Livets träd (I)

av Lars Johan Erkell

Darwins evolutionsteori innebar att man fick ett helt nytt sätt att se på livet – i stället för att se hur Skaparen hade ordnat världen efter principer vi människor hade svårt att förstå, såg man nu en struktur som återspeglade en process där arter med tiden förändrats och genererat nya arter i en trädstruktur. Principen om gemensam härstamning gjorde också (till skillnad från förklaringen med en skapare) biologin möjlig att förstå. Anders Gärdeborn har en annan syn på saken. Han hävdar att principen om gemensam härstamning inte fungerar, och att man ska återupprätta skapelseperspektivet.

Biologer har varit sysselsatta med att ordna och systematisera växter och djur i över 300 år vid det här laget, och även om man är överens om mycket, är det långt kvar till en komplett systematik som alla kan vara överens om. Indelningsgrunderna har varierat; före Darwin utgick man från ett skapelseperspektiv och tänkte sig att de olika arterna skulle passa in i tydliga grupper. Man hade dock hela tiden problem med att skilja ut tydliga grupper, och med former som inte riktigt passade in. Gärdeborn verkar omedveten om detta, för på sidan 63 skriver han:

”Livet som vi känner det är indelat i grupper som Bild 20 visar. Detta gäller både de idag levande individerna och dem vi finner som fossil. Två saker utmärker indelningen. Dels har vi en rik variation inom gruppen och dels har vi vattentäta skott mellan grupperna.”

Jag antar att ”vattentäta skott” betyder att grupperna skiljer sig tydligt från varandra, och att det inte finns några arter som faller mellan grupperna. Så märkligt att biologerna inte ens under de mer än 150 år av systematiskt arbete som föregick Darwin upptäckte dessa tydliga grupper, utan ständigt föreslog nya indelningar och flyttade runt arter i systemet; det finns otaliga artiklar av det här slaget i den taxonomiska litteraturen. Till att börja med är artbegreppet problematiskt; det finns mer än 20 definitioner på hur man skulle kunna definiera en art. Vidare har man problemet att definiera vilka grupperna egentligen är, något som sällan är självklart. Dessutom är det svårt att hitta en plats för alla arter. Exempelvis har den lilla masken (eller vad det nu är) Xenoturbella irrat omkring i systemet som en osalig ande sedan 1800-talet.

Hade Gärdeborn haft rätt i sin tanke om fullständigt klara och tydliga grupper utan mellanformer skulle man snabbt funnit en enkel och klar systematik. Det gjorde man inte.

***

När Darwins evolutionsteori publicerades 1859 accepterades snabbt tanken om att livsformerna var besläktade på ett sätt som kunde beskrivas som ett träd, trots att förklaringen för mekanismen bakom evolutionen, naturlig selektion, hade svårt att vinna terräng. Efter bara ett decennium hade majoriteten av världens biologer övergivit skapelseperspektivet och i stället accepterat tanken om gemensam härstamning. En orsak till detta var att man fick en förklaring till att många arter var så svåra att skilja från varandra; om arter evolverades ur varandra måste det finnas en fas när de fortfarande var mycket lika.

En annan orsak till att man så snabbt lämnade skapelsetanken var att evolutionsteorin gav en naturlig förklaring till att livsformerna grupperade sig i en hierarki av grupper inom grupper. Det var tydligt att exempelvis familjerna hunddjur, kattdjur respektive björnar hade många gemensamma drag som gjorde det naturligt att placera dem i en gemensam grupp, ordningen rovdjur. Emellertid hade rovdjuren så mycket gemensamt med exempelvis ordningen valar och ordningen gnagare att det var naturligt att lägga också dem i en gemensam grupp, klassen däggdjur. Så kunde man fortsätta med allt större grupper.

Varför såg det ut så här? Att hänvisa till en skapare gav ingen ledning. Men om man i stället tänkte sig ett livets träd föll saker och ting på plats. En tidig typ av ryggradsdjur hade varit framgångsrik och fått stor avkomma som undan för undan evolverat åt olika håll. Dessa former hade sedan i sin tur diversifierat och bildat olika varianter, som i sin tur bildat nya varianter o.s.v. Principen framgår av figur 1 nedan.



