Livets tre har mistet en gren

Norske og sveitsiske biologer ved universitetene i Oslo og Genève har gjort oppsiktsvekkende funn om slektskapet mellom organismer folk flest aldri har hørt om. Livets tre må tegnes om, lærebøker må endres, og funnene kan også få stor betydning for utvikling av medisiner.

ENDRET LIVETS TRE: Evolusjonsbiologene Marianne Minge, Kamran Shalchian-Tabrizi og Kjetill S. Jakobsen (t.h.) og bioinformatiker Åsmund Skjæveland (t.v.) ved Biologisk institutt har vært med på å reorganisere livets tre. Dette treet er et eksemplar av Ginkgo biloba, som er en av de aller første ekte frøplantene som har eksistert. Den oppstod for om lag 270 millioner år siden og har nesten ikke forandret seg. SAR-gruppen som nå er definert, er langt eldre. Foto: Ståle Skogstad.

Oppdagelsen som norske og sveits-iske forskerne har gjort, vekker oppsikt i biologiske miljøer verden over. Funnene er gjort gjennom den hittil største genetiske sammenligningen av høyerestående liv på kloden. Av 5000 ulike undersøkte gener endte man opp med et felles multiplum på 123 gener fra alle kjente grupper av organismer, og disse er blitt undersøkt nærmere. Undersøkelsen har krevd mye arbeid og enorm datakapasitet gjennom et stort nettverk av datamaskiner ved Universitetet i Oslo.

Mistet en gren

– Resultatet var ganske forbløffende. Alt liv på Jorden som ikke er bakterielignende, som kalles eukaryotisk liv, kan nå deles inn i fire hovedgrupper i stedet for de fem gruppene man har operert med fram til nå, sier førsteamanuensis Kamran Shalchian-Tabrizi ved Biologisk institutt på Universitetet i Oslo.

Livets tre (se illustrasjon lenger ned i saken) har med andre ord mistet en gren, og det kommer både til å forenkle og forbedre en god del vitenskapelig arbeid i fremtiden. Det innebærer at de to tidligere atskilte grenene deler en nær evolusjonær historie.

SAR-MEDLEM: Reticulomyxa Filosa tilhører foraminiferene, en gruppe amøbelignende celler med tynne, forgrenede tråder med cytoplasma som danner dynamiske nettverk. Foraminiferene inngår i supergruppen Rhizaria og er nå foreslått som en del av en ny gruppering som er kalt SAR. Foto: José Fahrni

Stor oppdagelse

– Felles slektskap sier mye om felles egenskaper. Funnene våre kan få betydning på mange felt, for eksempel i studiet av livets utvikling og ved fremstilling av nye medisiner, sier Shalchian-Tabrizi.

– Vår kunnskap om organismer og utvikling av medisiner er ofte basert på sammenlignende studier på tvers av arter. Det er derfor essensielt at vi kjenner slektskapet mellom de største gruppene med eukaryot mangfold, legger han til.

Forskergruppen har for eksempel funnet ut at brunalger og kiselalger, og grupper av encellede organismer som malariaparasitten, marine foraminiferer og soldyr, egentlig hører sammen i én gruppe. Tidligere trodde man ikke de hadde noe med hverandre å gjøre.

– Arbeidet vi har publisert i augustutgaven av PLoS ONE, som er det ledende Open Access-tidsskriftet på Internett, vil bety at fremstillingen av livets tre må endres i nye lærebøker, sier professor Kjetill S. Jakobsen ved Senter for økologisk og evolusjonær syntese (CEES).

Han og Shalchian-Tabrizi står også bak det nye utviklingsmiljøet for mikrobiell evolusjons- og økologiforsk-ning (MERG) ved Biologisk institutt. MERG er ett av 16 utviklingsmiljøer ved Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet, som fakultetet mener har potensial til å utvikle seg til å bli et nytt fremragende forskningsmiljø.

NY INNDELING: Det er ikke lenger fem, men fire hovedgrupper eukaryote organismer.

Eukaryoter er én- eller flercellede organismer som er kjennetegnet ved mange cellelegemer som ikke forekommer i prokaryote celler (bakterier og Archaea). De viktigste eukaryote cellelegemene er cellekjernen (nukleus), membranstrukturer som endoplasmatisk retikulum og golgiapparatet, celleskjelettet, mitokondrier og kloroplaster.

Og for å oppklare enhver misforståelse: Mennesket er sammen med alle pattedyr en eukaryot organisme.

Illustrasjon: Fabien Burki

Den nye grenen

Alt liv på Jorden kan deles inn i to vesensforskjellige livsformer, nemlig eukaryote og prokaryote organismer. De eukaryote samler arvestoffet i cellekjerner, mens de prokaryote (bakterier og Archaea) har arvestoffet liggende fritt i cellen. De eukaryote organismene, som blant annet menneskene inngår i, kan etter nyoppdagelsen nå inndeles i disse fire hovedgruppene:

• Planter (grønne og røde alger og planter)

• Unikonter (amøber, sopp og alle dyr, inklusive mennesket)

• Excavater (frittlevende organismer og parasitter)

• SAR (den nye hovedgruppen, som har fått sitt velklingende navn etter en forkortelse fra gruppene stramenophiler, alveolater og rhizarier, som hører til her).

– SAR-gruppen har vi for så vidt sett tidligere, men vi kunne ikke ane at dette var riktig fordi vi ikke hadde noe statistisk støtte for det. Vi måtte først rekonstruere hele det eukaryote treet ved hjelp av de 123 genene. Chromalveolater og rhizarier var klart atskilte grupper inntil vi publiserte resultatene våre, sier Shalchian-Tabrizi.

– For å gjøre bildet litt mindre tydelig, så er en gren av chromalveolater blitt igjen i ingenmannsland. Det kan være at disse også tilhører SAR, men vi vil trenge enda flere gener og genomer for å få undersøkt dette. Det tar vi for øvrig sikte på å gjøre i løpet av få år, legger han til.

Færre hendelser

– Livets tre forteller historien om livet på Jorden, og vår forskning kan si noe om hvor hurtig livet har utviklet seg. Vår oppdagelse innbærer at det er færre store “hendelser” enn vi hittil har antatt i utviklingen av høyere livsformer. Jo mer vi vet om grenene til livets tre, jo mer kan vi finne ut om livets Big Bang, begynnelsen på livet på Jorden, sier Shalchian-Tabrizi.

For 3 milliarder år siden fantes kun bakterier og Archaea. Eukaryot liv, som omfatter alle flercellede organismer, oppstod i havet, antakelig for mellom 1,2 og 1,6 milliarder år siden. Først for 500 millioner år siden krøp livet på land.

– Ved å grave oss ned i historiske lag ved hjelp av fylogenetisk rekonstruksjon, hvor vi finner ut av hvordan slektskapet mellom organismer er på genetisk nivå, kan vi finne svar på hvordan nye egenskaper har oppstått. Vi jobber på sett og vis med genetisk arkeologi. Slik kan vi også finne årsakene til det biologiske mangfoldet på Jorden, sier Jakobsen.

Emneord: Matematikk og naturvitenskap, Zoologiske og botaniske fag, Systematisk zoologi, Basale biofag, Genetikk Av Lars Hoff
Publisert 1. feb. 2012 11:51
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere