Evolusjon

Alt liv er ett

Slagordet «survival of the fittest» har hatt sin storhetstid. Det er på tide å finne på et nytt. Hva med: «Alt liv er ett»?

DATO: 21.04.2017 / AV: Trond Skaftnesmo / FOTO: Roger Brendhagen

Så langt vi vet, har evolusjonen ingen ideer. Evolusjonen vil ingenting, den skal ingen steder og dens eneste kriterium for suksess er reproduksjon. Er vi riktig romslige, kan vi si at darwinistisk suksess handler om tre ting: Overlevelse, spredning og reproduksjon. Men størst blant dem er utvilsomt reproduksjonen. Overlevelse og spredning er i denne sammenheng nødvendige forutsetninger for at den skal lykkes, samt også et mål på at den har lykkes.
Så hva er da evolusjonens mest suksessrike organisme etter disse kriteriene? Det paradoksale svaret er: Bakteriene. Det er de som har overlevd lengst på jorden. De er tilpasset alle tenkelige miljøer og mange utenkelige, inkludert (om vi tar med arkebakteriene) kokende, svovelholdige vulkanske kilder og ekstremt syreholdige eller saltholdige miljøer. De er praktisk talt over alt –  i luft, vann og jord, i tarmsystemet ditt og på huden din, osv. Og de formerer seg like raskt som aksjene yngler på børsen.

Det paradoksale i dette er selvsagt at vi her snakker om den organismetypen som går forut for all evolusjon. Så, hva da med resten av livets historie? Har det utviklet seg etter andre kriterier for evolusjonær suksess? Har det strukket seg mot andre utviklingsmål, for hvis skyld det er verdt å ofre noe av de tre darwinistiske godene? Eller er hele evolusjonen én sammenhengende prosess, som utviklingen av en makro-organisme? Også i individets utvikling er det jo slik at de første cellene er de mest allsidige (uspesialiserte) og vitale, f.eks. hva gjelder reproduksjonsevne. Et gjennomgående trekk ved all utvikling er at økt spesialisering, med et rikt utvalg av differensierte funksjoner, kjøpes til prisen av en suksessiv nedgang i vitalitet. I den utvokste organismen er mange celler, så som hjernens nevroner, blitt så spesialiserte at de helt eller delvis har oppgitt evnen til deling.

Tanken om evolusjonen som utviklingen av en makro-organisme ble presist uttrykt av biologen Louis Bolk:
«For meg er evolusjonen ikke et resultat, men et prinsipp. Evolusjon er for den samlede helheten av organisert natur som vekst er det for individet. Evolusjon, som vekst, er utsatt for innflytelsen av ytre faktorer som modifiserer formene, men aldri skaper dem. Jeg tror at essensen av evolusjonen som sådan fortsatt unngår vår analyse, fordi evolusjon er en funksjon av livet som et hele snarere enn av individuelle organismer. Totaliteten av liv danner en organisme som har sine egne lover for vekst og differensiering. Hva vi kaller evolusjon er differensieringen, slik den manifesterer seg i denne makrokosmiske organismen.» (1)

Dette var en av Bolks mest kjetterske, anti-darwinistiske tanker. Dersom alt liv dypest sett er ett, kan kampen for tilværelsen ikke være det livet og evolusjonen dreier seg om. Tanken benekter ikke fenomenets eksistens. Men den truer med å degradere det til en mindre betydningsfull del av livet, en kunne si: å degradere det fra å være livets nav til å bli det gnissel som uvilkårlig oppstår når livet snurrer rundt.

