Illusioner om evolutionen (4): Naturligt urval

Vi fortsätter granskningen av Anders Gärdeborns artikel Illusionen om Evolutionen. Denna gång diskuterar vi naturligt urval, ett av evolutionsteorins grundelement.

Illusioner om evolutionen (3): Är evolutionsteorin falsifierbar?

Vi fortsätter granskningen av Anders Gärdeborns artikel Illusionen om Evolutionen. Den här gången gäller det hans åsikt att evolutionsteorin inte är falsifierbar, och därmed inte att betrakta som en vetenskaplig teori.

Illusioner om evolutionen (2): Prediktioner

I det här inlägget fortsätter granskningen av Anders Gärdeborns artikel Illusionen om Evolutionen, närmare bestämt hans åsikt att evolutionsteorin inte kan göra några förutsägelser – prediktioner – något man kräver av en vetenskaplig teori.

Illusioner om evolutionen (1): Evolutionsteorins struktur

Förra året publicerade Biolog(g) en serie inlägg som kritiserade Anders Gärdeborns bok Intelligent Skapelsetro. Inläggen gav upphov till en hel del diskussion, och i en avslutande kommentar skriver Gärdeborn: ”Evolutionära mekanismer uppfinns hela tiden för att pressa in det vi hittar i modellen. Evolutionsläran blir därför omöjlig att falsifiera och är därför inte vetenskaplig”. Han hänvisar sedan till en nyskriven artikel, Illusionen om Evolutionen, (Tidskriften Genesis nr. 3, 2011) där han utvecklar den tanken vidare. Vi skall nu granska denna artikel i en serie inlägg.

Antarktis 2011 resedagbok del 10

Om vår kroppstemperatur sjunker ner till -1,9 C° blir våra kroppar stela som pinnar, helt enkelt genomfrysta och solida. Vid denna temperatur simmar Antarktiska fiskar runt och verkar stormtrivas. Det är en mängd anpassningar som gör detta möjligt som t. ex en hög salthalt i blodet samt bildandet av antifrysproteiner i kroppen för att sänka fryspunkten. Dessa anpassningar har selekterats fram under lång tid i denna kalla och stabila miljö som haven runt Antarktis utgör. Selektionen har även bidragit till att de är känsliga för relativt små höjningar av temperaturen i deras omgivande miljö. Redan vid + 4 C° får fiskarna svårt att klara sig och börjar ta fysiologisk skada. Detta är naturligtvis oroväckande då man spår en framtida höjning av medeltemperaturen i världshaven på ca 4 grader inom detta århundrade.

Med detta i åtanke så är det viktigt att kunna följa dessa fiskar och se om och hur de klarar en gradvis höjning av temperaturen men även att klura ut vad det är som gör att de klarar sig i denna för oss extrema miljö. Hur fungerar t. ex näringsupptag i en tarm som har temperaturer under minusstrecket och vad händer egentligen fysiologiskt när temperaturen stiger. Med oss från Göteborg hade vi därför förutom en massa provrör och annat, en Ussingkammar-utrustning.

I dessa kan man montera in en tarm och hålla den vid liv in vitro i flera timmar. I kammaren kan man sedan mäta näringsupptag och andra parametrar som avslöjar tarmens hälsa och därmed till viss del även hälsan hos fisken tarmen satt i. Dessa data tillsammans med prover på bl. a blod, plasma, gäl- och levervävnad väntar nu på oss och vidare analys i vintermörka Göteborg.

Michael Axelsson, Albin Gräns, Fredrik Jutfelt,  Malin Rosengren
Göteborgs universitet
Zoologiska institutionen

Antarktis 2011 resedagbok del 9

Förutom studien av potentiella klimateffekter på jättegråsuggorna (se Resedagbok 8) så har vi arbetat med två projekt på fisk (borchar, Pagothenia borchgrevinki).

Denna del beskriver projektet som fokuserade på hematokritförändringarna under stress (naturlig bloddoping) och effekterna av detta på det kardiovaskulära systemet. Nästa inlägg kommer att beskriva den tredje delen av projektet där Malin och Fredrik tittade på temperatureffekter på tarmbarriärfunktioner

Tillsammans med sälarna leder borcharna ligan över djur som snabbt kan öka sin hematokrit (andelen röda blodceller i blodet) på naturlig väg under perioder av arbete eller stress. Tidigare studier har visat att borcharna kan dubbla sin hematokrit från ca 15 till över 30%. Som jämförelse har människan har ca 45% röda blodceller i blodet och kan öka hematokriten marginellt vid stress.

