specialarbete

Ett specialarbete i biologi
Av: Marcus Berner
Skola: Saltsjöbadens Samskola
Klass: NV3a
Handledare: Eva-Lena Boberg
2001-02-18
Innehållsförteckning
1. Inledning ……………………………………………………………….…………..sid.
1:1 Bakgrund …………………………………………………….….…..sid.
1:2 Syfte ……………………………………………….………………..sid.
1:3 Frågeställning …………………………………….…………..……..sid.
1:4 Avgränsning ……………………………………….………………..sid.
1:5 Metod …………………………………………….……………..…..sid.
3
3
3
3
3
4
2. Grunderna för arternas uppkomst & utveckling …………………………….....sid. 4
2:1 Darwins teori …………………………………………………….....sid. 4
2:2 Kreationismen ……………………………………………….……..sid. 4
2:3 Vad skolan lär ut ……………………………………………..…….sid. 4
2:4 Grundbegrepp inom evolution ……………………………..…...….sid. 5
2:5 Mikro och makroevolution ………………………………..…...…..sid. 5
2:6 Mellanformer & rudimentära organ ……………………..……....…sid. 6
2:7 Jordens ålder ……………………………………...…..….……..….sid. 7
3. Livets uppkomst …………………………………………………………….……sid. 9
3:1 Skapelseberättelsen ………………………………………….…….sid. 9
3:2 Big Bang …………………………………………………………..sid. 10
3:3 Från oorganiska till organiska ämnen …………………….……….sid. 11
3:4 Från organiska ämnen till liv …………………………….………..sid. 12
3:5 Liv i underjorden ……………………………….…………...…….sid. 14
4. Genetik ………………………………………………………………………...…sid. 15
4:1 Så fungerar gener …………………………………………………sid. 15
4:2 Mendels genetikforskning ...………………………………………sid. 15
4:3 Celldelning ………………………………………………..………sid. 16
4:4 Mutationer …………………………………..…………….………sid. 18
4:5 Skapande av nya funktioner ………………………………………sid. 19
4:6 Kontrollgener & signalsubstanser ...………………………………sid. 19
4:7 Slumpen ………..…………………………………………………sid. 21
4:8 Kartläggningen av människans DNA ….…………………………sid. 22
5. Människans ursprung …………………………………………………………..sid. 22
5:1 Piltdownmänniskan ……………………………………...……….sid. 23
5:1 Nebraskamannen ………………………………………...……….sid. 23
5:1 Homo Neandertahlesis ...………………………………...……….sid. 23
5:1 Homo Erectus och Homo Habilis …..…………………...……….sid. 24
5:1 Lucy ……………………………………………...……...……….sid. 24
6. Källkritik …………………………………………………………………….….sid. 25
6. Slutsats ……………………………………………………………………….….sid. 25
6. Källförteckning ..…………………………………………………………….….sid. 27
2
1. Inledning
I begynnelsen skapade gud himmelen och jorden men även allt levande. Han skapade växter
djur och människan till sin avbild. Denna jord med alla sina varelser och organismer var en
värld som skapades under 6 dagar och skulle alltid förbli sig lik.
Det hade varigt den vedertagna teorin om hur jorden och livet uppkommigt, till och med
mitten på 1800-talet då tankar om en biologisk evolution började dyka upp. Det riktiga
genombrottet inom den moderna evolutionen kom efter att Charles Darwin gav ut sin bok
”Om arternas uppkomst genom det naturliga urvalet” 1859. Det blev inledningen till en
fundamental förändring inom biologin.
Idag är Darwins evolutionsteori vedertagen av de flesta bl.a. inom Svenska skolan. Det bör
påpekas att den evolutionsteori som de flesta tror på idag är något modifierad och inte exakt
den Darwin presenterade 1859, grundkonceptet är dock det samma. Men är Darwins teori
bevisad eller fortfarande bara en teori?
1:1 Bakgrund
För ungefär ett år sedan hade jag fortfarande inte funderat över huruvida Darwins
evolutionsteori var den rätta, jag svalde bara det jag fick lära mig i skolan och accepterade
faktumet. Vi läste förvisso om andra teorier men bara som teorier och inget annat.
Det var under en föreläsning med Mats Molén som förespråkar kreationismen som jag fick
upp ögonen och såg att det kanske inte var så självklart som jag hade fått för mig. Före
föreläsningen var jag mycket negativt inställd och såg nästan ned på hans åsikter, jag trodde
inte att han skulle ha några sakliga argument för sin teori. Det visade sig att jag hade helt fel.
Därefter gjorde jag ett mindre arbete där jag jämförde de olika teorierna, det vecket verkligen
mitt intresse och jag märkte jag att det fanns underlag för att skriva ett specialarbete.
1:2 Syfte
Syftet med det här arbetet är att på ett rättvist och objektivt sätt jämföra två av de största
teorierna om hur livet på jorden uppkommigt och utvecklats. Något jag tycker saknas i den
nuvarande biologikursen på gymnasiet.
1:3 Frågeställning
Med detta arbete vill jag försöka få svar på om den idag så vedertagna evolutionsteorin är
ett faktum eller bara en teori, talar allt för den eller har den sina brister? Behöver den kristna
tron och evolutionen utesluta varandra? Olika personer har olika svar på dessa frågor men jag
ska försöka skaffa mig en egen uppfattning.
1:4 Avgränsning
Från början hade jag tänkt jämföra flera olika teorier men med hjälp av handledaren
avgränsade jag mig till att jämföra ”bara” kreationismen och darwinismen.
3
1:5 Metod
Eftersom inte mer tid ges till specialarbetet kommer det inte bli så undersökande som man
kunde önskat, utan mer en sammanfattning av olika litteratur. Det förutsätter att man är noga
med vilken litteratur man väljer och är kritisk. Den viktigaste delen av arbetet är den del där
man själv ska sammanställa och dra egna slutsatser av det man skrivigt.
2. Grunder för arternas uppkomst & utveckling
2:1 Darwins teori
Darwins evolutionsteori bygger på det naturliga urvalet eller selektion, med det menas att
den individ som är bäst anpassad till miljön (har bäst fitness) får en större avkomma. Det
skulle alltså finnas ett samband mellan yttre egenskaper och reproduktiv framgång. De goda
egenskaper som föräldrarna har skulle i så fall gå i arv till avkomman. En viss variation
förekommer dock, avkomman är inte exakta kopior av föräldrarna. De bättre anpassade
individerna kommer därigenom få mycket avkomma meddans de sämre anpassade
individerna kanske dör och inte får någon avkomma alls. Det leder till att de positiva
mutationerna bevaras meddans de negativa mutationerna elimineras. Arten kommer då att
successivt förändras till det bättre. Detta kräver dock att det finns ett överflöd av avkomma
och att det inte all avkomma överlever. Ju större avkomma och ju mindre del av avkomman
som överlever ju snabbare går evolutionen. Enligt Darwin skulle två grupper av samma art
som separeras kunna utvecklas åt olika håll så att de blev olika arter. Man brukar även skilja
på mikro- och makroevolution, mikroevolution är när egenskaperna förändras något men det
fortfarande är samma art t.ex. en hund får längre ben men det är fortfarande en hund. Med
makroevolution menas att det sker så stora förändringar att det blir en helt ny art, med en art
menas en grupp individer som kan få fertil avkomma med varandra, det kan enbart ske inom
en art och inte mellan olika arter. Skulle makroevolution existera skulle en ar som splittrades
under en lång tid kunna utvecklas till olika arter som inte skulle kunna få fertil avkomma
tillsammans.
2:2 Kreationism
Enligt kreationismen är allt liv på jorden skapat av en gud (skaparen). Den teorin bygger i
grunden på bibelns skapelseberättelse. Inom kreationismen finns det många olika teorier.
Vissa tror att gud skapade arterna och att det senare har utvecklats meddans vissa tror att
arterna skapas som de är och inte förändras något. De flesta kreationister tror dock på
mikroevolution, efter som det har skådats av människan är den svår att förneka.
2:3 Vad skolan lär ut
”Allt liv på jorden har ett gemensamt ursprung”. Så inleds våran lärobok för kursen Biologi
B. Det är ganska typiskt att det beskrivs som ett faktum. Men är det verkligen bevisat? I
svenska skolan lär man sig om evolutionen som om den vore bevisad. Någon kritik riktas
sällan mot den. Det beror på att evolutionen är så vida accepterad att den av många nästan ses
som ett faktum.
4
Trots allt finns det ställen där man inte tycker att man behöver lära sig om evolutionen i
skolan. I Kansas, USA, t.ex. har man i 304 skoldistrikt låtit beslutsfattare bestämma huruvida
man ska lära ut evolutionsteorin eller den kristna skapelse tron. Det är faktiskt så att men i de
flesta skolor valt den kristna läran framför den mer vetenskapliga.
2:4 Grundbegrepp inom evolution
För att reda ut begreppen lite så skall jag definiera två viktiga ord inom evolutionen.
Evolution: Förändring i genfrekvenser mellan generationer.
Selektion: Skillnader i avkommeproduktion inom en generation.
Av dessa definitioner framgår att evolution kan ske utan selektion och att det finns selektion
som inte leder till någon evolution.