Figur 1: Förenklat stamträd (kladogram) som visar hur stamformerna (ancestorerna) C och D vardera har givit upphov till ett antal släkten som samlas i var sin familj. Eftersom båda härstammar från B placeras de i samma ordning. Alla grupper som härstammar från A placeras i samma klass.


Man har i dag bilden av evolutionsträdet som en rikt förgrenad buske. Dagens systematiker arbetar med att foga in alla kända arter i kladogram av det här slaget. Ändå har man inte helt lämnat Linnés system med dess grupper; det är så oerhört väl etablerat, och vi behöver något slags system för att kunna orientera oss i livets förvirrande mångfald. I många fall stämmer också den gamla systematiken med den moderna kladistiken så att en traditionell grupp sitter på en bestämd gren, men i andra fall är det inte så.

De enda som fortfarande arbetar från skapelseperspektivet är kreationister som försöker förstå vad som menas med de ”slag” Gud skapade i begynnelsen, för att sedan utgå från detta. Man har dock hittills inte lyckats ställa upp något fungerande klassifikationssystem på biblisk grund.

***

I dag försöker man alltså ordna livets alla former i ett gemensamt släktträd. Principen framgår i figur 2 nedan.



Figur 2: Förenklat stamträd (kladogram) som visar däggdjurens härstamning. De grå fyrkanterna betecknar uppkomsten av olika karaktärer, som sedan kännetecknar alla senare grupper (uppåt i diagrammet). Det finns fler karaktärer man kunde använda än vad som återges i bilden.
 

Den metod man använder kallas kladistisk analys, och den innebär enkelt uttryckt att man ordnar saker efter deras gemensamma egenskaper och placerar in dem i ett s.k. kladogram (figur 2). Som Anders Gärdeborn mycket riktigt påpekar innebär detta ordnande inte att sakerna måste ha evolverat ur varandra; man kan lika gärna ordna LEGO-klossar eller något annat i kladogram. För att driva hem den poängen har vi på en av våra kurser i systematik en övning där studenterna får ordna olika typer av spikar och skruvar i ett kladogram, som då alltså inte är ett stamträd.

Men hur kan då vi veta att stamträdet i figur 2 motsvarar en historisk verklighet? Det är en hypotes vi ställt upp, och hypoteser måste testas. Till att börja med kan vi se om de antagna stamformerna dyker upp i fossilserien i den ordning stamträdet förutsäger. Och det stämmer riktigt bra. De första säkra fossilen av svampdjur är 580 miljoner år gamla [1]. Nässeldjur, som maneter och hydror, är problematiska eftersom de saknar hårda delar och därför sällan bildar fossil. De fynd som gjorts är omdiskuterade och det är nog klokast att lämna dem utanför här. Tagghudingar (som sjöstjärnor och sjöborrar) ger däremot bättre fossil – de äldsta för 530 miljoner år sedan [2]. Vi kan se fiskar med ryggrad och käkar för mer än 410 miljoner år sedan [3]. De första amfibieliknande fyrfotadjuren dyker upp för ca 345 miljoner år sedan [4], och de första reptilerna för ungefär 310 miljoner år sedan [5]. De första pungdjuren kommer inte förrän för 125 miljoner år sedan [6], och de första spåren av däggdjur är ungefär lika gamla [7].

Fossilserien stämmer alltså helt med kladogrammet. Pungdjur och placentala däggdjur skildes åt samtidigt enligt diagrammet, och de dyker upp ungefär samtidigt i fossilserien. Övriga grupper påträffas i fossilserien i den ordning de antas ha kluvits av från den gemensamma stamlinjen. Det ser alltså inte ut som om vårt stamträd vore helt gripet ur luften.

Noter

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Sponge

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Echinoderm

[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Evolution_of_fish#Prehistoric_fish

[4] http://en.wikipedia.org/wiki/Pederpes

[5] http://en.wikipedia.org/wiki/Hylonomus

[6] http://en.wikipedia.org/wiki/Marsupial

[7] http://en.wikipedia.org/wiki/Eutheria

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

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 Palaeos: Life Through Deep Time.

Artiklar om kladistik finns också på Wikipedia och Wikipedia Sverige.

[Ursprungligen publicerad på http://biologg.wordpress.com.]