Evolutionen
Hur vet vi att den ägt rum?
Dan Larhammar
Inst f neurovetenskap
Uppsala universitet
Tel 018-471 4173
[email protected]
www.anst.uu.se/dla05000/
eller:
bevisen för evolutionen
som Darwin
skulle ha jublat åt
1
Innehåll
Bakgrund
Bevis för evolutionen
Missförstånd av, och lögner om, evolutionen
kreationism
"intelligent design"
Why bother about creationism?
Denial of evolution will have consequences for views on:
- Preservation of biodiversity
- Sustainable development
- Climate change
- Food production
- Plant and animal breeding
- Animal ethics
- Strategies to treat diseases, especially infectious diseases
etc.
2
Charles Darwin, 1809-82
On the Origin of Species, 1859
Darwin Day: 12 February
Grundförutsättning: Jorden är gammal - 4,5 miljarder år
Evidens för evolution från många vetenskaper
Paleontologi-geologi
Jämförande fysiologi och anatomi (rudiment)
Utvecklingsbiologi (developmental biology)
Ekologi
Biogeografi
Kontinentaldrift
Populationsbiologi
Molekylärgenetik
Evolutionen har upptäckts
flera gånger!
Doug Futuyma
3
Biologisk evolution:
Genetisk förändring över tid
(dvs förändring av organismernas ärftliga egenskaper)
Bananfluga
Drosophila melanogaster
Vanliga missförstånd om evolutionen
Den starkaste överlever.
Evolutionen är helt slumpmässig.
Evolutionen är bara en teori.
Det naturalistiska felslutet:
att tolka ett "bör" från ett "är".
4
Evolutionen kan inte förutsäga!
Egenskaper uppstår inte för ett givet syfte.
"…evolved in order to…" 325.000 Google hits 2010-12-13
Individer med ärftliga egenskaper som visar sig
fördelaktiga (dvs ger talrikare avkomma) har
större chans att föra sina gener vidare till
kommande generationer än de individer som har
mindre fördelaktiga gener.
Evolutionen kan selektera endast bland de
varianter som råkar uppstå.
Bör formuleras: "…was selected due to its ability to…"
Evolutionens oundviklighet
Jorden är gammal.
Livet uppstod för länge sedan.
Individer varierar m a p reproduktionsförmåga.
Variationen är ärftlig.
Fler individer uppstår (föds) än som når reproduktiv ålder.
Evolution är oundviklig
Utmaningen är inte för biologer att förklara hur evolution kunnat ske.
Utmaningen är för kreationister att förklara hur evolution inte skulle kunnat ske.
5
Litteratur om evolutionen
Douglas J. Futuyma: Evolution
Ernst Mayr
Edward O Wilson
Luigi Luca Cavalli-Sforza
Stephen Jay Gould
Richard Dawkins: The Selfish Gene, 1976
The Blind Watchmaker, 1986
River out of Eden (Sw: Livets flod), 1995
Climing Mount Improbable, 1996
Unweaving the Rainbow, 1998
The Ancestor's Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Life, 2004
The Greatest Show on Earth (Sw: Så gick det till), 2009
Dan Dennett: Darwin's Dangerous Idea
Carl Zimmer: Evolution: The triumph of an idea, 2001
David Quammen: The Kiwi's Egg, 2006
Peter Gärdenfors: How Homo became sapiens, 2000
David Sloan Wilson: Darwin's Cathedral, 2002
John C. Avise: Evolutionary pathways in Nature, 2006
Daniel J. Fairbanks: Relics of Eden – the powerful evidence of
evolution in human DNA, 2007
Jerry A. Coyne: Why evolution is true, 2009
Staffan Ulfstrand: Darwins idé, 2008 m fl
Torbjörn Fagerström: Den skapande evolutionen, 2009
Fredrik Sjöberg: Vi och dom, 1997
Lasse Berg: Gryning över Kalahari, 2005
Birgitta Forsman: Arvet från Darwin, 2009
Jonathan Lindström: Allt från början - från urcell till människa, 2003
Lar Johan Erkell: Intelligent design – om teorin som inte finns, 2009
Den skapande evolutionen
Torbjörn Fagerström
Nya Doxa
Arvet från Darwin
Religion, människa, moral
Birgitta Forsman
Fri Tanke
6
National Center for Science Education
!
!!
Defending the Teaching of Evolution in the Public Schools!
