og fikseres i genomet. Når først de er etableret i genomet som en mikroRNA, forsvinder de sjældent igen (faktisk stort set aldrig).

De er også utrolig konservative i deres sekvens af nukleotider. Når man kigger på for eksempel en bananflue og et menneske, og en miRNA som man ved var til stede i deres fælles forfader (en homolog miRNA), er der stort set ikke nogen forskel på deres sekvens af nukleotider.

Dette er interessant for evolutionsbiologer, som gerne vil kende til dyrs slægtskabsforhold: fylogenien. Normalt vil molekylær-biologer kigge på de genetiske mutationer der dannes i vores DNA, og ud fra disse beregne på en computer, hvordan et muligt slægtskabstræ kunne se ud.

Der er desværre den ulempe med mutationer, at de kan gå begge veje; en mutation et sted kan ændre sig igen, nogle gange til det samme som før eller til noget helt tredje. Dette kan overskrive den historie af evolution man gerne vil fortælle via disse mutationer, og føre til, at man ikke kan erkende fylogenien.

MikroRNA er derfor et potentielt værktøj for evolutionsbiologer i fremtiden. Man kan simpelthen kortlægge dyrs mikroRNA repertoire, og hvis to organismer har de samme miRNA-sekvenser må de have en fælles forfader.

Links
Læs også på videnskab.dk: Scientists Use MicroRNAs To Track Evolutionary History For First Time, ScienceDaily (Sep. 10, 2009) Junk DNA' Can Explain Origin And Complexity Of Vertebrates, ScienceDaily (Feb. 13, 2008) RNA Snippet Suppresses Spread Of Aggressive Breast Cancer, ScienceDaily (June 30, 2009)