Kjetil Lysne Voje har gransket 450 fossile utviklingslinjer og funnet at dyr også gjennomgår evolusjon når de tilsynelatende ikke endrer seg.

Norsk forsker tar Darwins teori et steg videre

Utvikler arter seg i rykk og napp eller gradvis?

11.1 2017 04:00

Mennesket har alltid undret seg over hvorfor det er så mange ulike dyr og planter på jorda. Ut av undringen har det dukket opp mange ulike forklaringer, men siden midten av 1800-tallet har Darwins evolusjonsteori rådet grunnen.

Hans teori beskriver hvordan artene har blitt til fra ett og samme opphav, gjennom gradvise, kontinuerlige endringer, stadig beskåret av naturlig utvalg over mange millioner år.

Selv om Darwins forklaring fremdeles står sterkt og stødig, betyr det ikke at den aldri har vært utfordret. En av utfordrerne er observasjoner fra gamle fossiler. For her ser man nemlig ikke disse gradvise endringene, eller mellomstadiene, som forbinder de ulike artene.

Ikke nok fossiler?

Darwin selv pekte på dette som det største problemet ved sin teori, men tilskrev det mangel på fossiler. Han mente at disse mellomstadiene ikke var å finne fordi de ikke var blitt avsatt i geologisk materiale.

Og slik ble det etablert en oppfatning av at fossilrekken er ufullstendig.

Men på 1970-tallet var det to forskere, Niels Eldredge og Stephen Jay Gould, som stilte spørsmål ved denne enigheten ved å snu problemstillingen på hodet: 

Hva om det ikke er fossilrekken det er noe galt med, men synet på evolusjon som en gradvis steg for steg-prosess? Eldredge og Gould kom med en ny hypotese som de kalte punktuert likevekt, en slags rykk og napp-hypotese.


Hvorfor finner vi ikke fossiler av mellomstadiene mellom arter? Er det fordi de ikke har blitt til fossiler, fordi forskerne ikke har funnet dem eller er det fordi evolusjonen skjer i rykk og napp? (Foto: Shutterstock, NTB scanpix)

Denne teorien går ut på at bruddene i fossilrekken ikke skyldes mangler, men at de er reelle og skyldes at arter faktisk er stabile i lang tid, for så å bli avbrutt fra tid til annen av store og raske endringer.

Altså at evolusjonen står nesten stille, i en tilstand forskerne kaller stasis, for så å skje kjempefort når nye arter dannes.

Og tolker man fossilene ut fra denne teorien, ser man at det er mye vanligere å forbli uendret enn det er å utvikle seg.

Teorien ble populær. Den nye enigheten blant forskerne ble at lite evolusjon foregår under stasis, mens mye og rask evolusjon skjer når nye arter dannes.

Noe stemmer ikke

Men teorien etterlot seg et stort problem. For i dag, hos nålevende arter, viser forskningen at Darwins gradvise og kontinuerlige evolusjon er ganske utbredt og at den foregår mye raskere enn forventet ut fra Eldredge og Goulds stasis.

Vanligvis tenker vi på evolusjon som gradvise endringer som foregår over tid, men de kan også forekomme over geografiske områder.

En art kan bestå av en rekke populasjoner, grupper med dyr eller planter, som henger sammen ved at de stadig vekk parer seg med nabopopulasjoner. I noen få tilfeller hender det at endene på denne rekken av populasjoner møter hverandre og danner en ring. Det er dette som kalles en ringart.

Østsangeren (Phylloscopus trochiloides), er en slik ringart. Fuglen holder til i Sentral-Asia hvor den har spredd seg både mot øst og mot vest for det tibetanske platået, for så å møtes igjen på nordsiden. Selv om de to «endepopulasjonene» lever side om side, så er de for ulike til å kunne pare seg med hverandre. Altså ser det ut til å dreie seg om to ulike arter, forbundet av en ring av populasjoner som gradvis endrer seg.


Østsangeren hekker fra det sørøstlige Sverige til Sør-Sibir, men er ikke vanlig i Norge. (Foto: Johnny Madsen, Scanpix Denmark, NTB scanpix)

Dette er noe som teorien til Eldredge og Gould ikke kan forklare.

Å akseptere at evolusjon her og nå er konstant og gradvis, mens den over store tidsskalaer foregår i rykk og napp virker lite tilfredsstillende.

Her måtte det tenkes nytt.

Og det har Kjetil Lysne Voje på Senter for økologisk og evolusjonær syntese ved Universitetet i Oslo gjort. Han hadde en idé om at gradvis evolusjon kan forenes med funnene fra fossilrekken ved å vise at alle arter er i stadig endring, også når de tilsynelatende er stabile.

Derfor gjorde han en grundig granskning av 450 ulike fossile utviklingslinjer, altså hvordan disse artene har utviklet seg over lang tid.

Evolusjon, men ikke endring

Voje fant ut at det faktisk foregår en hel del utvikling under stasis.

