I skal i projektperioden selv læse og diskuterer relevante dele af det udleverede undervisningsmateriale. I skal desuden selv finde ekstra materialer fx faktalink.dk, bibliotek.dk, infomedia, google scholar etc.
Opgaven er at lave en præsentation på 8-10 min af følgende
spørgsmål.
Hvad er biodiversitet (de tre typer)?
Hvordan måler man biodiversitet?
Hvor er biodiversiteten lav/høj og hvordan opstår biodiversitet?
Hvordan er det gået med biodiversiteten, og hvorfor?
For en del år siden, vi snakker nok omkring 2010, skrev jeg nedenstående der i hovedtræk redegør for menneskeslægtens tidlige udviklingshistorie. Der er sket flere nye opdagelser og gjort spændende fund siden da – en dag….en dag får jeg opdateret siderne.
Under overskriften De tidligste Hominider skriver jeg om primater og de tidligste hominider. Kapitel handler om “sydaben” Australopithecinerne hvor jeg kommer forbi både de gracile og robuste former. Afslutningsvis skriver jeg om Homo arterne H. habilis og H. erectus/H. ergaster.
Når jeg en dag har tid, vil jeg afslutte med en side om det moderne menneskes opstående.
Inden vi kommer til de tidligste hominider, så lad os gå helt tilbage til begyndelsen: “The big bang”, her eksploderede det sammentrykte univers. Hvis du vil vide mere om “Big bang” vil jeg foreslå: www.rummet.dk (som en let “starter”)
Jorden har samlet sig (af “stjernestøvet”) for ca. 4,5 mia. år siden. Et ganske ubehageligt sted at være til at begynde med.
4,3 mia. år siden: Vanddampen i atmosfæren begynder at blive
sønderdelt af UV-stråling fra Solen. Den dannede ilt sammenbygges til
Ozon. Det nydannede ozonlag skærmer nu Jorden.
3,8 mia. år siden: Jordskorpen dannes – dannelse af de ældste
klippeformationer på Jorden. Det er også på dette tidspunkt at vanddamp i
atmosfæren fortættes (kondensere) og danner urhavet.
På et tidspunkt for 3,5-3,7 mia. år siden opstår der en primitiv form for liv i ursuppen (Diskussion af begrebet liv).
En grundtanke i biologi er at “liv opstår andet liv” (“Omnis vivum ex
vivo” som Louis Pasteurs udtrykte det i 1890’erne.). Hvordan præcis
dette primitive urliv opstår, kan vi ikke forklare. Det er netop derfor,
der er så spændende og søge efter liv på f.eks. Mars og Titan, idet det
måske kan kaste lys over denne proces.
Byggesten til liv kan opstå under de forhold der var i uratmosfæren,
det viste den amerikanske forsker Stanley L. Miller i 1952. Hvor han
genskabte forholdene (gasser, lyn, varme) og viste at der under disse
forhold kan opbygges aminosyrer.
I Perm for 290 mio. år siden har vi en gigantisk masseuddøende – 95% af livsformerne i havet dør! (Livets store spil: Vind eller forsvind). Gennem tiden har der været flere af den slags hændelser – tjek op på det – det er virkelige spændende!
Primater
Pattedyr udviklede sig fra primitive pattedyrlignede reptiler i
Trias, for ca. 200-245 mio. år siden. Ved den store masseuddøende mellem
Kridt og Jura (65 mio. år siden) forsvandt dinosaurerne. Herefter
gennemgik pattedyrene, som en af de overlevende grupper en adaptiv
radiation under Tertiær. De store ordner af pattedyr udvikledes på dette
tidspunkt inklusiv Primater, hvortil mennesket henregnes. Fossile fund
indikerer at primater udvikledes for ca. 30 mio. år siden i Afrika.
Primater inkluderer bl.a. Lemurer og gibbon. Selvom vi er forskellige
fra andre primater, så deler vi en evolutionær historie. Den historie
indbefatter egenskaber som modstillede tommelfingre, stereoskopisk syn,
store hjerne, og negle i stedet for klør.
Primater er relativt uspecialiserede pattedyr (hvilket er en pæn måde
op sige på, at de ikke er særlig gode til en specielt ting, men kan
lidt af hvert): De har ikke vinger, har stadig alle fire lemmer, kan
ikke løbe særlig hurtig eller hopper særlig højt, har et svagt tandsæt,
ingen panser eller tyk hud, ingen klør.
Primater har modifikationer i ulna og radius der tillader at hånden
kan drejes uden at albuen drejes. Mange primater kan svinge eller dreje
deres arme rundt i skulderleddet – disse adaptationer er tilpasninger
til livet i træerne.
Primater har fem finger på deres forlemmer, de kan gribe om et
objekt, en anden modifikation er den modstillede “tommelfinger” der
tillader præcisionsgreb.
Placeringen af øjnene frontalt øger dybdeopfattelse – det tillader også afstandsbedømmelse, hvilket absolut er en fordel når man lever i et træ!
Ændringer i placeringen af stave og tappe i øjets nethinde giver farvesyn, samt et perifersyn i svagt lys.
Opret gang tillader nogle primater at se ud over omgivelserne, lige
som det giver mulighed for at bruge hænderne til andre formål.
Hominider, den linie der leder frem til mennesket, har ændringer i
formen og størrelse af hoften, lårbenet og knæet, der tillader
bipedalisme. Denne ændring fra quadrupel til bipedal gang skete i
stadier og kulminerede hos mennesker, der kan gå og løbe på to ben.
Adskillelige tendenser i vores evolution er synlig i tænder og kæbe.
Først ændringen i kæbens geometri der reducerede snuden til et fladt
ansigt. Så ændringer i tand arrangementet og antal, hvilket øgede
effektiviteten af de tænder der maler/knuser føden. Sluttelig for
omkring ændrede vores diæt sig for ca. 1.5 millioner år siden sig fra
frugt og grønsager til også at inkluderer kød.
Lad os lige opsummerer vores stærke sider; kombinationen af primat
adaptationer inkludere: store hjerne, anvendelse af værktøj, social
struktur, stereoskopisk farvesyn, højt udviklede forlemmer og hænder,
multifunktions tandsæt og opret gang. Dette placerede os blandt de mest
avancerede pattedyr (mener vi selv, i vores typiske antropocentriske
tankegang – Primat betyder faktisk herredyret).
Miocæn aber
Aber udvikles i Afrika for mindst 20 mio. år siden, her var
kontinentet en separat landmasse. Den bedst kendte af disse tidlige aber
er Proconsul.
Lavere vandstand i havene ca. 17-16,5 mio. år siden frembragte en
passage mellem Afrika og Asien. Der gav mulighed for at disse tidlige
aber kunne sprede sig (sammen med elefanter, svin, antiloper og
gnavere). På dette tidspunkt havde aberne udviklet et tykt emaljelag på
tænderne, hvilken gjorde dem i stand til at spise hårdere fødekilder
f.eks. nødder og frø. Inden for ca. 1,5 mio. år efter af aberne havde
bevæget sig ind i Asien var de opspaltet i mindst otte forskellige
former.
I Miocæn for ca. 20 mio. år siden var Central- og Østafrika tæt
skovland. Klimatiske ændringer som følge af tektoniske bevægelser og en
global afkøling for 15 mio. år siden medførte, at skovlandet blev afløst
af savanne med områder af åben skov. Det er i denne periode at hominid
evolutionen udløses. Der sker en løbende selektion. Eller sagt på en
anden måde, igen spilles livets stor spil – “Vind eller forsvind”.
De tidligste Hominider
En gren primater udviklede sig til hominoider (fælles stamtræ for
menneskeaber og mennesker). De gav ophav til en vifte af arter,
sandsynligvis pga. store klima fluktuationer i deres habitat.
Man mente i lang tid at ramapith var stamfader til hominid linien
(Mennesker). I dag anses ramapith som forfader til orangutang.
Hominid liniens opstående er stadig ikke fuldstændig klarlagt, men
molekylær biologiske undersøgelser antyder at mennesker og chimpanser
har en fælles stamfader ikke mere end 5-8 mio siden. I de seneste år har
forskere fokuseret på at finde fossiler fra denne periode. Fundene og
beskrivelserne af Orrorin tugenensis (i 2001) og Sahelanthropus tchadensis (i 2002) har kastet lys over denne periode i vores udvikling.
