Stor fleksibilitet: Bildene viser utrolig nok den samme øgla. Bildet til venstre viser hvordan den så ut da forskerne fanget den i lava-området der den bodde. Til høyre ser du hvordan øgla så ut etter å ha bodd fire måneder på lys sand. (Foto: Corl et al., Current Biology, 2018)
Denne øgla beviser omdiskutert prinsipp i evolusjonen
I begynnelsen var det ikke evolusjon som hjalp øglene å tilpasse fargen etter underlaget. Men det er det nå.
I 1896 – 35 år etter at Darwin utga sin berømte bok om evolusjon – publiserte psykologen James Mark Baldwin en artikkel med tittelen:
«En ny faktor i evolusjonen»
Baldwin mente at evnen til å lære å takle nye utfordringer kan påvirke en arts gener. Og det minner jo veldig om hypotesen til Jean-Baptiste Lamarck, som trodde at egenskapene vi skaffer oss igjennom livet blir overført til våre barn. (Altså: Trener du mye, vil barna dine også få store muskler.)
Men, mens ideen til Lamarck havnet på vitenskapens skraphaug, holder Baldwins hypotese fortsatt stand. Biologene argumenterer for og imot den dag i dag.
Først fleksibilitet – så evolusjon
Problemstillingen er som følger:
En art møter en ny utfordring. Enten fordi den flytter inn i et nytt område, eller fordi levestedet dens forandrer seg. Si for eksempel at en liten dyreart plutselig må takle trusselen fra et nytt rovdyr.
Den klassiske evolusjonen møter problemet rett på: De dyra som tilfeldigvis får egenskaper som gjør at de unngår rovdyret, overlever oftere og bringer genene sine videre til neste generasjon. Flesteparten av de andre dør. Et voila! Arten har fått en ny, genetisk tilpasning.
Men Baldwin argumenterte for at prosessen kan foregå på en annen måte:
Noen av dyra har større fleksibilitet i adferden sin, og vil kunne lære å passe seg. Dermed overlever de, slik at de har tid til å utvikle genetiske trekk som etter hvert gjør dem bedre tilpasset livet med det nye rovdyret.
Evnen til å tilpasse seg legger altså til rette for evolusjon av nye, spesialiserte egenskaper, og med tida – nye arter.
Manglet eksempler
Ideen er fornuftig nok til å overleve over hundre år med vitenskapelig debatt. På den annen side finnes det gode argumenter mot hypotesen.
For eksempel at det hele også kan virke omvendt: I stedet for at fleksibilitet legger til rette for evolusjonen av spesialiserte egenskaper, kan den faktisk bremse slik utvikling. For kanskje lønner det seg mer å være tilpasningsdyktig enn å skaffe seg spesielle tilpasninger?
Da vil evolusjonen i stedet bare gå i retning av skapninger med stor evne til fleksibilitet.
Så hadde Baldwin et poeng? Eller passer ideen hans best sammen med Lamarcks – på dynga?
Problemet har vært at forskerne har manglet bombesikre eksempler i naturen, som viser at utviklingen har skjedd på den ene eller andre måten.
Annonse
Til nå.
Mørke øgler på lavaen
Det er altså her øglene kommer inn.
Det dreier seg om såkalte side-blotched lizards som lever i Mojaveørkenen i California. Disse dyra har en spettete hud som gjør at de går i ett med sanda. Øglene har til og med evne til å endre pigmentene i huden slik at sjatteringene passer med fargen på bakken i området der de lever.
Området de svarte øglene bor på kalles Pisgah Lava Flow, og ligger i Mojave-ørkenen i California. (Foto: Corl et al., Current Biology, 2018)
Men i disse traktene finnes også områder som er dekket av svart størknet lava. Der ville sandfargede øgler være lysende målskiver for rovdyr. På lavaen lever imidlertid en populasjon med side-blotched lizards som er nesten svarte.
Hvordan har det gått til?
Bruker de fleksibiliteten i hudfargen til å bli svarte? Eller stammer de fra en mørk mutant som har gitt dem gener for svart hudfarge? Eller er det som Baldwin spådde, begge deler?
