© J Westman 1998, 2005, 2006, 2012, 2013   Evolutionsforskaren Jukka Jernwall intervjuad i maj 1998.  Uppdaterat 31 okt-12
Gen-klockan.

Forskningen kring evolutionen - hur livsformerna utvecklas - har fått ett nytt hjälpmedel i den såkallade "molekylärbiologiska klockan", som visar i vilken takt arvsanlagen, generna, förändras, och i och med det hur lång tid som har gått sedan olika djur-stammar förgrenades från varandra. Två amerikanska forskare publicerade i slutet av april 1998 en ny, detaljerad tidsskala för däggdjursevolutionen enligt den "molekylärbiologiska klockan". Samtidigt fann de att flera däggdjursordningar hade uppstått långt före dinosaurierna dog ut och gav ekologiskt utrymme åt däggdjuren att utvecklas.

"Jag utforskar hur livsformerna utvecklas och blir mångsidiga under evolutionens miljoner år, det vill säja jag är intresserad av vilka faktorer som leder till att djuren blir olika från varann, det som har lett till att vi har människor och katter och hundar och elefanter", säjer Jukka Jernwall och preciserar att han är intresserad av de processer som verkar inom individernas utveckling och inom ekologin, livsomgivningen, så att olika livsformer uppstår. Speciellt undersöker Jernwall tänder, som är det bästa material som finns inom fossilen, de är hårda, bevaras väl. Samtidigt lämpar däggdjurens tänder sig särskilt väl för studier på genernas plan. Jernwall har tidigare forskat i hur generna styr tändernas utveckling. Nu studerar han hur många genförändringar som behövs för att de olika tandformerna vi känner ska uppstå.

Vi står i det paleontologiska museet på Snellmansgatan (det fanns där ännu 1998) och framför oss har vi databehandlade bilder av fossila däggdjurständer från djur som levde före dinosaurierna dog ut - det är bland annat förfäder till den lilla, femtåiga urhästen Hyracotherium. I glasmontern framför oss har vi Hyracotherium-tänder och tandserien från hästsläktets senare utveckling. Hoppet från för-hyracoterium till Hyracoterium är stort, medan föregångarens tänder avviker lite men dock något från andra samtida tänder. Något som visar att det förvisso hade skett en utveckling på gen-nivån som redan märks även i tandbyggnaden före dinosauriernas ändalykt för 65 miljoner år sedan. Men sedan räckte det hela 10 miljoner år efter dinosauriernas ändalykt till Hyracotherium uppenbarar sig .

Gener och djurfossil.

Jag säjer att Jernwall är både gen- och fossilforskare och Jernwall svarar att det måste man vara idag. Det här är det enda sättet på vilket man kan förena kunskapen om generna, som ju kommer från djur som lever idag, med det fossila materialet, som endast kan berätta vad generna gav upphov till.

"Metoden är beprövad, att utgå från att förändringarna i gen-materialet sker i någorlunda jämn takt och att man på det viset har möjlighet att bedöma när de olika utvecklingslinjerna har förgrenats. Det storartade här är det enorma arbete som har gjorts," säjer Jukka Jernwall. "Faktiskt har de gått igenom över 5 000 gen-familjer, och om vi tänker oss vad det innebär i arbete, så betyder det att de har tagit reda på alla de här genernas sekvens."

Som orden har bokstäver så har generna molekyler i en bestämd ordning, sekvenser.
  De har alltså rett ut alla de här genernas sekvenser, sedan har de jämfört de olika sekvenserna och noterat hur många som är likadana och hur många och var det skiljer sig. "Det har varit ett jättearbete" säjer Jukka Jernwall som anser att materialet nu är så stort att resultaten är mycket mer pålitliga än alla de tidigare molekylära tidsskalorna.

Jag frågar om man kan vara säker på att den molekylära klockan visar rätt - det vill säja att förändringarna kommer slumpmässigt och i jämn takt. Jernwall skrattar och säjer att "slumpmässighet brukar ju inte förenas med klockor men i dethär fallet är det fråga omen statistisk slumpmässighet som leder till en jämn förändringstakt".
   Det är så att bland genmaterialet finns stora mängder molekyler som så vitt vi vet idag inte förefaller förorsaka någonting - det är så att säja "nonsens-koder", och förändringar i dem kommer inte att påverka individens liv. Sudhir Kumar och S Blair Hedges har noggrannt valt ut just sådana här sekvenser som inte har störts av det som skedde under djurarternas evolution, och på det viset kan man vara säkrare på att den molekylära klockan har gått någorlunda jämnt. Kumar och Hedges finner i sin artikel i Nature att deras tidsskala för den molekylära klockan stämmer väl överens med fossilmaterialet - för det mesta.

Pungdjuren och däggdjuren med moderkaka särskiljdes för 173 miljoner år sedan - stämmer väl med fossilen, linjerna som förde till dels fåglar, dels krokodiler skiljs åt för 240 miljoner år sedan, inom felmariginalen, och mera sådant.

