Hvad er evolution?
Definition: Evolution er en ændring i DNA, som gives videre til næste generation.
Det betyder, at hvis der sker en lille ændring i genet for pelsfarve hos en mus, og den giver det videre til sine unger, så er det evolution. Men der skal mere til, hvis der skal udvikles en ny museart, eller en helt ny slags dyr! Hvordan opstår en genetisk ændring, hvordan gives den videre til ungerne, og hvorfor spredes nogle genetiske ændringer til millioner af andre mus, mens andre blot forsvinder?
For at forstå teorien er der en række begreber, du skal lære
Der er tre grundvilkår, der skal være til stede i naturen, før der kan ske evolution.
- Overflod af afkom
- Variation
- Naturlige udvælgelse (også kaldet naturlig selektion)
Overflod af afkom
Det første er en simpel konstatering, som vi observerer i naturen. En stenbiderhun gyder ca. 200.000 æg, så der er mulighed for rigtigt mange stenbidere i danske farvande. Så mange fisk finder vi jo ikke, men det vender vi tilbage til i punkt 3.
I 1859, samme år som Darwin udgav sin berømte bog om evolution ”Arternes oprindelse”, udsatte en farmer 24 kaniner i Australien. Det skulle han aldrig have gjort! Efter kun 6 år var de blevet til 22 millioner, og efter 48 år var de spredt til hele kontinentet! Man forsøger stadig i dag at bekæmpe de over 200.000 millioner kaniner, der lever i Australien.
Hvor mange kaniner der fødes – i teorien
Vi kalder sådan en vækst for eksponentiel. Men selv kaninerne fortsatte ikke med at formere sig i det uendelige, for så var hele solsystemet fyldt med kaniner i dag.
Vidste du at:
Vi har vilde kaniner i Danmark
Hvor mange kaniner der fødes – i virkeligheden
Her ser vi, hvordan væksten i virkeligheden sker. Sygdomme og mangel på plads og mad vil sortere de kaniner fra, der klarer sig dårligt. Det er naturlig udvælgelse, der sorterer dem fra, som er dårligt tilpasset miljøet pga. uheldig pelsfarve, svage muskler, nedsat syn eller andet.
Flere og flere af kaninerne døde pga. sygdom og mangel på føde. Kaninerne begyndte også at konkurrere med hinanden, og flere rovdyr lærte at spise kaniner. Derfor flader kurven ud. I 1950’erne blev kaninerne desuden ramt af en virus kaldet myxomatosis, som slog 98% af kaninerne ihjel, men tallet steg hurtigt igen.
Hvorfor døde de ikke alle sammen? Nogle var bare heldige, men der er også en anden grund. For selvom kaninerne var genetisk meget ens, fordi de stammede fra 24 kaniner, så var der opstået små variationer undervejs, som har gjort dem lidt forskellige. Det har måske gjort forskellen på liv og død for dem.
Hvor mange kaniner?
To kaniner får ca. 6 unger. Det giver 8 kaniner i alt efter første kuld.
- Hvor mange kaniner får vi, hvis de parrer sig? Halvdelen er hunner?
- Hvor mange kaniner har vi, hvis både forældre og unger får et kuld mere?
Variation
Mennesket har altid kendt til variation. Blot det, at to søskende er forskellige, selvom deres forældre har de samme gener, er variation. Selvom de 200 millioner kaniner ligner hinanden, så vil de være genetisk forskellige. Tilfældigt sker det, at nogle er stærkere, nogle tyndere, nogle højere, nogle lavere, og nogle har måske et medfødt handikap – det er variationen.
Den viden har været grundpillerne i avl og forædling af dyr og planter igennem hele menneskets historie.
Variation kan ske på to måder:
- Normalt sker variationen ved blanding af forældrenes gener.
- Der kan også opstå helt nye ændringer i vores DNA – mutationer
Kaninavl viser hvor stor potentiale kaninerne genetisk har for variation
Naturlige udvælgelse
Naturlig udvælgelse: “de, som er bedst tilpasset miljøet, overlever og giver deres gener videre”.
