Darwins utviklingslære gir en forklaring på hvordan alle levende vesener kan være i slekt med hverandre. Fra et felles opphav har et mangfold av arter blitt til gjennom gradvise, kontinuerlige endringer over milliarder av år.

Naturlig seleksjon bidrar til å forme alt liv ved å fremme overlevelsen til de organismene som er best tilpasset sine omgivelser og ”luke vekk” de mindre tilpassede. Et miljø i stadig endring vil dermed være med på å skape nye former for liv.

Darwins teori ansees som en av de mest briljante naturvitenskaplige teoriene i vår historie, og er grunnlaget for all moderne evolusjonsbiologi.

Men fossilene utfordrer Darwin. Ifølge dem er det vanlig at arter nesten ikke endrer seg over millioner av år. Dette er hva evolusjonsbiologene kaller stasis. Hva skjedde med evolusjonen?

Store, raske endringer

Den berømte paleontologen Stephen Jay Gould kom sammen med sin kollega Niles Eldredge med en forklaring som han kalte punktuert likevekt. Forklaringen går ut på at arter ikke endrer seg nevneverdig etter at de har oppstått i fossilrekken, og at større evolusjonære endringer foregår i løpet av relativt korte tidsperioder.

Disse endringene forekommer som regel i sammenheng med dannelse av nye arter ved tilfeller av geografisk isolasjon. Det kan for eksempel være en gruppe organismer som blir adskilt etter et vulkanutbrudd og begynner å utvikle seg uavhengig av hverandre.

Hvor ble det av de gradvise endringene? Må vi revurdere Darwins beskrivelse av evolusjon?

Paradokset

I dag observerer forskere at evolusjon foregår med et visst tempo.

– Hos nålevende arter ser vi stort potensial for evolusjon i form av genetisk variasjon. I tillegg ser vi gradvise endringer i naturlige populasjoner, sier Kjetil Lysne Voje, evolusjonsbiolog ved Universitetet i Oslo

Altså er Darwin like aktuell, og vi sitter igjen med et paradoks. Stasis-paradokset, som har sysselsatt mange evolusjonsbiologer i å forsøke å finne en forklaring. Voje er en av disse. I et foredrag på Realfagsbiblioteket på Universitetet i Oslo i forrige uke presenterte han stasis-paradokset og fortalte at det allerede er utarbeidet flere forslag til løsninger på mysteriet.

Den mest utbredte forklaringen er stabiliserende seleksjon. Det vil si at en art som allerede er ganske godt tilpasset sitt miljø vil ha en fordel av ikke å endre seg så mye. Endringer kan rett og slett være en ulempe, og stabiliserende seleksjon vil operere vekk ”avvik” fra den velfungerende formen.

– Stabiliserende seleksjon er en veldig god forklaring på stasis, siden den sørger for at en art ikke endrer seg. Men forklaringen har problemer, for det er vanskelig å tenke seg at hva som er en optimal form ikke skal ha endret seg på mange millioner år, forteller Voje.

En organismes optimale form er til enhver tid avhengig av omgivelsene. Et miljø i stadig endring, og konkurranse med andre arter gjør det lite sannsynlig at hva som er ”optimalt” for en art forblir det samme over så lang tid.

Flytting og robuste arter

En supplerende forklaring er nisjesporing. Det betyr rett og slett at artene søker seg til de områdene med de omstendighetene de allerede er tilpasset. Det er lettere å flytte på seg enn å evolvere.

Det er også mulig at stasis skyldes det at noen arter er robuste og tåler mange ulike typer miljøer.

– Krokodillen er et mulig eksempel på en slik art. Den har nesten ikke endret seg på mange millioner år. Den har kanskje ikke hatt behov for det?

En annen mulighet er at enkelte arter har tilpasset seg svært stabile områder, mens andre har tilpasset seg ustabile områder. I dette tilfellet er det sannsynlig at de artene som har tilpasset seg de stabile områdene ikke har måttet endre seg så mye og eksistert lengre. Dermed er disse artene lettere å finne i fossilene.

Begrensende gener

Beskrankninger er et fenomen som kan spille en stor rolle i det å forklare stasis. En beskrankning er noe som begrenser hvordan en organisme påvirkes av seleksjon. Det vil si at det kan hende en ønskelig form blir en umulighet på grunn av genetiske begrensninger.

Ett gen påvirker gjerne flere egenskaper samtidig. For eksempel er armlengde sterkt genetisk koblet til beinlengde. Om man da ser for seg et miljø der lengre armer var en fordel, men lange ben var en stor ulempe, så ville utviklingen av lange armer forhindres. Genetiske beskrankninger avgjør altså hvor mye en art kan endre seg i forhold til hvor mye den burde endre seg.

– Sannsynligvis er det ikke bare én årsak til stasis. Flere forklaringer må nok tas i betraktning for å løse paradokset.

Voje jobber selv med flere mulige forklaringer og én ting kan han si helt sikkert – Darwins evolusjonsteori er ikke utrydningstruet.

Referanse:

Kjetil Lysne Voje. Stasis-paradokset i evolusjon. Foredrag, Universitetet i Oslo, 27.8.2015. Sammendrag.