Men sen när man kommer till däggdjurs-ordningarna kommer överraskningen: minst fem stora ordningar bland däggdjuren har avskiljts redan för mer än 100 miljoner år sedan - före senkrita, och långt före dinosaurierna dog ut. Under senkrita särskiljer sig föregångarna till lagomorferna, harar och kaniner, redan för 90 miljoner år sedan, föregångarna till klövdjur och valar skiljer sig från gruppen föregångare till hovdjur och rovdjur för 83 miljoner år sedan, och rovdjuren skiljs från hovdjuren för 74 miljoner år sedan. Men nu ska vi komma ihåg att dethär handlar om de tidpunkter då säj hovdjur och rovdjur, och klövdjur och valar, hade sina senaste gemensamma anfäder. Det var inte lejon med hovar som skiljde sig från grisar med valstjärt utan två grupper, populationer, av sinsemellan likadana, ganska rått-liknande djur som inte längre parade sig med varandra.

Vad hände sen? För 65 miljoner år sedan dog dinosaurierna ut - nedslagskatastrof säjer många men inte alla - och vid den tidpunkten sker nog endel nya förgreningar på ordnings-nivå: gnagardjuren delas upp, idisslare och grisar plus valar skiljer på sig - men sen händer ingenting med antalet ordningar på tio miljoner år. Vid 55 miljoner år kommer en ny omvälvning i naturen. Då börjar en stor del däggdjursfamiljer och släkten uppstå, men de gör det ur färdiga ordningar. Där sker en stor förgrening - valarnas förfäder lämnar grisarnas förfäder på land och hoppar i sjön.

På art- , släkte och familj- nivå sker efter det mera stora saker, men på nivån ordningar är tiden från 55 miljoner år till nu fin-lir: rovdjurens kattlika och hundlika former går skilda vägar från 46 miljoner år och möss och råttor skiljs vid 40 miljoner år.

Debatten går kring tolkningsfrågor nu. Kumar och Hedges hävdar att de många däggdjursordningar som det genetiska materialet visar att ha uppstått under krittiden borde ge anledning till fossilfynd som skulle visa de här skillnaderna i högre grad än vad man allmänt anser. Jukka Jernwall opponerar sig - "det är inga problem med att ordningarna uppstod tidigt, det ser man nog redan att sker även i det fossila materialet."

Tidig knoppning – sen mognad.

Utvecklingslinjerna särskiljs nog redan i krittidens fossiler men den stora explosionen kommer faktiskt först 10 miljoner år efter att dinosaurierna dog ut - vid övergången från paleocen till eocen för 55 miljoner år sedan. Vad hände under de tio miljoner år då dinosaurierna inte längre fanns? Ja, det är vad Jukka Jernwall också skulle vilja veta, för det vet ingen - ännu - och det är det han nu forskar i med sina tänder.

Jukka Jernwall säjer att det handlar om två skilda saker: "Först har vi det att utvecklingslinjerna skiljer på sig, vilket i praktiken betyder att vi har djurpopulationer, som slutar vara i kontakt med varann och inte längre byter ut genetiskt material med varann, och sedan har vi det andra skedet då den morfologiska - form-mässiga - radiationen äger rum då vi får olika former som tillexempel hovdjuren."

Ur-hästen, det femtåiga hovdjuret Hyracotherium, som inte var inte större än en hund men med med specialiserade växtätartänder, kommer ganska så plötsligt.

"Om vi vore evolutionsforskare i en tidsmaskin och skulle flyga till senkrit-tiden, och vi skulle titta på de där däggdjuren under dinosauriernas fötter, så skulle vi inte ha nån chans att känna igen särskilt många av förfäderna till dagens ordningar bland alla de där djuren, kattstora eller mindre, de flesta insektätare, de skule inte ha några karaktärsdrag som skulle ge oss en chans att känna igen dem", säjer Jernwall.

"Utom genom att titta på tänderna" säjer jag och Jernwall säjer att "jovisst", men så pekar han på sina senkrit-tida tandbilder och säjer att man får ta till mycket avancerade bildbehandlingsmetoder att få fram skillnaderna i formen och ändå är det mycket svårt att se vilka tänder som tio miljoner år senare ska bli tillexempel Hyracotherium-tänder - "kanske denhär", säjer Jernwall och pekar. I mina ögon är dom alla lika.
   Jernwall säjer att den nya tidsskalan blir ett nyttigt verktyg - men det visar inte var de utdöda djuren hör hemma, inte ens vilka djurgrupper som engång fanns men sen dog ut – det ser man endast ur fossilen, och det ger inte svar på däggdjurens stora gåta - varför väntade de i 10 miljoner år efter dinosauriernas ändalykt.

Vi får vänta på svaret.


Läs om hur Jukka Jernvall började forska i Utvecklingen på bettet  och om vidare resultat tillsammans med Mikael Fortelius i Evolution till tänderna.
   Arterna består fast genmaterialet förändras. Läs om det i     Synvilla inom evolutionen.
Skicka kommentarer tilljuhaniwestman@gmail.com

Tillbaka till första evolution-sidan.
Tillbaka till paradsidan.