Artikkel

Gener er ikke alt – evolusjonen er mer nyansert enn mange tror

Massimo Pigliucci mener biologien er altfor opptatt av gener.
Både larven og stilken den kryper på har tilpasset seg gjennom millioner av år med evolusjon. Biolog og filosof Massimo Pigliucci mener evolusjonsbiologien legger for mye vekt på genenes rolle. Foto: Colourbox og Eivind Torgersen/UiO

Gener er ikke alt – evolusjonen er mer nyansert enn mange tror

Er biologene altfor opptatt av gener? Noen mener faget ikke legger stor nok vekt på andre mekanismer som også påvirker evolusjonen. 

I snart hundre år har evolusjonsbiologien vært basert på kombinasjonen av Charles Darwins teori om det naturlige utvalg og Gregor Mendels teori om arv gjennom gener.

Ingen seriøse biologer betviler disse grunnleggende prinsippene. Samtidig har det de siste tiårene dukket opp andre mekanismer som også påvirker evolusjonen.

Begreper som nisjekonstruksjon, epigenetikk og fenotypisk plastisitet utfordrer genenes hegemoni.

Noen mener disse nyoppdagelsene er så mange og så viktige at hele fagfeltet trenger en ny «grunnlov». Andre mener det eksisterende rammeverket ikke har noe problem med å fange opp og ta hensyn til dem.

– En av begrensningene ved evolusjonsbiologien i dag er at den er sentrert rundt et ganske snevert syn på blant annet gener, sa biolog og vitenskapsfilosof Massimo Pigliucci da han nylig holdt foredrag ved Universitetet i Oslo (UiO).

– Genene er blitt overvurdert

For praktiserende biologer er ikke denne nyanseringen av evolusjonen spesielt problematisk. Selv om de er litt uenige om hvor viktige de er. Men hva med oss andre? Har vi fått det med oss?

– Hos allmennheten er genene blitt overvurdert og dramatisk misforstått, sier vitenskapsfilosof Sebastian Watzl fra UiO.

Sebastian Watzl
Folk har en misforstått oppfatning av gener, sier filosof Sebastian Watzl. Foto: UiO Bruk bildet.

– Gener blir sett på som en slags blåkopi eller plantegning som koder for trekk ved organismen. Fra blå øyne til hårfarge, fra intelligens til risiko for alkoholisme eller evnen til å løpe fort, sier han til Titan.uio.no.

Watzl mener det er viktig å utfordre oppfatningen av det genetiske som uavhengig av omgivelsene. Han viser til undersøkelser som viser at når folk tror at noe er genetisk, så tror de heller ikke det kan endres.

– Plasserer du en skål med kjeks foran folk som får beskjed om at de er genetisk disponert for overspising, så spiser de flere kjeks, sier filosofen.

Sjablongevolusjon i lærebøker

Biologiprofessor Dag O. Hessen ved UiO tar også til orde for å se litt nærmere på lærebøkene vi utsetter barna vår for, bøker han innrømmer at han selv har vært med på å skrive.

– Standard lærebøker holder seg fortsatt til den veldig sjablongmessige versjonen av evolusjon, der du først har en tilfeldig genetisk kortstokk som deles gjennom rekombinasjoner og mutasjoner, og så virker miljøet nærmest passivt selekterende på det, og det skaper evolusjonen.

Dag O. Hessen
Dag O. Hessen mener skolebøker godt kan vise et mer nyansert bilde av hva som påvirker evolusjonen. Foto: UiO Bruk bildet.

– Hvis det er hele historien, så går man glipp av veldig mange av nyansene i evolusjonen, sier Hessen.

– Jeg tror mange tenker at kulturell påvirkning ikke har noe å si for evolusjonen, men det mener jeg at det har. Det er sikkert nyanser blant fagfolk om hvor viktig dette er, men at det spiller inn, tror jeg ingen er uenig i.

– Snevert syn på gener

Sammenfatningen av Darwin og Mendel kalles «Den moderne syntesen». Den oppsto på 1920- og 1930-tallet da forskere klarte å koble dem sammen i et felles vitenskapelig språk.

– Den moderne syntesen sørget for at evolusjonen kunne gjøres kvantitativ, og man kunne forstå den mekanistisk. Evolusjonsbiologien gikk fra å være noe deskriptivt til noe mekanistisk, forståelig og kalkulerbart, sier Hessen.

