De aller, aller eldste kjente fossilene, funnet i Australia tidlig på 1980-tallet, er cirka 3,5 milliarder år gamle. De er uvanlig små, celleliknende avtrykk, ikke ulike de omstridte “fossilene” noen mener finnes i meteoritter fra Mars.

Så gamle fossiler er selvsagt ikke uten problemer, ettersom jordkloden i seg selv neppe er eldre enn fire milliarder år.

Jorda var glohet i begynnelsen, og var knapt beboelig før 500 millioner år senere. Er det mulig å forestille seg at livet kan ha utviklet seg fra ingenting og fram til små protoceller i løpet av de få millioner år som dermed er til rådighet?

Nei, har vært et vanlig svar. Og dermed har man begynt å spekulere på om livet kan ha kommet et annet sted fra, kanskje importert fra Mars, som blindpassasjerer på nettopp meteoritter.

De fleste forskere i dag mener noe slik kan være mulig. Og om ikke meteorittene brakte med seg primitive organismer, kan vi i det minste forestille oss at de kom med noen av byggesteinene som liv er laget av. Ved hjelp av ulike spektroskopiske metoder har man funnet organiske molekyler i rommet, om enn ikke av den typen vi finner på jorda (se for eksempel Simon Conway Morris “Life’s Solution”, anmeldelse på forskning.no kommer senere i uka).

I slutten av november kunne forskning.no fortelle en historie som kanskje overflødiggjør spekulasjoner om interplanetær spredning av liv. En spansk forsker oppdaget nemlig at han ved en tilfeldighet hadde laget nesten identiske mikrofossiler på laboratoriet sitt. Selvsagt var det ikke fossiler, men krystaller.

Om mikrofossilene fra Australia og Mars også bare er krystaller, er per i dag ikke klart. Men er de det, har livet plutselig fått nok av tid til å utvikle seg på egenhånd her på jorda. De første virkelig sikre fossile cellene er nemlig adskillig yngre. Denne delen av problemet med livets opprinnelse er dermed løst.

Livets hete start

At det virkelig var temmelig varmt på Jorda da livet oppsto (et faktum som er temmelig ukontroversielt), ble bekreftet av en undersøkelse som ble publisert i mai.

To forskere fra Australia og USA tok for seg det mest aksepterte slektstreet for livet på jorda. Treet har tre hovedgrener, én for bakterier, én for arkebakterier og én for eukaryoter. Deretter fargela de treet med en fargekode etter de høyeste temperaturer organismene kunne leve under.

Og ganske riktig: Organismene som befinner seg nærmest treets rot er også de som tåler høyest temperatur - hvilket tyder på at temperaturen har hatt avgjørende betydning for tidspunktet livet oppsto på.

Bakterienes slektstre

En ting alle er enige om, er at livets utvikling startet med noe enkelt og utviklet seg langsomt mer komplekst.

De prokaryote cellene kom før de eukaryote, bakterier før protozoer, encellede dyr før flercellede.

Det er først ved flercellet liv og kjønnet formering at det blir meningsfylt å snakke om et artsbegrep. Enklere livsformer, og særlig bakterier, praktiserer en så stor grad av overføring av genetisk materiale mellom relativt ubeslektede - ja, hva skal vi si - arter? - at mange mener det er fånyttes å snakke om bakteriearter, og langt mindre forsøke å sette opp et slektstre for dem.

I september kunne vi fortelle om evolusjonsbiologer ved universitetet i Arizona, Tucson, som nå mener de har funnet en vei gjennom villniset, at det likevel går an å bestemme hvilke bakterier som er i slekt med hverandre

I et studium publisert i Science, viste de at det er mulig å identifisere en rekke gener som har vært trofaste til sine genomer, har holdt seg til sin art, og dermed gjør at man kan klassifisere dem i forhold til hverandre.

- Det er åpenbart vanskeligere å bestemme slektskap mellom bakterier, enn mellom fugler og frosk, sa en forsker til Science.

