Evolusjonen har gitt oss organene vi trenger, men om det er knapt med energi og næring kan evolusjonen også velge bort organer som ikke er nødvendige.

– Dyr med store og velutviklede øyne, som trenger dem for å overleve, betaler dyrt for dem, sier Eric Warrant, forsker i zoologi ved Lunds universitet.

• Les også: Hvorfor er det så mange arter i tropene?

Sammen med kollegaer ved Lunds universitet har han beregnet hvor mye energi det faktisk koster å ha et velutviklet syn. De har studert to varianter av den lille meksikanske fisken Astyanax mexicanus. Den ene varianten bor i grotter, som er et mørkt og næringsfattig miljø. Denne grottefisken har mistet øynene sine. Den andre varianten lever i elever, har større tilgang på mat – og har store øyne.

Ved å sammenligne fiskene har forskerne kunnet se hvor mye energi synet krever.

– Våre målinger viser at synssystemet krever mellom 5 og 15 prosent av dyrets totale energibudsjett, avhengig av fiskens alder, sier forskeren Damian Moran i en pressemelding.

Fordi øynene gjennom livsløpet vokser mindre enn resten av kroppen er det de minste fiskene som bruker 15 prosent, mens de største bruker 5 prosent av energien sin på synet.

– Svimlende høyt!

Forskerne ble overrasket av at synssystemet krever en så stor andel av fiskens totale energibudsjett.

– Dette er svimlende høyt! I løpet av evolusjonen har denne fisken mistet både øyne og synsbark, uten tvil på grunn av den uholdbare energikostnaden som kreves for å opprettholde et synssystem som ikke har noen betydning, sier Moran.

• Les også: Fossil-mysterium utfordrer Darwin

Gjennom evolusjonen har organismer utviklet seg på forskjellige måter, avhengig av hvordan de har måttet tilpasse seg omgivelsene sine. En stor hjerne krever mye energi, så dyr som utvikler avanserte nervesystem må ha god tilgang til næring. Men fram til nå har det blitt forsket lite på hvor mye et nervesystem krever. 

Aktiv seleksjon

Petter Bøckmann ved Naturhistorisk museum synes det er spennende at det har kommet en studie som tallfester gevinsten av å gi slipp på et organsystem.

– Studien er morsom fordi den har satt tall på et fenomen som vi foreløpig bare har regnet med at er slik. Vi vet jo at organer som ikke brukes tilbakedannes etter hvert. Vanligvis forklares dette ved «genetisk drift», altså tilfeldige mutasjoner, men her ser vi at det faktisk er en klar gevinst å hente. Da er det mer enn drift som spiller inn, da er det aktiv seleksjon.

• Les også: Urgamle fossiler forteller om hvilke arter som er truet nå

I motsetning til forskerne bak studien er ikke Bøckmann overrasket av at synet krever såpass mye energi.

– Ikke egentlig. Øyne er i seg selv en utløper av hjernen, og en god del av hjernen går med til å prosessere synsinntrykk. Når vi mennesker bruker et sted mellom 25 og 30 prosent av vårt daglige energiinntak på å holde liv i klumpen på toppen, så er det ikke overraskende at en fisk bruker 5 til 15 prosent på syn, sier Bøckmann.

Overførbart

Selv om studien kun har tatt for seg små fisker, mener Bøckmann studien bør kunne vekke bred interesse.

– Dette er ekstremt overførbart. Det er første gang jeg har sett noen sette gode tall på hva en egenskaper koster. Vi har jo visst at alle organismer har et energibudsjett, men ofte er tallene mer eller mindre velfunderte gjetninger, sier han.

Forsøkene på fiskene gikk blant annet ut på å måle synsorganenes størrelse og oksygenbehov, relativt til resten av kroppen. Forsøkene ble også gjort på ytterligere to varianter av fisken, som har redusert syn.

Referanse:

Damian Moran, Rowan Softley og Eric J. Warrant: The energetic cost of vision and the evolution of eyeless Mexican cavefish. Science Advances, september 2015. DOI: 10.1126/sciadv.1500363.