Det vita fältet på bilden symboliserar selektion
som inte leder till evolution (t.ex. vid icke
ärftliga egenskaper). Det röda fältet
symboliserar evolution som sker utan selektion
(t.ex. vid genetiska drifter). Det rosa fältet
symboliserar evolution som beror på evolution.
Den kanske viktigaste modifikationen av Darwins teori är ärftlighetsmekanismen. När Darwin
utformade sin teori visste man inte så mycket om ärv och gener som man gör idag. Darwin
trodde på något som kallas ”blending inheritance”. Det innebär att avkomman ärver lika
mycket från var och en av föräldrarna. Avkomman blir då en blandning eller ett medelvärde
mellan föräldrarna. Det skulle på relativt kort sikt göra att alla individer blev lika varandra
genetiskt och det skulle bevara generna. Det är mycket motsägande om man ser på till
evolution genom naturligt urval.
2:5 Mikro och makroevolution
Idag vet man att det kan ske och sker utveckling av djur och växter. Man vet att
förändringar kan ske p.g.a. mutationer i generna som genom isolering av en grupp kan leda
till att hela gruppens egenskaper förändras. Man vet tom att så stora förändringar sker att en
grupp individer inte kan para sig med den ursprungliga gruppen.
Finkarna på Galapagosöarna har utvecklat olika näbbar och olika beteenden. Måsarna runt
polarcirkeln har fått olika färg beroende på område de lever i. Måsar från olika områden kan
inte heller para sig med varandra.
Innan industrialiseringen i England tog fart, fanns det nästan bara ljusa björkmätare.
Anledningen var att dessa fjärilar väl smälte in i den ljusa färgen på trädstammarna och miljön
runtomkring. På så sätt undgick dessa att bli upptäckta av hungriga fåglar. Den mörka
varianten, som antas vara en mutant till den ljusa, hade däremot inte lika lätt att undgå
upptäckt. När då trädstammarna mörknade på grund av många års föroreningar från industrier
i området, kunde man märka att det blev allt färre ljusa björkmätare, medan de mörkare ökade
kraftigt i antal. Trädstammarnas mörka färg var nu ett bra skydd för mörka fjärilar, medan de
5
ljusa fick allt svårare att hitta skyddade miljöer. Uppenbarligen hade den mörka varianten
gynnats av det naturliga urvalet i den nedsotade miljön, tack vare bättre skyddsfärg.
Den översta bilden visar en ljus björkmätare som sitter
på en ljus trädstam. Den är mycket väl kamouflerad. På
mittenbilden ser vi en ljus björkmätare som sitter på en
mörk trädstam. Den är mycket lätt att upptäcka för t.ex.
fåglar. På den understa bilden ser vi en mörk
björkmätare som sitter på en mörk trädstam. Den är
precis som den ljusa björkmätaren på den ljusa
stammen mycket väl kamouflerad och svår att
upptäcka.
Djur och växter har utvecklat motståndskraft mot sjukdomar, djur som lever i grottor har
blivigt blinda.
Alla dessa evolutionära förändringar är exempel på mikroevolution. Det är den del av
evolutionen som är bevisad och bevittnad. För att en djurart skall ändra färg eller få längre
ben krävs inga omfattande förändringar i generna och det behöver inte ta så lång tid.
Det evolutionsteorin bygger på är att många sådana förändringar leder till att nya organ och
funktioner bildas. En sådan förändring där t.ex. vingar eller ögon bildas kallas för
makroevolution. Eftersom en sådan radikal förändring i generna tar så lång tid är den inte
bevittnad av människan och därför svår att bevisa till 100%.
2:6 Mellanformer & rudimentära organ
Om de långsamma förändringar som sker i generna skulle bilda nya arter måste det finnas
något mellanting, en art som är på väg att utvecklas, en så kallad mellanform. Två klassiska
exempel på sådana mellanformer är den fyrbenta fisken Ichthyostega, som tros vara en
mellanform mellan fiskar och alla landlevande djur, samt Archaeopteryx, som tros vara en
mellanform mellan kräldjur och fåglar.
6
De som ifrågasätter evolutionsteorin hävdar dock att dessa inte är några mellanformer.
Innan man fann Archaeopteryx hävdade kreationisterna att man inte hade hittat några
mellanformer mellan kräldjur och fåglar. Efter man hittade den ansåg man att det inte hade
funnits några mellanformer mellan kräldjur och Archaeopteryx eller mellan Archaeopteryx
och fåglar. När man senare i Kina och Nordkorea fann ca 20 fossil av en ny mellanform
hittade man ytterligare en lucka. Så kan man hålla på och hitta luckor tills man har hittat alla
individer som har funnits genom tiderna, det är ett argument som enligt mig inte håller i
längden.
Om en art håller på att övergå och bilda eller förlora ett organ borde det finnas mellanformer
även hos organen i sig. Ett sådant organ som är på väg att bildas eller tillbakabildas och inte
har någon funktion i kroppen kallas ett rudimentärt organ.
För att antal år sedan trodde man att människan hade ca 150 rudimentära organ, men med
tiden har man funnit funktioner för alla utom ett fåtal. Några organ som brukar nämnas som
rudimentära organ är svanskotan och blindtarmen.
Vid svanskotan fäster vi dock muskler men den behövs också för att vi ska kunna sitta.
Blindtarmen består av nymfkörtlar som producerar antikroppar och är därför en del av vårat
emunförsvar.
Andra exempel på rudimentära rester är de ben som liknar tillbakabildningar av bakben som
man finner både hos grönlandsvalen och pytonormen (se bilden).
2:7 Jordens ålder
Enligt bibeln och kreationisterna skapades universum för ungefär 6000-10000 år sedan. Om
det vore fallet skulle en evolution som sträcker sig över en mycket lång tid ha svårt att
förklara livets och arternas uppkomst. Men hur gör man för att beräkna jordens ålder när man
började räkna tiden för bara några tusen år sedan?
En vanlig metod att mäta ålder på mycket gamla saker är med hjälp av radioaktiva
processer. De bygger på att radioaktiva ämnen sönderfaller med en konstant hastighet. Med
hjälp av det kan man få fram den tid det tar för ett ämnes massa att halveras, ämnets
7
halveringstid. Vanliga metoder är uran/bly-, kalium/argon-, strontium/rubidium- samt kol-14
metoden.
Uran som sönderfaller till bly har en halveringstid på ca 4,5 miljarder år, så om det finns
1000 uranatomer från början så kommer det efter 4,5 miljarder år bara finnas 500 st. kvar.
Resten har sönderfalligt och blivigt till blyatomer. Efter ytterligare 4,5 miljoner år kommer de
500 st. uranatomerna bara vara 250 st. o.s.v.
För att med denna metod bestämma åldern på ett föremål kräver dock att man vet hur
mycket det var av ämnet från början. Det kan i många fall vara ett stort problem med denna
åldersbestämningsmetod. Man måste också vara säker på att sönderfallet alltid har gått lika
snabbt. Eftersom det är mycket lång tid man mäter kan de omkringvarande förutsättningarna
som värme och tryck förändrats tillräckligt mycket för att påverka reaktionshastigheten.
En annan metod att mäta ålder är att titta på årsringarna på träd. När träd väger får de en
ring varje år vars tjocklek bestäms av klimatet det året. Genom att räkna dessa ringar kan man
lätt ta reda på exakt hur gammalt trädet är. Våra äldsta träd är dock inte äldre än några hundra
år. Men eftersom tjocklekarna under ett år blir ungefär samma på alla träd på samma ställe,
kan man genom att foga ihop årsringarna på olika träd beräkna åldrar många gånger högre än
trädens ålder.
8
När träd 1 dör efter 13 år kan man fortsätta räkna årsringarna på träd 2 som började växa
10 år efter träd 1. På så vis kan man komma upp i 20 år istället för 13. Denna metod kan
användas med flera träd som kanske lever i flera hundra år.
Genom att jämföra åldern på samma föremål med årsringsmetoden samt metoden med
radioaktiva sönderfall, har man kunnat visa att man får nästan exakt samma resultat även vid
mycket höga åldrar.
3. Livets uppkomst
3:1 Skapelseberättelsen
Det gamla testamentet första bok, den första moseboken (Genesis), beskriver hur jorden och
livet på lorden skapades. Det första kapitlet inleds ”I begynnelsen skapade Gud himmel och
jord”. Gud skapade ljus, han kallade ljuset för dag och mörkret för natt. Sedan blev det afton
och morgon den första dagen. Den dagen han skapade ljuset räknades alltså inte som dag ett
utan den kom inte förrän dagen efter. Eftersom det blev afton, alltså skymning måste det
varigt en dag innan den första. Vi kallar den för ”dag 0”.
Den första dagen skapade han ett fäste mitt i vattnet som skilde vatten från vatten. Han
kallade det himmel och det skilde vattnet under fästet från vattnet över fästet.
Den andra dagen skapade han jord och hav. Han skapade även grönska, fröbärande örter och
fruktträd.