For å kunne se kampen for tilværelsen som livets sentrale prinsipp, må vi fokusere på en bestemt måte. Vi må fokusere på den enkelte organisme som noe separat, fremfor å se den i lys av den livets enhet den er en del av. Ta forholdet mellom en flercellet organisme og dens enkelte celler. Skjønt enhver celle har sin bestemte oppgave i organismen, må den også ta vare på seg selv. Skaffer den seg ikke tilstrekkelig med næring og oksygen, vil den ikke kunne leve videre og formere seg. Når det blir knapphet på slike goder, vil noen celler være mer effektive enn andre i «kampen for tilværelsen».  Stirrer vi tilstrekkelig enøyd på den enkelte celles ve og vel, er det kun celle-egoismen vi blir oppmerksom på. Men straks vi ser cellens liv i lys av livets enhet (organismen), innser vi hvor snever denne synsmåten er. Markus Lindholm kaller den absurd:
«Dersom alt levende i større eller mindre grad er symbionte deltakere i livsprosesser som i siste instans er globale, mister konkurranse-prinsippet mye av sin verdi. Å tolke eksempelvis de enkelte tarmtotters fremstrukne vifting som konkurranse blir jo litt absurd. Overfladisk kunne kanskje deres bevegelser oppfattes som egosentrert streben etter næringsopptak, i skarp innbyrdes konkurranse. Men straks man føyer dem inn i en større sammenheng – organismen selv – blir en slik synsmåte meningsløs.» (2)

Når det gjelder cellen, innser vi jo at en begrenset celle-egoisme faktisk er en nødvendig del av et mer gjennomgripende celle-altruistisk prinsipp; cellen som tjener for organismen. En ubegrenset og hensynsløs celle-egoisme er derimot en sykdomstilstand som kalles kreft.
Når vi ikke betrakter celler og organer som krigende aktører, er det altså fordi vi leser deres aktivitet inn i organismen som en livets enhet. Derimot har «naturens krig» vært ortodoksiens bilde av evolusjonen. Forskjellen har generelt vært begrunnet slik: Våre kroppsceller stammer fra samme morcelle og er i prinsippet genetisk identiske. Som organismer er vi derimot alle i noen grad genetisk ulike. Det er disse forskjellene som utgjør materialet for det naturlige utvalget, hvis resultat er differensiell reproduksjon (eller: survival of the fittest). I evolusjonen blir konkurranse og kamp for tilværelsen dermed det primære, og altruisme må regnes som en strategisk tilpasning i denne kampen.

«En kamp for tilværelsen», skrev Darwin, «følger uunngåelig av den høye formeringsraten som alle organismer tenderer mot. […] Siden det altså produseres flere individer enn det som kan leve opp, må det derfor i hvert tilfelle være en kamp for tilværelsen – enten mellom individene innenfor samme art, eller mellom individer fra ulike arter eller med de fysiske livsbetingelsene. Dette er Malthus’ doktrine overført med mangfoldig styrke på hele dyreriket og planteriket.» (3)

Konkurranse finnes i dette lys ikke bare mellom individene innenfor en art, men også mellom individer fra ulike arter, om de kommer i veien for hverandre i kampen om ressursene. Det siste kan riktignok unngås ved at ulike arter okkuperer (bygger) ulike nisjer i økosystemet, og slik utnytter ulike ressurser. Men i prinsippet finner vi konkurrerende aktører på alle nivåer i evolusjonen, fra gener til organismer til arter.

Bildet av naturen som en gigantisk slagmark, der evolusjonen er drevet frem av «naturens krig, av hungersnød og død» (4), er imidlertid i ferd med å krakelere. Det foregår – og har i flere årtier foregått – en stille revolusjon, der konkurranseprinsippet i evolusjonen sakte, men sikkert får en status tilsvarende den vi gir konkurransen mellom cellene i vår egen kropp. Vi skal her nevne noen av de oppdagelser som har bidratt til det paradigmeskiftet som er underveis.

Den første gjelder utforskningen av det underjordiske soppnettverket som binder skogen sammen til én superorganisme. Gjennom forskningen på det som er blitt kalt the wood-wide-web, er det blitt åpenbart at bildet av de enkelte trær i skogen som separate og konkurrerende organismer, er et perspektiv med begrenset relevans. Det overordnede bildet, innenfor hvilket den nevnte konkurransen foregår, er nemlig et nettverk av gjensidige forbindelser, lik de som finnes i vår egen hjerne eller overhodet mellom cellene i vår egen kropp.

