Det här ämnet har avhandlats här på bloggen förut, men det är ju nu en av mina käpphästar! Jag tycker det är intressant med hur dåliga vi ofta är på att tänka i processer, i pågående skeden: man vill så ofta se en start- och en slutpunkt för allting, eller åtminstone skeendet som en övergång mellan distinkta stadier snarare än en kontinuerlig process utan fasta punkter längs vägen. Evolutionen som en slags järnväg med stationer utplacerade längs vägen snarare än (om man nu ska bli lite överdrivet poetisk) ett vattendrag som kanske kan flyta långsammare periodvis och forsa fram periodvis, men som hela tiden rör sig framåt utan att stanna. Själv är jag absolut en anhängare av den senare skolan. Inga stationer här!

 

Så här skrev en forskning-och-framsteg-bloggare nyligen: http://fof.se/blogg/tokigt-om-evolution#.UglEalI788p.twitter

 

 

Ämnet för artikeln är kritik av felaktiga evolutionära argument i dietsammanhang, där författaren kritiserar just det där med att man så gärna vill se ett evolutionärt skeende som fullbordat. Praktexemplet är stenåldersdieten, där argumentet är att ingenting hänt med vår evolution sen stenåldern så därför borde vi äta likadant fortfarande som vi gjorde då. Jag tänker inte ens gå in på för- och nackdelar med stenåldersdiet, men det evolutionära argumentet är lika felaktigt oavsett om man mår bra eller dåligt av den. Vår evolution har inte stått still sen stenåldern, för evolution är en pågående process. Den kan växelvis röra sig snabbare eller långsammare, men den står inte stilla.

 

Man får ofta höra att djur som hajar och spindlar evolverade för miljontals år sen, och har sett likadana ut sen dess. Ofta missuppfattas detta som att deras evolution avstannade för miljontals år sen. Och kanske bidrar vi biologer till missförstånden när vi uttrycker oss i termer av att en viss organism evolverade vid en viss tidpunkt - vilket vi gärna gör. Är det problemet, att vi missuppfattas när vi försöker förenkla? För när vi säger att en viss organism evolverade vid en viss tidpunkt menar vi inte att dess evolution avslutades då och att ingenting hänt sen dess! Vi menar att det är då en organism först uppstod (genom evolution) som vi kan etikettera som t.ex. en haj (enligt gängse definition av vad en haj är). Vi menar inte att denna organisms evolution därmed var slutförd. Hajen (haj är ju nu det vanligaste djuret man drar upp just vad gäller detta med "djur-som-sett-likadana-ut-hur-länge-som-helst) kommer att fortsätta evolvera, och i själva verket kan man snarare säga att det är när denna organism uppstod ("när hajen evolverade") som hajarnas evolution faktiskt startar. Även om det nu är svårt att peka ut en exakt startpunkt också, men om man definierar en haj som ett djur med vissa specifika egenskaper kan man i så fall kalla den första organism man känner till som hade alla dessa egenskaper för den första hajen.

 

 

 

 

Bara som ett exempel på detta med svårigheten i att se evolution som en kontinuerlig process vill jag citera vad man kan läsa på Wikipedias svenska sida om evolution (dvs en faktaartikel som enbart handlar om vad evolution är), som inleds så här:

 

Nu ska man ju alltid vara en kritiskt läsare om man använder Wikipedia som källa, men ofta är artiklarna här faktiskt ganska bra. Mycket i den här artikeln är det heller inte mycket att anmärka på, men den där inledningen har jag starka invändningar mot.. .Även här ser vi alltså evolutionen som en övergång från ett stadium till ett annat, som en järnväg med stationer där vi stannar och står still en stund (och kanske rentav kan kliva av tåget och avbryta vår resa om vi inte vill fortsätta), snarare än som en kontinuerlig och ständigt pågående process. I evolutionen som vattendrag finns inga stationer där man kan stanna (ok, vi måste föreställa oss det där vattendraget med jättebranta klippstränder där man inte kan gå i land om den här liknelsen ska hålla), däremot kan vi till exempel märka ut en sten längs vägen för att visa på ett ställe där det finns något speciellt av intresse. Som den första organism som uppfyller en gemensamt överenskommen definition av vad som är en haj. Men vi måste alltid komma ihåg att definitionen av en haj (eller av vad som är en art, för den delen) är arbiträr, en markering gjord av oss och inte av evolutionen. Evolutionärt är varje haj inget annat än en tillfällig övergångsform.   