Den tredje dagen skapade han ljus på himmelen som skulle skilja dagen från natt och
utmärka särskilda tider, dagar och år. Solen skulle lysa på dagen och på natten skulle månen
och stjärnorna lysa. Men om Gud redan före första dagen hade skapat ljus och mörker, dag
och natt, vad kom det ljuset ifrån utan sol?
Den fjärde dagen skapade Gud alla fåglar i skyn samt alla vattenlevande djur i haven. Han
gav dem till uppgift att föröka sig och fylla himmel respektive hav med liv.
Den femte dagen skapade Gud alla landdjur. Han bestämde sig även för att skapa
människan. Gud skapade människan till sin avbild. I bibeln står det ”Låt oss göra människor
till vår avbild, till att vara oss lika; och må de råda över fiskarna i havet och över fåglarna
under himmelen och över boskapsdjuren och över hela jorden och över alla kräldjur som rör
sig på jorden”. Men om Gud själv skapade människan vem eller vilka menade han med oss?
Gud skapade i viket fall mannen och kvinnan och allt han hade skapat var gott.
9
I andra kapitlet i den första moseboken sägs att Gud fullbordade sitt verk och vilade på den
sjunde dagen. Där står det att marken var öde, inga växter fanns för att det inte hade falligt
något regn. Det fanns inte häller några människor som kunde bruka jorden. Men då lät Gud ett
moln av regn svepa över gjorden och skapade människan av stoft från jorden. Sedan blåste
han liv i människan genom näsan. Den första människan var en man. Gud skapade också
Edens lustgård, vilken mannen skulle ta hand om. Han fick äta vad han ville från alla träd och
buskar i lustgården, alla förutom kunskapens träd på gott och ont. Om han gjorde det skulle
han döden dö.
Mannen fick i uppgift att döpa alla djuren på jorden, sedan försänkte gud mannen i en tung
sömn. Gud tog ett revben från mannen och ersatte med kött. Av mannens revben gjorde Gud
kvinnan. Mannen döpte denna kvinnovarelse till maninna, för hon var tagen av en man.
Dessa två kapitel är bibelns förklaring på hur jorden och livet uppkom. Men något som kan
tyckas är konstigt med den är att det egentligen är två olika historier i en. I kapitel ett
skapades alla växter på jorden redan andra dagen och både mannen och kvinnan den femte
dagen, medan i kapitel två börjat inget växa och människan skapas inte förrän efter den sjunde
dagen.
Det finns många motsättningar i en ordagran läsning av skapelseberättelsen. Den förklarar
inte häller uppkomsten av hela universum utan bara jorden med himmelen som ett skal. Det
var så man trodde att jorden såg ut på den tiden bibeln skrevs och det tyder på att det som står
är upphittat av människor.
Berättelsen ger inte någon information om hur något skedde utan bara att det gjorde det
genom Gud. Detta gör det svårt att säga att det är sant eller falskt.
3:2 Big Bang
Enligt de vanligaste kosmologiska teorierna är Big Bang den händelse varigenom
universum skapades och började expandera. Idén om en "urexplosion" väcktes först av
Georges Lemaître (1894-1966) år 1933 men utvecklades åtskilligt av George Gamow under
1940-talet. Enligt Gamows modell skulle alla grundämnen ha skapats i samband med big
bang, men senare undersökningar visar att endast de lätta ämnena väte, helium, litium,
beryllium och bor kan ha bildats under de förhållanden som rådde under universums tidiga
utveckling. Den tämligen höga halt av helium som observerats i universum utgör tillsammans
med den kosmiska bakgrundsstrålningen det starkaste stödet för big bang-teorin. Osäkra
bestämningar förlägger big bang till ca 15 miljarder år bakåt i tiden.
Big bang-teorin, som de senaste årtiondena blivit den dominerande modellen för
världsalltets uppkomst, har dock också ifrågasatts, bl a i tidskriften Sky and Telescope 1992.
En av författarna, Eric J Lerner, hade 1991 utgivit boken ”The Big Bang never happened”.
Enligt big bang-teorin skulle hela universum ha skapats under en ofattbart kort tidrymd ur
ingenting, i en matematisk punkt för mellan 10 och 20 miljarder år sedan. Från den punkten
skulle sedan all materia snabbt ha expanderat likformigt ut i alla riktningar. Ur materien
bildades därefter galaxerna, där stjärnorna föddes och utvecklades enligt de processer som vi
nu tror oss känna ganska väl. Den observerade rödförskjutningen hos ljuset från galaxerna
tolkas då naturligen som en dopplereffekt, vilket i sin tur skulle ge ett entydigt bevis för att
universum befinner sig i expansion. Den långt senare upptäckta kosmiska
bakgrundsstrålningen förklaras som ett minne från den stora smällen själv.
När Einstein först försökte sätta in denna sin teori i kosmologiska sammanhang stötte han på
en svårighet, eftersom universum då betraktades som stabilt, medan relativitetsteorin i sin
10
ursprungliga form ville se det expandera. Han måste därför tillfoga en extra term till sin
ekvation för att denna skulle gå att lösa. När man senare upptäckte rödförskjutningen och
tolkade den som ett tecken på expansion var detta givetvis en glädjande upptäckt, som
medförde att man åter kunde stryka den något konstlade "kosmologiska termen". Denna har
sedan i olika omgångar åkt in och ut i formlerna.
Big bang-teorin bygger alltså på att all materia bildades ur energi i form av en explosion,
men hur uppkom den energin? Från början kan det inte ha funnits något och därför inte häller
någon energi. Det är en fråga som ännu är obesvarad.
3:3 Från oorganiska till organiska ämnen
I början av 1800-talet tvistade forskarna om det överhuvudtaget var möjligt att ur
oorganiska ämnen (t ex kol, natriumklorid, svavelsyra) framställa organiska sådana
(kolhydrater, proteiner etc). Ingen hade dittills lyckats med något sådant. Vissa kemister
menade att organiska föreningar innehöll någon slags "livssubstans" av icke-fysikalisk natur,
en teori som brukade kallas vitalism. Tvisten avgjordes en gång för alla när den tyske
kemisten Friedrich Wöhler år 1828 lyckades framställa urinämne utifrån oorganiska
föreningar.
Nu började vissa forskare spekulera över om kanske rent av livet självt kunnat uppstå
spontant ur oorganiska föreningar. Tiden var inte mogen för några mer detaljerade teorier,
eftersom man visste alldeles för lite om hur en cell var uppbyggd. Så småningom upptäckte
man proteinerna och deras avgörande betydelse för livet och att dessa i sin tur var uppbyggda
av aminosyror. Aminosyrorna utgjorde så att säga livets byggstenar. 1936 publicerade den
ryske forskaren Alexander Ivanovich Oparin en bok med titeln The Origins of Life. I denna
beskrev han de atmosfäriska förhållanden som han antog hade rått på Jorden under den period
då livet uppstod. Modellen byggde inte på några observationer, utan var en helt hypotetisk
modell, som utgick från de förhållanden som Oparin trodde var nödvändiga för livets
uppkomst.
Millers apparat för simulering av de atmosfäriska förhållanden
som enligt Oparin rådde på Jorden då livet uppstod.
11
Nästan tjugo år senare, 1953, utförde amerikanen Stanley Miller, numera verksam vid
University of California, sitt sedermera så berömda försök, som kom att belönas med
nobelpriset. Han utgick då från Oparins prebiotiska (före livet) atmosfärmodell och
konstruerade försöksapparaturen ovan. Enligt Oparins hypotes så bestod atmosfären under
den period, då man antog att livet uppstod, av vattenånga, metan, vätgas och ammoniak. I
hypotesen ingick också antagandet att häftiga åskväder förekommit under detta skede av
Jordens historia. Försöksapparaturen fylldes med en blandning av ovanstående gaser.
Vattenångan åstadkoms genom att koka vatten och åskvädren simulerades av elektriska
urladdningar mellan ett par elektroder. Efter kylning samlades reaktionsprodukterna upp i en
fälla. Vid analys av innehållet i denna, visade det sig att det bl a hade bildats fyra av de 20
aminosyror som utgör byggstenar för proteiner. Försöket har upprepats många gånger sedan
dess med varierande gasblandningar. När man i läroböcker läser att man därvid har lyckats få
fram nästan alla de 20 aminosyror som bygger upp livet och dessutom vissa av de kvävebaser
som ingår i DNA -molekylerna, är det lätt att bli imponerad. Verkligheten är dock något
mindre glamorös. Det visar sig nämligen att endast ett litet antal av dessa ämnen har bildats
direkt i apparaturen. De flesta aminosyrorna och kvävebaserna har man erhållit genom att i
efterhand syntetisera dem från de ganska små organiska molekyler som bildats under själva
försöken.
Det finns åtskilliga problem med Millers experiment. För det första så är man inte alls säker
på att den prebiotiska atmosfären verkligen var sammansatt såsom Oparin antog. Geokemiska
undersökningar visar att metan och ammoniak förmodligen inte alls var speciellt rikligt
förekommande i denna atmosfär, vilket gör den organiska syntesen (sammansättningen)
mindre sannolik. För det andra så har alla aminosyror som ingår i levande organismer en viss
rumslig struktur, man säger att de är vänstervridna. De aminosyror som producerats vid
Millers och andra liknande försök, har emellertid visat sig vara vänstervridna till 50 procent
och högervridna till 50 procent. Sannolikheten att få enbart vänstervridna aminosyror om man
på måfå plockar 10 stycken ur Millers blandning är ungefär 1/1000. Betänker man att ett
protein innehåller hundratals vänstervridna aminosyror, inser man att sannolikheten för att en
sådan molekyl skall bildas slumpmässigt måste vara oerhört liten.