- Men det er mulig: Det finnes en integritet i bakteriene og i deres genomer som vi har oversett.

Les for øvrig disse sakene om Lynn Margulis, og hennes teorier om cellens utvikling. Margulis er også sentral i forhold til den såkalte Gaiahypotesen som betrakter kloden som en “levende organisme”.

Biologi på roterommet 1

Det finnes mange aminosyrer i verden, men så å si alle eksisterende organismer holder seg med 20 av dem når de skal lage proteiner (proteiner, molekylene som bygger opp kroppen og tar seg av de meste andre i tillegg, er lange remser av aminosyrer).

Peter Schultz, kjemiker ved Scripps Reasearch Institute i California, mente imidlertid at den 20. aminosyren var noe tilbake at ønske. For to år siden byttet han den i stedet ut med en annen - i tarmbakterien Escherichia coli.

Dermed hadde han framstilt den første syntetiske livsform, med en kjemi ulikt noe annet som finnes i naturen.

I januar i fjor rapporterte han at han, eller naturen, hadde gått enda et skritt videre: Han hadde ikke lenger bare E. coli med den 21. aminosyren i seg - nå produserte bakteriene stoffet selv!

De som syns dette høres litt skummelt ut, kan stille seg i kø bak undertegnede. Tiden vil vise om det finnes noe nyttig å få ut av dette.

Biologi på roterommet 2

Det er selvsagt ikke lett å holde orden på millioner på millioner av arter. Men å vite hvilke dyr som er i slekt med hverandre, og hvordan, er, i en tid da arter dør ut med sjokkerende hastighet, like selvsagt å regne som langt mer enn filateli.

Med så mange arter å holde orden på, er det ikke overraskende at man av og til må bytte om litt i hyllene og rydde litt skuffene. Omkalfatringer av den typen vi så i april, da spretthalene ble utvist av ordenen, insekter, er imidlertid ikke hverdagskost

Spretthaler, collemboler (kompelomper blant venner, også kjent som “verdens kjedeligste dyr”) er små, vingeløse insekter (ja, det var det, da) med en meget spesiell sprettmekanisme på undersiden av bakkroppen. De lever nesten over alt, og av en eller annen grunn er de svært interessante for norske entomologer. En av verdens fremste eksperter på collemboler bor på Tjøme, og heter Arne Fjellberg.

Kanskje han ikke skal kalle seg entomolog lenger? For i fjor bestemte forskerne at det i hvert fall ikke er nok å ha seks bein for å kunne kalle seg insekt: De hadde studert spretthalenes mDNA og sammenliknet det med mDNA hos andre hexapoder og krepsdyr.

Til allmenn overraskelse fant de at spretthalene synes å stå så langt fra sine antatte fettere og kusiner blant insektene, og nærmere de antatt fjernere beslektede krepsdyrene. Forskerne mente videre at spretthalene skilte seg ut fra insektenes og krepsdyrenes felles forfar, før insektene og krepsdyrene skilte lag, og altså representerer en helt nyoppdaget gren på livets tre.

Lost and found and ?

Kreasjonister hevder at eksistensen av kompliserte organer er et argument mot evolusjonsteorien. Disse skal visstnok være så vanskelig å få til, at man ikke kan forestille seg noen annen opprinnelse for dem enn at de er blitt skapt av Gud.

I januar kom nyheten om at en insektgruppe, de vandrende pinnene, har utviklet vinger minst seks ganger i løpet av gruppens eksistens. En oversikt over fossile funn viste altså at vingene har blitt utviklet, deretter avlagt for så å bli utviklet igjen osv, i løpet av 300 millioner år. Er det Gud som ikke riktig klarer å bestemme seg, eller er det et tegn på at vinger kanskje ikke er så vanskelige, når alt kommer til alt?

Re-evolusjon er med andre ord antagelig noe mer vanlig enn vi har trodd.