Orrorin tugenensis,
fundet i Kenya, dateret til 6 mio. siden. Fundet er fragmenteret, og
består mest af knogler fra ekstremiteterne, en delvis kæbe og nogle få
tænder. Ikke alle forskere mener, at Orrorin er en hominid, hvilket er
baseret på meget abelignende hjørnetænder. På den anden side, så er
benknoglerne typiske for bipedalister. Bipedalisme er et typetræk for
hominider. Specielt femur (lårbenet) viser typiske tegn på bipedalisme. Kindtanderne er små i sammenligning med alle senere Australopithecus
Sahelanthropus tchadensis(Typekraniet
har kælenavnet Toumai) blev beskrevet i 2002 ud fra et ganske særlig
velbevaret kranium, en delvis kæbe og nogle tænder. Fundet er dateret
til 6-7 mio. år siden. Det tidspunkt er meget tæt på det sandsynlige
adskillelsestidspunkt mellem menneskeslægten og chimpanser. Sahelanthropus
beskrives som hominid på grundlag af form og vinkel i ansigtet og
kraniekassen, samt tandsæt. Igen er der en vis uenighed, idet andre
forskere mener, at placeringen af foramen magnum antyder, at Sahelanthropus ikke var en sand bipedalist. Samt at dele af tandsættet og dele af kraniet minder om chimpansens.
Hvis Sahelanthropus er en hominid, så udvides det geografiske område
hvorfra hominider er kendt. Chad søen er udenfor det område, hvorfra de
tidligere hominid fossiler er fundet. Område ved Chad søen var for 7
mio. år siden dækket af skov.
Ardepithecus ramiduser den tredje “ur-hominide”. Nogle forskere placerer ramidus i slægten Australopithecus. De ældste fund af arten er fra en underart kaldet kadabba, som er fundet i Ethiopien og dateres til mellem 5.2 og 5.8 millioner år gamle. Andre fund af Ardepithecus ramidus dateres til 4.4 millioner år gamle. Det meste af det fossil material
man har for denne art består af kraniekassefragmenter og tænder, samt,
hvilket er meget spændende, en mulig tåknogle (som tilhører en bipedal
organisme).
Andre fossiler antyder, at Ardipithecus levede i et skovklædt
miljø. Hvilken er meget forskellige fra den åbne savannes miljø. Den
fremherskende teori er dog stadigvæk at det er på savannen, at hominider
udviklede sig til bipedale væsner.
Det at disse arter eksistere så tæt på tidspunktet for menneskets
oprindelse, dvs. tidspunktet for opsplitningen mellem chimpanser og
mennesker viser, at også “roden” af vores stamtræ er busket/forgrenet.
Den populærvidenskabelige litteratur antyder ofte en meget lineær
progression fra art til art. Nedenfor er en mere realistisk fremstilling
af “slægtsbusken”.
Denne store gruppe af arter består både de gracile og af de robuste australopitheciner. For nylig har nogle forskere foreslået at nogle at de arter der er placeret i Homo rent faktisk burde placeres i Australopithecus
– et godt eksempel på at vores forståelse af vores egen arts udvikling
ændrer sig. Ændring er ikke en voldsom ændring, der strider mod vores
grundlæggende forståelse af vores udvikling, men mere en akademisk
diskussion om korrekt klassifikation.
Den tidligste kendte australopithecin er Australopithecus anamensis,
der levede for mellem 4.2 og 3.9 million år siden. Tænderne og kæben
har en stor lighed med ælder fossiler af aber. På den anden side så var
de højst sandsynligvis bipedale, hvilket man baserer på strukturen af
tibia (underbensknogle). Knoglerne i de øverste ekstremiteter er også
“menneskelignende”. Maeve Leakeys forsker hold foreslår anamensis som værende forfaderen til alle senere hominider.
Det bedst kendte medlem af denne art er, ingen mindre end “Lucy” , opdaget i 1974 af Don Johanson og Tom Gray. Alderen er estimeret til omkring 3.2 million år gammel (afarensis
levede fra 3.9 til 3 million år siden). Lycy var et vigtig fund idet
skellet er ca. 40 % komplet, hvilket giver en mængde oplysninger.
En mængde andre fund, bl.a. de 13 individer i “den første familie” (“First Family” AL 333), giver en mængde oplysninger. De berømte Laetoli fodaftryk tilskrives også denne art..
Afarensis fund indikerer en udpræget kønsdismorf, hvor
hannerne var væsentlig større end hunnerne. Højden anslåes til 107 til
152 cm, og et kranievolumen på mellem 375 cl til to 550 cl (AL 444-2, En stor adult han).
Dette giver os måske nogle antydninger af deres sociale adfærd, idet de
moderne aber der udviser en høj grad af kønsdismorf er polygame.
Ansigtet og kraniet af afarensis er ganske abelignende: en
udpræget øjenbrynsbue, lav pande og en fremtrædende “snude”. Tandsættet
er en mellemting mellem menneske og abe. Kindtænderne er stor, hjørne
tænderne er stor og spidse, de er dog væsentligt mindre en dem fra
nulevende aber.
Tandsættets bue ligger mellem den parabolske form fra mennesker og
den rektangulære fra aber. Foramen magnum er ikke placeret midt under
kraniet som hos mennesker, men dog heller ikke så langt bagude som hos
aber.
Afarensis postkranielle skelet er dog væsentlig tætter på det fra moderne mennesker end på aber.
Hofte, ben og fod knoger viser tydeligt at arten var bipedal, dog
uden at være godt tilpasset til løb. Finger og tå knogler er buet og
længere end hos mennesker, et træk forskere mener, indikerer at afarensis tilbragte tid i træerne. Deres hænder er ellers ganske menneskelignende. (Et enkelt nyere studie antyder at afarensis håndled stadig udviser tegn på tilpasning til knoggang.)
I 2001 fandt Maeve Leakeys research team et velbevaret kranium som de placerede i en ny art: Kenyanthropus platyops.
Fossilet beskrives som en mosaik med en kombination af træk. Som aber
har det en lille øreåbning, tyk emalje på kindtænderne, en
kranievolumen på ca. 400 cl. (det samme som en chimpanse) og en flad
næse. På den anden side har fossilet en række nye træk der ikke ses i de
andre gracile australopitheciner: et fladt ansigt, lodrette kind
region, en lille øjenbrynsbue og premolar tænder (cheek teeth)
Om man kan klassificerer specimentet som en ny art er omdiskuteret,
idet kraniet var svært beskadiget. Nogle af det træk der bruges for at
argumenterer for at det er en ny art, kunne være opstået som følge af
denne beskadigelse.
Raymond Darts “Taung barnet” var det føste australopithecin fossil man fandt. Det består af tænder, kæbe, ansigts og en endocranial afstøbning. Alderen anslåes til ca. 3 år pga. kranial suturernes udseende, samt fordi alle mælketænder er til stede.
Africanus levede for mellem 3.3 og 2 million år siden. Som afarensis udviser de en udpræget kønsdismorf. Knogler i fødder, ben og hofte viser at Africanus var bipedal. Kropsstørrelse og kranievolumen (420-500 cl) er en smule større end afarensis.
Kindtænderne er lidt større end hos afarensis, men tænder og kæbe hos africanus er mere lig Homo end aberne. Dentalbuen er nu helt parabolsk, som hos Homo. Størrelsen er hjørnetænderne er reduceret i forhold til afarensis.Australopithecus garhi Denne art Australopithecus garhi er blevet anset som en mellemform mellem A. afarensis og tidlige Homo. Den
er beskrevet i 1999 udfra fossiler fundet i Awash regionen i Ethiopien.
De 2.5 million år gamle fossiler blev fundet sammen med dyreknogler,
der havde mærker på dem. Mærkerne kunne være fra stenværktøj. Ganske
simple stenværktøjer blev fundet i en nærliggende udgravning med samme
datering. Trækkene ved fossilerne af Australopithecus garhi udviser mange ligheder med A. afarensis: Lille kranievolumen på 450cm3, en issekam og en abeligende dentalbue. Molarne og hjørnetænderne er dog ekstremt store, et ganske uventet træk hvis garhi skal anses som forfader til Homo..
Proportionerne af lemmerne er ganske interessante: femur/humerus ratio som moderne menneske, men underarm/humerus som chimpanse.Australopithecus anamensis, afarensis, og africanus, samt Kenyanthropus platyops kaldes samlet de gracile australopitheciner, fordi de er relativ let og slankt bygget – sammenlignet med de robuste australopitheciner. Alle de gracile arter var dog stadig væsentlig mere robuste end moderne H. sapiens.
Sammen med A. aethiopicus og boisei er robustus de”robuste” australopitheciner. (En del forfattere er begyndt at placerer dem i arten Paranthropus.) De har alle store kæber, kraftige kranier, sagittal kam, og tyk emalje på deres molarerRobustus
levede for mellem 2 til 1.5 millioner år siden. Selv om kropsstørrelsen
var lig A. africanus, så havde de et større mere robust kranium
(gennemsnitlig volumen 530 cl). Deres molarer i underkæben var meget
store. Ansigtet var også stort, uden en egentlig pande. Mange af fundene
har også en sagittalkam udover de store øjenbrynsbuer. Knogleudspring,
kæbe og tandform/størrelse indikerer således en særdeles grov kost.
Ganske bemærkelsesværdig, så selv om værktøjsbrug typisk anses som et avanceret træk, så kan robustus have været den første hominid der anvendte værktøj. I det man har fundet knogler, sammen med robustus fossiler, der er slidt på en måde der indikerer, de har været anvendt til at grave med.
