Det naturlige utvalg: Til artens beste?

Det verserer mange rare forestillinger om hva evolusjon egentlig er og hvordan den foregår. Det mener økologen Tormod Vaaland Burkey, som her tar for seg det han betrakter som den vanligste vrangforestillingen. Den går ut på at seleksjonen (det naturlige utvalg) foregår til artens beste, altså at eventuelle endringer i en bestand skjer for at arten skal overleve.

Påfuglhanens lange hale er et eksempel på en egentlig hemmende og upraktisk egenskap som har oppstått som følge av seksuell seleksjon. (Foto: Michael Nichols/Magnum Photos/NTB-foto ©)

Denne misforståelsen er utbredt selv hos mennesker som har en viss forståelse av evolusjonsteorien. Det er kanskje den vanligste feilen jeg støter på hos biologistudenter ved universitetet, og en jeg tror skyldes upresis ordbruk i den populære pressen og i dagligtale.

Egenskaper som har oppstått i biologiske bestander (det være seg dyr - mennesker, katter og rundormer - planter, sopp eller bakterier), er ikke  blitt bevart i bestanden fordi de er til artens eller bestandens beste, men fordi individer med denne egenskapen har klart å produsere mange etterkommere. I den grad evolusjonære nyvinninger kan sies å være til noens fordel, må det være for de individene som har denne egenskapen og deres etterkommere. I siste instans er det disse individenes gener som overlever bedre (og lykkes i å lage mange kopier av seg selv), ikke arten.

Én ting er at evolusjonen ikke kan sies å ha verken mål eller mening - den bare er. Men viktigere er det kanskje at egenskaper som på lengre sikt kan være uheldige for bestanden, arten og sågar hele biosfæren, godt kan etablere seg under naturlig utvalg. Evolusjon kan defineres som populasjonsgenetiske forandringer over tid, og gener som på lang sikt vil føre til bestandens undergang, kan godt øke i bestanden på kort sikt.

Betingelser for evolusjon

Evolusjon foregår når følgende kriterier er oppfylt: 1) det finnes variasjon mellom individer i en bestand, 2) en del av denne variasjonen er arvelig og 3) noen varianter oppnår flere etterkommere i neste generasjon enn andre. Denne siste prosessen foregår blant annet ved det naturlige utvalg som Charles Darwin beskrev i 1859. Individer som er flinke til å lage kopier av seg selv, oppnår bedre representasjon i neste generasjon. Evolusjon ved naturlig utvalg foregår når noen enheter lykkes i å lage flere kopier av seg selv i neste generasjon (seleksjonsenhetene kan i prinsippet være gener, individer eller grupper). Den eneste målestokken er hvor mange etterkommere enhetene har i forhold til hvordan de andre enhetene i bestanden gjør det. Hvorvidt dette er bra eller dårlig, tas det ikke stilling til, «målet» er bare relativt mange etterkommere. Det er bra, evolusjonært sett, for de enhetene som lager mange kopier av seg selv. Men det er ikke artene som lager kopier av seg selv eller får flere etterkommere, det er ikke artene som selekteres, og ikke artene som høster noen gevinst av endringer i sammensetningen av bestanden.

I biologiske bestander er den mest grunnleggende kopieringsenheten enkelte gener. Genene blir kopiert, og noen av dem ender opp i levende avkom som igjen produserer levende avkom med noen av de samme genene. Individer er en samling av gener, og i vanlig kjønnede organismer gir hver av oss halvparten av genene våre videre til avkommet vårt (hvis vi har noe). Dermed lager ikke individene nøyaktige kopier av seg selv, det er det bare genene våre som gjør. Hos aseksuelle organismer forventes det derimot at avkommet er genetisk identiske kopier av sin «mor». Mennesker, for eksempel, kan betraktes som noe genene våre lager og manipulerer for å lage flest mulig kopier av seg selv, uten at vi mener å antyde at dette på noen måte er genenes bevisste hensikt - det er bare slik genene er blitt.

Et gen som bidrar til å gi individer egenskaper som gjør at de får mange etterkommere (lager uforholdsmessig mange kopier av dette og de andre genene individet innehar), forventes å gjøre det godt i bestanden og øke i frekvens i populasjonen. Men en slik bestand kan for eksempel bli utsatt for en bestemt type katastrofe en gang i framtiden og risikerer å dø ut fortere enn den ville ha gjort hvis den ikke hadde en høy frekvens av individer med denne egenskapen. For eksempel kan en bestand med en gitt egenskap gjøre det meget godt en stund, kanskje til et punkt hvor bestanden overbeskatter ressursgrunnlaget sitt og dør ut som en følge av dette. Et gen eller en egenskap som gir store fordeler i dagens miljø, kan ha svært uheldige bieffekter i et framtidig miljø som er annerledes.

