Livets träd (2)
Detta är det 15:e inlägget i en serie som granskar Anders Gärdeborns bok Intelligent Skapelsetro (XP Media, 2009).
Vi fortsätter diskussionen från förra inlägget och undersöker om även anatomisk och molekylärbiologisk data passar in i vårt tänkta evolutionsträd.
Om nu evolutionsteorin är korrekt, borde även generna hos olika livsformer likna varandra, och de borde vara mer lika ju mer närbesläktade arterna är. Det innebär att man borde kunna göra kladistiska analyser av gener som finns hos de arter man vill undersöka, och man borde då få samma träd vi fick i förra inlägget när vi ordnade arterna efter gemensamma drag:
Bild 1. Förenklat kladogram som visar däggdjurens härstamning.
Nu är detta inte så enkelt som man kanske kunde tro. Det finns många genetiska processer som kan påverka DNA-sekvenser, och det finns också åtskilliga tekniska fallgropar i analysarbetet 1. Om man bara undersöker en enda gen kommer dessutom slumpen att spela in på ett mycket påtagligt sätt. Därför analyserar man idag många gener samtidigt; det ger en betydligt större säkerhet i analyserna. En analys av två typer av rRNA 2 gav samma utvecklingssekvens vi ser i Bild 1, likaså analyser av 13 gener 3, av 146 gener 4 och av 1487 gener 5. Ingen av dessa undersökningar omfattade samtliga grupper i bilden ovan; däremot överlappar de varandra och ger en samstämmig bild. Det finns ett stort antal tänkbara träd, så det är ytterst osannolikt att dessa analyser skulle ge samma mönster av en ren slump – chansen är mindre än en på tio miljarder.
***
Ett klassiskt argument som talar för en gemensam härstamning är att fyrfotadjurens extremiteter, vare sig de är anpassade för att springa, gräva, simma eller flyga, är byggda utifrån samma ben, omformade till sin uppgift. Eftersom evolutionsteorin bygger på att strukturer kan förändras och anpassas till nya funktioner, måste det enligt teorin också vara så att vi känner igen samma strukturer hos besläktade arter.
Bild 2. Främre extremitetens skelett efter Leche, W.: ”Människan. Hennes uppkomst och utveckling” (1909). Övre raden: salamander, havssköldpadda, krokodil, fågel. Nedre raden: fladdermus, val, mullvad, människa (Bild: Wikicommons)
Anders Gärdeborn ser det inte riktigt så här. På sidan 64 skriver han:
Ingen förnekar de observerade likheterna men däremot att de måste bero på släktskap. Det finns en annan och lika naturlig förklaring till likhet mellan livsformer, nämligen att de har samma Konstruktör. Denne använder en tillförlitlig design för olika ändamål, men varierar detaljerna beroende på användningsområdet.
Låt oss tänka efter. En ingenjör använder samma konstruktion i olika situationer därför att det är enkelt och bekvämt. Han vet att konstruktionen är tillräckligt bra och flexibel för att kunna anpassas till olika ändamål. Förmodligen kunde han fått bättre resultat om han gjort unika konstruktioner som var optimerade för varje tillämpning, men det innebär mycket mera arbete. Den Konstruktör som Anders Gärdeborn säkert tänker på har dock inga som helst begränsningar och skulle lätt kunna åstadkomma unika, perfekta konstruktioner, hur många som helst. Varför har han inte gjort det? Varför nöjde han sig med att plocka och fixa med de bitar som fanns till hands? Eftersom vi inte vet något om Konstruktören kan vi inte få något svar på frågan.
Evolutionsprocessen kan däremot inte åstadkomma unika, perfekta konstruktioner – den måste utgå från delar som finns till hands, och bekräftas alltså av det vi ser. Och det gäller inte bara själva strukturerna, utan också de gener som styr strukturernas utveckling. Gärdeborn diskuterar detta på sidan 65:
Vad gäller exemplet med de femdelade extremiteterna, är denna förklaring till och med troligare än den evolutionistiska. Detta eftersom generna som styr den femdelade strukturen är olika för de olika djuren, vilket är besynnerligt ur ett evolutionistiskt perspektiv. Om likheten i struktur beror på släktskap borde naturligtvis även ritningen, generna, vara densamma.
Man gnuggar sig i ögonen, läser en gång till, och frågar sig var Gärdeborn kan ha fått detta ifrån. Tyvärr ger han inte någon referens. Det här är helt uppåt väggarna tokigt – i själva verket känner man igen samma uppsättning gener i extremiteternas utveckling från amfibier till däggdjur. I många fall uttrycks till och med generna (exempelvis Tbx4, Tbx5, shh, ihh/bhh) på precis samma sätt i ett kycklingembryo som i ett musembryo 6.