Dette er den ældste af det tre robuste australopith arter, som
levede mellem 2.6 og 2.3 million år siden. Der er et vigtig fossil “The Black Skull” , navnet hentyder til at kraniet er blevet farvet af mineraler i jorden. Visse forskere anser A. aethiopicus som forfader til båder robustus og boisei, men det er omdiskuteret.
Dets kranievolumen er 410 cl, kun lidt mere end en chimpanse. Posteriøre dele af kraniet er tilsvarende A. afarensis. Men A.aethiopicus har
et meget kraftigt bygget ansigt og kæber – langt kraftigere end andre
robuste arter – og har også den største sagittal kam der nogen siden er
set på en hominid.
A. boisei (her type speciment OH 5), oprindelig navngivet Zinjanthropus boisei,
er den mest robuste af alle de robuste australopitheciner. Boisei
levede mellem 1.1 og 2.3 år siden – Arten var altså succesfuld i mere
end 1 millioner år. (mere end fem gange så lang tid som vores egen art
har eksisteret – Tankevækkende, synes jeg.) Louis Leakey gav A. boisei
kælenavnet “Nutcracker Man” (OH 5) (Nøddeknækker mennesket) pga. dets
kæmpestore kindtænder – nogle af dem er op til 2 cm i tværmål.
Dets kranievolumen er tilsvarende A.robustus, ca.
530 cl, men dets ansigt og kæbe er mere massivt bygget. Den
“hyper-robuste” bygning antyder at den er specialiseret i at tykke hård
føde med et lavt næringsindhold. Man spekulerer på om boisei
uddøde fordi den var specialiseret til en yderst specifik økologisk
niche, og ikke udviklede sig hurtigt nok når miljøet ændrede sig.
Opsummering
Vi finder A. anamensis og A. afarensis i ved starten af vores udspring, men deres rolle og deres indbydes slægtskab diskuterer man stadig.
For omkring 2.5 – 3 millioner år siden, efter godt 1 million år
uden de store ændringer sker der noget. Mindst seks hominid arter
udvikler sig i respons til de klimaændringer der er associeret med
istider. To grupper fortsætter: 1) australopitheciner: generelt små
hjerner og ingen værktøjsbrug. 2) En gruppe der fører til arten Homo:
store hjerner og værktøjsfremstilling og –anvendelse.
Australopitheciner uddør for ca.1 million år siden. Homo, er her (på
trods af vores anstrengelser: Atombomber, luftforurening,
vandforurening, atomkraft, habitatødelæggelse, global opvarmning,
skovafbrænding, religionskrige, sprøjtemidler, territoriekrige,
hormonforstyrrende stoffer og almindelig tankeløshed) stadig!
Homo arterne
Homo habilis
Inden Jane Goodalls
banebrydende studier af chimpanser, mente de fleste palæanthropologer
at værktøjsbrug var et menneskeligt særkende. Så da Louis Leakeys team
fandt simple stenværktøjer tæt ved resterne af en hominid i Olduvai,
kaldte de hominiden Homo habilis. De associerede værktøjer kaldes Oldowan værktøjs kultur
Homo habilis levede mellem 2.4 og end til 1.5 million år siden. Ansigtet stikker stadig fremad, men vinklen er mindre end hos A. africanus. Den gennemsnitlige kranievolumen hos habilis er omkring 650 cl, med en variation fra 500 til 800 cl – hvilket oplapper både australopithecines (i den lave ende) og H. erectus (i den øvre ende). Slidmærker på tænderne indikerer at habilis begyndte at spise kød – sandsynligvis ådsler i det der ikke findes evidens for jagt/jagtadfærd.
Postkranial fund er fragmenteret, og man har kun et sæt knogler af lemmerne (der sikkert kan klassificeres som habilis.) Disse fragmenterede fund antyder en gennemsnitlig højde af habilis på ca. 127 cm og omkring 45 kg. Habilis var typeligvis bipedal
Habilis lignede australopitheciner, og en af diskussionerne har været om habilis ikke er mere korrekt klassificeret som Australopithecus, men i dag regnes H. habilis for en selvstændig art.
Der er dog stadig diskussion om den taksonomiske status af nogle af habilis
specimenterne. Nogle af dem kan måske bedre klassificeres som
australopitheciner. Argumentet bygger på træk i lemmerne f.eks. “dik-dik
hominiden” (OH 62) har arme der er væsentlig længer end dets ben –
hvilket er et australopithecine træk.
Homo erectus og/eller Homo ergaster
Homo erectus levede mellem 1.8 million og 300,000 år siden. De var
sandsynligvis den første hominid art til at udvandre fra Afrika og
kolonisere Europa og Asien. Dette skete ganske tidlig da fossiler der kunne være H. erectus er blevet dateret til ca. 1.8 million år gamle er fundet i Dmanisi, Georgien.
Dmanisi fundene bliv i 2002 navngivet Homo georgicus . Fundene er interessante i det de kunne være en mellemform mellem habilis og erectus.
I forbindelse med erectus skal der bemærkes at nogle forfattere arbejder med to søster arter: H. erectus der bruges om de Eurasiatiske specimenter, mens H. ergaster er anvendes om dem fra Afrika.
Ergasterne har en mindre kranialvolumen end erectuc, og der er forskelle i kraniet form f.eks. øjnebrynsbuerne. H. ergaster vil på den måde inkluderer fossiler som Turkana drengen og ER 3733.
Erectus havde et langt lavt kranium, med en lille pande.
Kranievolumen var på mellem 750 og 1225 cl. Den mindre ende af skalaen
er associeret med ældre specimenter. Ansigtet og kæbe var
fremspringende. Kæben havde store molar tænder, men manglede en hage.
Erectus var dog den første hominid der havde en fremstikkende næse i
stedet for en flad næse.
Det postkranielle skelet hos Homo erectus er robust, hvilket
antyder de var stærke – stærkere end moderne mennesker. De var høje, i
det mindste i Afrika, nogle estimater placerer dem i den øverste kvartil
af højdekurven for H. sapiens. Dog er de få fund fra Kina (“Peking mennesket“) kortere individer. Det skal måske ses som adaptationer til de lokale klimaer.
Studier af erectus hofteknogler, specielt dem fra Turkana (Nariokotome) drengen,
viser at medlemmer af denne art havde smallere hofter og
bækkenkanal/skål end vores art. Det tages som et udtryk for at deres
nyfødt havde mindre hjerner på fødselstidspunktet. Det kunne også antyde
at erectus ville have et særdeles effektivt gangmønster.
Erectus var en kompetent værktøjsmager, man har fundet deres værktøj i stort antal. Værktøjet klassificeres som Acheulean værktøjskultur. Der er god evidens for at værktøjet har været brugt til slagtning af dyr – kød var sandsynligvis en væsentlig del af H. erectus diæten. Der er også tegn på at H. Erectus anvendte, bl.a. trækul fra Choukoutien ( pt. Zhoukoudian) hulerne nær Peking – hvor Peking mennesket er fundet. Det samme gør sig gældende for den Afrikanske erectus population.
Adaptation eller tilpasning: Den gradvise, arvelige ændring af individer i en population, der forøger deres udnyttelse af ressourcer (i forhold til andre individer i populationen) og fører til en forøgelse af darwinsk fitness (s.d.). Adaptation sker “mekanisk” ved naturlig selektion (s.d.).
Adaptive radiation: egl. tilpasningsudstråling: artsdannelse, der sker ved, at en uspecialiseret arts efterkommere udvikler en række forskellige tilpasninger, der sætter dem i stand til at udnytte forskellige ressourcer
Analogi: ens karaktertræk, der ikke skyldes fælles afstamning, men ensartet selektion
Art: En gruppe af populationer (s.d.) af organismer (s.d), der kun i meget ringe grad udveksler gener med andre populationer
Allel: et gen kan optræde i flere varianter, som kaldes alleler. Et individ har to alleler, men i en population kan der vare mange varianter af en allel.
Allometri: At forskellige dele af kroppen vokser med forskellig hastighed.
Allopatrisk: deling af population ved en geografisk barriere
Allopolyploidi: Polyploidi ved hybridisering mellem to arter med forskelligt kromosomtal og følgende fordobling af kromosomtallet i kønscellerne.
Assortiv parring: at individer vælger partnere, der ligner dem selv i en eller flere egenskaber (f.eks. at store individer parrer sig med store individer i populationen)
Autopolyploidi : Polyploidi ved dannelse af kønsceller med samme kromosomtal som normale celler (f.eks. diploide kønsceller i diploide organismer). Sker ved fejl under meiosen.