Både fleksibilitet og nye gener
Ammon Corl fra University of California, Berkeley, og kollegaene hans har gått øgla etter i sømmene.
De testet både om de sandfargede dyra har evne til å gjøre hudfargen helt mørk, og om øglene på lavaen har gener for svartfarge som ikke finnes hos slektningen i sanda.
Og svaret er altså ja, begge deler.
Da forskerne plasserte sandfargede øgler i mørke omgivelser, ble de gradvis mørkere. Endringene var synlige etter en uke, og utviklingen fortsatte i flere måneder etterpå.
Annonse
Men de sandfargede øglene ble ikke fullt så svarte som øglene på lavaen. Og da forskerne kartla dyras DNA, viste det seg altså at lavaøglene hadde endringer i to gener som nettopp regulerer produksjonen av mørkt fargestoff i huden.
Etter å ha undersøkt øgler fra mange ulike steder, konkluderer Corl og co med at de spesielle genvariantene kun finnes hos dyra på lavaen. Og videre analyser tyder på at øglene fikk disse variantene flere tusen år etter at lavafeltet ble skapt.
Alt i alt ville nok dette funnet gjort gamle Baldwin ganske glad.
Det er nemlig svært sannsynlig at øglene nettopp har brukt fleksibiliteten i hudfargen til å erobre det nye landet på lavaen. Og så har mutasjoner – tilfeldige endringer i genene – gjort det mulig å bli enda mørkere.
- Elegant studie
- Dette er en elegant studie og et veldig klart funn. Studien er et viktig bidrag i debatten, sier professor Glenn-Peter Sætre fra Senter for økologisk og evolusjonær syntese (CEES) ved Universitetet i Oslo.
Han mener undersøkelsen dokumenterer at utviklingen kan skje på måten Baldwin beskrev.
- Men vi skal være forsiktige med å generalisere. Det at vi har funnet et godt eksempel, betyr ikke nødvendigvis at det er slik det vanligvis foregår.
Kanskje er øglene på lavaen et unntak.
I så fall kan faktisk menneskene være et annet, forteller Sætre.
Oppfinnsomhet og tilpasning til melk
Forskere har nemlig lenge lurt på om vår bruk av melk som mat nettopp kan være et eksempel på Baldwin-effekten.
Annonse
- Menneskene som holdt husdyr, lærte seg å bruke melk som en ny næringskilde. Og så kom utviklingen i fordøyelsessystemet etterpå, sier Sætre.
Noen individer var bedre i stand til å fordøye melk i voksen alder. Disse overlevde oftere og dermed spredte genene deres seg i befolkningen. Fleksibiliteten gjorde altså at vi begynner å utnytte en ny ressurs, og så sørget evolusjonen for at vi etter hvert ble enda bedre i stand til å bruke den.
Sætre selv tror imidlertid ikke at utvikling alltid skjer på denne måten. Tvert imot.
For på den ene siden kan en slik mekanisme altså favorisere en utvikling av mange spesialiserte arter. Dette kan skje dersom artene etter hvert ofrer fleksibiliteten for særtilpasninger.
Men i naturen finner vi jo også massevis av generalister – arter som har evne til å passe inn i mange forskjellige miljøer uten å måtte snevre seg inn på spesielle genetiske tilpasninger.
Disse artene har i stedet satset på å beholde en stor fleksibilitet, i stedet for å utvikle seg til flere arter med spesielle tilpasninger.
- Det er liten tvil om at fleksibilitet også kan bremse evolusjonen, sier Sætre.
Likevel ser det altså ut til at Baldwins over hundre år gamle ide holder vann.
- Hos noen arter kan fleksibilitet bane vei for nye tilpasninger, som denne studien viser.
Referanse:
A. Corl, K. Bi, C. Luke, A. S. Challa, A. J. Stern, B. Sinerv, R. Nielsen, The Genetic Basis of Adaptation following Plastic Changes in Coloration in a Novel Environment, Current Biology, september 2018. Sammendrag.