Dinosaur med fire vinger

Dermed passer det jo godt å fortelle om den kinesiske microraptor, den lille fjærkledde dinosauren som - noe mange medier registrerte - hadde fire vinger! Det vil si: Bakbeina ble benyttet som vinger.

De første individene av denne arten ble oppdaget for få år siden, men ingen av dem viste at dyret hadde fjær. (forskning.no omtalte microraptor i mai 2002, i et intervju med Jørn Hurum). Det var seks nye funn i Kina som avslørte fjærvekst, ikke bare på forbeina, men også på bakbeina.

Bare få dager før publiseringen av disse funnene, rapporterte amerikanske forskere om studier av fugleunger og hvordan de lærer seg å fly ved å flakse med vingene for lettere å komme opp små bratte bakker.

Disse to oppdagelsene til sammen har potensial til å kunne forandre vårt syn på hvordan fugler ble fugler.

Fortiden - nå også i farger

Vi få vel også bruke et par linjer på å fortelle at verdens første fossil i farger er funnet. En 50 millioner år gammel, men fremdeles strålende blå bille fra oljeskiferlag i Messel i Tyskland. Dette er gode nyheter for de av oss som alltid har lurt på hvilke farger dinosaurene hadde.

Kanskje ligger det beviser der ute et sted? Eller kanskje klarer forskerne ved hjelp av ulike spektrometriske metoder å finne ut noe om strukturen i fossilet og koble det opp mot farge. Hvem vet?

En ny seleksjonsmekanisme?

Den faglig viktigste nyheten fra 2003 kan med tiden vise seg å være resultatene fra et tilsynelatende ordinært forsøk med firfirsler.

Den vanligste måten å forklare samarbeid mellom individer på, er å si at de er i slekt. Hvis den ene hjelper den andre, fremmer den samtidig til en viss grad sine egne gener.

Ekstremvarianten finner vi hos maur og andre sosiale årevinger, der arbeiderne (sterile hunner) bruker livet på å sørge for at dronningen (som er søster/mor til dem alle) får formert seg. Ved hjelp av en spesiell anordning av kromosomene (hannene er haploide, det vil si at de har bare halvparten så mange kromosomer som hunnene, som er diploide) blir arbeiderne mer i slekt med sine mors unger (altså deres egne søstere, det vil si resten av arbeiderne i tuen) enn de ville vært med sine egne unger.

Derfor kan man vise matematisk at arbeiderne hjelper flere av sine egne gener over i neste generasjon ved å avstå fra å få egne barn og heller hjelpe fram dronningens, enn de ville gjort om de fødte selv.

Fenomenet er blitt kalt kin selection, og forklaringen kalles Hamiltons rule, etter mannen som egentlig burde hatt æren for begrepet Det egoistiske genet (noe Richard Dawkins aldri har benektet).

Nå viser forsøk med firfirsler at dette ikke alltid gjelder.

Californiske Uta stansburiana forekommer i tre fargevarianter, blå, gule og oransje. Studier av hvordan firfirslene samarbeider, viser at hannene samarbeider med andre hanner som er genetisk like - men ikke i slekt.

Det kan høres trivielt, men hvis det stemmer er det av stor betydning for evolusjonsteorien. Den beste forklaringen på fenomenet fordrer nemlig en form for seleksjon vi aldri har hørt om tidligere. Flere avsnitt i lærebøkene må skrives om.

Firfirslene skilles på fargen på en flekk under strupen. Hvilke farge flekken har, bestemmes av ett enkelt gen. Dette genet er forbundet med andre gener, som regulerer deler av firfirslenes immunrespons, hormonstyring og adferd.

Disse trekkene til sammen avgjør hvilken rolle hvert individ spiller i denne artens litt pussige paringslek - altså en slags firfirslenes tiurleik: Oransje hanner er aggressive og forsøker å stjele de blå hannenes territorier for å få tilgang til damene. De gule hannene har en tendens til å la være å slåss for å beholde territorier, men satser heller på å lure til seg litt bak de oransje hannenes rygg. De blå hannene slår seg sammen to og to og går sammen om å forsvare damene mot inntrengere.