Det er teknisk mulig at seleksjon foregår på større enheter, grupper, som for eksempel arter. Men grupper lager kopier av seg selv atskillig langsommere enn gener og individer. Man regner derfor med at slik seleksjon, når den finner sted, er langt svakere enn seleksjonen på lavere nivåer. Gruppeseleksjon regnes av den grunn ikke som noen viktig komponent i evolusjonsprosessen (skjønt den spiller muligens en større rolle i artsdannelse, såkalt makroevolusjon, enn i mikroevolusjonen, de mer dagligdagse endringene i gensammensetningen innad i en art eller populasjon). Det har alltid vist seg å være mulig å forklare fenomener via seleksjon på lavere nivåer, og dermed er det bare unntaksvis at man tyr til gruppeseleksjonsargumenter.

Hvordan er samarbeid og altruisme mulig?

Det naturlige utvalg fremmer de individer som lager flere kopier av seg selv enn det de andre i bestanden gjør. Hvordan kan man da forklare utviklingen av samarbeid og altruisme - atferd som fremmer andres overlevelse, noen ganger ved en kostnad i form av økt risiko for en selv? Hos noen flokkdyr er det vanlig at individer varsler med et høyt skrik eller liknende når et rovdyr nærmer seg. Vil ikke den som varsler dermed tiltrekke seg rovdyrets oppmerksomhet og øke risikoen for selv å bli spist, mens den hjelper andre i flokken?

Dette betyr ikke at det ikke finnes evolusjonære forklaringer på utviklingen av samarbeid og altruisme - men litt mer kompliserte modeller må til. Man antar ofte at altruistisk oppførsel og samarbeid først oppstår i små grupper hvor individene i gjennomsnitt er nært beslektet med hverandre. Biene som samarbeider om et enkelt individs - dronningens - egglegging og avstår fra å reprodusere selv, en handling man ville tro var rent evolusjonært selvmord, gjør det fordi de er nært beslektet med dronningens nye døtre, sine søstre. Arbeiderne og deres nye søstre er faktisk enda nærere beslektet enn vanlige søsken, fordi hannen bare har ett sett med kromosomer og overlater alle sine gener til sine døtre. Arbeiderne har 75 prosent av alle genene sine til felles med sine søstre (når de har samme far), som de hjelper dronningen med å produsere. Ved å hjelpe dronningen med å reprodusere får de brakt mange av sine egne gener videre til neste generasjon. Faktisk er de nærere i slekt med sine nye søstre enn de ville ha vært med sine barn hvis de selv ble dronninger. Dronningen har vanligvis bare 50 prosent av genene sine til felles med sine døtre, så egentlig er det kanskje dronningen som kommer minst heldig ut av denne ordningen (skjønt dronningen er nærmere beslektet med dronene - hannbiene - enn det arbeiderne er).

Men selv mellom nært beslektede individer kan det oppstå evolusjonære konflikter, konflikter der det endelige utfallet ikke er det best mulige for noen av partene. Abnormt høye konsentrasjoner av hormoner under et svangerskap kan for eksempel skyldes at mor og barn har forskjellige interesser og dermed forskjellige optima for hormonkonsentrasjoner.

Hvorfor er trærne så høye? Ville de ikke være like effektive og lage like mange kopier av seg selv om de alle var bare et par meter høye? Dette er ikke fordi de streber etter å komme nærmere Vårherre, ei heller fordi det er til det beste for arten. Det skyldes simpelthen et evolusjonært kappløp. Hvert tre er «selvisk» og gjør ingenting til artens beste. Men et tre trenger sollys for å drive fotosyntesen som må til for å produsere livgivende sukker som treet trenger som energikilde. Hvis det blir overskygget av artsfrender, får treet ikke nok lys og dør. Men hvis et tre får gener for å bli litt høyere enn de andre, vil det «skygge dem ut». Hvert tre prøver å få så mye sollys som mulig. Hvis de bare kunne komme sammen og «bli enige om» begrensninger på veksten, kunne de spart seg bryet med å bygge slike lange og kostbare stammer som ikke er fotosyntetisk aktive. Slik kunne de alle sammen forblitt lave og likevel fått like mye sollys som før! Men de kan ikke enes om et slikt samarbeid, for det vil alltid være i noens interesse å «jukse» og vokse litt høyere enn de andre og dermed få mer sollys til seg selv. Trærne er fanget i en «allmenningens tragedie» som ikke er til artens beste. Det samme gjelder i konkurranse mellom individer fra andre arter.