!
www.ncseweb.org!
www.talkorigins.org!
http://www.biologi.kva.se/
Välj: Arkivet
"Evolutionary Science, Creationism, and Society",
Chapter 22 from "Evolution" (2005) by Douglas J. Futuyma
"Evolutionsvetenskapen, kreationismen och samhället"
Svensk översättning av kapitel 22 från "Evolution" (2005) av Douglas J. Futuyma
7
Nya data bekräftar evolutionen:
Studier av gener
Genom
Kromosom
DNA
Gen
Avsnitt av DNA-molekyl
Genetiska koden: en triplett kodar för en aminsyra
ggccATGCAGTGGGATCATTTTCTGCCG..TGAtaactaacg!
MetGlnTrpAspHisPheLeuPro..Trm(=stopp)!
Aminosyror (metionin, histidin, leucin, etc) bygger upp
proteiner.
8
Many species have considerably
more DNA than humans (but not
necessarily more genes)
Salamander: 120 Gb
Homo sapiens: 3 Gb
Neuse river waterdog (Necturus lewisi)
Slender/spotted lungfish, 80 Gb, 2n=68
Protopterus dolloi (Africa)
Norway spruce:
~17 Gb
Largest genome: Paris japonica, Melanthiaceae
150 Gb (50 times the human genome!)
Assumed octaploid, hybrid of four species
Nevertheless only 40 chromosomes
9
Genomstorlekar
Genomets storlek
miljarder baspar
Människa
Homo sapiens
3,5
Bananfluga
Alligator
Lök
Lungfisk
Drosophila melanogaster
Alligator mississippiensis
Allium cepa
Protopterus dolloi
0,18
2,8
16,4
160
1/20
5x
45x
Some species have considerably
more genes than humans!
Goldfish:
40.000-50.000?
Poplar, Populus trichocarpa
(black cottonwood)
45.500
Science, 2006
10
Woodland strawberry (smultron)
Fragaria vesca
240 Mb, 2n=14
35,000 genes
Garden strawberry (jordgubbe)
Fragaria x ananassa
2n=56
140,000 genes?
Molekylära evidens för evolutionen
1) Arvsmassan innehåller mängder av DNA utan information eller specifik funktion.
Evolverar snabbt men är mycket likt mellan närbesläktade arter.
2) Pseudogener.
Inaktiverade på samma sätt hos närbesläktade arter.
3) Vissa genvarianter (alleler) är mer lika varandra mellan arter än mellan individer
inom en art.
4) Genernas (ologiska) platser i genomet visar att arter har gemensamma
föregångare.
11
Vitamin C synthesis
The enzyme L-gulono-gamma-lactone-oxidase (GULO)
catalyzes the last step in the biosynthesis of ascorbic
acid (vitamin C).
The gene is present in all hominoids but is inactivated in
them all. It has accumulated numerous inactivating
mutations, hence it was inactivated a long time ago:
before New World monkeys (Platyrrhini) och Old World
monkeys (Catarrhini) diverged 35-45 Mya.
The human gene has retained 5 of the 12 exons. They
have numerous mutations, many of which inactivate the
gene.
The guinea pig gene was
probably inactivated later than
the primate gene.
Katters likgiltighet för socker
Sötmareceptorn TAS1R2 har en deletion på 247 bp i exon 3 och stopkodoner i exon 4 och 6
(Li et al., PLoS 2005). Tiger och gepard har samma mutationer.
Således även lejon, panter, lo och puma enligt kattfamiljens evolutionära träd (Yu & Zhang,
2005).
12
PLoS Biology 2008
Placentala däggdjur har kvar generna för vitellogeniner,
proteiner som finns i äggula från den tid våra förfäder lade
ägg.
Generna blev pseudogener ca 150 Mya (million years ago).
Monotremata (näbbdjur och myrpiggsvin) som lägger ägg
har kvar en funktionell gen för vitellogenin.
Mjölkproteinerna kaseiner uppstod från Ca-bindande
fosfoproteiner i däggdjurens föregångare ca 200-310 Mya.
Myrkott
tandlös
Bälta
tänder utan emalj
Sengångare
tänder utan emalj
Gris
tänder med emalj
13
Det vomeronasala organet (VNO, Jacobsons organ)
Finns hos 90% av alla människor.
Emellertid verkar det vara icke-funktionellt:
- nervcellerna kopplar inte upp sig till hjärnan
- receptorerna är inte funktionella
- jonkanalen TRP2 är inte funktionell
Bear et al.
