Gudstro og makroevolusjon

Flere innlegg i Dagen har etterlyst en forklaring på makroevolusjon av meg. Jeg avslutter min deltakelse i Dagens spalter med denne korte og ytterst forenklede forklaringen. Jeg anser det som umulig å overbevise dem som føler at selve gudstroen står på spill.

Det hele begynte med at ledende norske teologer ville diskutere grensefeltet mellom naturvitenskap og teologi på NLA i mai. Jeg ble bedt om å presentere naturvitenskapen, mens teologene skulle drøfte teologien. Så vidt jeg oppfattet, hadde ingen av dem vansker med å kombinere sin gudstro med et vitenskapelig syn på verden.

Det er synd at Dagens spalter gir unge lesere inntrykk at gudstro og moderne biologi ikke lar seg kombinere. Jeg tror at denne konstruerte konflikten bidrar til at biologistudenter og andre som skjønner at universet, verden, livet og menneskene er eldgamle, vender ryggen til slike miljøer, kanskje endog til hele gudstroen sin. Og det er beviselig unødvendig, ettersom alle disse velskolerte teologene klarer denne kombinasjonen.

Mikroevolusjon er definert som evolusjonære prosesser innen en art, mens makroevolusjonen beskriver prosesser mellom arter, herunder at nye arter oppstår. Det er ikke noen egne biologiske mekanismer i makroevolusjonen: den er langtidseffekten av mikroevolusjon. Her kunne jeg stoppet, ettersom de fleste kreasjonister sier at mikroevolusjon er OK.

Mekanismene i mikro- og makroevolusjon er mutasjoner (små eller store tilfeldige endringer i arvestoffet) og forskjeller individene imellom i produksjon av levedyktige etterkommer. Det siste kalles naturlig seleksjon. Lignelsen om såmannen illustrerer det tilfeldige elementet i naturlig seleksjon. I tillegg kommer at individene har litt ulike arvestoff, og disse kan påvirke individenes evne til å overleve til de skal ­reprodusere og hvor mange og gode etterkommere de lager.

Mutasjoner er helt nødvendige. De er organismenes viktigste beskyttelse mot sykdommer, og er også helt nødvendige for at organismene skal kunne endre seg til å tåle endringer i miljøet. Organismer som legger så stor vekt på beskyttelse mot mutasjoner at alle skader repareres, er dermed dømt til å dø ut før eller siden.

Mutasjonene er derfor ikke helt tilfeldige, men innsatsen cellen legger i å hindre mutasjoner varierer fra område til område av arvestoffet. Det finnes noen områder der mutasjoner skjer mye sjeldnere enn andre steder.

Underveis i evolusjonsprosessen har det dermed oppstått en differensiering mellom gener der mutasjoner helst ikke skal skje, og andre gener (de fleste) der mutasjoner tillates mye oftere. Biologene bruker områder der «den biologiske klokken» tikker fort til å studere slektskap mellom nærbeslektede arter (eller innen samme art), mens områder med sjeldne mutasjoner brukes til å studere hovedforgreiningene i livets tre.

Et gen er en liten bit av arvestoffet. Mennesket har mer enn 20.000 gener, der de fleste koder for å produsere et protein. Den første delen av et gen inneholder en eller flere «brytere» som slår av eller på avlesningen av genet og dermed produksjon av proteinet. Disse bryterne gjør altså at genet bare er virksomt når det er behov for det. De oppsto veldig tidlig i evolusjonen mens det fortsatt bare fantes encellede bakterielignende livsformer.

Mutasjoner i bryter-delen eller i proteinkode-delen av genet har ganske ulike effekter. De er begge mikroevolusjonære prosesser, men siden mutasjoner i bryterne (kontrollregionen) kan gjøre at genet virker på en helt annen måte enn før, kan det på sikt føre til en etterkommerbestand som er biologisk forskjellig fra opphavet, og kanskje begynnelsen på en ny art.

En stor evolusjonær nyhet, målt i ettertidens etterpåklokskap, oppsto en liten stund før den perioden som kalles «den kambriske eksplosjon». Denne eksplosjonen er paleontologenes betegnelse på perioden 542-520 millioner år siden, der mange ulike dyregrupper «plutselig» dukker opp i de fossilførende bergartene.

Denne eksplosjonen (i geologisk forstand) har vært kjent siden før 1850, men «det utviklings-genetiske verktøyskrinet» som var en viktig bidragsyter til eksplosjonen, ble ikke oppdaget før for 20 år siden. «Utvikling» betyr i denne sammenhengen organismens individuelle utvikling fra befruktet egg til voksen.

Det viser seg at alle dyr unntatt maneter og en del encellede dyr har et slikt verktøyskrin. Dette er betegnelsen på en rekke gener som ikke koder for proteiner, men som er brytere som regulerer differensieringen av kroppen fra den befruktede celle til voksen. De mest berømte av disse genene er HOX-genene som kontrollerer differensieringen av kroppen langs hode-hale-aksen.

Mutasjoner i kontrollgenene påvirker hvordan kroppen kommer til å se ut, og det er dette som gjør at et slikt verktøyskrin var en av de viktigste betingelsene for at det ble en eksplosjon av ulike kropper akkurat på den tida. At slanger ikke får føtter skyldes veldig liten aktivitet i kontrollgenet ­ distal-less. Det viser at små endringer i ett gen kan ha store evolusjonære effekter.

Det samme genet fører til at sommerfugler utvikler «øyeflekker» på vingene. Dette viser tydelig at kontrollgenene er brytere som setter i gang kaskader av prosesser i cellene, uten at de inneholder noen informasjon om hva kaskaden kan føre til. Kontrollgenet Pax6 regulerer øyedannelse hos alle dyr.

Det er gjort forsøk der mus som mangler dette genet og dermed ikke danner øyne, får overført en bananflues Pax6, og deretter danner et normalt museøye. Det er mer enn 500 millioner år siden den siste felles for-moren for mus og bananfluer levde, og insektenes fasettøye er helt forskjellig fra virveldyrøyet, men kontrollgenet har altså mutert veldig lite siden da.

En annen viktig mekanisme er et ytterst uvanlig spesialtilfelle av mutasjoner hos dyr, nemlig genomdupliseringer. Dette betyr at hele arvestoffet (genomet) har blitt fordoblet i avkommet. En kroppscelle har en kopi av alle kromosomer fra hver forelder.

Kjønnscellene skal bare ha den ene av disse to, men det har altså skjedd to ganger i evolusjonen fra enkle dyr mot oss at avkommet har fått dobbelt opp av kromosomer – og overlevd. Denne dupliseringen har gitt store muligheter for mutasjoner i genene, ettersom organismen har hatt to sett av alle gener. Om det ene gikk i stykker etter en mutasjon, så klarte kroppen seg fint med det andre.

Etter noen nye mutasjoner kunne dette nye genet tilfeldigvis treffe på å lage et protein som var til nytte for kroppen. Dette har igjen bidratt til større diversitet i livets tre. Hos fiskene har det skjedd flere slike genomdupliseringer, noe som bidrar til at det finnes langt flere typer av fisk enn av fugl eller pattedyr.

De andre viktige forklaringsfaktorene i makroevolusjonen er endringer i klima og landskap. Kontinenter som møtes eller skilles, fjellkjeder som kommer og går, og andre slike fenomener som endrer miljøet for en bestand. En sjelden komet har også en voldsom effekt, men de biologiske prosessene er hele tiden mutasjoner og naturlig seleksjon.