– Dette passer dårlig med den opprinnelige teorien om punktuert likevekt som hevder at evolusjonen står nesten stille, for så å skje kjempefort i forbindelse med artsdannelse. Mine funn tyder på at evolusjonen går like raskt uavhengig om den er i stasis eller fører til store endringer over tid.

Så en hel del evolusjon er avdekket der hvor man tidligere trodde at den ikke fantes. Resultatene ble nylig ble publisert i tidsskriftet Evolution.

Men hvordan kan det ha seg at arter utvikler seg selv om de ikke endrer seg?

Forklaringen ligger i at arten endrer seg, men at endringen foregår rundt en bestemt form som en slags fram og tilbake-evolusjon, slik at netto endring er ganske liten, mens den totale endringen er stor.

Det kan sammenliknes med å løpe rundt i ring: Løper du 15 runder på friidrettsbanen, har du ikke forflyttet deg særlig langt i landskapet, men du har fortsatt tilbakelagt flere kilometer.

– Det vanligste er å dø ut

Ifølge Voje kan man tenke seg at en art som er relativt godt tilpasset miljøet sitt, ikke vil endre seg særlig mye dersom det ikke skjer store forandringer rundt den.

– Men når du får store endringer i miljøene, får vi store evolusjonære endringer.

Disse store endringene ser ut til å være relativt sjeldne og dukker bare opp i 53 av de 450 utviklingslinjene Voje har studert.

Hvorfor ser ikke forskerne flere endringer i en bestemt retning?

Voje forteller at det finnes mange mulige forklaringer på dette, men at det sannsynligvis finnes flere begrensninger for evolusjon.

– Den vanligste skjebnen er å dø ut. De aller fleste livsformer er borte.

Så det er nok ikke så enkelt å bare utvikle seg i møte med harde tider, men det skjer innimellom. Hva er det da som gjør at arter noen ganger gjør store hopp i utviklingen?

Vinninga kan gå opp i spinninga

Lee Hsiang Liow, førsteamanuensis i evolusjonsbiologi ved Universitetet i Oslo, kan fortelle at ingen egentlig vet hva som driver fram de store endringene, men at de må foregå innenfor visse naturlige rammer.

– Den mest logiske grunnen til at vi ser lite endring, er at det er mange ulike problemer et dyr eller en plante må takle for å overleve og få barn. Og forbedring av én egenskap kan gå på bekostning av en annen.

Hun sammenlikner dette med en takvifte. Ideelt sett burde en slik vifte være veldig stor for å kunne flytte mest mulig luft rundt for å avkjøle mest mulig. Men hvis den er for stor, så vil motoren produsere så mye varme at «vinninga går opp i spinninga». Størrelsen på vifta må balansere avkjølingseffekten med kostnaden av varmeproduksjon. Selv om det finnes vifter av ulik størrelse, så er ikke variasjonen særlig stor.

Liow understreker at det ikke nødvendigvis finnes én forklaring på hvorfor store endringer er uvanlig, og ulike årsaker kan variere fra art til art.

Med tanke på at tilsynelatende mangel på evolusjon har vært et problem siden 1970-tallet, skulle man jo tro at noen hadde sett nærmere på artene som tilsynelatende ikke utvikler seg stort.

– Fossildataene har vært studert på liknende måter før, bare ikke på akkurat samme måte som det Voje har gjort. Men ved å se ting i et litt annet lys kan man få eurekaøyeblikk, sier Liow.

Referanser:

Eldredge & Gould: “Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism” (1972) (essay, blant annet side 82-115 I “Models in paleobiology”)

Kjetil L. Voje: Tempo does not correlate with mode in the fossil record. Evolution 2016. (Sammendrag)

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

Saker fra våre eiere

Norges forskningsråd

Boligpriser og boliglån er blitt noe av det viktigste i mange nordmenns liv. Nå bruker mange boliglån til å finansiere forbruket sitt.

Universitetet i Oslo

Er du usikker på hvorfor du er så tørr i munnen? Nå har forskere funnet en metode som gjør det enklere å diagnostisere Sjögrens syndrom.

NTNU

På sikt kan disse småfeilene brukes til vår fordel. 

Saker fra våre eiere

NIBIO

Globalt blir det i dag avla nesten 700 insektartar og mange stadar er insekt brukt som fôr og menneskemat. No ser forskarar på storskalaproduksjon i Noreg.

Universitetet i Stavanger

En masteroppgave viser at en fornybar energiløsning med vind og sol på fiskeoppdrettsanlegg kan halvere utslippene, samtidig som det er mer lønnsomt.

SINTEF

Oppbevaring av trykkluft i nedstengte tunneler og gruver kan bli en av framtidas former for energilagring.

Forskeren forteller:

Masseutvandringen førte ikke til sosial dumping eller hjerneflukt fra Trøndelag.

Ein steinlagd veg frå vikingtida dukka opp under ei arkeologisk utgraving på Madla i Stavanger. Den har vore der frå 850 e.kr og heilt fram til vår tid.