Biologen Stephen Palumbi kaller mennesket «verdens sterkeste evolusjonære kraft». Forskere setter fingeren på hvordan vi påvirker utviklingen hos andre arter.

Vi tvinger fram evolusjon i ekspressfart

Mennesket har ofte en finger med i spillet når andre arter utvikler seg. – Det foregår evolusjon rundt oss hele tiden, sier forsker.

25.1 2017 04:00

Aller først må du legge fra deg oppfatningen av evolusjon som noe som bare kan observeres over veldig lange tidsspenn. Du vet disse bitte små endringene som det kan ta tusener, til og med millioner av år å utvikle.

– Evolusjon kan skje raskere enn det man lenge trodde, sier professor Thrond Oddvar Haugen ved NMBU.

– Man må skille mellom to nivåer når det gjelder evolusjon. Det man vanligvis tenker på er artsdannelse, det vi kaller makroevolusjon.

Dette er de langdryge og seige prosessene vi husker fra barnelærdommen. Dinosaurer som utvikler vinger og blir til fugler. En liten busk som blir til et 50 meter høyt tre. Eller vår egen og sjimpansenes utvikling fra en felles formor.

Her ser vi hva 20 millioner år kan gjøre. (Illustrasjon: Science Photo Library/NTB scanpix)

– Mens det de fleste biologer jobber med, er lokale tilpasninger – det som kalles mikroevolusjon. Det er dette som kan gå raskt under gitte forhold, sier Haugen til forskning.no.

Det kan altså gå fort. Veldig fort. Og kanskje særlig når mennesker er involvert.

Ikke helt nytt

Hvis du har fulgt med i biologien eller på forskning.no, har du kanskje fått med deg flere eksempler på både rask og menneskelig påvirket evolusjon ute i det fri:

Den lille torskefisken Microgadus tomcod i et utklekkingsanlegg i New Jersey. En spesiell genvariant har oppstått hos bestanden i de forurensede Hudson River og Hackensack River som innebærer at giftstoffene ikke tas opp i fiskens stoffskifte. (Foto: Science/AAAS)

– Dette med rask evolusjon er ikke noe nytt, sier Haugen. Vi kjenner det først og fremst gjennom avl, som viser hvor raskt evolusjon kan gå når vi har 100 prosent kontroll.

Muligheten til å avle fram de egenskapene vi ønsker hos husdyr og hos mat- og nytteplanter, var noe som i sin tid satte Charles Darwin på sporet av artenes opprinnelse.

Slik påvirker mennesket evolusjon hos andre arter

  • Jakt
  • Fangst
  • Fiske
  • Landbruk
  • Medisiner
  • Klimaendringer
  • Forurensning
  • Opphopning av næringssalter i innsjøer
  • Urbanisering
  • Fragmentering av leveområder
  • Sykdommer som dukker opp eller forsvinner

(Kilde: Hendry, Gotanda og Svensson)

Samlet kunnskap

Nylig viet det britiske Royal Society en hel utgave av et av sine tidsskrifter til en grundig gjennomgang av hvordan mennesket påvirker evolusjonen hos andre arter.

– Forandringene kan gå veldig fort, så fort at vi ser endringer i løpet av bare noen få generasjoner, sier professor Erik Svensson i en pressemelding fra Lunds universitet.

Han er en av redaktørene for temanummeret. Det er også professor Andrew Hendry fra McGill-universitetet i Montreal i Canada.

– Det foregår evolusjon rundt oss hele tiden, og det påvirker miljøet vårt, helsa vår og hele vårt velvære, sier Hendry i en pressemelding.

Forskerne trekker blant annet fram:

  • Overfiske: Fører til at fisken utvikler seg til å gyte tidligere og til å vokse mindre.
  • Invaderende arter: Vi introduserer fremmede arter som kan fortrenge lokale arter.
  • Urbanisering: Planter lager heller frø som spres mindre. Stor tilgang på mat for dyr som klarer å utnytte det.

Ved Havforskningsinstituttet har forskere vist at skreien, den høyt aktede lofottorsken, blir tidligere kjønnsmoden enn for bare noen tiår siden. En ivrig fiskerinæring får sin del av skylda.

Harren i Lesja

Thrond Oddvar Haugen har sett slik evolusjon på nært hold, nærmere bestemt hos laksefisken harr i Lesja-området.

Tidlig på 1900-tallet ble det satt ut fisk fra Lesjaskogvannet i andre vann i området. I disse vannene har det vært store variasjoner i hvor hardt det blir fisket. Siden forskerne kjenner opphavet fra Lesjaskogvannet, kan de sammenligne dagens fisk i vann der det har vært lite fisking med fisk vann med veldig hardt fiske.