Box 8.2
Fig. A, p 267
Psuedogenization of TRP2 in hominoids ~23 million years ago
Zhang & Webb, PNAS 2003
The branch lengths are not drawn to
scale except for the timing of the two
nodes with black dots.
14
Molekylära evidens för evolutionen
1) Arvsmassan innehåller mängder av DNA utan information eller specifik funktion.
Evolverar snabbt men är mycket likt mellan närbesläktade arter.
2) Pseudogener.
Inaktiverade på samma sätt hos närbesläktade arter.
3) Vissa genvarianter (alleler) är mer lika varandra mellan arter än mellan individer
inom en art.
4) Genernas (ologiska) platser i genomet visar att arter har gemensamma
föregångare.
Fyrdubblat kromosomantal i människa
och andra käkförsedda ryggradsdjur
jämfört med ryggradslösa djur.
Hox-kluster i lansettfisk, Amphioxus
COL
NPY
DLX
WNT
EVX HOX
Härledd ursprunglig
Hox-kluster region
i pre-vertebrat
Hsa2
Hsa7
Hsa12
Hsa17
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
COL3A1 COL5A2
COL1A2
NPY
EVX HOXD
DLX
2
2
DLX
WNT EVX HOXA
5
COL2A1
2
WNT
1
HOXC
1
COL1A1
PYY PP DLX
3
WNT
HOXB
3
15
Major Genomic Events:
Tetraploidizations in early
vertebrate evolution
Amphioxus
Tunicates
Hagfishes
Lampreys
Cartilag. fishes
Bony fishes
Amphibians
Mammals
Two
tetraploidizations
2R
500
Teleost
tetraploidization
3R
400
300
Birds (among reptiles)
Reptiles
200
Million years B.P.
(before present)
100
Synreceptorer i primater
Ancestral
chromosome
OPN1SW
OPN1LW
GNAT
GNAI
PLXNA
Hsa1p
RHO2
OPN1LW
GNAT2
GNAI3
PLXNA2
Hsa3q
RHO
OPN1LW
GNAT1
GNAI2
PLXNA1 PLXNB1
CLCN2
FLNB
Hsa7q
OPN1SW
=SWS1
OPN1LW
GNAT3
GNAI1
PLXNA4
CLCN1
FLNC
HsaXq
SWS2
OPN1LW OPN1MW
PLXNB
CLCN
FLN
CLCNKA
PLXNA3 PLXNB3
FLNA
PLXNB2
Two ancestral opsins: blue and red
Chromosomal duplications of this pair, followed by multiple losses particularly in
mammals
Figure from Dan Larhammar, Karin Nordström & Tomas Larsson
Phil. Trans. R. Soc. B Sept. 2009
16
Vetenskap
"Föryngring
Ett kort steg
stort steg fö
Variation. Hälften av våra genkopior kan ha uppstått när arvsmassan fördubblades två gånger för en
halv miljard år sedan. Laxen (t.h.) tillhör gruppen egentliga benfiskar, som har dubblerat sin arvsmassa
hela fyra gånger.
Humaniora o
jämställda ä
Bild: Power and Syred / Science Photo Library
Nobelpriset
Tacka dna-explosionerna för att
du finns
Kryptiska kr
Arktis är ute
Vid några avgörande ögonblick för ungefär en halv miljard år sedan fick våra
föregångare plötsligt massor av nya gener. Spåren syns fortfarande tydligt i vår
Tacka dna-explosionerna för att du finns | Forskning & Framsteg | Populärvetenskapligt magasin
arvsmassa.
Våra gener - tänk om vi
Du kanske ä
Text: Dan Larhammar Lars G. Lundin
Ur F&F 9/2012
PRENUMERERA
DelaLarhammar och Lars G. Lundin
Dan
BIOLOGI NEUROVETENSKAP MOLEKYLÄR CELLBIOLOGI
TOPPÄMNEN:
Det var en radikal idé, något för radikal för sin tid. I en bok
som kom Fysik
ut 1970Medicin
påstodTeknik
den
Nr
9/2012
japansk–amerikanske genetikern Susumu Ohno att ryggradsdjurens hela arvsmassa har
dubblerats flera gånger. Det var ett försök att förklara hur nya gener med specialiserade
funktioner kan ha uppstått under evolutionen.