Resultatet av Millers försök är inte lika intressant idag. Radioastronomiska observationer
har t ex visat att aminosyror är en relativt vanlig beståndsdel av det interstellära stoftet som
finns ute i rymden.
3:4 Från organiska ämnen till liv
Låt oss nu bortse från ovannämnda svårigheter och anta att Millers scenario i princip är
korrekt. Hur tänker man sig då övergången från organiska föreningar till den första levande
cellen eller strukturen, eller vad man nu vill kalla den? Ja det finns flera olika scenarion. De
allra flesta forskare verkar vara överens om att livet uppstod i havet. Utgående från Millers
försök, tänker man sig att fler och fler organiska ämnen bildades i havet; aminosyror,
kvävebaser och så småningom enkla proteiner och nukleinsyror. Långsamt ombildades
havsvattnet till en slags urbuljong eller ursoppa. Eventuellt kan något isolerat havsområde ha
börjat torka ut, varvid urbuljongen långsamt koncentrerades alltefter som vattnet dunstade
bort. Fler och fler kemiska processer ägde då rum på grund av den ökande koncentrationen,
och så småningom uppstod primitiva strukturer av organiska föreningar med förmåga att
reproducera sig själva.
Man tror att det kanske rent av uppstod flera olika sådana strukturer, vilka konkurrerade om
de organiska föreningarna i urbuljongen. De urceller, som själva kunde producera sådana
12
föreningar som det blev ont om, fick en urvalsfördel och kunde därmed breda ut sig på andra
celltypers bekostnad. En slags evolutionsprocess startade. Denna brukar gå under namnet den
kemiska eller biokemiska evolutionen.
De tidigaste livsformerna var antagligen, enligt det allmänt accepterade scenariot,
bakterieliknande, anaeroba organismer. I den tidiga atmosfären fanns ju inget syre, varför
livet under detta skede var tvunget att utnyttja andra processer än oxidation genom syre för sin
energiproduktion.
Biologerna är övertygade om att de första självreproducerande molekylerna helt enkelt var
enkla RNA-molekyler. RNA är en nukleinsyra, precis som DNA, och laboratorieförsök har
visat att vissa RNA-sekvenser kan fungera som katalysatorer. Dessutom har man funnit att
RNA-sekvenser också kan fungera som enzym, vilka bildar nya RNA-sekvenser. Denna
process av självkopiering är givetvis en förutsättning för liv.
Den första urcellen hade, tänker man sig, RNA som genetiskt material. Den gav så
småningom upphov till tre huvudlinjer av liv; prokaryoter (vanliga bakterier), arkaebakterier
(en mycket speciell och tämligen nyupptäckt grupp av bakterieliknande organismer) samt
eukaryoter. Den senare gruppen innefattar resten av alla levande organismer, dvs encelliga
organismer (amöbor etc), svampar, växter och djur.
De första spåren av liv på Jorden har man hittat i bergarter som anses vara 3,5 miljarder år
gamla. Dessa fynd utgörs av prokaryota fossil. Jorden anses allmänt ha uppkommit för ca 4,5
- 5 miljarder år sedan. Man menar att jordklotet var tillräckligt avsvalnat för att oceanerna
skulle kunna bildas för ca 3,8 miljarder år sedan. Detta innebär att slumpen haft ungefär 300
miljoner år på sig för att åstadkomma livet. Ja förmodligen betydligt kortare tid än detta,
eftersom det bör ha tagit åtskilliga miljoner år för "ursoppan" i havet att bildas och bli
tillräckligt koncentrerad, så att de antagna, slumpmässiga, kemiska processer, vilka så
småningom ledde fram till livet, kunde starta. Dessutom måste de prokaryota organismerna
rimligtvis ha föregåtts av enklare, självreproducerande molekyler. Den tidrymd slumpen haft
till sitt förfogande ter sig, ur evolutionistens perspektiv, oroväckande kort.
Ovanstående scenario beskrivs mycket övertygande i alla läroböcker. Ofta framställs det
som att man i stort sett vet att det gått till på detta sätt, vilket inte alls är sant. Det handlar om
synnerligen osäkra spekulationer och hypoteser. För det första har vi sett att Millers och
liknande försök långt ifrån producerar alla de för livet nödvändiga organiska ämnena.
Huvudsakligen så bildas vid dessa försök en enda aminosyra, glycin. Dessutom blir, som
konstaterats ovan, de bildade aminosyrorna både höger- och vänstervridna, medan det endast
förekommer vänstervridna aminosyror i levande organismer. Geologiska observationer talar
också emot att atmosfären skulle varit sammansatt på det sätt som Oparin antog.
För det andra kan man tycka, att om hela världshavet varit fullt med ursoppa, så borde några
spår av dessa organiska molekyler finnas kvar i bergarter från den här tiden. Några sådana
spår har emellertid inte hittats, trots att man gjort ihärdiga försök. Man har bl a undersökt
mycket gamla bergarter, som daterats till mellan 3,9 och 3,5 miljarder år, utan att finna några
som helst spår av någon ursoppa.
Ett ytterligare problem är den ultravioletta strålningen. Innan atmosfären innehöll syre fanns
inget ozonskikt som skyddade mot denna farliga strålning. Även om en självkopierande
struktur hade uppstått slumpmässigt, så hade den med all sannolikhet omedelbart förstörts på
grund av UV-strålningen. Denna strålning är skadlig ända ner till 10 meters djup i havet. Livet
måste således ha bildats på större djup än så, vilket gör att scenariot med den uttorkande
vattenpölen verkar orealistiskt.
13
För att komma tillrätta med ovanstående svårigheter har andra, alternativa scenarion
föreslagits. För att förklara förekomsten av organiska byggstenar, har man i stället för
ursoppeteorin tänkt sig att organiska ämnen har transporterats till Jorden genom kometer och
andra himlakroppar som fallit ned på vår planet. Även interplanetariska dammpartiklar, som
hela tiden regnar ned över Jorden i stora kvantiteter, kan ha fört med sig organiskt material.
En idé är att själva övergången från organiska molekyler till liv sedan skett på havsbotten
intill s k undervattensgejsrar, där det läcker ut hett vatten från Jordens inre. Vid sådana gejsrar
har man idag funnit primitiva bakterier, vilka tydligen trivs i en kombination av hög
temperatur och högt tryck. Enligt ett annat scenario har livet i stället uppkommit i de bubblor
som finns i skummande havsvatten. Man har uppskattat att ungefär 5 procent av havsytan
ständigt är täckt av skum. I sådana bubblor tror man att de molekyler, som varit nödvändiga
för livets uppkomst, kunnat koncentreras för att så småningom sättas samman till en primitiv
cell. En ytterligare möjlighet är att livet uppstod i lermineral, vilket bl a föreslagits av
kemisten A G Cairns-Smith vid University of Glasgow. Vissa mineral av denna typ består av
regelbundna kristallmönster som upprepas om och om igen. Man har funnit att när en defekt
uppträder i ett sådant mönster, så kommer denna också att upprepas. Strukturerna kopierar så
att säga sig själva och "förökar" sig på så sätt. Detta har liknats vid hur en mutation kan
spridas genom arvsmassan hos levande organismer. Anhängarna av detta scenario menar att
lermineralen bl a har kunnat fungera som katalysatorer för viktiga prebiotiska reaktioner, t ex
syntes av socker, och att så småningom organiska molekyler kopierat mineralens struktur.
3:5 Liv i underjorden
Så sent som i slutet på förra året visade amerikanska forskare att vanlig kolmonoxid med
hjälp av svavelkis, som finns i nästan alla berggrunder, kan förvandlas till pyruvat som är en
viktig förening för att liv ska uppstå. Denna upptäckt talar mycket för att livet skulle ha
uppkommigt i underjorden och därav även att man skulle kunna hitta liv på andra planeter.
Günther Wächtershäuser som är professor vid universitetet i Regensburg och den som först
presenterade denna teori i slutet på 1980-talet tror att detta var den sista pusselbiten till att
kunna återskapa liv i laboratorium.
När man i slutet på 1980-talet skulle borra i det svenska urberget hittade man en mängd
olika mikroorganismer som levde på mer än 3500 meters djup. De tillhörde gruppen
arkebakterier och levde av enkla föreningar som koldioxid, järn, magnesium, svavel eller
väte. De behövde inget solljus eller syre och klarade temperaturer på över 100 grader.
En av de första som påvisade detta underjordiska liv var Karsten Pedersen, professor i
mikrobiologi vid Göteborgs universitet. I underjorden finns nästintill perfekta förhållanden för
att liv ska uppkomma. Det förekommer bl.a. olika temperaturer, energi och näring. De olika
ämnena som behövs kan ha sköljts ner i sprickor som vart och ett fungerat som labb där liv
kan uppstå. Om liv bildades i underjorden var det även helt skyddat från faktorer som uvstrålning samt meteoritnedslag.