Darwinsk fitness (eller bare fitness): et mål for, hvor meget levedygtigt og frugtbart afkom en organisme får
Densitet: Antal individer på arealenhed. Et udtryk for “tæthed”
Dihybrid: krydsning, hvor forældreindividerne har forskellige alleler for to gener
Dimorfisme [dimorphism]: to forskellige typer individer; kønsdimorfisme: forskel på de to køn
Diploid: En organisme med to sæt kromosomer (f.eks. vore normale celler)
Diversitet: Antal arter pr arealenhed. Et udtryk for “forskellighed”
Dominans: En heterozygot (s.d.) organisme har samme fremtrædelsespræg eller fænotype (s.d.) som en homozygot (s.d.) med to dominante alleler ( dvs. RR ser ud som Rr). Dominante alleler skrives som en konvention med store bogstaver, vigende eller recessive med små.
Coevolution: Det at fx byttedyr og rovdyr udvikler sig parallelt gennem evolutionen: Når et rovdyr er blevet lidt bedre til at fange sit byttedyr (f.eks. ved at kunne bevæge sig hurtigere) udvikler byttedyret en strategi, der mindsker rovdyrets chance for fangst (hurtigere bevægelser, undvigemanøvre, camouflage osv).
Embryologi: læren om fosterudvikling
Epistase [epistasis]: at et gen kontrollerer/ændrer et andet gens udtryk
Evolution eller udviklingslære: læren om, at arter har udviklet sig fra stamformer ved naturlig Udvælgelse. Strengt taget ikke en lære – men en videnskabelig teori.
Fertil: frugtbar
Fitness: se Darwinsk fitness
Flergenet arv: Karakterer, der skyldes flere gener, som for eksempel egenskaber som højde, vægt m.m, der varierer kontinuert.
Fylogenese: Udviklingshistorie, “stamtræ”
Fordeling: En population kan i princippet være fordelt på en af følgende tre måder: jævn/ligeligt, klumpet/patch eller tilfældig.
Fænotype eller fremtrædelsespræg: Organismens “udseende”- f.eks. har organismer med to dominante alleler samme fænotype som organismer med et dominant og et vigende allel.
Gamet: kønscelle
Gen: En DNA (eller RNA-) sekvens, der koder for et bestemt protein / egenskab
Genetisk drift: Tilfældige ændringer i en lille populations genpulje
Genom: Organismens samlede genetiske materiale
Genotype: De gener man er født med. Sammensætningen af organismens gener som kan vises ved genetiske undersøgelser, f.eks. krydsningsforsøg
Genpulje: Samlingen af gener i en population på undersøgelsestidspunktet.
Gradualisme: at ændringer (f.eks.geologiske) skyldes langsomme, kontinuerte processer ( i modsætning til katastrofeteorier)
Haploid: en celle eller organisme med et sæt kromosomer (f.eks. vore kønsceller)
Heterochroni: ændring i en organismes fosterudvikling ved ændring i “timing” af aktivitet af regulatorgener
Heterozygot: en organisme med to forskellige alleler for et gen (f.eks. Rr)
Homologi: “ensdannethed” i karaktertræk eller strukturer, der skyldes fælles afstamning
Homozygot: en organisme, hvor allelerne for et gen er ens (RR eller rr).
Hybrid: afkom ved krydsning af organismer med forskellige fænotyper, f.eks. to forskellige arter, hvor hybrider tit vil have nedsat fitness, eller to forskellige racer som i Mendels forsøg.
Karyotype: Den kromosom sammensætning man er født med.
Kemisk evolution: spontan, tilfældig kombination af de bestanddele, der dannede den første levende organisme
Klinal variation [engelsk: clinal variation]: variation af population langs en gradient som f.eks. en bjergskråning eller en temperaturgradient.
Klon: En ikke seksuelt opformering af et stykke DNA eller et helt individ.
Komparativ: Sammenlignende, og næsten altid sammenligning af organismer fra forskellige arter, som i “Komparativ morfologi” – sammenligning af forskellige arters form; “komparativ embryologi”: sammenligning af forskellige arters fosterudvikling.
Konkurrence: Inddeles i Interspecifik: Konkurrence mellem individer eller populationer af forskellig art, samt Intraspefifik: Konkurrence indenfor samme art.
Konvergent evolution: også kaldet homoplasi: udvikling af ensartede strukturer forårsaget af ensartet selektionstryk
Kromosommutation: større (tilfældig) ændring af det genetiske materiale ved duplikation/tab af dele af kromosomer. F.eks. deletion, translokation, resiprok translokation etc.
Kønsdimorfisme: synlig kønsforskel.
Range of Optimum: Den klokkeformede kurve der er afgrænses af “nedre tolerance grænse” og “øvre tolerance grænse” af en faktor f.eks. pH, vandindhold eller sollys.
Reproduktivt overskud: En tanke der indføres af Thomas Malthus (1766-1834) der udgiver sit berømte essay “Essay on the Principle of Population” i 1798. Denne engelske præst og nationaløkonoms essay handler om at befolkningstilvæksten altid vil være større end tilvæksten i afgrøder/fødevarer. Dette vil medføre nød og elendighed, som giver krig, sult og epidemier, hvor kun de stærkeste overlever. Charles Darwin læser dette essay i 1838 og overbevises her om af dyres afkom må kæmpe for overlevelse (the struggle for life) fordi der fødes flere unger end der er resurser til.
r- selekterende: En betegnelse man anvender om orgamismer der som livsstrategi har: stor formeringsevne, kort livscyklus, minimal yngelpleje. Kort sagt er i stand til at formere sig med eksponentiel hastighed. Typisk de arter man finder i et pionersamfund.
Kin-selektion: Kin = egen slægt. At man forøger nærtbeslægtede individers formeringseven. Når man er nært beslægtet har man en grad af fælles gener, dvs, ved at forøge deres formeringseven så forøger man de fælles geners formering. Uselvisk adfærd kaldes også altruistisk adfærd.
K-selekterende: En betegnelse man anvender om orgamismer der “investerer” meget i afkom og selv selv. Lang livscyklus, ….. Typisk de arter man finder i et klimaxsamfund
Liv: Der findes flere definitioner, men de fleste bygger på det princip at: “Liv er systemer der bruger energi for at opretholde indre orden”.
Meiose: Reduktionsdeling – dannelsen af haploide (s.d.) kønsceller fra diploide celler.
Mitose: normal celledeling
Monohybrid: krydsning, hvor forældreindividerne kun har forskellige alleler af et gen
Morfologi : læren om organismers struktur (form, sammensætning etc.)
Mutation: En tilfældig ændring i det genetiske materiale, f.eks. ved tilfældig udskiftning af et DNA-basepar med et andet. Inddeles bl.a. i punkt-, kromosom- og kromosomantalsmutation.
Naturlig selektion: læren om, at organismer, der udnytter ressourcer bedst, får mest afkom og dermed højest fitness (s.d.).
Niche: Et arts niche er defineret som “Et n-dimensionalt hypervolumen i økosystemet”, i.e. en arts niche er dets særlige sted og rolle i dette “rum”. Man siger at det er en artens måde at leve og overleve på mht.: levested, fødevalg etc. Det er vigtigt at bemærke at niche og habitat ikke er det samme. En habitat er et fysisk sted, det er et område man kan måle op med målebånd. Man kan opdele i fundemental niche og realiserede niche. Den fundementale niche er den niche arten kan udfylde. Den realiserede niche er den niche arten faktisk udfylder indenfor den fundementale niche..
Neoteni: En form for tidsforskydning, hvor den kropslige udvikling forsinkes i forhold til kønsmodnings-tidspunktet. Neoteni menes i øvrigt at være en væsentlig mekanisme i menneskets udvikling, idet det voksne menneske på mange måder har en påfaldende lighed med abeunger.(Aktuel Naturvidenskab 1/1999))
Ploidi: Antal kopier af kromosomer
Polymorfisme: to eller flere forskellige typer individer i samme population.
Polyploidi: Flere kopier af hvert kromosom
Population: en gruppe organismer, der udveksler genetisk materiale ved at formere sig indbyrdes, så deres gener tilhører en pulje, genpuljen (s.d.). En population er den mindste enhed, som evolution kan virke på.
Postzygot forhindring: Forhindringer i, at hybrider mellem to arter udvikler sig til frugtbare, voksne individer.
Protobiont: små “dråber” af organiske makromolekyler, der samler sig spontant og kan udføre visse livsprocesser
Præzygot forhindring: Forhindringer i, at individer fra to arter kan lave befrugtede, hybride æg.
Punktmutation: tilfældig ændring af et enkelt DNA-basepar
Recessiv eller vigende: et allel, der kun ændrer fænotypen, når organismen er homozygot (s.d)
Rekombination: udveksling af genetisk materiale under meiosen (s.d.)
Relativ fitness: antal afkom af en genotype i forhold til antal afkom af genotypen med højest fitness
Reproduktion: Formering
Reproduktiv isolering:at individer fra to populationer ikke formerer sig indbyrdes, enten ved præ- eller postzygote forhindringer (s.d.)
Segregering eller adskillelse [segregation]: adskillelse af alleler ved dannelse af kønsceller
Seksuel selektion: et af kønnene (oftest hunner) vælger partner baseret på fænotypiske træk. Fører ofte til udtalt kønsdimorfisme (s.d.)