– Fisken tilpasser seg maskevidden som blir brukt i garnene i vannet den lever i, og til hvor hardt det fiskes, forteller Haugen.

– Garnene fanger gjerne de store individene fra bestanden. Konsekvensen er at det ikke lønner seg å være stor, for da havner du i garnet.

Da blir det en veldig stor fordel å bli kjønnsmoden tidlig og å vokse langsomt.

– I vannet med hardest fiske, kjønnsmodnet alle fiskene som treåringer og ingen ble eldre enn fem år. Tre år er det tidligste de kan være kjønnsmodne, og de fikk stort sett bare gyte en gang. Den ene gangen de gyter pøser de ut masse egg. Innsatsen er høy på det ene forsøket de får.

– I et vann bare noen kilometer unna hvor det nesten ikke fiskes, kjønnsmodner fisken som seks–åtteåringer og gyter mange ganger gjennom sitt opptil 30 år lange liv.

– Den korteste evolusjonstida var elleve generasjoner, sier Haugen. – Veldig mye skjer i løpet av de tre–fire første generasjonene.

Småspurven i Italia

En hann-romerspurv (Passer italiae) i kommunen Montecatini Terme i Toscana i Italia. (Foto: L. B. Tettenborn, Creative Commons CC BY-SA 2.5)

Professor Glenn-Peter Sætre ved Universitetet i Oslo har sett det samme når han har studert romerspurv i Italia.

– I 2013 kom det inn en flokk middelhavsspurv som begynte å hekke side om side med romerspurvene. I løpet av de tre årene som har gått siden det, finner vi genetiske endringer gjennom store deler av genomet. Og særlig på deler av genomet som har med læring og nerveutvikling å gjøre.

– Man kan se observerbar evolusjon på bare tre generasjoner, sier Sætre til forskning.no.

Genetisk variasjon er nøkkelen

Vi kan ta opp tråden fra innledningen. Dere husker myten om at evolusjon tar utrolig lang tid.

– Tradisjonelt har man tenkt seg evolusjon som en langsom prosess av små museskritt. Nye mutasjoner dukker opp, og hvis de er positive, sprer de seg til hele populasjonen, sier Sætre.

Mutasjoner

Tilfeldige endringer i arvematerialet (DNA). Noen kan føre til sykdommer, andre kan gi en art nye egenskaper og dermed bidra til evolusjon. De fleste mutasjoner fører ikke til noe som helst.

– Det vi har lært siden disse modellene ble laget, er at de fleste bestander har veldig mye genetisk variasjon til stede som en ressurs som den kan bruke til å svare på endringer i miljøet.

Genetisk variasjon er nøkkelordet her. Det er med på å forklare både hvordan en populasjon tilpasser seg endringer i miljøet og hvorfor det kan være litt skummelt hvis populasjonene krymper. Vi skal ta det litt grundigere.

Et arsenal av gener

Vi lager et hypotetisk vann. Du kan gjerne holde deg til harr i Lesja-området, men vi tar oss noen friheter som kanskje ikke er 100 prosent vitenskapelig belagt.

I vannet vårt svømmer det rundt en stor mengde fisk av samme art, en populasjon. Siden de er så mange, er det store variasjoner mellom dem. Selv om de fleste genene er felles, vil det også være individuelle variasjoner.

Noen er store av vekst, andre er små. Noen blir tidlig kjønnsmodne, andre drøyer et par år. Det er flere nyanser av farger. De har forskjellig favorittmat selv om de stort sett holder seg til samme meny. Noen trives best i kjølig vann, mens andre foretrekker en liten lunk.

Altså genetisk variasjon. Riktignok hypotetisk, men slik vil det være i en stor populasjon som lever i samme miljø.

– En populasjon har et arsenal av variasjon. Når det skjer en miljøendring, vil noen av variantene allerede være der, forklarer Sætre.

I garnet

Om høsten setter grunneierne ut garn i vannet vårt. De er så ivrige at en stor andel av de største fiskene havner på middagsbordet. Dermed vil genet for storhet nesten forsvinne fra vannet. De store fiskene vil ikke få være med på neste gytesesong. De som var så uheldige å være større enn garnmaskene før de ble kjønnsmodne, vil ikke engang rekke å få sitt første kull.

Som Haugen nevnte tidligere, er det da en kjempefordel å bli kjønnsmoden før garnet tar deg. Disse genene finnes allerede i populasjonen. Den er ikke avhengig av mutasjoner for å tilpasse seg miljøendringen som garnet representerer.