Den naturlige udvælgelse er den mekanisme, der udvælger netop de dyr med den bedste variation, som bedst kan overleve. Vi siger at de kaniner, der er lidt hurtigere, lidt bedre til at modstå sygdomme eller undgå rovdyr, er bedst tilpasset miljøet i Australien, og de overlever og får mere afkom. På den måde overlever deres gode gener til næste generation, mens de dårlige gener hos de kaniner, der er dårligt tilpasset, vil forsvinde.
Der er flere eksempler på naturlig udvælgelse, som vi skal se nærmere på hos birkemåleren og Darwins finker.
Vidste du at: Det var ikke Darwin, der fandt på Naturlig udvælgelse (Naturlig selektion), men derimod filosoffen Herbert Spencer, som levede samme tid som Darwin.
Note: Naturlig udvælgelse er ikke det samme som ”de stærkeste overlever”. For hvem er de stærkeste bjørne – isbjørnen eller den brune bjørn? Det kan man naturligvis ikke sige, for det kommer an på, hvor de lever (miljøet). Naturlig udvælgelse handler om at klare sig bedst i et bestemt miljø.
Hvad er så evolution?
Evolution er en kombination af de tre. Overflod af afkom, variation og naturlig udvælgelse. Hver generation er en lille forbedring og et lille skridt igennem livets udvikling. Sker det gennem flere millioner år, så vil de små ændringer (mikroevolution) føre til en stor udvikling af nye dyr (makroevolution). Men hvor langt kan udviklingen nå? Vi får at vide, at ALT levende er opstået på den måde, men vi skal se nærmere på, hvad videnskaben fortæller os.
Kamp for tilværelsen og give sine gener videre
Det kan også være andet end mad, dyrene kæmper om. Fugle kan kæmpe om redehuller, som kan være livsvigtige for at kunne sætte unger i verden.
Myrer kan konkurrere om solbeskinnede pladser, når de skal bygge myretuer, og bævere om vandløb med gode steder at bygge dæmninger, dyr kan have en bedre kamuflage, så de ikke ses af rovdyr, og muslinger kæmper for den bedste plads på molen, så de ikke udtørres af solen. osv.
Kampen kan også foregå mellem hannerne. Vi har alle set naturfilm, hvor bukke, bøfler eller løver har en styrkeprøve, der afgør, hvem der kommer til at parre sig med hunnerne. Det er den stærkeste han, der kommer til.
Uanset udfaldet af kampen vil vinderne med deres sejr bringe deres gener videre til næste generation.
Mutationer - fundamentet for evolution
To grå kaniner kan uventet få en sort unge – det kan være en ny variant, som forældrene ikke har gener for. Der er sket en mutation. Mutationer er fejl i DNA, og de er skyld i mange sygdomme, men kan også forårsage mere uskyldige ting som fx, at du kan tåle mælk, for det har mennesket nemlig ikke oprindeligt kunnet. Så hvis du er laktoseintolerant, så er det ikke dig, der er noget galt med! Vi ser nærmere på mutationer under genetik
Vidste du, at mennesket har 46 kromosomer? Du har fået 23 fra din far og 23 fra din mor. Det er tilfældigt, hvilke kromosomer du får. Det giver mulighed for 8,324,608 forskellige børn. Men den stopper ikke her, for når sædceller og ægceller dannes, sker der overkrydsninger, hvor stykker af DNA bytter plads, og nogle mener, at det kan give os mulighed for 70 millioner børn. En russisk bondekone fik kun prøvet en lille del af de mulige kombinationer, da hun slog verdensrekorden ved at føde 67 børn!