Selektion: udvælgelse. Fx kunstig selektion som er forædling af dyr og planter ved avl eller naturlig selektion er det samme som naturlig udvælgelse (s.d.).
Selektion tryk:
Spaltende selektion: [diversifying selection] (kaldes også disruptiv selektion): Selektionstype, der favoriserer to ekstreme varianter af et gen
Speciation: artsdannelse
Springende evolution [punctuated equilibrium]: At ændringen af en art er “hurtig” i begyndelsen af artsdannelsen, efterfulgt af lange perioders “stilstand” [stasis]. (Hurtig i geologisk forstand, dvs. måske perioder på 50 000-100 000 år)
Stabil polymorfi (Se også Polymorfisme): En stabil situation med forskellige alleler i en population. Den alm. Havesnegl udviser f.eks. stor variation i farvetegning. Det er en fordel, fordi ex. droslen udvikler et søge billede udfra de første snegle de spiser, så det er en fordel ikke at ligne de andre snegle.
Stabiliserende selektion: selektion der fastholder det karakterisktiske træk ved en population
Styret selektion: At seletionen er styret, f.eks. gennem avlsarbejde på husdyr (kan også kaldes kunstig selektion).
Sympatrisk: Sympatrisk artsdannelse sker ved reproduktiv isolering mellem to dele af en population, f.eks. ved kromosomfordobling eller ændringer i habitat og adfærd.
Tetraploid: organisme med fire sæt kromosomer
Triploid: organisme med tre sæt kromosomer
Tælling: Individer i en population kan tælles på flere måder. De mest anvendte er følgende:
1. Direkte tælling i.e. man tæller alle individer i det pågældende område.
2. Felt-tælling i.e. området opdeles i homogene felter, man tæller alle individer i et antal felter, udregner gennemsnittet og ganger så op med de antal felter området er inddelt i.
3. Fangst-genfangst. En matematisk fremgangsmåde. Man fanger et antal individer, mærker dem, sætter dem ud igen, og prøver at fange dem igen. Fordelingen mellem mærkede og ikke-mærkede individer man nu fanger vil give noget information om det totale antal individer i området.
X-bundet allel: Allel, der sidder på X-kromosomet. Hvis allelet er recessivt, vil det oftest udtrykkes i mandlige individer.
Hvorfor er nogle mennesker sorte? Det virker som et simpelt spørgsmål, og hvis vi ikke kan give et svar på spørgsmålet, så vil det vel ryste vores selvopfattelse? Problemet er bare, at det ikke er et helt simpelt spørgsmål. Faktisk er der ikke nogen indlysende forklaring på spørgsmålet. Manglen på et svar siger meget om styrker og svagheder, i hvad videnskab kan og ikke kan sige om fortiden.
Jeres svar på spørgsmålet vil sikkert indledningsvis være det svar man kan finde i en hver anatomibog: Nemlig sorte mennesker har sort hud, fordi de har et karakteristisk Malpighisk lag. Det er et lag i huden, der er opkaldt efter en italiensk anatom fra det syttende århundrede ved navn Malpighii. Laget indeholder mange celler kaldet melanocyter. Inden i dem er der et mørk pigment kaldte melanin. Jo mere melanin jo sortere hud. Kort sagt; sorte mennesker er sort fordi deres hud indeholder mere melanin.
Skal vi kradse lidt i overfladen af det svar?
Sorte mennesker er sorte fordi deres huden indeholder mere melanin, og fordi deres hud indeholder mere melanin er de sorte. De er sorte fordi deres hud indeholder mere melanin……………Det virker som om vi har med en såkaldt “ringargumentation” at gør.
Malpighii’s forklaring er en forklaring på HVORDAN, men den forklaring besvarer ikke det spørgsmål, som videnskaben har pligt til at stille nemlig HVORFOR?
Der er stor forskel på hvordan og hvorfor!
Fordi sorte menneskers forældre og bedsteforældre også er sorte, så er det rimelig at antage, at svaret HVORFOR skal søges i fortiden. Her løber videnskaben ind i et problem, for så må man forlade sig på indirekte beviser.
En forklaring baseret på tro eller på viden?
Der findes faktisk en forklaring på spørgsmålet. Det er en forklaring der forlader sig på tro, og når det er en trossag løber vi ikke ind i problemet med at skulle bevise ting. Problemet er bare for os videnskabsfolk, at når det ikke handler om beviser er det ikke videnskab.
Forklaringen går på, at hver befolkningsgruppe er skabt ved guddommelig indgriben. I den jødisk-kristne version blev Adam og Eva skabt i Edens Have. Senere var der en syndflod, hvor kun en slægt overlevede nemlig Noas. Noas børn: Ham, Shem og Japheth gav hver ophav til en af menneskeracerne. Det var Hams børn, der havde sort hud og de befolkede Afrika.
Rigtig mange mennesker mener, at det er en god forklaring og den fuldt ud besvarer det indledende spørgsmål. Eventyret om Noa er også et godt eventyr, men det besvare stadig ikke HVORFOR.
Andre skabelsesberetninger søger faktisk at give en forklaring på, hvorfor menneskeracerne ser forskellige ud. En afrikansk version går på, at Gud lavede mænd af ler, og pustede liv i dem efter de var brændt færdig. Men at det kun var afrikaneren der blev brændt helt færdige, mens os lyserøde europærer er en noget halvfærdig udgave.
Næsten dagligt læser man om folk der tror fuldt og fast på biblen, og mener at den ikke kan fortolkes.
De tror, at Jorden er ca. 4400 år gammel. Der er faktisk eksempler på at de har “fundet” fodspor i forstenet klippe der viser, at menneske og dinosaurer levede side om side!
Hvordan de får det regnestykke til at gå op ville jeg gerne se. (De er faktisk så ombeviste i deres tro, at de mener, deres beretning skal indgå i biologilærebøger.)
Tro og dogmer er ikke videnskabens vej. Videnskabens hypoteser skal hele tiden testes mod ny viden, hvis hypotesen modsiges af den nye viden forkastes den.
Der er ingen (ok, måske er der én et sted) biologer der tror, at mennesket er skabt af en guddommelig kraft. Alle er overbeviste om, at mennesket er et produkt af evolution, nemlig at vi er udviklet fra tidligere livsformer. Selv om evolutionstanken er baseret på viden og fakta er der dog stadig masse af plads til debat om hvordan og hvorfor. Debatten om hudfarve er ingen undtagelse.
Moderne evolutionær biologi
Moderne evolutionærbiologi begyndte med englænderen Charles Darwin. Hans ideer opstår på baggrund af geologistudier. Darwin indså, at selv en lille bæk kan skære en kæmpe kløft ud i massive bjergarter, det er bare et spørgsmål om tid. Så ved at kikke på landskabet kan man få informationer om hvad der skete for millioner af år siden. Det samme indså Darwin gør sig gældende for levende væsener. Ved at studere levende væsener kan man nemlig få information om hvad der er sket i fortiden dvs. information om evolution.
I 1859 publicerer Darwin “Arternes oprindelse” hvor i han beskriver en mekanisme hvormed der kan ske en evolution af nye former for liv. Han kaldte det “Descent with modification”. Dvs, en nedstamning med modifikationer fra en stamform.
Princippet i evolution ved naturlig selektion er i alt sig enkelthed baseret på to grundlæggende mekanismer:
1) En mekanisme der producere arvelig diversitet/variation. Vi kalder det i dag mutationer. I hver generation opstår der små fejl i generne. Sker det i kønscellerne er der en mulighed for at disse fejl gives videre.
Nogen gange kan man se resultatet af en mutation i generne for hudfarve: en ud af adskillige tusinde er albino dvs. mangler pigment i huden. Man kan finde albinoer overalt i verden, også i Afrika. De nedstammer fra ægceller eller sædceller, hvor genet for hudfarve er beskadiget.
2) Det andet princip i evolution er et filter. Lidt forsimplet virker filteret på denne måde: Hvis mutationerne er til gavn for organismen i forhold til de krav organismes miljø stiller, så har organismen sandsynligvis en større overlevelses- og reproduktionschance, end hvis mutationerne påvirker organismen negativ.
De fleste mutationer er sikkert skadelige f.eks. albinoisme. Mennesker der bærer muterede gener har en mindre sandsynlighed for at overleve og dermed for at få børn.
En gang i mellem kommer der en mutation der gør organismen i stand til at overleve bedre, måske bliver en gavnlig egenskab forstærket, eller måske har det omgivende miljø ændret sig. Den der arver den mutationer har en større sandsynlighed for at overleve og få afkom, og derved føres den gavnlige mutation videre.
Filteret virker altså ved, at gener der giver en nedsat overlevelse har en mindre sandsynlighed for at blive givet videre til næste generation. Det kaldes et selektionstryk . Mens det forholder sig omvendt for gener der giver bæreren en øget overlevelse. Her er der en øget sandsynlighed for at overleve og give genet videre. Det medfører på sigt at genet med den gavnlige mutation blive det mest almindelige.