De röda blodcellerna innehåller hemoglobin som binder syre och gör att vi kan transportera syre till kroppens olika delar. Om vi vill öka den syretransporterande förmågan för att t.ex. kunna springa fortare och längre så måste vi öka transportförmågan. Detta kan man göra genom att pumpa mer blod, dvs öka hjärtminutvolymen, eller öka mängden hemoglobin. Vi kan göra detta på naturlig väg genom att t.ex. träna på hög höjd eller bo i s.k. höghöjdshus då stimuleras nybildning av röda blodceller. Man kan också göra detta genom att injicera EPO (erytropoetin), som stimulerar bildning av röda blodceller eller så kan man ta blodtransfusioner där man tillför röda blodceller, detta kallas ju inom sporten bloddoping.

Varför har vi då inte naturlig ännu högre andel röda blodceller? Problemet är att när man ökar antalet röda blodceller ökar man också blodets viskositet vilket i sin tur ger en ökad belastning på hjärtat. Mjälten har en viktig funktion hos en del djur (inklusive människan), den kan lagra röda blodceller och vid situationer där djuret behöver en ökad syreupptagningsförmåga dras mjälten ihop och de röda blodcelleran kommer ut i cirkulationen. Mest extrem i detta avseende är en del sälarter och borcharna (kanske även andra fiskarter) men hur detta påverkar för hjärtkärlsytemt vet man inte i detalj bara att det borde öka blodets viskositet och belastningen på hjärtat.

För att studera detta delade vi upp fiskarna i två grupper, i den ena opererade vi bort mjälten vilket förhindrar ökningen av hematokriten under stress, fiskarna i den andra gruppen sham opererades, dvs. de behandlades på samma sätt men mjälten togs inte bort. I båda grupperna sattes en kateter in i en av gälbågarna så att vi kunde mäta blodtrycket och ta blodprover, fiskarna intrumenterades också med en  flödesprob runt aortan för att vi skulle kunna mäta hjärtminuvolymen.

Fiskarna placerades sedan i resiprometerar där vi kontinuerligt kunde följa deras syreförbrukning.

Efter ett dygn mätte vi syreförbrukning, hjärtminutvolym, blodtryck och tog ett blodprov för senare mätning av hemoglobinkoncentrationen. Sedan stressade vi fiskarna i 15 minuter och mätte förändringarna i syreförbrukning,  blodtryck, hjärtfrekvens och hjärtminutvolym och tog även ett blodprov för hemoglobinkoncentration.

Vi håller på att analysera dessa data men det ser ut som de hypoteser om hur hjärtkärlsytemet skulle påverkas  av kraftigt förhöjda mängder röda blodceller stämmer. De fiskar som inte kunde öka sin andel röda blodceller kunde heller inte öka sin syreupptagningsförmåga lika mycket men samtidigt påverkades blodtrycket mindre vilket innebär att deras hjärta belastades mindre.

En anledning till att borcharna har denna extrema förmåga är antagligen att de lever i extremt kallt vatten, -1.9C under stora delar av året. Ju kallera en vätska är ju högre viskositet, detta gäller även blodet och genom att justera andelen röda blodceller efter behov kan de kompensera för kylans effekt på viskositeten. Människan har i likhet med andra däggdjur en hög kroppstemperatur, som inom visa intervall är oberoende av omgivningen, vi har en hög metabolism, dvs ett stor behov av syre och har också en relativt konstant hög hematokrit. Sälarna utmärker sig genom att kunna varierar sin hematokrit mer än andra däggdjur och detta har med deras dykförmåga att göra, det kan ju inte ta med sig syre i tuber utan måste lagra syre bundet i de röda blodcellerna eller i vävsnaden.

 

Michael Axelsson, Albin Gräns, Fredrik Jutfelt,  Malin Rosengren
Göteborgs universitet
Zoologiska institutionen

Gudlös etik

Birgitta Forsman har gett en ny bok. Jag har läst ett antal av hennes tidigare böcker med stort behåll

Hon berättar om vad boken handlar i ett klipp på Youtube

 

Skapelsetro och naturalism

I detta inlägg skall vi se närmare på begreppet ”naturalism” och hur Phillip Johnson använder sig av det i boken Fallet Darwin, som var temat för förra inlägget. Så här 20 år i efterhand kan man konstatera att Johnsons diskussion fått stor betydelse för hur många skapelsetroende idag uppfattar – eller snarare missuppfattar – förhållandet mellan vetenskap och religion.