Ofte er mutationer skadelige for den, som får dem, tit er de neutrale og gør ingen forskel, men meget sjældent sker der en ændring (variation), som giver et dyr eller en plante en fordel i forhold til sine artsfæller. En positiv mutation betyder ganske enkelt, at dyret eller planten klarer sig så godt, at den får mere afkom og derfor langsomt vil udkonkurrere de tidligere variationer af arten, der ikke har den positive mutation. Ligesom hos kaninerne.
Blot en enkelt mutation i en af vores 3.200.000.000 dele(nukleotider) af vores DNA kan skabe store ændringer.
Mutationer kan give bedre overlevelse
Mindste en gang i fortiden har mennesket fået en mutation, der gør, de kan tåle mælk som voksne. Måske har de mennesker, som kan tåle mælk haft så stor gavn af mutationen, at de har overlevet en hungersnød, hvor den eneste energi, de kunne få, var fra koens mælk. Der er hele 280 KJ i 100 ml rå komælk, og det er næsten lige så meget som Cocio. Mutationen for at tåle mælk er i hvert fald meget almindelig de steder, hvor mennesket har holdt køer, så det tyder på, at det er en positiv mutation, der har overlevet i mange mennesker.
Hver gang en mutation overlever, har vi taget et skridt i livets udvikling. Men den forandring, der sker, når vi kan tåle mælk, kan den også forklare, hvordan flagermus, blåhvaler, egetræer og guldfisk har udviklet sig fra en enkelt celle for 3,5 milliarder år siden?
Mutationer er fundamentet for evolution, og naturlig udvælgelse sorterer i de mutationer der opstår.
Ikke alt nedarves
Evolution handler om genetiske ændringer, der kan gives videre til næste generation. Hvis du styrketræner, så vokser dine muskler, men det bliver ikke ved, for hvis ikke du bliver ved med at træne, så svinder de ind til gamerarme igen. Du kan heller ikke give stærke muskler videre til dine børn, så de får ikke glæde af dem. Det troede man på Darwins tid, hvor en naturforsker ved navn Lamarck mente, at tilegnede egenskaber kunne nedarves. Darwin endte med at overtage denne fejlagtige teori. Med vores viden om DNA ved vi i dag, at teorien er forkert.
Skadelige mutationer
Hvis du derimod bliver solskoldet, vil solen ødelægge dit DNA i huden, og det er en varig ændring, i hvert fald de gange, hvor cellerne ikke kan nå at reparere skaderne. Når huden bliver rød af solskoldning, så er det, fordi huden er i fuld gang med at reparere de skader, solens stærke stråler har påført. Skaden er ikke arvelig, fordi den sker i kroppens celler. Du kan dø af hudkræft pga. mutationerne, men du tager ikke mutationen med dig i graven. Sker der derimod skader på sæd- eller ægcellerne (fx ved radioaktiv stråling eller miljøfremmede stoffer), kan skaden gives videre til dine børn – det er evolution på den skadelige måde, fordi det er en ændring, der gives videre til næste generation.
Træerne vokser ikke ind i himlen
Mutationer og naturlig udvælgelse udråbes til at være motoren i udviklingen af alt liv, men lad os overveje det lidt. Man kunne også spørge: Hvor meget evolution kan de tre punkter egentlig forklare?
Ingen er uenige i, at en ændring i pelsfarven, der kan give dyret en bedre kamuflage, også resulterer i en bedre overlevelse. Eller at en større muskelstyrke hos et han-næsehorn kan give ham bedre mulighed for at parre sig med hunnerne. Men vi taler altså her om ændringer og tilpasninger til miljøet, som ikke ændrer organismerne vildt meget. – Mikroevolution kalder man det.
Kan naturlig udvælgelse gemme alle de gode forandringer, indtil de har en funktion?
Men hvordan kan en kompliceret flagermus eller blåhvaler udvikle sig fra samme stamform? – Her taler vi om makroevolution, altså helt nye egenskaber som sonar og flyvning.