Lidt mere grundlæggende genetik. Et gen er et stykke DNA der koder for et bestemt protein, som giver en bestemt egenskab. Vi har to kopi er af hvert gen, en fra mor og en fra far. Man kalder de to kopier af genet for samme egenskab alleler. Selv om et individ kun har to alleler kan der i en population flere forskellige versioner af genet for den pågældende egenskab. Når der findes flere forskellige alleler, så kaldes det også multiple alleler. Populationsgenetik er læren om hvordan forskellige alleler fordeler sig i en population.
Naturlig udvælgelse eller selektion er baggrunden for populationernes evolution. Groft sagt er evolution i denne optik en serie gavnlig fejltagelse.
Darwins mekanisme vil på sigt skabe nye arter. På en geologisk tidsskala vil der opstå en stor diversitet i livsformer. Hvilken man blot skal kikke ud af vinduet for at iagttage.
Hudfarve
Hvad siger Darwins mekanisme om hudfarve? Som med mange andre ting i biologien får vi en række meget spændende fingerpeg i stedet for en fuldstændig forklaring.
Der er en række beviser for hvordan evolution finder sted. De bedste er fossiler, forstenede rester af forhistoriske livsformer. De indeholder informationer om mange ting bl.a. deres aldre. Idet knoglerne eller de sten de er forstenet til har ændret kemiske sammensætning med tiden, og når vi kender raten eller hastigheden hvor med de ændre sig, kan vi udtale os om deres alder.
Når man kender levetidspunktet kan man ved at sammenhold det med fysiske forandringer i de forstenede skeletter konstruere en slægtshistorie.
De fund der er af menneskelige fossiler er mangelfulde (faktisk ved man mere om heste!) På trods af nogle stor huller, er det helt sikker at væsener der så ud som os opstår for ca. 150 000 år siden.
Lang tid før det var der forhistoriske mennesker, som lignede mennesker, men der aldrig vil kunne accepteres tilhørende vores art, hvis de levede i dag. Ingen har fundet en ubrudt kæde af fossiler der viser en forbindelse mellem dem og os. Beviserne for en forbindelse er dog overvældende.
(I den store mængde af viden man har, er der intet der gør, at man må forkaste hypotesen om slægtskab.)
Nu er der ikke noget forstenet menneskelig hud, så fundene siger ikke noget direkte om hudfarve. Fundene viser, at disse mennesker opstår i Afrika, og vi ved afrikanere er sorte. Så det er rimelig at antage at sort hud opstod før hvid hud. Nordeuropa begyndte først at blive befolket for 100 000 år siden, så evolutionen af hvid hud er altså gået hurtigt.
Hvordan kan vi undersøge hvad der er sket? Darwin foreslår jo faktisk en måde hermed man kan udlede hvad der er sket i fortiden, nemlig ved at kikke på nutidige skabninger.
Eksempelvis: Hvis to arter har en ens anatomi, så er de sikkert udsplittet af en fælles stamfader. For en tredje art der har en mere forskelligartet anatomi ligger udspaltningen længere tilbage i tiden.
Den her fremgangsmåde gælder ikke kun for knogler, den gælder faktisk også for DNA. DNA ændre sig med en bestemt rate eller hastighed dvs. at der for hver generation ændres en lille, men forudsigelig del af DNA. Det kalder vi en mutationshyppighed.
Ved at se på hvor forskellig to artes DNA er, så kan vi sige noget om, hvor tæt de to arter er i familie. Hvis der findes daterede fossil fund der underbygger slægtskabet, kan man også ved at se på hvornår udsplitningen fandt sted også sige i hvilken hastighed DNA muterer. På den måde kan man bruge DNA som et molekylær ur, der tager tid på hastigheden hvor med evolutionen finder sted.
Chimpanser og gorillaer ligner os. Hvem har ikke stået ved abeburet i en zoo og tænkt: hold op, de ligner mennesker?
Det er bare ved at kikke på dem. Hvis man undersøger deres DNA viser det sig også, at det er mere end 98 % identisk med menneskelig DNA. Vi er faktisk i meget tæt familie. DNA uret viser, at vi har en fælles stamfader ca. 6 000 000 år tilbage.
Hvad siger det om hudfarve? Ja, både chimpanser og gorillaer har sort hud, så det tyder også på at hvid hud først er kommet til senere.
Men det besvare ikke spørgsmålet om HVORFOR, at hvid hud er udviklet.
Mulige forklaringer
Lad os resumere: Mennesket er opstået i Afrika, med sort hud. Afrika er et tropisk klima, vi er altså oprindelig et tropisk dyr. Måske har vores hudfarve noget at gøre med klimaet?
Vi ved jo, vi kan påvirke vores hudfarve ved at udsætte den for UV-lys. Men generne for hudfarve ændrer sig ikke, for når vi slutter eksponeringen vil der ske en tilbagevenden til startfarven.
For at teste vores hypotese med klima, må vi ligesom Darwin kikke på nulevende livsformer. Hvorfor skulle sort hud blive favoriseret i et varmt og solrigt klima og hvid hud favoriseret i en koldt skygget sted?
Det findes mange hypoteser, nogle er ret overbevisende, men fælles for dem, er at de er svære at teste.
Det mest indlysende grund: “at sort hud beskytter mod varme” er forkert, det ved vi alle. Enhver der har siddet på en sort smedejerns bænk i varm sommerdag i shorts vil kunne huske at sorte objekter hurtigere bliver varmere i sollys end hvide objekter. Det er fordi sorte objekter absorbere mere energi fra sollyset. Man kan også sige at hvide objekter reflektere en større del af energien i sollys.
Solen styre livet for mange livsformer. På den afrikanske savanne er det ikke anderledes, når solen står højest og indstrålingen af energi er på sit højeste forsøger de fleste dyr at holde sig i skyggen. Det faktisk sådan at populationer der lever på varme stede generelt er de lyseste – og ikke de mørkeste.
Menneske har også problemer med at tolerere varmen fra intensivt sollys, faktisk viser undersøgelser at sorte mennesker tolerere det dårligere end hvide mennesker. Så sort hud beskytter ikke mod varme, det gør problemet værre.
Lad os dreje argumentet. Måske er det en fordel med sort hud på grund af den kolde afrikanske morgenstund, hvor man skal varmes op efter en kold nat? I middagsheden kan man altid finde lidt skygge og gemme sig i….Hvem ved ?
Vi ved, at solens stråler er en kraftfuld ting, faktisk er solstråler i stand til at beskadige hud. Melanin hjælper med til at beskytte huden. Den farve der opstår i huden efter eksponering til sollys er et forsøg på at opnå en vis form for beskyttelse. Huden prøver at beskytte sig ved at opbygge en lag af melaninpigment.
Det er almindelig kendt at lys hud og intensiv sol lys er en meget usund kombination. Hudkræft statistikkerne taler deres tydelige sprog.
Aha, det er altså grunden til at sort hud er almindelig på solrige steder…….
Lad os undersøge hypotesen med populationsgenetiske briller på: Malignant melanoma er en farlig kræftform med en meget høj dødelighed. Rent populationsgenetisk er den dog uden den store betydning, fordi skaderne efter sollys er kumulativ og først slog ihjel efter 30 års alderen, hvor generne for hudfarve er givet videre til børnene.
For at Darwins filter “naturlig udvælgelse” skal virke er det nødvendig at individer med gener der giver “dårlige egenskaber” dør unge før de kan give generne videre til næste generation. Gør de ikke det er der jo ingen filter!
Rent populationsgenetisk mht. beskyttelseseffekten mod hudkræft er det altså egal om man er sort eller hvid. (For det enkelte individ har det naturligvis stor betydning)
Huden er også et kæmpe organ med mange meget spændende funktioner, en af den er syntesen af D-vitamin. Uden D-vitamin bliver børns knogler bløde, man kalder også tilstanden Engelsk syge .
Engelsk syge medføre også en lille fødselskanal i bækkenet, hvilket vil sige at fødslen er besværlig og farlig. Der er altså et kraftig selektionstryk mod D-vitamin mangel.
Vi får de fleste af vores vitaminer fra kosten, men D-vitamin er usædvanlig på dette punkt, det bliver nemlig dannet inden i huden, når den bliver udsat for sollys. For at kunne danne D-vitamin må sollyset ind i huden, og det er grunden til at sorte menneske laver mindre D-vitamin, når de bliver udsat for sollys end hvide mennesker.
D-vitamin er yderst vigtigt for børn, der er også sådan at børn (både sort og hvide) er lysere end voksne.
En hypotese er at genet for lys hud har været en stor fordel for de populationer der har bosat i de koldere og mindre solrige europæiske egne. Simpelthen fordi D-vitamin er et livsvigtigt vitamin.