Via det underjordiske soppnettverket, som går fra rot til rot og forbinder alle trærne, kan trær – også av ulike arter – sende hverandre næring så vel som meldinger. Dermed kan løvtrær på motsatt side av åsen varsles om at et insektangrep er på vei, slik at de får tid på seg til å lage antibeitestoffer. Dermed blir det også mulig for småtrær å vokse opp under de større trærne, selv om de skygges ut av dem. Slik tar skogen vare på seg selv og sin egen fremtid.
At nærtstående trær (fysisk så vel som genetisk) er tettere forbundet enn mer fjerntstående, er ingen overraskelse. Her gjelder samme prinsipp som i våre sosiale relasjoner eller som i forholdet mellom kroppens celler. Men det forhindrer ikke at kroppen er én organisme, som også skogen er det.
Økologiens bilde av skogen (økosystemet) som en superorganisme, har også fått sterk støtte fra nyere molekylærbiologisk forskning. To oppdagelser som står særlig sentralt i denne revolusjonen; horisontal genoverføring og endosymbiose hos celler med ekte cellekjerne (eukaryoter). Oppdagelsen av det sistnevnte fenomenet kan krediteres biologen Lynn Margulis (1938-2011). Ifølge hennes teori, som nå har fått vid anerkjennelse, må cellene hos planter og dyr betraktes som mini-økosystemer. Disse cellene huser flere organeller, hvorav noen praktisk talt lever sitt eget liv inni cellen, samtidig som cellen er totalt avhengig av dem. Eksempler er mitokondrier, som forbrenner glukose og er energi- og varmesentralene i våre celler, samt plantenes plastider, som f.eks. kloroplastene, som sørger for fotosyntesen. Disse organellene, som er på størrelse med bakterier, har sine egne membraner, sitt eget plasma med ribosomer, sin egen delingssyklus og sitt eget DNA. Men deres eget genom er redusert, slik at de også trenger «vertscellens» DNA for å kunne leve og dele seg. Skjønt de er genetisk unike i forhold til den cellen de bebor, er de funksjonelt en del av cellen og kan ikke leve utenfor den. Samtidig står de svært nært bestemte bakterier som lever i det fri.

Evolusjonen fra prokaryote celler (som bakterier) til eukaryote må ha krevd gjentatte symbiotiske hendelser, der spranget opp til det høyere nivået krevde at organismer innskrenket sin egen genetiske identitet for å gå opp i den andre organismen. Selvsagt er det ikke snakk om et «offer» eller en «altruisme» i menneskelig forstand. Men vi kan se disse endosymbioser som et uttrykk for en overgripende livets enhet, som organiserer seg på et stadig høyere nivå, noe tilsvarende det som skjer med cellene i en flercellet organisme som differensierer seg. Alternativet er å gripe til spekulative modeller for å berge hypotesen om en fordekt gen-egoisme i bunn.
Det andre fenomenet, horisontal genoverføring (horizontal gene transfer, HGT), demonstrerer en livets enhet, genetisk sett, ved roten til livets utvikling. Forskning viser at det evolusjonært har skjedd HGT mellom alle riker. Hovedsakelig er det virus og bakterier som fungerer som gen-taxi. Og de kan kjøre til hvilken som helst destinasjon! I et evolusjonært gen-perspektiv bindes hele biosfæren sammen.
For høyerestående organismer – som f.eks. pattedyr – er HGT ingen daglig hendelse, idet de har utviklet en sterk «genetisk immunitet». Ikke desto mindre har det skjedd ofte nok i løpet av vår egen evolusjon til at vi har mer enn 100.000 retrovirus i vårt genom. Det tilsvarer rundt 8% av det totale genomet, mens de regulære proteinkodende genene kun utgjør drøyt 1%. Nyere forskning tyder på at vi også har mye å takke dette genetiske tilskuddet for, som for eksempel utviklingen av morkaken eller vår evne til å bryte ned stivelse ved hjelp av enzymet amylase i spyttet. Noen går så langt som å si at «virus skapte mennesket» (6)