For mens en lille variation i fx pelsfarven straks kan give en fordel til kaninen, så er det et problem, hvis der skal to eller tre forandringer til, inden det giver et resultat. Giver ændringen ikke øjeblikkeligt en fordel, vil den måske gøre, at kaninen klarer sig dårligere og kan risikere at blive fjernet af den naturlige udvælgelse.
Ofte er det flere hundrede ændringer, der skal til, før resultatet viser sig. Fordi mutationer sker tilfældigt, skal hver eneste lille ændring pege samme vej og “samarbejde” om, at den nye egenskab bliver udviklet. Skal et dyr ændres, så det kan flyve, kræver det, at der sker rigtigt mange små ændringer – ikke bare i vingerne, men også musklerne, hjernen og i høj grad lungerne.
Naturlig udvælgelse beskytter livet
Hvis dyr og planter ikke forandrer sig ved variation, går det galt. Der sker hele tiden ændringer i miljøet – nogle steder hurtigere end andre. Lige nu er vi vidner til global opvarmning, og formår dyre- og plantearter ikke at tilpasse sig de forandringer, vil de måske uddø, og det er allerede sket for mange af dem. Nogle forskere mener, at 98 % af alle de dyrearter, der har levet på jorden, er uddøde i dag. Det viser, at mange arter ikke har haft tilstrækkelig evne til at tilpasse sig, og derfor er elimineret af den naturlige udvælgelse.
I stedet for at se den naturlige udvælgelse som en mekanisme, der kan forbedre organismer, vil det være mere naturligt at se den som en mekanisme der bevarer arten ved at frasortere syge og dårligt tilpassede dyr. Altså en mekanisme, der gør, at arten kan overleve.
En god egenskab vinder ikke altid
Når der opstår en positiv variation hos et dyr, så vil den overleve og sprede sig til resten af flokken. Det lyder meget enkelt og logisk. Man forestiller sig, at flere og flere dyr vil få den nye gavnlige egenskab, da individer med denne positive variation vil få mere afkom end de andre. – I praksis er det meget svært, fordi nye egenskaber let kan forsvinde igen ved en tilfældighed. Hvis en fugl har generne for en formidabel flyveevne, men er så uheldig at blive spist i reden af en skade, så gavner de gode mutationer ikke – ”shit happens” gør.
Ordbog
forædling – når mennesket (gennem hele sin historie) har forsøgt at “forbedre” husdyr og planter, taler man om forædling. Det sker gennem avlsarbejdet: At man krydser (parrer) de dyr og planter fra en art, som har de ønskede egenskaber. Den ko, der har større yver, den kornsort, der har flere korn på strået, eller den hund, der er bedre til at passe får. En skønne dag står man så med en ko, der giver mere mælk, en kornsort, der giver større udbytte og en hyrdehund! (Se også indavl.)
genom – den samlede mængde gener (hele arvematerialet), der hører til en organisme.
genpulje– (eng.: gene pool) er summen af de gener, som findes i en population (dvs. i en gruppe dyr af samme art). Intet dyr har alle genvariationerne, men generne er blot fordelt på mange individer af samme art.
mikro- og makro-evolution – Makroevolution kan man også kalde storskalaevolution og mikroevolutionen tilsvarende evolution i lille skala, altså strengt taget variation. Makroevolution kræver mange nye egenskaber og dermed genetisk information. Der skal skrives nye gener i DNA’et. – Den første, som påpegede forskellen mellem mikro- og makroevolution, var den kendte darwinist Theodosius Dobzhansky.
mutation – Mutationer er fejl i DNA. Nogle forandringer i DNA skaber ikke ændringer, mens andre kan være dødelige. I nogle tilfælde kan en mutation vise sig at være gavnlig for det individ, som får den.
population – alle de dyr der tilhører den samme art (= alle artens individer) danner tilsammen en population; vi taler fx om, at populationen af bævere er stigende i Klosterheden i Vestylland.
variation – En mindre ændring af gener og måske udseende hos et dyr eller plante (mikroevolution). Årsagen kan være blanding af gener og i visse tilfælde simple mutationer.