Historia
Astronomi
Sök bla
naturve
samhäl
Signerat
Tacka dna-explosionerna för att du finns | Forskning & Framsteg | Populärvetenskapligt magasin
Vete
Våra gener –
tänkt fel
"F
Et
st
Variation. Hälften av våra genkopior kan ha uppstått när arvsmassan fördubblades två gånger för en
halv miljard år sedan. Laxen (t.h.) tillhör gruppen egentliga benfiskar, som har dubblerat sin arvsmassa
hela fyra gånger.
Hu
jäm
De hittills funna ge
No
förklarar en bråkde
Kr
finns hos befolknin
Ar
eller har vi tänkt fe
Vid några avgörande ögonblick för ungefär en halv miljard år sedan fick våra Marianne Rasmuso
Du ka
föregångare plötsligt massor av nya gener. Spåren syns fortfarande tydligt i vår
Bild: Power and Syred / Science Photo Library
Tacka dna-explosionerna för att
du finns
arvsmassa.
Bland växter är fenomenet välkänt. Potatis, vete och jordgubbe har dubblerat hela sin
Text: Dan Larhammar Lars G. Lundin Ur F&F 9/2012
Dela
arvsmassa så att de har två, tre respektive fyra uppsättningar.
Men
kritiker
tvivlade påMOLEKYLÄR
att
BIOLOGI
NEUROVETENSKAP
CELLBIOLOGI
Våra gene
Tre miljarder tecken
G – uppdelade på 2
skulle man kunna be
Det var en radikal idé, något för radikal för sin tid. I en bok som kom ut 1970 påstod den
japansk–amerikanske genetikern Susumu Ohno att ryggradsdjurens hela arvsmassa har
http://fof.se/tidning/2012/9/artikel/tacka-dna-explosionerna-for-att-du-finns
dubblerats flera gånger. Det var ett försök att förklara hur nya gener med specialiserade
funktioner kan ha uppstått under evolutionen.
Ge bort en
Signerat
prenumeration!
10 nummer 649 kr
2 nummer 75 kr
Våra g
tänkt
Lä
De hittill
förklarar
finns ho
eller har
Marianne
Tre miljar
Kommande föreläsn
Bland växter är fenomenet välkänt. Potatis, vete och jordgubbe har dubblerat hela sin
Två fördubblingar av arvsmassan i ryggradsdjurens tidiga
evolution
varjefyra uppsättningar. Men kritiker tvivlade på att
G – uppd
arvsmassa
så att deledde
har två,till
tre att
respektive
skulle ma
kromosom gick från 1 till 2 till 4 exemplar. Varje horisontell linje visar en kromosom
[14 november]
och boxarna symboliserar gener. Fyrdubblingen av en krosmosom kunde alltså leda
Om den snabba uppvärmninge
http://fof.se/tidning/2012/9/artikel/tacka-dna-explosionerna-for-att-du-finns
till fyra kopior av varje gen. Bilden visar hur den gröna Hox-gruppen (som i sig
moln
ursprungligen bestod av 14 gener intill varandra) fyrdubblades och fortfarande finns i
Caroline Leck, professor i kemis
fyra exemplar hos broskfiskar (hajar och rockor) liksom hos de fyrfota djuren och
SU.
några få arter av benfiskar. De egentliga benfiskarna, teleosterna, fördubblade
genomet ytterligare en gång och har åtta Hox-grupper. Många intilliggande gener
blev likaledes mångfaldigade när denna kromosom duplicerades, exempelvis de
viktiga natriumkanalerna (blå). Natriumkanalerna har sedan fått ytterligare kopior
efter fyrdubblingen av kromosomen, medan genfamiljen CSRNP, som kan hämma
PhD Positions in Psychology
tumörtillväxt, i stället har förlorat kopior.
17
Lediga jobb
Kreationism (skapelsetro)
&
intelligent design (ID)
www.genesis.nu
Förlaget XP Media
Skapelsemuseum i Umeå:
Den förhistoriska världen
www.dinosaurier.nu
18
Citat från Krister Renards hemsida "Biokemi och evolution"
"Studiet av cytokrom c verkar tyda på att det evolutionära
avståndet mellan bakterier och så vitt skilda arter som
jästsvampar, solrosor, silkesmaskar, tonfiskar, kycklingar och
människor är i stort sett detsamma. Alla dessa arter skulle
således vara lika närstående släktingar till bakterierna, en
slutsats som verkar helt absurd utifrån evolutionsperspektivet."