 

Men hur lite nu hajen i våra ögon än ser ut att ha förändrats genom årmiljonerna (den har gått av vid stationen och befinner sig nu i ett evolutionärt stadium som bevaras oförändrat, eller?), så ska man hålla i minnet att artsammansättning och miljö har ändrats en hel del under de miljoner år som gått sen hajarna uppkom. Det innebär att hajen måste ha evolverat bara och enbart för att fortfarande kunna stanna kvar i samma ekologiska nisch som den etablerade sig i för miljoner år sen. Det här kallas i ekologisk vetenskap för "The Red Queen hypothesis", en teori som betraktar evolutionen som en ständigt pågående kapprustning där man ständigt måste röra sig framåt (evolutionärt) för att behålla sin position relativt andra organismer (namnet kommer från Alice i spegellandet, där den röda drottningen under en storm säger till Alice att "it takes all the running you can do, to keep in the same place"). För att fortsätta med vattendragsliknelsen är det i the Red Queen Hypothesis inte frågan om en tågresa utan om en kappsimning motströms, där den minsta prestation som krävs av den enskilda deltagaren för att stanna i loppet är att denne inte halkar efter utan behåller sin position relativt övriga deltagare, vilket kräver att man ständigt rör sig framåt. Ett vanligt exempel på the Red Queen hypothesis är förhållandet bytesdjur-rovdjur, där naturlig selektion gör att bytesdjuret evolverar mot att bli bättre på att undkomma rovdjuret medan rovdjuret evolverar mot att bli en bättre jägare (samma resonemang kan tillämpas för andra selektiva krafter, som konkurrens med mera). Det krävs en riktning framåt inte bara för att komma nånstans, utan för att alls kunna stanna kvar på samma ställe. Men det innebär också att det är svårt att se att en utveckling har skett - dagens hajar är inte bättre på att fånga dagens bytesdjur än deras förfäder var på att fånga förfädernas bytesdjur. För att studera denna evolution hade vi behövt göra en tidsresa och placera en forntida haj i ett modernt hav, eller en modern haj i ett forntida hav och se hur de klarade sig jämfört med varandra. Hajarna som evolverade för miljoner år sen levde under helt andra förutsättningar än de som finns idag, i annorlunda klimat, annorlunda vattenkvalitet, tillsammans med andra arter som inte existerar längre och utan många arter som existerar idag. Hur i all världen kan någon tro att de inte behövt anpassa sig? Att de fortfarande ser likadana ut innebär inte en frånvaro av evolution - bara att de i sin evolution stannat kvar på sin position snarare än att röra sig framåt relativt andra (och det har förvisso varit en bra position under väldigt lång tid). 

 

Och apropå det där med att studera evolution genom tidsresor så finns det ibland möjligheter för biologer att faktiskt göra sådana försök, fast då jobbar man oftast med arter som har en mycket snabbare generationstid än hajar och däggdjur. En f.d. doktorand från Aronia där jag jobbar gör just nu en postdoc där hon tittar på toleransen mot olika miljöproblem förknippade med Östersjön hos hoppkräftor utvecklade från vilsporer hämtade från gamla Östersjösediment jämfört med hoppkräftor av yngre datum. otroligt coolt, det här är lite som Jurassic Park fast med mikroskopiska djur och på en mycket kortare tidsskala (så gamla är nu inte de där vilsporerna på långa vägar!) och det ska bli jätteintressant att höra vad hon kommer fram till! 

 

Vår egen evolution, som nämns i artikeln ovan, har förstås inte heller stannat av. Däremot är den svår att diskutera ur ett evolutionärt perspektiv eftersom det är svårt att sätta fingret på exakt vilka faktorer som utgör evolutionära krafter för oss idag och hur viktiga de är relativt varandra. Det där med kultur och teknisk utveckling gör det också svårare, och kanske är det därför vi så ofta nöjer oss med att tro att vår evolution avstannade på stenåldern, innan vi blev bofasta och vår kulturella och tekniska utveckling satte fart på allvar?

 

För släkten Mellbrand kan vi konstatera att den mörkare hy som är en vanlig engenskap hos den äldre generationen slagit igenom väldigt dåligt hos den yngre och inte alls hos den allra yngsta (men av den senare finns det ju ännu så länge bara en individ så det är lite för tidigt att sia). Kommer detta på sikt att leda till att alla framtida Mellbrandare är blekfisar som inte tål sol alls? Mycket möjligt. Blekhet verkar här vara en väldigt dominant egenskap...notera dock att nu pratar vi ärftlighet, inte evolution, det är tidsskalan för liten för.

 

 

 

 

 

 

En annan intressant faktor som nämns i artikeln ovan är egenskapen laktostolerans. Här i Sverige tenderar vi att betrakta denna egenskap som en för människan naturlig egenskap och oförmågan att bryta ner laktos som ett sjuldomstillstånd, för häruppe i norr är laktostolerans normen. Men i själva verket är laktostolerans en mutation (flera, egentligen) som uppstått hos ett begränsat antal folkgrupper i världen och som visade sig vara väldigt praktisk då den innebar en förmåga att utnyttja mjölk som näringskälla även i vuxen ålder, så praktisk att den hade positiv effekt på fitness. I stora delar av världen är laktosintolerans istället det vanligaste, men både innehavet av den här mutationen och avsaknaden av den är naturliga hos människan - det är en del av den genetiska variation som finns hos vår art och som utgör grunden för att det alls ska kunna förekomma någon evolution. 

