Tag-arkiv: Evolution

Begreber i evolution

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.

Zygote: befrugtet æg

Hudfarve – hvorfor?

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.

 

 

Darwin online

Jeg synes, det er værd at bemærke, at Darwins værker er tilgængelig online fra http://darwin-online.org.uk/

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.

Tja…

Darwin som Podcast

Hvis man ikke gider læse om Darwin, så er der her: http://darwin-online.org.uk/BookoftheWeek.html Audio book of Darwin’s Beagle Diary mm.

Evolutionsmekanismer

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.

Oversat og omarbejdet fra http://evolution.berkeley.edu

Hvad er evolution?

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.

Fond of beetles!

J.B.S. Haldane, when asked “What has the study of biology taught you about the Creator, Dr. Haldane?”, replied “I’m not sure, but He seems to be inordinately fond of beetles.”
Manden er ikke helt uden humor!

En anden kvik bemærkning af J.B.S. Haldane er på spørgsmål om “Hvilke observationer kunne få dig til at forkaste evolution som en videnskabelige teori?”
Han svarer: En pre-Cambrisk kanin!

Hvilket jo er sindsygt morsomt – for en biolog. En pre-Cambrisk kanin nemlig er lidt indforstået biologi humor. Forklaringen er følgende:
Kambrium ligger 570 mio år tilbage – Hvor alle dyrerækker, vi kender i dag (ca. 35 stk.) dukker frem i det fossile materiale i en geologisk kort periode på 35 mio. år.
Hvirvelløse dyr (invertebrater) og planter går på land i Silur 435 mio år siden
Først for 140 mio år siden i Nedre Kridttid udvikles primitive pattedyr.

Så fundet af en Pre-Cambrisk kanin ville være noget der vil kunne forkaste evolutionsteorien.

Genetisk variation

Uden genetisk variation, kan visse af evolutionsmekanismerne ikke fungerer. Det ligger jo i vores definition af evolution “Evolution sker når der er en ændring i genhyppigheden inden for en population”. Hvis der kun er en variant af et gen, så kan hyppigheden af det ikke ændres. Antallet kan naturligvis, men ikke fordelingen.

Der er følgende tre primære kilder til genetisk variation i en population.

  1. Mutationer. Altså pludselig ændringer i arveanlæggene (DNA). Der findes forskellige typer af mutationer, nogle har en stor effekt, andre lille eller ingen. Grundlæggende er evolutionære ændringer baseret på ophobning af mange mutationer. Sådanne mutationer er ført videre, fordi de har givet individet der bære dem egenskaber. Egenskaber der har gjort individerne bedre tilpasset.
  2. Gen flow. Dvs. flytning af gener fra en population til en anden. Det er det samme som det vi kalder migration.
  3. Sex. Kønnet formering kan introducerer nye genkombinationer i en population. Ukønnet formering er ganske vist effektivt, men introducerer ikke nye genkombinationer.

Oversat og omarbejdet fra http://evolution.berkeley.edu