Det er en plausibel forklaring på hvorfor mennesker i “solfattige” egne er hvide, men forklarer det hvorfor mennesker i solrige egne er sort?
For meget D-vitamin er livsfarligt, så er sorte menneske sorte for at beskytte dem mod D-vitamin forgiftning? Nej, heller ikke, om man tog en person med mælkehvid hud og udsatte vedkommende for den intensive afrikanske sol, ville huden aldrig producere nok D-vitamin til at give en bare lidt skadelig virkning.
Rent intuitiv tror vi stadig på den beskyttende virkning af sort hud, ikke sandt ?
Med god grund, for man kan forstille sig at pigmentlaget beskytter mod solens nedbrydning af andre essentielle vitaminer eller stoffer.
Vi har ca. 5 l blod, hjertet har en slagvolumen på måske gennemsnit 100 ml, det slår ca. 60 gang i minuttet. Hjertet pumper i eksemplet her 6 l blod rundt pr minut. Hvor ryger det så hen? En stor del går faktisk til huden, og ud i de fine hudkapillærer hvor det udsættes for sollys.
Sollyset ødelægger faktisk vitaminer i blodet, så meget at en meget ivrig solbader kan bade sig selv ind i vitaminmangel. Endnu værre så skader sollyset også antistoffer i blodet, hvilken nedsætter evnen til at bekæmpe infektioner.
I Afrika hvor artsdiversiteten er stor, er der også en stor diversitet på sygdomme. Man må også forstille sig, at der til tider har været manglen på næringsrigekost dvs. også mangel på vitaminer.
Sammenholder man de to ting er sort hud en sort fordel, idet det beskytter ens blod mod solens stråler, og der dermed til at give en bedre muligheder for at overleve sygdomme og perioder med mangelfuld kost. Den direkte sammenhæng er ikke bevist, men det er en mulig forklaring.
Der er mange andre forklaringer på hvorfor mennesker i varmt klima er sorte og i køligere klima hvide.
• Den camouflage effekt, man kan forstille sig det giver, når man opholder sig i skyggen under et træ for at undslippe varmen.
• Seksuelle præferencer (seksuel selektion) er også en mulighed. Rent populationsgenetisk skal der matematisk kun en lille forskel i præference til for at billedet på sigt bliver sort eller hvidt.
• Et “uheld” måske (genetisk drift), vi ved fra undersøgelser af mitochondrial DNA, at den europæiske population stammer fra en ganske lille stamme der udvandrede fra Afrika for kun lidt over 100 000 år siden. På grundlag at variationen i europæernes mitochondrial DNA kan man sige at stammen bestod af mindre end 20 kvinder. Kunne nogle af disse moderne Eva’er bære genet for lysere hud? Så en del af forskellen mellem lys og mørk hud beror på en tilfældighed”
Forvirret?
Er du forvirret? Alt det her viser hvor svært det er for videnskaben at rekonstruere fortiden. Videnskab handler egentlig om at teste og måske herved forkaste hypoteser.
Der er ingen mangel på teorier, om hvorfor vi har forskellig hudfarve. Måske er ingen af dem rigtige, måske er en rigtig, måske er det en kombination af to eller flere. Uanset hvad der gav ophav til de forskellige farver skete det for lang tid siden, så lang tid siden at vi ikke er i stand til at teste det direkte.
Den videnskabelige teori om at mennesket udviklede sig fra en tidligere stamfar, og vi herigennem har et slægtskab med de store aber er så velunderbygget videnskabelig teori, at det er umuligt at ignorer den. Hvis du vil vide, hvad der kunne få J.B.S Haldane til at forkaste evolution som en videnskabelig teori, så se menupunktet Fond of beetles.
Vi har få fakta og mange meninger om aspekterne i vores egen evolution. Måske kan videnskaben en dag besvare HVORFOR nogle mennesker er hvide og andre sorte.
(og nej svaret på “hvorfor” er ikke: Nogle mennesker er sorte, fordi vores fælles stamfar var sort – fordi hvorfor var vores fælles stamfar sort)
Oversat og omarbejdet efter Steve Jones “Why some People are Black?” fra den glimrende bog: How Things Are : A Science Tool-Kit for the Mind.
Succession er et nøglebegreb i biologi, og det beskriver, kort sagt, hvordan nogle former for udvikling sker. Der findes forskellige former for økologisk udvikling fx vegetationshistorie som er den vegetation et område har været dækket af over historie/geologisk tidsskala. Men succession er noget andet. En definition på succession er: “Den måde hvor på plante- og dyresamfund afløses af andre plante- og dyresamfund”. Det sidste stadie i successionen kaldes “klimakssamfund”. Ændringerne sker ikke pga. genetiske ændringer, men bl.a. som følge af interspecifik konkurrence dvs. konkurrence mellem arter.
To typer af succession
Man skelner mellem:
Primær succession: Her sker succession helt fra starten af, forstået på den måde at der kun finde et abiotisk miljø – f.eks. en ny ø. En eksempel kunne være en ny vulkansk ø.
Sekundær succession: Her sker succession fra en større forstyrrelse. Her er ikke alle livsformer ødelagt – et eksempel kunne være en skovbrand.
Stadier i Succession
Der er forskellige stadier i successionen typisk taler man om tidlig, mellem, modent og klimax.
Tidlig: Planterne i dette stadie er typisk små med kort livscykler (enårige, R-strateger.). De har en hurtig frøsætning. Planter hjælper med til at stabiliserer miljøet. En fællesbetegnelse for planterne er pionerplanter. Der er typiske store miljøsvingninger i økosystemet.
Mellem: I dette stadie er planterne typisk flerårige, og har en langsommere frøsætning. I skovområder er de typiske større.
Modent: Her vil planter og dyr være arter der typisk associeres med ældre modne økosystemer.
Klimax: Klimax stadiet er det stadie hvor der er stor stabilitet – dvs artssammensætning ikke ændring over et stort tidsinterval fx bøgeskov de fleste steder i Danmark.
Successive ændringer
Det er ikke kun artssammensætningen der ændres i løbet af et successionsforløb. Andre ændringer er fx:
Vegetations struktur ændre sig fra udsat overflade til høje trækroner.
Der sker en ændring i artssammensætningen. Pionersamfund erstattes af klimaxsamfund. Der sker altså udskiftning af arter. Diversiteten øges. Flere habitat muligheder.
Jordbunden ændre sig fra mineraljord til en jordstruktur med horisont dannelse (Jordprofiler). Der sker en ophobning af organisk materiale samt udvaskning og forskellige kemiske processer
Sidst, men ikke mindst, sker der ændringer i vandets kredsløb, i det vegetationen forårsager ændringer i nedbørsmønsteret pga. transpiration og fordampning.
Spørgsmål til BiA eksamen er ledsaget af artikler som skal inddrage i eksamensoplægget. Det er vigtigt ikke kun at lave et referat. Faktisk vil det ikke være særligt smart at bruge flere minutter på at referere artiklen. Til eksamen skal du komme hurtig frem til problemstillingen i artiklen og fremlægge biologien bag problemstillingen. Du skal Inddrage de metoder der er brugt i artiklen. Måske kan du diskutere resultaterne? Det er altid en god ide at forholde sig kritisk – på et fagligt grundlag. Overvej også perspektiverne i artiklen.
Det lyder måske af meget, men det jeg gerne vil væk fra er “og så, og så, og så – modellen” ved fremlæggelse af artikler. I behøver ikke gennemgå hele artiklen fra start til slut. I skal “sætte jer op i studiehelikopteren” og kigge ned på artiklen.
I arbejdet med artiklerne kan du bruge følgende skabelon som et udgangspunkt:
Ret interessant er fx følgende eksempel fra “The origin of species by means of natural selection, or the preservation of favoured races in the struggle for life”.
Her er det sidste afsnit fra bogen. Først fra 1. udgaven og så fra 6. udgaven.
Prøv at finde forskellen…… (Jeg foretrækker 1.udgaven)
1.ed
There is grandeur in this view of life, with its several powers, having been originally breathed into a few forms or into one; and that, whilst this planet has gone cycling on according to the fixed law of gravity, from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved.
6.ed.
There is grandeur in this view of life, with its several powers, having been originally breathed by the Creator into a few forms or into one; and that, whilst this planet has gone cycling on according to the fixed law of gravity, from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved.
En af blodets hovedfunktioner er transport af O2 fra lungerne til cellerne i de forskellige væv fx. hjernecelle eller muskelceller. Der kan kun opløses ganske lidt O2 i plasmaet – hovedparten af ilten transporteres bundet til de røde blodlegemers hæmoglobin. Det gælder faktisk for både CO2 og O2 at deres opløslighed i vand er ringe.
Tilstedeværelsen af hæmoglobin i de røde blodceller er derfor helt afgørende for at vi kan transporterer tilstrækkelige mængder af både O2 og CO2 mellem luften i alveolerne og cellerne i vævene. Hæmoglobin (Hb) løser denne transport opgave ganske effektivt. Hvis man kigger på hvor meget ilt 100 ml blod kan indeholde, så vil det således ud:
Uden Hb: 0,3 ml O2 pr 100 ml blod
Med Hb: 20 ml O2 pr 100 ml blod
(1 gram hæmoglobin binder 1.34 ml ilt.)