 

Det evolutionärt intressanta i sammanhanget är att laktostolerans är en ur evolutionärt perspektiv hyfsat ny egenskap (vi pratar bara tusentals år). Det är också intressant att tänka sig vad som kommer att hända med den här mutationen i framtiden - kommer de evolutionära fördelarna med laktostolerans att finnas kvar, och om de minskar, kommer laktostoleransen att kunna överleva? I vilken grad? Evolution kan ju gå åt två håll - bra egenskaper gynnas i selektionen, och dåliga egenskaper missgynnas. Vad som är bra och dåligt beror på vilka selektionstryck som finns och varierar därmed både över tid och i olika sammanhang. Vad gäller laktostolerans finns inga direkta evolutionära nackdelar med den här mutationen oavsett sammanhang, den är som bäst en bra egenskap och som sämst en neutral egenskap som varken gör från eller till. Det enda som möjligen kan ses som negativt med den är att kroppen i fall där man inte utnyttjar egenskapen (använder mjölkprodukter) ändå kommer att producerar ett enzym (laktas) vilket ju i så fall är i onödan. Men ett extra enzym är en väldigt liten nackdel som inte torde ha någon betydelse alls annat än under omständigheter där även den lilla extra energiåtgång som krävs för att producera laktas faktiskt spelar roll (och som det ser ut nu är det inte så i västvärlden...).

 

Vi kan jämföra med den genetiska sjukdomen sickle cell-anemi, även denna en mutation - men en som istället orsakar ett allvarligt sjukdomstilltånd med blodbrist och allvarliga komplikationer hos inre organ hos homozygoter (dvs de som ärvt mutationen från båda föräldrarna, för det är en recessiv sjukdom). Den här mutationen borde starkt selekteras mot, dvs ha stor evolutionär nackdel - om det inte vore för att den dessutom ökar motståndskraften mot malaria hos heterozygoter (som ärvt mutationen från bara den ena föräldern). Det här innebär att samma mutation är positiv ur fitnessynpunkt under vissa ganska specifika förutsättningar (i malariadrabbade områden), och den fördelen är så pass stor att den räckt för att mutationen inte selekterats bort utan kunnat finnas kvar under de omständigheterna (trots att homozygoter för den blir sjuka).

 

Laktostoleransmutationen har inga sådana negativa effekter, och häruppe på nordliga breddgrader är den här mutationens fördelar historiskt ganska uppenbara: Att kunna utnyttja mjölk även i vuxen ålder innebar förr att åtminstone en högkvalitativ och proteinrik näringskälla fanns tillgänglig även vintertid, och dessutom var mjölkprodukter som D-vitaminkälla troligen viktiga här där vinterns brist på sol innebär att vi inte syntetiserar tillräckligt mycket D-vitamin i huden under en stor del av året. Man ser också att även om man inte kan pricka in exakt var i Europa laktostolerans uppstod så är det vanligare ju längre norrut man kommer - troligen helt enkelt för att laktostolerans utgjorde en större evolutionär fördel för oss här i norr än längre söderut (dvs ett starkare selektionstryck för egenskapen längre norrut), och kanske var också inblandningen av genetiskt material från Asien och Afrika (utan den här egenskapen) större i de södra delarna av Europa? Frågan är sen hur stora förutsättningar den här mutationen har att överleva om den övergår från att vara en ur fitnessynpunkt positiv egenskap till en snarast neutral, i en värld där en större andel människor saknar den än bär på den och där vi blandar oss mer genetiskt mellan olika folkgrupper än vi gjort historiskt?  Idag har ju inte vi i den rika delen av världen (som de flesta nordliga länder tillhör) några problem med att få tag i mat om vintern längre, så vi är inte beroende av laktostolerans av det skälet, och vi kan tillverka syntetisk D-vitamin (vi kan dessutom snabbt och enkelt resa söderut till soligare områden). Men vi har fortfarande ofta D-vitaminbrist så just den där fördelen finns ändå kvar, om man inte är väldigt duktig på att äta kosttillskott och fisk (men idag finns ju också vissa nackdelar med att äta mycket fisk jämfört med för tusentals år sen...). 

 

Poängen är att laktostolerans sett på individnivå kanske är en statisk egenskap som antingen finns eller inte finns, men sett i ett evolutionärt perspektiv är förekomsten av egenskapen i populationen stadd i ständig förändring ända tills den antingen försvinner helt eller fixeras (dvs finns hos alla individer av arten).