Problemet er imidlertid at de blå hannene ikke er i slekt med hverandre. Mange av dem, påviste forskerne, var i nærere slekt for eksempel med individer som var gule eller oransje.

Forskerne lot firfirslene formere seg i laboratoriet i ti år, og holdt godt rede på hvem som var bror, fetter, far og sønn.

De ble derfor overrasket, da de oppdaget at blå hanner samarbeidet med blå hanner, nærmest uansett hvilken bakgrunn de hadde.

Det var likevel ikke likegyldig hvilke blå hanner som dannet team. Forskerne påviste at de som slo seg sammen var genetisk mer like enn tilfeldig valgte par av blå hanner. Gener har altså (ikke overraskende) noe å si her, men ikke slektskap.

Dette er svært vanskelige resultater å tolke, og det tar antagelig en stund før implikasjonene er klare. Kan det være hittil ukjente mekanismer på ferde?

Halvbroren 2

En annen morsom studie fra 2003 viste at hybridisering er langt viktigere for artsdannelsen og evolusjonen enn hittil antatt.

Slik biologene ser det, er artsdannelse drevet av to seleksjonskrefter: økologisk seleksjon og seksuell seleksjon (se under), som til sammen gir det vi kjenner som naturlig seleksjon.

Begge prosessene velger og vraker i stadig nye variasjoner av arvematerialet - de nye variasjonene har oppstått gjennom mutasjoner og ved at gamle sett arvestoff har fått omstokking gjennom paring innen arten. Når du får barn med din kone/mann, har ungen halvparten av dine og halvparten av partnerens arvestoff.

En tredje kilde til variasjon er hybridisering; paring mellom individer fra forskjellige arter.

Forskerne har tradisjonelt ansett denne siste kilden som mindre viktig ettersom slike paringer sjelden fører til noe, og i de tilfellene de gir avkom, er avkommet som regel sterilt. Genene føres ikke videre.

En forsker, Loren Riesenberg fra Indiana, USA, publiserte i august resultatene av sitt studium av solsikkenes seksualliv, og ett av de overraskende svarene var at hybridisering virkelig kan skape nye arter (noe som neppe ville fått Lynn Margulis til å heve øyenbrynene - følge lenkene over hvis du vil vite mer).

Riesenberg studerte fem arter solsikker. Tre av dem, som levde under harde, tørre forhold i Nevada, Utah og Texas, oppsto for mellom 60 000 og 200 000 år siden. Genetiske studier viste at de alle var etterkommere av hybrider mellom de to første artene. Den ørlille fraksjonen av hybridisering mellom ulike arter som faktisk klarer seg og i tillegg formerer seg, kan altså lage grunnlag for utvikling av nye arter.

Kan hybridisering være en viktigere mekanisme enn genetiske mutasjoner for å fremskaffe nye varianter som lettere kan etablere seg i nye miljøer?

Farlig jåleri

Vi avslutter med en nyhet som kanskje faller enkelte menn i smak - det er skadelig å pynte seg for mye. I hvert fall hvis du er fugl.

I april kunne vi fortelle at 21 års fugletitting hadde fått en gjeng hovedsakelig franske forskere til å konkludere at sterke iøynefallende farger kanskje gir deg større sjanse hos damene, men de fører også til at både du og resten av arten dør ut - i det minste lokalt.

Saken handler egentlig (nok en gang) om seksuell seleksjon - dette litt absurde, men like fullt naturlige fenomenet som blant annet har ført til at påfuglhannen har utviklet en så fantastisk hale at den knapt kan få slept den med seg.

Mange har vel lurt på hvordan og hvorfor i all verden hannen drar rundt på all den fjærprakten. Forklaringen er at han gjør det fordi damene syns det er sexy.

Men nå viste altså våre franske venner at det kanskje ikke alltid er lurt å gjøre som damene sier.