Karsten Pedersen tror att livet tog sin början med det enkla ämnet kolmonoxid som skulle
ha omvandlats till mer avancerade organiska ämnen som aminosyror och protein med
svavelkisen i berggrunden som katalysator.
Den amerikanska kemisten George D Cody och hans kolleger har nyligen lyckats med
experiment där de framstält organiska ämnen av kolmonoxid under hög temperatur och ett
högt tryck. Det är egenskaper som man finner på ett stort djup.
14
4. Genetik
4:1 Så fungerar gener
Alla levande organismer är uppbyggda av celler som innehåller kromosomer. Kromosomer
innehåller DNA-molekyler som fungerar som bärare av arvsanlagen (generna). DNAmolekylen är uppbyggd ungefär som en bok som berättar hur organismen är uppbyggd.
Språket i boken består av 4 bokstäver – A,C,G,T – som kombineras till 64 olika ord med 3
bokstäver i varje ord, även kallade bastripletter. En gen består av ca. 1000 bokstäver och ett
däggdjur har kanske 100 000 sådana gener som kombineras och tillsamman dess egenskaper.
Dessa gener finns i varje enskild cell hos organismen och ser exakt lika dan ut.
Av all genetisk kod som finns i DNA-molekylen används dock bara ca 5 %. De övriga 95 %
tycks bara finnas där utan att användas och den påverkar inte individens egenskaper. Den
DNA som inte används av cellen brukar kallas ”icke kodade” eller ”tysta” delen. Båda DNA
koderna tros genomgå en evolution, den icke kodade DNA påverkas inte av någon selektion
därför att den inte påverkar individens egenskaper och inte heller dess fitness.
Avkomman ärver delar av föräldrarnas genetiska kod. Det gör att avkomman blir lik sina
föräldrar, men hur går detta arv till? Avkomman ärver sina egenskaper av båda föräldrarna
men vad och hur mycket av var och en av föräldrarna avkomman ärver kan variera. Generna
finns redan i det befruktade ägget och kopieras sedan vid celldelningen så att alla celler har
samma kod. Generna ändras oftast inte häller under livet utan de förblir lika.
4:2 Mendels genetikforskning
Under 1800-talet hade präst och naturforskare vid namn Gregor Mendel utvecklat en ny
teori om hur arvet går vidare. Han kunde fastslå att det hos varje individ finns ett stort antal
gener. De alternativa egenskaperna beror av gener som uppträder i par (alleler), där en av
allelerna dominerar över den andra, som då sägs vara recessiv. Mendel arbetade främst med
ärtor, där han studerade enkla egenskapers nedärvning.
Hans teorier pressenterades inte fören i början av 1900-talet, efter hans död. Ungefär
samtidigt fick man kunskap om cellernas finstruktur och om kromosomerna. Under början av
seklet skedde en snabb utveckling inom gentekniken.
15
Mendels klassiska experiment med ärtväxter. Om en renrasigt lång varietet korsades med en
renrasigt kort varietet, blev all avkomma i nästa generation långa. När två av dessa växter
korsades, blev resultatet tre långa avkommor per kort. Mendel förstod att resultatet kunde
förklaras om egenskaperna ärvdes som partiklar, av vilka varje planta hade två, och den ena
egenskapen var dominerande. I detta fall var egenskapen lång (A) dominerande över
egenskapen kort (a). Mendel satt flera tusen frön som han korsade flera gånger för att få fram
detta resultat.
4:3 Celldelning
Vid mitos, som är den vanliga celldelningen, kommer båda kromosomerna i ett par att
överföras till de båda celler som bildas vid delningen. Dottercellerna kommer således att
innehålla exakt lika många kromosomer som modercellen. När ett embryo växer till en färdig
individ efter befruktningen kommer således alla celler att innehålla lika många kromosomer
som det befruktade ägget. Alla celler i en mänsklig kropp (utom könscellerna) innehåller 46
kromosomer (23 par).
16
Figuren visar principerna för mitos. Då delningsprocessen inleds blir kromosomerna lättare att
se (1). I 2 har kromosomerna duplicerats till identiska kopior. Dessa förflyttar sig nu till
motsatta ändar av cellen (3 till 5), varefter cellen delas i två delar (6). De två nya
dottercellerna har nu exakt samma kromosomuppsättning som modercellen. Hade
modercellen 46 kromosomer (23 par), som hos människan, kommer dottercellerna också att
ha 46 kromosomer (23 par) vardera.
Meios, som är den celldelning som sker då könscellerna bildas, går till på ett helt annat sätt.
Som framkommit ovan så förekommer alla kromosomer parvis i normala celler. Den ena
kromosomen i varje par kommer från fadern och den andra från modern. Meios går nu till på
följande sätt:
Efter det att alla kromosomer duplicerats, precis om i fallet mitos, parar motsvarande
kromosomer ihop sig. Eftersom kromosomerna duplicerats kommer således fyra kromosomer
(två par) att ligga intill varandra. I översta figuren nedan visas två av de fyra kromosomerna i
en sådan grupp. Innan kromosomparen börjar röra sig från varandra, så sker den s k
rekombinationen, vilken illustreras av mittersta och undre figuren nedan:
Det första som händer är en överkorsning, där kromosomerna lindar sig runt varandra.
Därefter bryts de av på olika ställen och utbyter bitar med varandra. Slutligen sätts de samman
igen (rekombinerar). Efter rekombinationen kommer vi att ha nya kombinationer av alleler.
De två ursprungliga kromosomerna i figuren har allelerna abCDe...Xyz respektive
abcDE...xyZ. Efter rekombinationen har vi som synes fått de nya kombinationerna
abcDE...Xyz och abCDe...xyZ. Processen avslutas sedan med en vanlig celldelning.
Tågordningen är således följande: duplicering
överkorsning rekombination
reduktionsdelning (halvering av antalet kromosomer)
vanlig celldelning. Efter den
avslutande vanliga celldelningen har den ursprungliga, diploida könsmodercellen delat upp
17
sig i fyra haploida könsceller, som var och en innehåller en enkel uppsättning kromosomer.
Efter befruktningen kommer ägget att innehålla 23 + 23, dvs 46 kromosomer.
Det är på detta vis som avkomman kan ta del av båda föräldrarnas gener och inte bli en
kopia av någon av dem utan en kombination av de båda.
Då varje kromosom innehåller tusentals gener finns det givetvis ett oerhört stort antal
möjliga kombinationer av dessa, varför könscellerna från en viss individ kommer att innehålla
ett stort spektrum av anlagskombinationer. Denna ytterst listiga mekanism ger upphov till den
variation som finns inom varje art, och som möjliggör för arten att anpassa sig till en
föränderlig miljö.
4:4 Mutationer
När generna ärvs kan fel uppstå i den genetiska koden, någon eller några bokstäver har av
någon anledning bytts ut och andra ord har bildats. Det kallas för en mutation. En mutation
ändrar generna och därför även individens egenskaper. Hur mutationer går till och vad som
orsakar dem vet man inte så mycket om men det är känt att de kan orsakas av strålning. Man
känner även till att den är slumpmässig, det finns inget bestämt mål med mutationen.
En mutation kan vara både positiv eller negativ, d.v.s. att den kan förbättra individens
anpassning till miljön eller försämra denna. De negativa mutationerna är dock betydligt fler
än de positiva. En mutation som förbättrar en egenskap har ofta även biverkningar som skadar
eller försämrar någon annan funktion hos individen. Eftersom både positiva och negativa
mutationer förändrar organismen så kan man kalla alla mutationer för en evolutionsprocess.
Det är dock enbart de positiva som gynnas av selektionen, på så vis leva vidare och bidra till
en fortsatt förändring av arten. De individer som drabbas av negativa mutationer blir ofta så
handikappade att de dör och inte kan skaffa sig någon avkomma.
Om en mutation är positiv eller negativ ur evolutionär synvinkel beror på hur stor fertil
avkomma, som i sin tur kan producera egen avkomma, individen kan producera. Det beror
oftast på miljöanpassningen men det är inte ett måste.
Vid kärnkraftsolyckan i Tjernobyl dog ett trettiotal människor och flera hundra barn
utvecklade cancer. Det har länge varigt känt att radioaktiv strålning orsakar förändringar i
arvsmassan (mutationer).
Sir Alex Jeffrey som bl.a. har upptäckt metoden att spåra faderskap i arvsanlagen och
metoden för att göra kriminaltekniska DNA-undersökningar, gjorde en studie där han
jämförde barn från Vitryssland med barn från Storbritannien. Där kom han fram till att ju mer
strålning de hade utsatts för ju mer genetiska förändringar kunde spåras.
Den svenska biologen Hans Ellegren har studerat ladusvalor som har häckat nära Tjernobyl
och jämfört med andra ladusvalor. Han kunde också spåra stora förändringar orsakade av den
ökade strålningen.
De har båda fått kritik och trovärdigheten i deras iakttagelser har ifrågasatts. En grupp ryska
forskare har undersökt vete som växt nära Tjernobyl och jämfört med vete som växt 3 mil
längre bort. De upptäckte att mutationsfrekvensen var ungefär 6 ggr högre hos vetet som
växte närmare Tjernobyl.