Men så har det skjedd mye i faget siden den gang. Så mye, mener noen, at det er på sin plass med en liten storrengjøring.

– Vi trenger en utvidet syntese, hevdet Pigliucci i foredraget sitt.

Utvidelsen Pigliucci og andre kjemper for, blir kalt «Den utvidete evolusjonære syntese».

Trenger vi et nytt navn?

Andre mener det er uproblematisk å utvide Den moderne syntesen uten at man trenger å gi den et nytt navn.

– Vi kan bygge videre på det vi har. Men vi kan godt utvide med eksempler som viser at evolusjonen ikke er så snever som mange ikke-biologer kanskje tenker at den er, sier Hessen til Titan.uio.no.

Professor-kollega Nils Chr. Stenseth tar litt hardere i:

– Det vil ikke falle meg inn å tenke i den retning. Dette er et nytilfang som er viktig, men det er ikke noe brudd med det forrige, sier Stenseth.

Nils Chr. Stenseth
Darwin vil alltid ligge i bunnen, men vi må hele tiden vurdere om vi har glemt noe, påpeker Nils Chr. Stenseth. Foto: Bjarne Røsjø/UiO Bruk bildet.

Han har veldig vanskelig for å tro at det vil komme noe fundamentalt nytt ut over teorien om det naturlige utvalg.

– Darwin er grunnlaget for all evolusjonsbiologisk forskning, men det er mye igjen å gjøre i det byggverket, sier Stenseth.

Vitenskapsfilosof Sebastian Watzl er mer positiv til Pigliuccis tanker:

– Det er en reell verdi i å utfordre genenes sentrale posisjon. Det er kanskje ikke revolusjonerende hvis du bare ser på detaljene i biologien, men det er en viktig forskjell i vektlegging, sier Watzl, som leder Senter for filosofi og vitenskap ved Universitetet i Oslo.

Avviser ikke Darwin

Og bare for å slå det fast med en gang: Tilhengerne av en utvidet syntese avviser ikke Darwins lære, slik de såkalte kreasjonistene gjør.

– Den utvidete evolusjonære syntese er et forskningsprogram som utvider det eksisterende, ikke erstatter det, sier Pigliucci.

Massimo Pigliucci
Massimo Pigliucci utfordrer andre evolusjonsbiologer, vel vitende om at noen vil ta kritikken til inntekt for en avvisning av hele evolusjonsteorien. Da har man misforstått fullstendig, ifølge Pigliucci. Foto: Eivind Torgersen/UiO Bruk bildet.

Italieneren er tvert imot en uttalt kritiker av kreasjonisme og all annen pseudovitenskap. (Noe han ofte skriver om på nettsiden Footnotes to Plato.)

– Darwinismen henger dypt sammen med og er forenlig med teoriene innenfor flere andre fagfelter, mener Pigliucci, som er filosofiprofessor ved The City College of New York.

– Kreasjonistene ser ikke ut til å forstå at hvis du fornekter teorien om naturlig utvalg og darwinismen generelt, så avviser du også store deler av fysikken, kjemien og geologien.

Bygger sine egne evolusjonære fortrinn

Hva er det så biologene strides om? Noen sentrale begreper er nisjekonstruksjon, epigenetikk og plastisitet – fenomener som påvirker hvordan arter og individer utvikler seg, og som enkelte mener havner i skyggen av de allestedsnærværende genene.

Nisjekonstruksjon innebærer at en art kan skape sin egen nisje. Den kan for eksempel endre det fysiske miljøet rundt seg slik at den selv passer bedre inn og dermed får et bedre utgangspunkt i kampen for overlevelse.

– Dette er en tilbakekoblingsprosess mellom evolusjon og miljø som virker begge veier, sier Hessen.

– Jeg synes nisjekonstruksjon er interessant. Det at en organisme endrer miljøet rundt seg og at dette også kan arves. Beveren arver ikke bare genene, men også dammen, sier Watzl.

– Fenomenet er ikke kontroversielt, sier Hessen.

Om det er nok til å riste litt i fagets grunnvoller, er et annet spørsmål.

Den moderne syntesE

Evolusjonsbiologiens moderne syntese så dagens lys på 1930- og 1940-tallet, da forskere viste at ideer fra en rekke ulike fagområder innen biologi kunne utfylle Charles Darwins teori om evolusjon gjennom naturlig utvalg.

Den moderne syntese gjorde biologien til en mer helhetlig vitenskap, der grunnstammen var evolusjon gjennom naturlig utvalg.