Fallet Darwin

Det är i år 20 år sedan juristen Phillip Johnson gav sin ut Darwin on Trial, boken som myntade begreppet ”intelligent design” (ID) och som blev startpunkten för en intensiv kampanj att lansera ID som ett vetenskapligt alternativ till evolutionsteorin. CredoAkademins förlag har just givit ut en svensk översättning av boken, nu med titeln Fallet Darwin.

Antarktis 2011 resedagbok del 8

Forskningen på Antarktiska jättegråsuggor

Giant Antarctic Isopod (Glyptonotus antarcticus)

EKG-elektroder på plats under skalet

Nu är forskningen avslutad och här kommer en beskrivning av vad vi gjort under de fem veckor vi varit på Antarktis. Det tog nästan 10 dagar innan vi kunde komma ut på isen och fånga fisk. Under tiden satte vi upp utrustningen nere i akvariesystemet och pratade med basens yrkesdykare. De var hjälpsamma och ville gärna samla in jättegråsuggor när de dök viket gjorde att vi kunde få in tillräckliga mängder för ett av delprojekten. I denna delen av beskrivningen av vår forskning fokuserar vi på jättegråsuggorna.

Glyptonotus antarcticus

Forskningen vi gör på jättegråsuggorna handlar om klimateffekter. Vi testar hur de tål uppvärming och havsförsurning, d v s ökad koldioxidhalt i vattnet. Under tre veckor har de levt i akvarier med en av fyra behandlingar: normala förhållanden (-1,4° C), Värme (4° C), havsförsurning (-1,4° C och hög koldioxidhalt) samt kombinationen av värme och kolodioxid (4° C och hög koldioxidhalt). Efter denna acklimeringsperiod har vi mätt deras ämnesomsättning och hur den varierar med olika temperaturer. Eftersom deras kroppstemperatur är samma som omgivningens så har temperatur en direkt påverkan på ämnesomsättningens hastighet. När temperaturen stiger så ökar också ämnesomsättningen. Ett organ som kan vara begränsande för växelvarma djurs värmetålighet är hjärtat. Om det blir för varmt i kroppen på dessa djur kan hjärtat inte leverera syre i den takt som ämnesomsättningen kräver vilket leder till syrebrist och eventuell död. Därför mäter vi även hjärtats funktion genom att sätta in EKG-elektroder under skalet och registrera hjärtfrekvens och arytmier, och hur detta påverkas av uppvärmning. Hur metabolism och hjärtfunktion påverkas av olika acklimeringstemperaturer och havsförsurning är viktigt för vår förståelse för hur växelvarma djur kommer att påverkas av klimatförändringarna.

EKG-elektroder placeras under skalet

Anledningen till att vi valde att arbeta med just jättegråsuggor är att de nått sin enorma storlek tack vare den kalla temperaturen. Många ryggradslösa djur har en sämre syretransport än t ex fiskar, vilket begränsar hur stora de kan bli innan de får syrebrist. I kyla innehåller havsvattnet mer syre. Dessutom gör det kalla vattnet att deras ämnesomsättning är mycket låg. Dessa två faktorer gör att syretransporten är tillräcklig för större djur än närbesläktade arter i tempererade vatten. Just dessa faktorer gör att vi misstänker att dessa djur kan vara några av de mest känsliga för klimatförändringar och havsförsurning. Våra preliminära resultat visar dock att de tål akut uppvärmning förvånansvärt bra, och vi såg bibehållen hjärt- och muskelfunktion i temperaturer över tio grader. Vi vet dock ännu inte hur de olika treveckorsbehandlingarna har påverkat temperaturtåligheten, och det är dessa långtidseffekter som kan ha relevans för hur djuren påverkas av klimatförändringar. Det svaret får vi först efter mer detaljerad genomgång av resultaten.

Fredrik med en jättegråsugga

Respirometrarna där vi mäter jättegråsuggornas metabolism

Efter att försöken avslutats och blodprover tagits monterades elektroder bort och basens yrkesdykare tog med sig jättegråsuggorna levande tillbaks till livet under isen.

 

Michael Axelsson, Albin Gräns, Fredrik Jutfelt,  Malin Rosengren
Göteborgs universitet
Zoologiska institutionen