***
Sammanfattningsvis kan vi konstatera att hypotesen om att livsformerna går att ordna in i ett evolutionärt träd kan beläggas på flera sätt: av systematikens struktur av grupper inom grupper, av fossilserien, av analyser av gensekvenser och av likheter i extremiteternas struktur och embryonalutveckling. Det finns också andra argument för gemensam härstamning (exempelvis från biogeografin) vi inte tagit upp här. Jag har inte heller sett några bra argument mot evolutionshypotesen – inte i Gärdeborns bok eller någon annanstans. Man må vara förlåten för att man anser att tanken om livets träd är väl underbyggd.
Kommande inlägg: Fossila mellanformer
Noter:
1) Detta gäller särskilt den s.k. ”djupa fylogenin” som det handlar om här, alltså frågan om hur de olika huvudgrupperna bildades för mycket länge sedan.
2) Denna analys tar upp fiskar, amfibier, reptiler och däggdjur:
Mallatt, J.; Winchell, C.J., (2007: Ribosomal RNA genes and deuterostome phylogeny revisited: More cyclostomes, elasmobranchs, reptiles, and a brittle star. Molecular Phylogenetics and Evolution 43, 1005–1022
3) Denna analys har med alla grupperna utom amfibier och reptiler:
Singh, T.R. et al., (2009): Tunicate mitogenomics and phylogenetics: peculiarities of the Herdmania momus mitochondrial genome and support for the new chordate phylogeny. BMC Genomics 10:534
4) Denna analys har med alla grupperna utom svampdjur och reptiler:
Delsuc, F., et al. (2006): Tunicates and not cephalochordates are the closest living relatives of vertebrates. Nature 439, 965-968
5) Denna analys tar upp svampdjur, nässeldjur, tagghudingar och däggdjur:
Hejnol, A., et al. (2009): Assessing the root of bilaterian animals with scalable phylogenomic methods. Proc. R. Soc. B, 276, 4261–4270
6) Stopper, G.F., Wagner, G.P., (2002): Of chicken wings and frog legs: A smorgasbord of evolutionary variation in mechanisms of tetrapod limb development. Developmental Biology 288, 21 – 39
Läs- och länktips
Systematikens historia och kladistikens principer behandlas i:
Olsson, U: Livets träd. Kapitel 6 i: Erkell, L.J. (Red.), (2009): Djuren och människan. Om den moderna biologin och dess världsbild. Studentlitteratur
En mycket trevlig och lättläst bok som varmt rekommenderas är:
Eklöf, J. (2009) Djurens evolution. Caracal publishing
Kladistikens principer behandlas också i:
Björklund, M. (2005): Evolutionsbiologi. Studentlitteratur
Konsten att förstå ett kladogram behandlas i:
Gregory, T.R. (2008): Understanding evolutionary trees. Evo Edu Outreach 1, 121-137
http://www.springerlink.com/content/v41w288751r82653/
För den som intresserar sig för fossil och kreationism rekommenderas starkt:
Prothero, D.R. (2007): Evolution. What the fossils say and why it matters. Columbia university press.
En site med ett omfattande material om fossil är:
http://www.palaeos.com/default.htm
Artiklar om kladistik finns också på Wikipedia. Den engelska sidan har många referenser och länkar:
Biolog(g) 
Det är jag som är författare till ”Intelligent skapelsetro” som Lars Johan Erkell kritiserar.
Om det är rätt som LJE skriver borde vi få samma utvecklingsträd oberoende på vilken likhet vi studerar. Det får vi inte. Människan blev närmare släkt med schimpansen än med orangutangen då man började göra molekylära utvecklingsträd. Och beroende på vilken molekylär likhet vi studerar får vi olika närmaste släktingar.
Att göra utvecklingsträd är ett optimeringsproblem. Man kanoniserar det träd som ger minst avvikelser utmed grenarna. Metoden kallas ”parsimoni” och avvikelserna ”konvergent evolution”. Fina vetenskapliga namn som inte löser grundproblemet: Om likhet beror på gemensamt ursprung borde vi få samma träd oavsett vilken likhet vi studerar. Det får vi inte.
Då genetik och ärftlighet är probabilistiska processer så kommer fylogenetiska träd konstruerade från en enskild gen delvis att inte vara samstämmiga i ett fåtal av fallen. Om man istället inkluderar många oberoende gener i en sådan fylogenetisk analys så kommer detta att ytterligare begränsas. Detta har bekräftats empiriskt då fylogenetiska träd från multipla gener stämmer bättre överens med varandra än träd från enskilda gener. Dessutom kan man uppskatta graden av överensstämmande mellan fylogenetiska träd från olika källor med statistiska metoder som t. ex. bootstrap som i det stora hela visar att fylogenetiska träd som produceras av modern teknik har en statistisk signifikant överlappning.
Konvergent evolution är inte heller en desperat handling för att förhindra falsifiering av gemensamt biologiskt ursprung utan baserat på positiva belägg genom att titta efter om de har samma grundläggande struktur, om de har samma relation till andra egenskaper och de har samma embryonala utveckling. Detta kan lätt göras mellan t. ex. möss och krokodiler med avseende på närvaron av fyra lemmar.