Evolution

Här är några exempel på hur man kan studera och se evolution

Variation inom en art

För att en art ska kunna förändras evolutionärt behöver det finnas en variation av nedärvbara egenskaper. Så att vissa egenskaper kan selekteras.

Här finns många exempel där man se att det finns variation inom en art.

• Ett exempel är gulärlor där hanarna har olika teckning på huvudet beroende på var i Europa eller Asien de kommer ifrån.
• Ett annat är kråka, där kråkorna i Norden och Östeuropa är gråa och svarta, medan kråkorna i Västeuropa är helsvarta.
• All genetisk variation märks inte så länge man inte letar efter den. Ett häftigt exempel är tamhundar där alla olika raser är framavlade av vargens genetiska material.
• En del genetisk variation syns inte på utseendet heller. Även egenskaper som t ex försiktig eller orädd är nedärvbara och det finns en variation mellan olika djurindivider i hur försiktiga de är.

Bild: Exempel från våra samlingar på insektslådor och skinnsamlingslådor som visar på inomartsvariation.

Uppkomst av genetisk variation

Nedärvbara egenskaper styrs av DNA i våra gener. En variation i nedärvbara egenskaper kräver alltså en variation i vårt DNA. Normalt sett så görs en identisk kopia av generna när våra celler delar sig. Men vid sexuell förökning så rekombineras generna så att en unge kan ärva olika kombinationer av gener från sina föräldrar. Dessutom sker sällsynt slumpvisa förändringar när generna ska kopieras, så kallade mutationer.

• Den klassiska arten att studera uppkomst av mutationer hos är bananflugan. Lätt att föda upp på labb och kort generationstid gör att man kunnat studera hur mutationer uppstår t ex om de utsätts för strålning.
• Men alla förändringar i DNA:t resulterar inte i förändringar i vilka proteiner en cell produceras och därför blir de osynliga. Med dagens DNA-sekvenseringsteknik kan man dock se även dessa. För några år sedan studerade man hela genomet (allt DNA) hos ett par hundra islänningar och deras föräldrar. På så sätt kunde man se att igenom snitt hade varje barn 63 mutationer, dvs DNA-förändringar som inte deras föräldrar hade.

Selektion av egenskaper

Om man har en variation av egenskaper och bara individer med en viss typ av egenskaper får ungar kommer dessa egenskaper bli vanligare för varje generation.

Det är kanske mest uppenbart vid husdjursavel, där människan valt vilka egenskaper djuren som får para sig ska ha. Hundraser, kor, hästar, kaniner, duvor, guldfiskarmed mera är iögonfallande exempel.

Naturligt urval

I naturen där inga människor bestämmer vilka djur som ska få para sig kommer de djur som har bäst egenskaper för att överleva ha högre chans att para sig och få ungar.

Bra exempel på detta är vinterdräkten hos en del djur. In norra Sverige blir skogshare, vessla, hermelin och dalripa vita på vintern. I södra Sverige förblir skogsharen och vesslan bruna på vintern, på kontinenten förblir även hermelinen brun på vintern och på brittiska öarna är dalripan brun året om.

Ett speciellt fall är sexuell selektion. Det gäller ju nämligen inte bara att överleva, man måste också få para sig. Och en egenskap som gör att man får para sig behöver inte nödvändigtvis vara en egenskap som gör det lättare att överleva. Dels kan det handla om egenskaper som gör att en hane helt enkelt kan spöa andra hanar genom att vara större och starkare eller ha större horn. Men sexuell selektion kan även verka genom partnerval.

• Påfågelns stjärt är det klassiska exemplet, där en stor stilig stjärt inte gör det lättare att komma undan rovdjur, utan snarare är ett bevis för att påfågeln har så bra gener att den lyckats överleva trots en otymplig stjärt. Men själva selektionsmekanismen är snarare att den hona som väljer en hane med populärt utseende kommer få söner som också är populära.
• Här finns många experiment som visat om man modifierar en egenskap, t ex längden på ladusvalornas stjärtspröt så blir de attraktivare.

Genetisk drift

Ibland kan egenskaper förändras av en slump. Det brukar kallas genetisk drift. Om det bara finns ett fåtal individer på t ex en ö finns det en slumpmässig risk att bara individer med en viss egenskap överlever.

Hos bofinkar på Kanarieöarna verkar det kunna vara så. På de olika Kanarieöarna har bofinkarna lite olika färg på ryggen och magen, men annars är de morfologiskt väldigt lika. Att de har olika färg skulle alltså kunna beror på en slump.

Förändring över tid

Våra fossil är exempel på förändringar som skett över tid, men även virus och liknande snabb evolution.

• Ett av de bästa exemplen där man kan se detta är valarnas evolution. Här har man funnit fossil från vallika förfäder som Dorudon och Basilosaurus som levde för ca 35 miljoner år sedan och mer säl- eller utterlika förfäder som Rodhicetus och Ambulocetus som levde för ca 45 miljoner år sedan. Går man ytterligare några miljoner år tillbaka finns fossil av landlevande förfäder som Pakicetus som levde i träskmarker. Genom att titta på deras öronben, tänder och ben i vristerna kan se att de är släkt. Men det krävdes att man jämförde valarnas DNA med andra däggdjur för att man skulle knäcka vilken som var deras närmsta nu levande släktingar, vilket visade sig vara flodhästar. Och de har samma sorts vristben som valarnas förfäder!
• Andra häftiga exempel där man kunnat studera förändring över tid är hos människor, mammutar och vargar/hundar. Här har man kunnat extrahera väldigt gammalt DNA (upp till en miljon år gammalt DNA) som man funnit i ben i grottor eller i djur som legat nedfrusna i den Sibiriska permafrosten. Då har man kunnat studera hur DNA:t förändrats över tid. Mest känt är kanske Svante Pääbos forskning på moderna människor och neanderthalare.

Här på museet har exempelvis forskargrupper gjort spännande forskning på istidsdjur som mammutar.

Artbildning

Även om artbildningsprocessen i vanliga fall tar tusentals, ibland tiotusentals år eller mer, så kan man se hur olika djur kommit olika långt i sin artbildningsprocess. Djur som finns både i Eurasien och Nordamerika har ibland hunnit bli så olika att det tydligt kan räknas som olika arter, men ibland fortfarande vara så lika och kanske (t ex när det gäller fåglar) fortfarande även ha en del genflöde, så att de räknas som samma art. Och så med en hel del gränsfall däremellan.

• Flera fågelarter kring Medelhavet som man för 30 år sedan tänkte var en art, har istället visat sig vara två arter, där artuppdelningen skedde under istider när fåglarna var isolerade antingen ner på iberiska halvön eller nere på Balkan. Några exempel på dessa artpar är mästersångare-herdesångare, bergsångare-balkansångare och eksångare-machiasångare.
• En välstuderad artbildning är också isbjörnen, som knoppades av från brunbjörnar i Nordamerika för ca 500.000 år sedan. Under en varmare period spred sig brunbjörnarna upp i Arktis och när det sedan blev kallare där igen anpassades de björnar som blev isolerade kvar där till ett liv som marina säljägare med vit päls. Men det har även efter dess skett en del hybridisering med brunbjörnarna längre söderut i Nordamerika.