Det ligger et mektig budskap i dette faktum: De genetiske barrierene er opprettet innenfor en opprinnelig livets enhet. Skjønt livet har differensiert seg i en rekke separate arter, ligger denne livets enhet fortsatt i bunn. Det er snakk om et kryptisk biosfærisk supergenom, et fenomen vi ennå ikke helt forstår rekkevidden av.
Bakterier er generelt svært rause med å dele genetisk informasjon seg imellom, noe vi bl.a. vet ut fra deres – evolusjonært sett – raske utvikling av antibiotika-resistens. Det én bakterie har lært ved en spontan eller adaptiv mutasjon kan raskt overbringes til andre bakterier.
Målt med et genetisk artsbegrep hører alle bakteriestammer til samme art. Og genøkologisk utgjorde urlivet på jorden én organisme, som suksessivt differensierte seg, lik celledifferensieringen i vår egen fosterutvikling. Dette «urlivet» dekker vel å merke mer enn halvparten av livets utvikling. De eldste spor av liv er rundt 4 000 mill. år, mens de eldste spor av eukaryoter er knapt 2 000 mill. år. Helt frem til den kambriske eksplosjon, for ca. 530 mill. år siden, var biosfæren dominert av den primære biologiske enheten Woese kaller «stamformen».

En evolusjon må altså ha funnet sted over flere milliarder år, uten at det skjedde en genetisk artsdannelse. Carl Woese, mikrobiologen som definerte gruppen arkebakterier (Archaea) i 1977, sier følgende om dette:
Den universelle stamformen er ikke en separat enhet. Den er snarere et mangfoldig samfunn av celler som overlever og utvikler seg som en biologisk enhet. Den felles stamformen har en fysisk historie, men ingen arvemessig historie. Over tid differensierte denne stamformen seg i et mindre antall celletyper av stadig økende kompleksitet, med forløperne til de tre primære gruppene av organismer [arkebakterier, bakterier og eukaryoter] som resultat. (8)

Livets begynnelse – ja, mer enn halvparten av livets historie – må altså ha foregått innenfor en slags makro-organisme som dannet et supergenom. Og selv etter at denne «stamformen» begynner å differensiere seg i flere grener, skjer det en utbredt horisontal genoverføring samt en rekke genetiske fusjoner. Dette fører til et nytt bilde av roten på «livets tre». To forslag ligger på bordet, livets nettverk og livets ring. I begge modeller er livets enhet primær i forhold til de genetiske artsgrenser som senere utviklet seg.

Og selv etter at livet differensierte seg i mange separate og konkurrerende organismer, finnes det under denne overflaten en livets enhet som vi fortsatt vet lite om. Slagordet «survival of the fittest» har hatt sin storhetstid. Det er på tide å finne på et nytt. Hva med: «Alt liv er ett»?

*
Du har lest en gratis artikkel på Harvest. Hvis du vil ha flere, kan du bidra ved å støtte oss økonomisk. Vipps til 71085. Eller en fast sum som støtteabonnent her.

Referanser:

(1) Louis Bolk sitert hos Jos Verhulst (2003): Developmental Dynamics in Humans and other Primates. Discovering Evolutionary Principles through Comparative Morphology. Adonis Press, New York. (s. 45)
(2) Markus Lindholm (1996): Jordens ansikt. Vidarforlaget, (s. 38).
(3) Charles Darwin (1859): Artenes opprinnelse (kap. III).
(4) Ibid, jf. nest siste setning: «Det mest opphøyde mål vi er i stand til å fatte, nemlig frembringelsen av de høyerestående dyr, følger således direkte av naturens krig, av hungersnød og død.»
(5) Etter Mae-Wan Ho (2000): Genetic Engineering – Dream or Nightmare? The Continuum. NY (s.128)
(6) Rasmus Kragh Jacobsen (2014): Virus skapte mennesket. Illustrert vitenskap nr 1/2014. Oslo.
(7) Modifisert etter Rivera & Lake (2004): The ring of life provides evidence for a genome fusion origin of eukaryote. Nature. Vol. 431:152-155.
(8) Woese, C. 1998: The universal ancestor. PNAS USA 95, 6854–6859.

SLUTT