Livets træ tegnes færdigt
Ved hjælp af supercomputere og de seneste værktøjer inden for molekylærbiologien plottes alle dyregrupper ind på det hidtil mest detaljerede kort over evolutionen.
Ved hjælp af supercomputere og de seneste værktøjer inden for molekylærbiologien er evolusionen ved at blive kortlagt fra de første flercellede organismer og op til den artsvariation, som vi kender i dag. (Grafik: Lasse G. Jensen)
Læs også
-
Dansk forsker: Kirkens undskyldning til Darwin skyder intelligent design ned
Læs mere om
"I think", skrev Charles Darwin i 1837 over en skitse af livets træ. Skitsen findes i en af de notesbøger, hvor han nedfældede sine tanker om arternes udvikling umiddelbart efter verdensomsejlingen med HMS Beagle.
Darwin havde tænkt en kættersk tanke. Træet var intet mindre en bombe under videnskabens religiøst baserede verdensbillede. I stedet for skabelsesberetningens udlægning af livets opståen, præsenterede Darwin en forklaring på livets udvikling – en udvikling, der ikke havde noget endemål, og hvor mennesket ikke indtog nogen særlig plads.
Der skulle gå 22 år, før bredere kredse fik kendskab til Darwins tanker. Det skete, da Darwin stærkt tilskyndet af sine kolleger i 1859 udgav første del af sit værk "Om Arternes Oprindelse". Siden siden da har videnskabsmænd over hele verden tegnet videre på Darwins træ.
Man mener, at det første primitive liv opstod for 3,3-3,5 milliarder år siden, men forskningsresultater har flere gange skubbet livets opståen tilbage i Jordens 4,6 milliarder år lange historie. Senest har svenske forskere publiceret kemiske analyser af 4,25 milliarder år gamle diamanter, som ifølge svenskerne tyder på, at der allerede på det tidspunkt fandt biologiske processer sted i atmosfæren.
Mens det encellede livs nøjagtige opståen stadig er under debat, så ved man ret nøjagtigt, hvornår det flercellede liv opstod. Det skete under den kambriske eksplosion for omkring 530 millioner år siden. Som navnet antyder, var der tale om en eksplosiv vækst i antallet af dyrearter. Det ser ud til, at samtlige dyregrupper opstod over en periode på 10-20 millioner år, hvilket i evolutionær sammenhæng er utroligt kort tid.
Hvordan det skete og hvorfor, har man indtil for nyligt forsøgt at afgøre ved hjælp af morfologien – dvs. dyr og planters fælles fysiske træk. Indtil for blot 11 år siden var man overbevist om, at alle leddelte dyr var beslægtede.
»Det gav et smukt billede af evolutionen, hvor der gik en lige linje fra muslinger og blæksprutter over ledorm og børsteorme til tusindben. Da man begyndte at bruge molekylære data, blev det verdensbillede revet i stykker,« siger lektor ved Statens Naturhistoriske Museum i København, Martin V. Sørensen.
Sammen med professor Reinhardt Møbjerg Kristensen deltager han i det hidtil mest ambitiøse kortlægningsprojekt over evolutionen Assembling the Tree of Life (AToL). Målet er ved hjælp af supercomputere og de seneste værktøjer inden for molekylærbiologien intet mindre end at kortlægge evolutionen fra de første flercellede organismer og op til den artsvariation, som vi kender i dag.
I modsætning til de første molekylære analyser, som baserede sig på et enkelt gen, baserer kortlægningen i AToL sig på sekvenser fra flere hundrede proteinsynteserende gener i RNA. Grunden til, at man ikke bruger DNA er, at mange DNA-sekvenser tilsyneladende ikke har nogen funktion.
»Hvis der sker mutationer i denne del af DNA'et, sker der ingenting med dyret. Det er det vi kalder junk-DNA. Mens ni ud af ti mutationer i de vigtige dele af DNA'et vil slå dyret ihjel, så bliver mutationer i denne del af DNA bare opbevaret. Hvis du sekvenserer et helt gen, så får du alt det her junk med. Går du derimod ind og kigger udelukkende på de udtrykte proteinkodende dele (RNA, red.), så får du noget, der meget bedre kan sammenlignes,« forklarer Martin V. Sørensen.
Ulempen ved at bruge RNA er, at det sendes ud i cellerne for at igangsætte bestemte funktioner. Det vil sige, at ikke alt RNA er til stede hele tiden. Det kræver derfor meget væv at udvinde tilstrækkeligt meget RNA. Det er et problem, når man som de danske forskere har med meget små dyr at gøre. Nogle har kun 10.000 celler, hvilket gør det nødvendigt at samle flere hundrede eksemplarer.
Dertil kommer faren for, at et andet dyr kan snige sig ind i prøverne og forurene resultaterne. Af samme grund er ti af de 35 kendte dyrerækker ikke kommet med i første etape af AToL. Deriblandt de tre, som Reinhardt Møbjerg Kristensen har opdaget og beskrevet: kæbedyr, korsetdyr og ringbærere.
Reinhardt Møbjerg Kristensen håber, at de sidste dyrerækker vil komme med i næste etape af AToL-projektet, der udløber ved årsskiftet, og at det vil bringe morfologer, molekylærbiologer og palæontologer tættere på en forklaring på, hvad der skete under den kambriske eksplosion for 530 mio. år siden, da alle dyregrupper tilsyneladende opstod samtidigt over en periode på 10-20 mio. år.
Der hersker flere forskellige teorier om, hvad der forårsagede den kambriske eksplosion. Nogle henviser til, at iltkoncentrationen steg fra 1 til 21 procent, andre at DNA udviklede sin evne til at reparere sig selv. Og atter andre ser en guddommelig kraft bag artseksplosionen.
»Hvis man går ned i kambrium, ser det ud til, at alle de her 35 arter opstod på én gang. Og så siger kreationisterne: Aha! Det var jo det, vi sagde! Det var ikke på syv dage, at Gud skabte det hele, men det skete på én gang,« siger Reinhardt Møbjerg Kristensen.
»Men det ændrer jo ikke ved evolutionen eller ved, at noget tilsvarende er sket senere. Der er flere eksempler på masseuddøen og en efterfølgende eksplosiv vækst i faunaen, blandt andet ved overgangen fra kridttiden til tertiær,« siger han.
AToLs foreløbige resultater, som ryddede forsiden på tidsskriftet Nature i april, har ikke bragt de store overraskelser, men styrket forskernes forestillinger om evolutionens forløb.
Der er derfor ikke blevet rokket ved Darwins grundlæggende ideer her 149 år efter udgivelsen af "Arternes Oprindelse".
»Der er blevet fremført, at Darwin tog fejl, fordi det har vist sig, at det ikke kun er selektionspres, der driver evolutionen. Men det betyder ikke, at Darwin tog fejl, men at 150 års forskning har gjort det muligt at lægge finjusteringer ind, som han ikke havde nogle forudsætninger for,« siger Martin V. Sørensen.