Lang i maska. Her en leppefisk av typen Bergnebb (Ctenolabrus rupestris) fanget i nettet på en gammel hummerteine. (Foto: Lill Haugen, NTB scanpix)

Genet for tidlig kjønnsmodning er der, klar til å lure garnet, og vil leve videre i beste velgående og vel så det. Etter hvert vil det dominere vannet.

Og der ligger noe av problemet. Selv om det fortsatt er mye fisk i vannet, vil de være likere. Det vil være mindre genetisk variasjon. Arsenalet av gener er mindre. Verktøykassa er ikke like godt utstyrt når en ny miljøforandring rammer dem.

En annen versjon av den samme historien: Dersom elgjegere bare skyter dyr med skikkelig store gevir. Genene for stort gevir kan bli sjeldnere og sjeldnere, helt til det ikke er flere av dem å jakte på.

Mer sårbar

Det er samme mekanismer som er i spill når vandrende fisk blir hindret av vann som demmes opp og elver som legges i rør, eller når dyr får stykket opp leveområdet sitt av veier eller annen menneskelig byggevirksomhet. Fragmentering, som det heter på fagspråket.

– Istedenfor en stor populasjon med vandrende individer, stykkes de opp i flere små populasjoner, sier Haugen.

Så husker vi at små grupper har mindre genetisk variasjon, ikke sant?

– De små populasjonene vil være mer sårbare for miljøforandringer, blant annet på grunn av redusert genetisk variasjon og fordi populasjonen er mindre totalt sett. Vi får et mer sårbart system, forklarer Haugen.

Færre fisk og mindre genetisk variasjon fører til en oppstykking i genetisk forskjellige og mer sårbare populasjoner.

– Med mindre genetisk variasjon er de ikke like godt forberedt på mulige endringer.

– Dette er noe av problemet med fragmentering av landskapet. Når man stykker opp i utgangspunktet store populasjoner, får man mindre populasjoner som er mer tilpasset sine lokale små forhold. Da blir de mer sårbare for store klimatiske variasjoner, sier Haugen.

Verdens sterkeste evolusjonære kraft

«Mennesker har dramatisk, variert og vidtrekkende innflytelse på utviklingen til andre organismer», skriver Andrew Hendry, Kiyoko Gotanda og Erik Svensson i introduksjonen til Royal Societys temanummer.

Vi har vært inne på flere av sammenhengene de ramser opp: jakt, fangst, fiske, landbruk, medisin, klimaendringer, forurensning, opphopning av næringssalter i innsjøer, urbanisering, fragmentering av leveområder samt sykdommer som dukker opp eller forsvinner.

Det er dette som har fått biologen Stephen Palumbi til å omtale mennesket som «verdens sterkeste evolusjonære kraft».

Noen av disse menneskeskapte endringer er helt klart gunstig for oss, forklarer Svensson på nettsiden Extended evolutionary synthesis. Det gjelder for eksempel temming av dyr og kultivering av planter som gir oss mer mat eller mer næringsrik mat.

Mange andre menneskeskapte endringer er klart negative, skriver han. Slik som spredning av resistens hos bakterier fordi vi bruker for mye antibiotika eller planter som tåler ugressmidler.

– Vårt generelle budskap er at menneskeskapt evolusjon også vil slå tilbake på oss selv, og vi må være klar over dette for å forberede oss for fremtiden, avslutter Svensson.

Hold deg oppdatert om norske og internasjonale forskningsnyheter!

Referanser:

Hendry, Gotanda og Svensson: Human influences on evolution, and the ecological and societal consequences. Philosophical Transactions of the Royal Society B, desember 2016, doi: 10.1098/rstb.2016.0028. Her finner du innholdsoversikten for hele temautgaven.

Haugen og Vøllestad: A century of life-history evolution in grayling. Genetica, 2001. Sammendrag

Jo S. Hermansen, Glenn-Peter Sætre mfl: Hybrid speciation in sparrows I: phenotypic intermediacy, genetic admixture and barriers to gene flow. Molecular Ecology, september 2011, doi: 10.1111/j.1365-294X.2011.05183.x. Sammendrag

Esben M. Olsen, Mikko Heino mfl: Maturation trends indicative of rapid evolution preceded the collapse of northern cod. Nature, april 2004, doi:10.1038/nature02430. Sammendrag

Stephen R. Palumbi: Humans as the World’s Greatest Evolutionary Force. Science, september 2001, doi: 10.1126/science.293.5536.1786. 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.