Også kjent som Den moderne evolusjonære syntese, den evolusjonære syntese, den nye syntese.

Kilde: Store norske leksikon

Plastisitet og kulturpåvirket evolusjon

Et annet viktig fenomen for tilhengerne av en utvidet syntese er det som kalles fenotypisk plastisitet. Dette innebærer at en enkeltorganisme kan endre utseende eller atferd for å tilpasse seg endringer i omgivelsene.

Plastisitet er likevel ikke det samme som evolusjon, ifølge Store norske leksikon: «Evolusjon er når en populasjon endrer egenskaper over tid, mens plastisitet handler om en enkeltorganismens reaksjoner på de ytre miljøforholdene den opplever».

Hessen synes også det han kaller «kulturpåvirket evolusjon» er interessant i denne diskusjonen.

– Det mest håndgripelige er kostholdsendringer som gir veldig konkrete endringer i form av klassisk seleksjon, sier han.

For eksempel hvordan endringer i genuttrykk gjorde at vi fikk evnen til å bryte ned melkesukker og bruke melkeprotein.

– Det er mange slike prosesser gjennom kosthold, læring og kultur i vid forstand som virker selektivt.

– Hvis man i løpet av livet lærer noe som øker sjansen for å overleve, øker sjansen for å få barn, så vil jo det i seg selv være seleksjonsdrivende, sier Hessen.

Bak denne fleksibiliteten, denne evnen til å lære, ligger en eller annen genetisk forutsetning, understreker han.

– Men det fjerner ikke det faktum at læring og atferd virker tilbake på genotypen og kan virke seleksjonsdrivende. Det å gjøre dumme ting utgjør en kostnad sammenlignet med det å gjøre smarte ting.

– Forklarer flere fenomener og har flere verktøy

– Jeg tror ikke disse fenomenene er veldig fremmede for dem som jobber med evolusjon, sier Hessen. – Men det kan sikkert være diskusjoner om hvor viktige de er.

Den utvidete evolusjonære syntesEN

Den utvidede evolusjonære syntesen består av et sett av teoretiske begreper som blir hevdet å være mer omfattende enn den tidligere moderne syntesen av evolusjonsbiologien.

Den utvidede evolusjonssyntesen ble, ifølge engelsk Wikipedia, først foreslått på 1950-tallet av Conrad Hal Waddington, senere gjennom Stephen Jay Gould og Niles Eldredge på 1980-tallet.

I 2010 ga Massimo Pigliucci og Gerd B. Müller ut boka Evolution: The Extended Synthesis.

Forskningsmiljøet har sin egen nettside: Extended evolutionary synthesis

Så hva er det tilhengerne av en utvidet syntese egentlig er ute etter?

– En utvidet syntese forklarer flere fenomener. Den har flere verktøy enn Den moderne syntesen, sier Pigliucci.

– Jeg tror det de ønsker er å understreke at selv om genene er spesielle, så er de ikke spesielle, sier Sebastian Watzl.

– Det er mange strukturer som er viktig i en celle, og årsakssammenhenger kan gå begge veier. Det er andre mekanismer enn gener som har betydning for hvilke trekk som går i arv fra en generasjon til den neste, sier Watzl.

LES MER: Også i fysikken jakter man på nye teorier, helst den ene, revolusjoenrende: Filosofer vil løse krisen i fysikken

Ikke et paradigmeskifte

Det finnes forskere som tar til orde for at evolusjonsbiologien står midt oppe i et paradigmeskifte.

Uttrykket «paradigmeskifte» stammer fra vitenskapsteoretikeren Thomas Kuhn. Paradigme i denne sammenhengen er et sett av oppfatninger og verdier som er den herskende tenkemåte innenfor et fagfelt.

Et paradigmeskifte oppstår når faget står i en krise der mange fenomener ikke kan forklares med rådende teori. Da er det nødvendig med en liten revolusjon for å rydde opp.

Kuhns teori er omstridt, men både Pigliucci og UiO-forskerne vi har snakket med mener Darwins gjennombrudd midt på 1800-tallet kan kalles et paradigmeskifte.

Den utvidete evolusjonære syntese som nå foreslås, er ikke i nærheten av å være så omfattende.

– Det er ingen tegn på at dette er et paradigmeskifte, sier Pigliucci. – Vi har et dramatisk skifte fra naturteologi til evolusjonsbiologi på midten av 1800-tallet. Dette er det eneste paradigmeskiftet i biologien, hevder han.