(Senast kollat 2014-02-19)
Krister Renard, f 1942
Från Krister Renards hemsida "Biokemi och evolution"
Renard har avsiktligt
låtit bli att jämföra de
olika eukaryoterna
med varandra!
Biologers verkliga uppfattning om evolutionen
häst
duva
tonfisk
silkesfjäril
jäst
vete
bakterie
19
Mats Molén!
!
”Helt uppdaterad med nya
fakta och forskningsrön inom
området.”!
Citat från Mats Moléns bok:!
!
Sid 100: ”En ung ålder på fossil stöds
även av kol-14-dateringar på
’miljontals’ år gamla fynd, vilket
indikerar att en ung ålder är trolig.”!
Sid 118: Fossil med ”av evolutionister
väntad ålder” på 142-250 miljoner år
har med kol-14-metoden daterats till
20.700-33.700 år.!
Halveringstid för kol-14 är:
Marianergraven 11034 m
20
Dmitri A. Kuznetsov!
!
Int J Neurosci 1989 Nov;49(1-2):43-59 !
In vitro studies of interactions between frequent and unique
mRNAs and cytoplasmic factors from brain tissue of several
species of wild timber voles of northern Eurasia,
Clethrionomys glareolus, Clethrionomys frater and
Clethrionomys gapperi: a new criticism to a modern
molecular-genetic concept of biological evolution.!
Lack of experimental support for Kuznetsov's criticism of biological evolution. !
!
Dan Larhammar!
!
Int J Neurosci 1994 Aug;77(3-4):199-20 !
Intelligent Design
Discovery Institute i Seattle (kristen lobbyorganisation)
Michael J. Behe, professor i biokemi, Lehigh Univ, Pennsylvania:
Darwin's Black Box: "Irreducibly complex systems"
Kitzmiller v. Dover trial
Judge John E. Jones III
ID började med "Of Pandas and People: The Central
Question of Biological Origins" (Percival Davis)
Bokmanuskript före 1987:
Creation means that various forms of life began abruptly
through the agency of an intelligent creator…
1989, efter dom mot kreationism i Louisiana 1987:
Intelligent design means that various forms of life
began abruptly through the agency of an intelligent
creator…
21
"Irreducibly" complex systems
Bacterial flagellum:
"From The Origin of Species to the origin of bacterial flagella"
Pallen & Matzke
Nature Reviews Microbiology 4:784-790, Oct 2006
home.planet.nl/~gkorthof/pdf/Pallen_Matzke.pdf
The eye:
"Casting a genetic light on the evolution of eyes"
R. D. Fernald
Science 313:1914-1918, 29 Sept 2006
sciencemag.org/cgi/content/abstract/313/5795/1914
The complement system:
"Evolution of the complement system"
Nonaka & Yoshizaki
Molecular Immunology 40:897-902, 2004
22
Islamic creationism
Harun Yahya (≈"Aaron John"), pen name for
Adnan Oktar, born in Ankara in 1956.
No scientific education.
Published "Atlas of Creation" in 2006.
Edited by Timothy Mossman.
~800 pages (6 kg) with pictures of fossils and extant species. Many of the
photographs were obtained without permission (according to Wikipedia).
Tens of thousands of copies have been distributed to schools, researchers
and universities in Europe and the US.
From web page: !
"This book will provide you with […] a closer examination of a variety of fossil
specimens, millions of years old, that are still able to declare, 'We never underwent
evolution; we were created.' The fossils discussed and illustrated in this book are
just a few examples of the hundreds of millions of specimens that prove the fact of
creation. And even these few are enough to prove that the theory of evolution is a
major hoax and deception in the history of science."!
One of the major findings that invalidates the
theory of evolution is the fossil records, which
reveal that the structures of living species
remained unchanged for tens of millions of years.!
!
Pictured is an insect living in our day and its 50million-year-old fossil. This species, which remains
the same after 50 million years, refutes evolution.!
23
Richard Dawkins on Harun Yahya
Venomous snakes, slippery eels and Harun Yahya
http://richarddawkins.net/articles/2833-updated-venomous-snakes-slippery-eels-and-harun-yahya
p 54
"Crinoid" (echinoderm)
is actually a sabellid
annelid.
p 468:
"eel" is sea snake
p 244: "caddis fly" is fishing lure
How to debate creationists
Find out their stand on the age of the Earth.
Know the usual misunderstandings of evolution.
Present new examples of evolutionary processes.
Avoid the term 'Darwinism', use 'evolution'.
24