Om radioaktiv strålning kan ha uppkommigt naturligt, i tillräckligt stor mängd under en
längre tid, kan det ha haft en stor påskyndande effekt på evolutionen. Det kan även ha bidragit
till så stora förändringar att nya funktioner has individen uppkommigt.
18
4:5 Skapande av nya funktioner
Hur kan komplicerade organ som t.ex. däggdjurens hjärta uppkomma genom evolution? De
har som bekant två förmak samt två kammare som tillsammans sköter två olika blodomlopp,
ett till lungorna samt ett till resten av kroppen.
Vi kan tänka oss att det har inträffat mutationer i den del av cellens DNA som påverkar
cellerna i det redan färdigbildade hjärtat. Effekten av en sådan mutation blir i de flesta fall att
hjärtats funktioner störs och individen kanske dör. Även om en mutation av detta slag i vissa
fall skulle kunna ge positiva effekter är det mindre troligt att den skulle kunna ge upphov till
en övergång från ett hjärta konstruerat av två till ett hjärta konstruerat av fyra kammare.
För att en sådan övergång skulle kunna ske krävs mutationer som verkar tidigare i
individens utveckling redan i det stadiet där hjärtvävnaden bildades. I ett tidigt stadium hos
embryot består det blivande hjärtat av enbart en cell som redan då är bestämd som modercell
till det blivande hjärtat. Den enstaka cellen kommer att ge upphov till alla de olika celltyper
som så småningom ska utgöra det färdiga, fungerande organet.
Den enstaka modercellen till hjärtat innehåller samma genetiska kod som alla andra celler
men i den cellen är den del som styr bildandet av hjärtat aktiverat och det är den som kommer
styra de närmaste celldelningarna.
I detta skede kan en liten förändring i det genetiska programmet få omfattande
konsekvenser. En mutation som styr den del av cellernas DNA som styr den tidiga
utvecklingen kommer att påverka hjärtats hela fortsatta utveckling, kanske till och med hela
dess grundläggande arkitektur. Endast mutationer som på detta sätt gåt in och ändrar redan
innan organet har börjat bildas kan leda till att nya funktioner bildas utan att några
mellanformer behöver finnas. Mutationen måste alltså verka på embryot i ett så tidigt skede
att det inte har hunnigt börja bilda något hjärta för att ett nytt slags hjärta ska kunna bildas.
För att genomföra mer omfattande förändringar hos en individ krävs ständigt återkommande
förändringar redan vid ritbordet. Om man tillexempel vill byta färg på sin bil är det inget
problem att genomföra efter den har lämnat det löpande bandet. Om man vill ha bilen i 4dörrars modell istället för 5-dörrars måste man ingripa i ett tidigare stadium, det är dock
sannolikt att genomföra. Men om man vill ha bilen med explosionsmotor istället för ångmotor
måste man gå in och ändra redan vid ritbordet, innan produktionen startat.
4:6 Kontrollgener och signalsubstanser
Men hur går det till när små genetiska förändringar i en kritisk del av DNA-molekylen?
Svaret är att det vet man inte riktigt. Man vet helt enkelt för lite om de processer som bildar
de komplexa organen. Det svar som kan ges är principiellt och bygger på vissa kunskaper om
vissa principer man känner till om hur celler differentieras under embryonalutvecklingen.
Varje cell i kroppen innehåller det fullständiga genetiska programmet för hela organismen.
Muskelceller innehåller inte bara ”muskel-DNA”, hjärtcellen ”hjärt-DNA” osv. Det som
skiljer dessa celler åt är att det är ”muskel-DNA” respektive ”hjärt-DNA” som har varigt
aktiverat under utvecklingen. I skälva verket är cellens maskineri fyllt av kontroll- och
regleringssystem som, likt strömbrytare, relän och kondensatorer, styr vilka delar av DNAmolekylen som ska vara på- respektive avslagna vid olika tillfällen. Dessa kontrollsystem
reagerar i sin tur på olika signaler av olika slag, signaler som kan komma såväl inifrån cellen
själv som från omgivningen.
19
I själv verket finns det i cellerna särskilda gener som har som enda uppgift att svara på
signaler, att vara reläer. Dessa kallas kontrollgener och de slår på eller av de regioner i DNAmolekylen som kodar för såväl cellernas byggnadsmaterial som deras katalysatorer.
En kontrollgen behöver inte vara så stor, ändå kan den ha kontroll över viktiga effekter i en
stor del av DNA-koden. Det är genom förändringar i kritiska delar av kontrollgeners
genetiska kod som små genetiska förändringar kan förorsaka stora förändringar hos individen.
Hos blomväxter vet man t.ex. att en enstaka mutation i en kontrollgen kan radikalt förändra
bladform, stamförgrening, blomfärg och blommans organisation.
Alla gröna växter har klyvöppningar på bladen genom vilka bladet utbyter gaser med den
omgivande luften. Det finns en stor variation bland olika växtarter med avseende på hur tätt
klyvöppningarna sitter. Ofta, men inte alltid, har arter som växer i torra regioner färre
klyvöppningar per areaenhet än arter som växer i fuktigare områden. Det finns också inom
många arter en motsvarande variation mellan populationer från olika delar av artens
utbredningsområde. Om man plockar ett blad av t.ex. björk från Skåne och jämför det med ett
blad från Västerbotten kan det variera avsevärt. Kanske man också finner att denna skillnad är
genetiskt betingad, att den är en del av respektive björkars genetiska anpassning till miljön.
Vi har alltså två björklöv som skiljer sig från varandra med avseende på ganska komplexa
egenskaper. En klyvöppning är en ganska komplicerad anordning med bl.a. ett slags
svällkroppar som gör att öppningen kan öppnas och stängas. De celler som bildar en
klyvöppning skiljer sig radikalt från de övriga cellerna i bladet. Det kan då tänkas att det
skulle krävas en mäng olika mutationer för att ett blad med dubbelt så många klyvöppningar
ska bildas och att denna omvandling skulle ta oerhört lång tid.
Det behöver dock inte vara så komplicerat. Varje bladcell innehåller ju det genetiska
program som behövs för att just denna cell ska kunna bli den som inleder bildandet av en
klyvöppning. Låt oss därför anta att varje ny cell som bildas under bladets anläggande också
primärt är inställd på att få en framtid som klyvöppning, det är dess ”klyvöppnings-DNA”
som är aktiverat. Det som krävs för att cellen inte ska komma att ingå i en klyvöppning är att
en kontrollgen reagerar på något och stänger av denna region i DNA. Detta någonting är ett
kemiskt ämne, en signalsubstans, som bildas av klyvöppningscellerna själva.
I cellerna som ingår i den först bildade klyvöppningen kommer således denna
signalsubstans börja bildas. Den sprider sig ut till de omkringliggande cellerna som stänger av
”klyvöppnings-DNA”.
Koncentrationen av signalsubstansen sjunker med ökat avstånd från klyvöppningen. På ett
visst avstånd från klyvöppningen blir koncentrationen så svag att en ny klyvöppning bildas.
Den kommer i sin tur börja producera signalsubstans.
Avståndet mellan klyvöppningarna kommer därav helt bestämmas av hur känsliga cellerna
är för signalsubstansen. Om känsligheten ökar får vi ett större avstånd mellan
klyvöppningarna, och om den minskar kommer de sitta tätare. Det är fullt rimligt att en sådan
genetisk förändring är av enkelt slag t.ex. en mutation. Det är även rimligt att en sådan
mutation inträffar när björken bildas som frö, då kommer alla blad under alla år på denna
björk att få en förändrad täthet av klyvöppningar. Om denna förändring leder till en ökad
fitness kommer den genetiska förändringen att sprida sig i björkpopulationen i trakten.
20
Antalet klyvöppningar på de gröna
växternas blad bestäms genom en enkel
mekanism där klyvöppningscellerna
producerar en signalsubstans som hindrar
närliggande celler att också bilda
klyvöppningar.
4:7 Slumpen
Sannolikhetskalkyler är ett av de käraste fälten för de som vill kritisera evolutionsteorin.
Kopieringen av DNA mellan generationer är näst intill perfekt. Det är en förutsättning för att
livet skall kunna bestå. Samtidigt är den lilla avvikelse, det lilla felet en förutsättning för
evolutionen. Avvikelsen uppkommer genom mutationer och omkombinationer av föräldrarnas
arvsanlag vid den sexuella fortplantningen som är helt dominerande bland de högre
organismerna. Dessa avvikelser är slumpmässiga till sin karaktär vilket skapar tvivel hos
många som ifrågasätter evolutionen.
Ett av de vanligaste argumenten mot evolutionsteorin tar ju sin utgångspunkt just i att all
genetisk variation som selektionen verkar på ytterst har sin grund i slumpmässiga mutationer.
De slumpmässiga mutationerna brukar liknas vid en tornado som blåser genom ett
skrotupplag. Allt metallskrot skulle virvla upp i luften och sedan när de ramlade ner skulle de
bilda ett flygplan. Att något sådant skulle ske är så gott som omöjligt. En avancerad levande
organism är dessutom mycket mer komplicerad än ett flygplan till konstruktionen.