Hessen sier han har sans for arbeidet tilhengerne av en utvidet syntes utfører, og han liker den innsatsen de gjør for å øke forståelsen av at evolusjonen.

– Men derfra til å kalle det et nytt paradigme, det mener jeg er feil. Dette er en utvidelse, sier han.

– Det er unaturlig å tenke på det som et paradigmeskifte. Det er litt støy i systemet, det er alt, sier Nils Chr. Stenseth.

– Det er ikke et paradigmeskifte, men det er en viktig forskjell i vektlegging, sier Sebastian Watzl. – I lys av den allmenne misoppfatningen, kan det være viktig.

Ære, berømmelse og forskningsmidler

Filosofen Watzl tror at det å bruke ord som «revolusjon» og «paradigmeskifte» også sier noe om personligheten til forskeren. Noen liker å se på seg selv som revolusjonære, mens andre heller vil forsvare den rådende oppfatningen.

– Min oppfatning er det oftere har med forskerens psykologi å gjøre enn med faktiske uenigheter i synet på hva som har skjedd, sier Watzl.

Bygger bro mellom filosofi og vitenskapen

Senter for filosofi og vitenskap (CPS) er en tverrfaglig møteplass for samhandling mellom humaniora og naturvitenskapen.

Slik beskriver senteret seg:

«Naturvitenskapen påvirker i dag fagfelt som tradisjonelt har ligget innenfor humanioras domene. Mens humanistiske fag kan lære av naturvitenskapen, har naturvitenskapen også behov for filosofisk og humanistisk refleksjon. Dette senteret er et sted for gjensidig utveksling av ideer og for nyskapende forskning og utdanning.»

Han ser ikke bort fra at ønsker om forskningsmidler kan spille inn.

– Det kan nok være lettere å få støtte til forskning som kan kalles «banebrytende» enn til prosjekter som sier de bare vil forsvare 30 år gamle oppfatninger.

Dag O. Hessen ser også en mulig menneskelig faktor.

– Hvis man får æren for å stå bak et paradigmeskifte eller innføre en grunnleggende ny forståelse, så har man selvfølgelig sikret seg et navn for historiebøkene. Alle ønsker å maksimere betydningen av sin egen ide, sier biologen.

En jobb for fremtidens historikere

Nils Chr. Stenseth forteller at eventuelle paradigmeskifter ikke ligger lengst frem i pannebrasken i dagliglivet til en evolusjonsbiolog.

– Men det er en viktig diskusjon. Når vi ser på hva vi trenger for å forstå verden omkring oss, er det viktig å tenke gjennom hvilke komponenter det er som inngår. Og vi må hele tiden vurdere om vi har glemt noe.

Et annet spørsmål er om det i det hele tatt er mulig å vurdere slike endringer i samtiden.

– Det som ser revolusjonerende ut ved første øyekast, er kanskje ikke like revolusjonerende når vi får mer kunnskap og innsikt, sier Watzl.

 Og er ikke eventuelle paradigmeskifter egentlig noe for historikerne?

– Jo, det tror jeg er riktig. Forskerne selv er ikke de beste til å bedømme hvorvidt det har skjedd et paradigmeskifte eller ei, sier Pigliucci på spørsmål fra Titan.uio.no.

Trenger evolusjonsbiologien en revurdering?

Tidsskriftet Nature lar begge sider komme til orde, både de som mener at det er nødvendig med en utvidet syntese og de som ikke ser noe slikt behov, i denne artikkelen fr5a 2014: Does evolutionary theory need a rethink?

Les mer om evolusjonsbiologi på Titan.uio.no

Kontakt:

Professor Dag O. Hessen, Institutt for biovitenskap/Senter for biogeokjemi i Antropocen

Professor Nils Chr. Stenseth, Senter for økologisk og evolusjonær syntese

Førsteamanuensis Sebastian Watzl, Institutt for filosofi, ide- og kunsthistorie og klassiske språk/ Senter for filosofi og vitenskap

Les også

Odobenus rosmarus

The boom and bust economy of the Greenland Norse walrus ivory trade

The Norse settlements on Greenland was founded by Erik the Red around 985 and lasted almost 500 years. New research show that the settlers hunted walrus and traded tusks and ivory across Europe during the Middle Ages, but the hunt became so intense that it may have led to the collapse of Norse Greenland.