Godt halvdelens af blodets volumen udgøres af plasma – en vandig opløsning af mange forskellige stoffer bl.a. salte og proteiner (primært albumin). De røde blodceller udgør normal ca 40-45% for raske unge mænd, og 38-42% for kvinder. Det tal kaldes hæmatokrit – den relative andel af blodet, som udgøres af de røde blodlegemer.
Hæmoglobins evne til at optage og afgive ilt illustreres ved hjælp af en såkaldt iltbindingskurve.
Iltbindingskurve. Kilde: www.ufrgs.br
Ud ad x-aksen har vi PO2 – kaldet ilts partialtryk. Lufttrykket er ved havoverfladen normalt 1 atm. Hvilket svarer til 760 mmHg. Ca. 21% (20,93%) af luften er ilt og derfor skyldes 21% af trykket denne ilt – ilts partialtryk er altså 21% af 760 mmHg = 159mmHg. Det tal gælder for tør luft. Situationen er en anden i vores lunger, for under passagen af luftvejene mættes luften med vanddamp fra slimhinderne. Ved 37°C bidrager mættet vanddamp med et tryk på 47 mmHg. Det tryk skal trækkes fra lufttrykket. Regnestykket for ilt partialtryk i luftvejene ser der for sådan ud:
PO2 =(760-47) * 20,93/100 = 149 mmHg
Men fordi der er en kontinuert diffusion af ilt fra alveolerne til blodet vil ilts partialtryk i alveolerne være noget lavere. Det kan være lidt teknisk til ’daglig brug’ og derfor kan man med fordel tænke på PO2 som ’iltkoncentrationen’ – altså har vi ud ad x-aksen en stigende iltkoncentration.
Op ad y-aksen har vi iltmætningen i % – altså hvor stor en %-del af hæmoglobinets hæmgrupper der har bundet et O2-molekyle.
Iltbindingskurven viser altså: blodets iltmætningsgrad som afhængig af iltkoncentrationen i omgivelserne
Når man sammenligner iltbindingskurver anvender man ofte begrebet P50. Hvilket er det iltryk der giver 50% mætning (halvmætning)
Hæmoglobins iltbindingskurve er anderledes end fx myoglobin idet hæmoglobin består af fire subunits dvs. fire underenheder hver med et bindingssted for ilt. Kurven har sin specielle sigmoide form (s-formet) pga. subunit kooperativitet, dvs. subuniterne ”samarbejder”, når der først er bundet et iltmolekyle er det lettere for nr. to og tre iltmolekyle at blive bundet. kooperativiteten kan forklares med komformationsændringer i polypeptidkæderne.
Iltaffiniteten af Hb er labil, med det menes at kurven kan flytte sig.
Følgende faktorer påvirker kurven:
– pH (Bohr effekten)
– Temperatur
– CO2
– Organiske fosfater (DPG, ATP, GTP, IHP, IPP)
– Visse uorganiske ioner.
Stigende pH, faldende PCO2 og/eller faldende temperatur vil venstre forskyde kurven idet hæmoglobinds affinitet for ilt øges ved disse forhold. P50 vil derfor være lavere, idet halvmætningspunktet nås ved lavere PO2 (pga. øget affinitet).
Det omvendte gør sig gældende for faldende pH, Stigende pCO2 og/eller stigende temperatur. Her nedsættes affiniteten.
Mangler noget mere om Bohr eeffekt, Haldan Effekt og Root effekten.
De fire grundlæggende evolutionsmekanismer er: Mutation, migration, drift og naturlig selektion. De gennemgås her kort.
Mutation
En mutation, dvs. pludselig ændring i arveanlæggene, kan medfører en ændring i den måde en organisme fremtræder på.
Da mutationer giver nye variationer af gener og dermed en ændre allelhyppighed er det en evolutionsmekanisme. Traditionel beskrives mutationer også som en af de mekanismer der giver variation – som der så kan selekteres på.
De forskellige former for mutationer som punktmutation, kromosommutation og kromosomtalsmutation vil jeg ikke går ind i her. De vil blive behandlet i undervisningen.
Jeg vil blot påpege, det er væsentligt at huske på sammenhængen mellem gen (genotype) –> protein –> egenskab (fænotype).
Et tænkt eksempel kunne være at der findes nogle grønne biller. De er grønne fordi de har et gen der producerer et protein der giver den den grønne farve. En mutation, i billernes kønsceller, medfører at grønne “forældre” biller begynder at få afkom med gener for brunlig farve. Der er nu opstået en ny variant af farvegenet. Det betyder at genhyppigheden i billepopulationen har ændret sig, fordi generne for brun farve er opstået, blevet hyppigere, i populationen.
Migration
Migration dvs. ind- og udvandring kan ændre genhyppigheder i en population.
Et tænkt eksempel kunne være, at nogle individer fra en population af brune biller udvandre til en population af grønne biller.
Det vil gøre generne for brune biller mere hyppige i populationen af grønne biller.
Genetisk drift
Drift indikerer noget tilfældigt, og med genetisk drift mener vi tilfældige ændringer i en, typisk, lille populations genpulje/genhyppigheder.
Et tænkt eksempel kunne være følgende, to brune biller har fire unger der overlever og reproducerer sig. Mens adskillelige grønne biller bliver slået ihjel, da nogen træder på dem, i sagens natur får de biller så ikke afkom
Den næste generation vil så, ved et rent tilfælde, have flere brune biller ind den forrige.
Sådanne tilfælde ændringer i genhyppig fra generation til generation er genetisk drift.
Naturlig selektion
Med det forstås at naturen virker som et “filter” (ikke bevidst eller målstyret) men ved at organismer, der er bedst tilpasset, og derfor udnytter ressourcer bedst, får mest afkom. Derfor bliver deres gener gennem generationer hyppigere.
Charles Darwin indser at dyres afkom må kæmpe for overlevelse (the struggle for life) fordi der fødes flere unger end der er ressourcer til.
Nøgleordene i naturlig selektion er: variation, reproduktiv overskud, og ressourcer knaphed.
Et tænkt eksempel kunne være at grønne biller er lettere for fugle at se, og der for lettere at spise. Så vil brune biller have en mindre sandsynlighed for at blive set og spist, dermed vil de producerer mere afkom med generne for brun farve. Herved vil den næste generation af bille have en øget hyppighed af brune gener.
Og som en underkategori til naturlig selektion findes der også seksuel selektion
I gennemlæsningen af faglitteraturen støder man ofte på et begreb er hedder en “Genetisk flaskehals”
Genetisk drift, en af de nye evolutionsmekanismer, kan også medføre en genetisk ”flaskehals”, således forstået at ændringer af genetisk variation over tid kan skyldes en flaskehals-effekt i forbindelse med et faldende antal individer i populationen.
Resultat: genhyppigheden i populationen har ændret sig!
Flere af disse mekanismer kræver tilstedeværelse af genetisk variation for at kunne fungere.
Inden vi kigger nærmere på evolutionsmekanismerne, så vil det være formålstjenligt at definerer hvad vi mener med evolution.
1. Hvad er ”Evolution”? Evolution kan defineres som ændringer fra en fælles stamfader/stamform. Darwin selv ville nok kalde det “Decent with Modification from a common ancestor”. Så nøgleordene her er fælles stamform og ændring.
2. Hvad er det der er blevet ændret? Der er mange definitioner på evolution, hvad værre er, er at mange af dem er direkte forkerte. Jeg arbejder med følgende definition, som de fleste biologier kan blive enige om: Evolution sker når der er en ændring i genhyppigheden inden for en population. Dvs. frekvensen af de forskelle alleler ændrer sig, eller at der kommer nye alleler.
3. Hvordan ændrer en genhyppighed sig? Det kan ske ved følgende mekanismer: mutationer, drift, migration og selektion (naturlig/seksuel).
4. Husk lige: Individer udvikler sig ikke. Evolution sker i populationer gennem generationer (se punkt 2 ovenfor).
Det er måske værd lige at indskyde en kommentar om Darwin og gener. For Darwin selv kendte ikke noget til gener og genhyppigheder. Dawins bog, som vi typisk refererer til som, “Arternes oprindelse” hedder på original sprog “On the Origin of Species by Means of Natural Selection”. Bogen bliver publiceret d. 24. november 1859, altså godt 50 år før man begynder at tale om gener, og godt 100 år !! før man ved, at arvematerialet er DNA og hvilken opbygning det har.
Så selv om vi anerkender Darwin som en stor videnskabsmand, så ved vi mere i dag. Derfor må vi skelne mellem Darwins tekster og ord, og så det man kalder “den nye syntese”. Der bygger på viden fra forskellige dele af naturvidenskaben.