Det är en mycket vilseledande liknelse. Det är som att en encellig organism skulle muteras i
en generation och bli en häst. Det har ingen hävdat. Evolutionen bygger på att en gradvis
förändring som skett i flera miljoner steg.
Avvikelsen från perfektion vid informationsöverföringen gör det möjligt för livet att hela
tiden utvecklas och anpassa sig till förändrade villkor. Avvikelserna får konsekvensen att det i
varje ny generation bildar en avkomma där individerna är sinsemellan något olika. De bygger
att på samma tema som föräldrarna men de representerar små variationer på detta tema.
Det är här som slumpen kommer in i den evolutionära processen. Slumpen skapar variation
runt det givna temat, men temat i sig är inte slumpmässigt.
Samspelet mellan tema och slump kan illustreras med tärningsspelet yatzy. I yatzy skall
man kasta fem tärningar och försöka få en kombination som ger en hög poäng. Högst poäng
ger fem lika siffror, en yatzy. Man har tre försök att kasta tärningarna. Om man alla tre gånger
kastar alla tärningar är chansen att få yatzy 1 på 432, vilket är ganska otroligt.
I yatzy kan man dock behålla tärningar från tidigare kast och behålla de ”bra siffrorna”. Om
man utnyttjar det ökar chansen att få yatzy till ca. 1 på 20. Om man ökar antalet tärningar och
antalet kast så ökar även skillnaden i sannolikhet att få yatzy drastiskt.
21
Om vi ska likna detta vid evolutionen så är tärningarna gener. De ”bra” generna sparas
meddans de dåliga slås om. Eftersom de bra generna bevaras använder sig evolutionen av den
metod där man sparar bra tärningar. Inte som exemplet med flygplanet där alla tärningar slås
om. Eftersom generna består av så många tärningar och ett otroligt antal slag görs ökar
sannolikheten jämfört med metoden att slå om alla tärningar väsentligt.
En skillnad är dock att i yatzy spelet finns det tydliga satta regler bestämda av en
utomstående kraft. Så är inte fallet med evolutionen, där finns ingen sådan kraft. I naturen
bestämmer anpassningen till miljön vilka tärningar som är ”bra” och ska sparas. Men miljön
kan ändras och då ändras reglerna för vilka tärningar som ska sparas, andra gener blir
gynnade.
4:8 Kartläggningen av människans DNA
För bara några dagar sedan presenterade de två konkurrerande forskningsgrupperna
Hugo/HGP och Celera världens första kompletta karta över människans DNA. De
publicerades i de två vetenskapliga tidskrifterna Nature och Science.
De har alltså fastställt ordningen på de ca tre miljarder baspar som människans DNA består
av. Man fann att antalet gener är betydligt mindre än man innan hade trott: 32000 i Hugo,
26000 i Celera. Eftersom generna är så svåra att spåra räknar man med att hitta upp till ca
35000 st. till år 2003. Det innebär att vårt DNA enbart utgörs av ca 2% gener.
Anledningen till att vi människor är mer avancerat uppbyggda än möss och maskar beror
alltså inte på att vi har många fler gener utan att vi kan producera en större variation av
protein.
Det som var mest intressant var dock att det enbart är en mycket liten variation i basparen
som medför skillnaden mellan olika individer. Denna kunskap kommer troligen inom en snar
framtid ge många svar på hittills obesvarade frågor angående evolutionen.
5. Människans ursprung
Ett av problemen när man vill studera människans uppkomst är att det inte finns några
skriftliga källor från denna tid. Skriftliga källor äldre än ca. 5500 år finns inte att tillgå, och
därför är det nästan omöjligt att bevisa att något har gått till på ett visst sätt. Man kan bara
försöka ge en rimlig förklaring, men att bevisa att något verkligen är sant går inte. För att
kunna ge en förklaring som bevisligen är sann krävs det att man kan återskapa
händelseförloppet och att det finns tillförlitliga dokument. Inget av detta uppfylls när man
studerar människans uppkomst.
De fossila mellanformer som anses bevisa, eller har ansetts bevisa människans härstamning
från aporna kan delas in i fyra kategorier:
- Falsarier, d.v.s. fynd som visat sig vara helt falaktiga.
- Fossil av varianter av människosläktet, och inte mellanformer mellan apa och människa.
- Fossil av utdöda apor.
- Fossila fynd som möjligen kan anses vara någon mellanform. Om detta är riktigt är en
tolkningsfråga.
22
5:1 Piltdownmänniskan
Det har hänt ett flertal gånger att forskare har gjort allvarliga felsteg i sin iver att hitta den
felande länken mellan apa och människa. Det kanske mest kända misstaget är den s.k.
Piltdownmänniskan. Det började med att en arbetare i ett grustag i Piltdown, sex mil söder om
London hittade en del av en människoliknande skalle. Fyndet lämnades över till
amatörgeologen Charles Dawson, som sommaren 1912 började göra utgrävningar vid platsen.
Efter en tids utgrävningar gjordes ett fynd av en underkäke som verkade passa till den funna
skallen. Fynden av den "felande länken" publicerades två år senare under det imponerande
namnet Eoanthropus dawsoni, allmänt känd som Piltdownmänniskan. Skallen var stor, medan
underkäken var mer aplik. Trots att flera forskare tvivlade på att delarna hörde ihop
accepterades fyndet som en förfader till människan. Genom en "fantastisk slump" hittades
1915 ytterligare ett fynd som innehöll precis de delar som saknades för att man med säkerhet
skulle kunna para ihop skalle med underkäke. Inte förrän 1953 uppdagades det att
Piltdownmänniskan var en medveten bluff. Skallen kom antagligen från ett av pestens offer
och underkäken visade sig komma från en orangutang. Tänderna på underkäken hade filats
för att passa med överkäkens tänder.
5:2 Nebraskamannen
Ett annat exempel på misstag som begåtts av forskare är den s.k. Nebraskamannen,
Hesperopithecus haroldcookii. Fyndet utgjordes av en enda tand, hittad i västra Nebraska
1922. Dr Henry Osborn vid Colombia University undersökte tanden. Han tyckte att hade vissa
karakteristiska drag som påminde både om chimpans, javamänniska och modern människa.
Slutsatsen han kom fram till var att tanden kom fån mellanform mellan apa och människa.
När "upptäckten" blev känd basunerade massmedia ut att den felande länken mellan apa och
människa var funnen. Illustrated London Times publicerade en artikel om Nebraskamannen.
En konstnär hade gjort en mycket skicklig illustration som föreställde herr Nebraskaman med
fru, allt rekonstruerat från en bit av en tand. Det visade sig senare att tanden kom från en
utdöd grisart. När det uppdagades att Nebraskamannen var ett stort misstag fick detta
självklart inte lika stor uppmärksamhet som när den "felande länken" publicerades.
Dessa två exempel på stora misstag är självklart inget bevis för att människan inte har
utvecklats från aporna. Det som dessa exempel visar är att forskare har gjort felsteg, och det
tyvärr finns en risk att detta kan hända även idag.
5:3 Homo Neandertahlensis
När de första fynden av Neandertalare gjordes i mitten av 1800-talet fick Homo
Neandertahlensis snabbt "felande länk-status". Forskarna ansåg att Neandertalmänniskans
ryggrad inte var konstruerad så att den skulle kunna gå upprätt. Bilden av
Neandertalmänniskan som primitiv och brutal apmänniska pumpades ut i massmedia. Inte
förrän 1957 kom man fram till att skillnaden mellan Homo Neandertahlensis och Homo
Sapiens Sapiens (den moderna människan) endast var ytliga. Neandertalarna gick troligen
upprätt precis som vanliga människor. De kunde sannolikt också tala, eftersom man har hittat
det speciella s.k. hyoidbenet i Neandertalfynd som är en förutsättning för att människan ska
kunna tala. Det mesta talar för att Neandertalmänniskan bara var en variant av den moderna
23
människan. En del forskare anser t.o.m. att Neandertalaren var en modern människa med
någon sjukdom som medförde förändringar i skelettet , t.ex. engelska sjukan eller syfilis.
5:4 Homo Erectus och Homo Habilis
Det finns mycket som tyder på att även Homo Erectus endast är en variant av
människosläktet. Javamänniskan (Pithecanthropus erectus) och Pekingmänniskan
(Sinantropus) är varianter av Homo Erectus. Tyvärr kan det ha begåtts misstag även vad gäller
Homo Erectus. Eugene Dubois som hittade Javamänniskan gjorde även ett fynd, kallat
Wadjak, som direkt talade emot att Javamänniskan skulle kunna vara en felande länk.
Homo Habilis framställs i skolans läroböcker som en mänsklig förfader. Något fynd av ett
komplett Homo habilis-skelett har faktiskt aldrig gjorts. Det man har hittat är två olika typer
av Homo Habilis, en större typ och en avsevärt mindre. Avgjutningar av insidan av kranierna
har visat stora skillnader mellan de olika typerna. De mindre skelettdelarna är mycket lika
Australopithecus, och de större liknar Homo Sapiens. Det kan alltså även i det här fallet röra
sig om varianter av utdöd apa respektive modern människa.