Bier

Biene som samarbeider om et enkelt individs - dronningens - egglegging og avstår fra å reprodusere selv, en handling man ville tro var rent evolusjonært selvmord, gjør det fordi de er nært beslektet med dronningens nye døtre, sine søstre. På bildet ser vi dronningen i midten. (Fra boka «Biological Science», W.W. Norton & Company)

Påfuglens upraktiske hale

Gener kan godt fremme sin egen overlevelse og kopiering på tvers av bestandens eller artens interesser på sikt. Ofte skjer dette for eksempel under seksuell seleksjon - utvelgelse av gener fordi de simpelthen er foretrukket av det annet kjønn. Påfuglhanens lange hale er et eksempel på en egentlig hemmende og upraktisk egenskap som har oppstått som følge av seksuell seleksjon. Selv om hanenes haler gjør dem til et lett bytte for rovdyr, og er energikrevende å dra på, er de blitt selektert fram fordi hønene «tenner» så sterkt på de flotte hannene med lange, fargerike haler at disse får uforholdsmessig mange avkom likevel.

Egenskaper oppstår ikke til artens beste, men i konkurranse mellom individer. Individene blir ikke best mulig, men så gode som de må være for å bli representert i neste generasjon - og det kommer an på hvor gode de andre individene i populasjonen er. Hvem som «vinner», avhenger av hva konkurrentene gjør, og hva slags genetisk variasjon som finnes i bestanden, avgjør hvilke tilpasninger som vinner fram. Når den genetiske sammensetningen i én art forandres, tvinger det gjennom endringer i andre arter også. Resultatet av at individer med noen egenskaper bukker under mens andre overlever og reproduserer, kan sees som om artene «tilpasser seg» endringer i miljøet så godt de må eller ikke.

Endringer i miljøet omfatter også endringer i de andre artene i omgivelsene deres, så det er stadig forandringer. Kappløpet kan minne om den røde dronningen i Through the Looking-Glass av Lewis Carroll som sa til Alice: «du må løpe alt det du kan for å forbli på det samme stedet - om du vil komme deg noe annet sted, må du løpe minst dobbelt så fort».

Naturen ikke samfunnsmodell

La meg avslutte med en analogi til vårt eget samfunn og hva som er «til artens beste». Kapitalismen og den evige vekstfilosofien i vårt økonomiske system følger evolusjonære prinsipper ved å fremme «kampen for å overleve» og «de sterkestes rett», men mest tragisk ved å sette kortsiktig vinning framfor langsiktige goder og bærekraftighet. At det er slik i naturen, betyr selvfølgelig ikke at det bør være slik i samfunnet.

Mange ser ut til å frykte evolusjonsteorien på grunn av implikasjonene de tror den kan ha for vårt menneskesyn og verdensbilde. Kanskje fører dette til at en del vrangforestillinger om evolusjonsteorien fremmes, bevisst eller ubevisst. Men vi kan lære meget av en evolusjonær tankegang, og vi kan ikke forstå naturen uten.

Selvfølgelig skal ikke sosiobiologien eller sosialdarwinismen som det har vært så mye debatt om, få diktere hvordan vi skal ha det i samfunnet. Forfektelsen av et slikt syn er dårlig vitenskap. Eller snarere ligger det utenfor vitenskapens domene. Dårlig vitenskap er dårlig vitenskap og må tas for det det er - man kan ikke klandre selve prosessen for at den blir dårlig anvendt, og man kan ikke klandre evolusjonsbiologien for at noen misbruker den.

Tormod Vaaland Burkey har doktorgrad i økologi og evolusjonsbiologi fra Princeton University, USA. Han forsker nå ved Senter for utvikling og miljø, Universitetet i Oslo.

Emneord: Matematikk og naturvitenskap, Zoologiske og botaniske fag, Systematisk zoologi, Økologi Av Tormod Vaaland Burkey
Publisert 1. feb. 2012 12:17
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

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