5:5 Lucy
1974 så fann forskaren Don Johansson 45% av ett skelett som var
mycket gammalt som fick namnet Lucy efter Beatles-låten. Forskarna
drog slutsaten att det var en hona med tanke på storleken. Dateringen
fick fram att skeletet var 3 miljoner år gammalt, och fick det finna
namnet Australopithecus Afarencis. Forskaren (Johansson) studerade
Lucy och drog slutsaten att Lucy var vår äldsta kända förfader.
Det tog inte lång tid innan alla natur museer ordnade special
utställningar med temat Lucy. Men då får man inte glömma att det är
väldigt svårt att rekonstruera hur en art ser ut när man bara har till
gång av en liten bit av skelettet. Det flera tillfällen när forskare fått
olika bilder av samma skalle ett exempel är 1770 KNM-er (en skalle)
då ansåg vissa forskare att det var en apskalle medan andra
mäniskoskalle. Det forskare gör när de inte har tillgång till alla bitar i
en skalle är att de gör egna bitar så att till slut blir en hel skalle. Levin
som satte ihop skallen (han gjorde en massa gipsbitar själv)
arbetskompis skrev i en bok ett stort osäker moment var vinkeln
mellan käken och kraniet. En gång sa även Leakey "Ja om du höll det
på ett sätt så liknade en sak och höll du den på ett annat sätt så såg den
ut som något annat".
I Vetenskapens värld (tv programmet) så handlade ett program om
Lucy. Där fick man se en mänsklig apa som gick om kring upprätt.
Forskarna hade kommit fram till den upprätta gången genom studier på
bäckenbenet. Bäckenbenet såg inte alls vittnade om upprätt gång när
det hittades. En forskare tänkte sig att då att bäckenbenet hade omformas av marktrycket och
visst är det möjligt. Han visade det med hjälp av en dator där han simulerade att om man
bryter isär bäckenbenet och sätter in hop det skulle detta tyda på att Lucy gick upprätt.
24
Böcker och tidningar brukar inte ta med att knäleden (den som teorin om upprätt gång
bygger mycket på) hittades 3 kilometer från den plats där man hittade resterna av Lucy och
inte nog med de jordlagret som man hittade knäleden låg 80 meter under den nivå där Lucy.
1995 publicerade Martin Häuster och Peter Schmid från universitet i Zurichen artikel i
Journal of Human Evolution. De hade gjort en analys av Lucys bäckenben och slutsaten var
att bäcken benet var för trångt för att det skulle kunna vara en hona.
1978 så gjorde Mary Leakey ett fynd av fossila fotavtryck i norra Tanzania. Fotavtrycken
daterades till 3.6 miljoner år gammalt. Avtrycken var på vulkan aska så därför kunde de
bevaras så bra och länge. Det är totalt 69 fot avtryck på en sträcka på 10 meter fotavtrycken
skrivs i böcker vara Australopithecus Afarencis alltså samma art som Lucy. Mery Leakey sa
ett år efter fyndet att spåren var "anmärkningsvärt lika moderna människors spår"
6. Källkritik
Eftersom nya upptäckter görs hela tiden har jag försökt använda mig av så nya källor som
möjligt, vilket jag själv tycker att jag har lyckats ganska bra med.
När man läser något så är det sällan objektivt. Författaren har sin egen tro som speglar
texten. Antingen beskrivs evolutionen rakt upp och ner eller så förnekas den totalt. En
diskussion förekommer sällan. Därför är det extra viktigt att se vad som är fakta och vad som
är någons tro. Det kan vara mycket svårt för att nästan allt som har med detta ämne att göra är
mycket svårt om inte helt omöjligt att bevisa till 100%.
Speciellt svårt är det att finna några 100 procentiga bevis för kreationismens idéer. Det
beror på att det ligger på ett betydligt mer filosofiskt plan och speglas därför helt av olika
personers egen tro.
7. Slutsats
Evolution i någon form nämns inte i bibeln, ändå har de flesta som förespråkar
kreationismen accepterat att mikroevolutionen existerar. Det beror på att den är bevisad och
att inte acceptera det skulle minska ens trovärdighet. Det finns dock stora frågetecken vad det
gäller makroevolution. För att ett nytt organ ska bildas genom långsamma genetiska
förändringar krävs att ett icke färdigutvecklat organ skall gynnas av evolutionen. Jag har svårt
att se att ett sådant organ skulle höja en individs fitness.
Att det skulle saknas mellanformer är dock inte ett korrekt antagande. Det kan vara så men
det är svårt att bevisa. Då måste man först svara på frågor som: Vad är en mellanform? Och
hur bestämmer man om en art är en mellanform. Eftersom inte två individer är identiska och
att den evolution hela tiden sker innebär att alla arter är mellanformer. Endast en perfekt art
som inte kan förbättra sin anpassning till miljön skulle då klassas som en färdig art.
Om det skulle finnas rudimentära organ skulle det tala mycket för evolutionen men det är
svårt att bevisa. Som det ser ut idag så finns det organ som inte används och skulle kunna vara
rudimentära organ. Men vem vet om man en dag kommer finna en funktion för dem.
Om jorden inte skulle vara äldre än 6000-10000 år skulle det nästan vara ett bevis för att
evolutionen inte skulle ha bidragit till alla arter som finns idag. Det är nästan alla överens om
att den evolutionen skulle ta mycket längre tid. Hur exakt den åldersberäkning som gjorts på
25
jordens ålder är kan diskuteras. Jag skulle vilja påstå att det finns tillräckligt med ”bevis” för
att den är betydligt äldre, tom så gammal att en evolution skulle vara teoretiskt genomförbar.
Det är dock inget bevis för att den skulle ha gjort det.
Den skapelseberättelse man finner i bibeln kan tolkas på många olika sätt. Om man tolkar
den ordagrant ter den sig mycket olågisk. Den förklarar bl.a. inte hela universums uppkomst
utan bara jordens. Ordagrant tolkad berättar den även om en mycket gammal världsbild med
himlen som ett tak över jorden men stjärnor sittande på. Det vittnar om att den är skriven av
människor för mycket länge sedan när man inte hade kommigt lika långt inom forskning.
Detta gör att man kan ifrågasätta dens trovärdighet.
Hittills har man inte lyckas skapa liv i ett laboratorium men man är inte långt ifrån. Det
råder delade meningar om det är möjligt. Personligen har jag inte tillräcklig kunskap om det
för att ha en egen åsikt, men om liv en gång skapades på naturlig väg borde det gå att göra i
ett labb. Om man en dag lyckas med detta experiment så har man tagigt ett stort steg i att
bevisa evolutionen. Om människan kan skapa liv så behövs ingen gud som skapar det.
Små mutationer på ”rätt ställe” i den genetiska koden kan medföra omfattande förändringar
hos en individ. Om man förutsätter att evolutionen har pågått i flera miljarder år så vet man
mycket lite om de förhållanden som rådigt. Om hög radioaktiv strålning har förekommigt
under en period skulle det kunna leda till mer omfattande mutationer. Då skulle det inte
behöva finnas så många mellanformer utan en övergång skulle kunna ske under få
generationer.
Eftersom man har kommigt fram till att människan inte har mer än ca 35000 gener och att
enbart en liten förändring kan få omfattande orsaker. Vi vet dock relativt lite om människans
evolution. Den evolution som skulle ha skett mellan de olika tidiga apmänniskorna är dock av
mikrokaraktär. Inga stora förändringar har troligtvis skett, de organ som har funnits har bara
utvecklats och blivigt mer effektiva.
Evolutionen fungerar trots allt i teorin med vissa frågetecken. Kreationismen är en mycket
gammal och konservativ teori. Jag ser inte att det finns några riktigt sakliga argument som
talar för att en gud skulle ha skapat jorden och allt liv. De som förespråkar kreationismen
försöker bara motbevisa evolutionen. Genom att motbevisa evolutionen har man inte på något
vis bevisat skapelsen.
Evolutionen är idag inte bevisad men enligt mig är det den ända teoretiskt gångbara teorin
om hur livet och arterna har uppkommigt.
26
8. Källförteckning
Böcker
Arvets kultur Susanne Lundin 2000 Nordic academic press
Djur med nya gener Peter Sylwan 1992 Atlantis AB
Den skapande evolutionen Torbjörn Fagerström 1995 ScUP
Vårt ursprung? Mats Molén 1991 Umeå FoU
Livets uppkomst Mats Molén 2000 XP media
Om arternas uppkomst Charles Darwin omarbetad av Richard E.Leakey 1980 Bonniers
Hur människan blev till Richard Leakey 1995 NoK
Varför människan blev människa Robert Foley 1998 Dualis
Om människan Karl-Erik Fichtelius 1999 Brain Books
Internet
http://www.nature.com
http://www.genesis-vus.se/
Tidningar/tidskrifter
Dagens Nyheter 2000-10-07 Livet uppstod i underjorden Karin Bojs
Svenska Dagbladet 1999-09-05 Darwin ännu inte självklar i skolan
Svenska Dagbladet 2001-02-13 Människans allra innersta hemligheter kartlagda
Övrigt
Föreläsning Mats Molén Kreationism
27