Naturlig selektion

av Lars Johan Erkell

Få biologiska begrepp har blivit så omdiskuterade och så missförstådda som naturlig selektion. Ibland tolkas den som en moraliskt förkastlig princip om en allas kamp mot alla, men Anders Gärdeborn gör inte det misstaget. Emellertid menar han att naturlig selektion inte kan leda till evolution.

Grundprincipen för naturlig selektion är enkel. Den bygger på tre förutsättningar:
  1. Individerna i en population har något olika egenskaper (vi vet säkert att det är så).

  2. Dessa egenskaper är åtminstone delvis ärftliga (det vet vi också säkert).

  3. En del av dessa ärftliga egenskaper påverkar individens reproduktionsförmåga (det vet vi också).
Den ofrånkomliga konsekvensen av dessa tre förutsättningar är att vissa individer kommer att få en större avkomma än andra individer, och därmed att lämna ett större bidrag till genpoolen i nästa generation. Detta betyder att individerna i den nya generationen kommer att ha något annorlunda egenskaper jämfört med den tidigare. Om vi antar att populationen står under ett selektionstryck, exempelvis av ett klimat som blir varmare och torrare, kommer de individer som bäst klarar värme och torka i medeltal att få störst avkomma. Detta leder till att populationen kommer att förändras så att allt fler individer kommer att klara de nya livsbetingelserna allt bättre. Det är alltså populationen som evolveras, inte de enskilda individerna.

Naturlig selektion är inte bara en logisk nödvändighet, den har också observerats i naturen i ett stort antal dokumenterade fall [1].

***

Anders Gärdeborn tvivlar dock på det naturliga urvalets möjligheter att leda till evolution. Han diskuterar omöjligheten av detta under rubriken ”det naturliga urvalets roll” (s. 109–111), och tar som exempel en fabrik som gör cyklar. Frågan han ställer är hur dessa cyklar skulle kunna evolveras till motorcyklar. Han illustrerar med en bild som i princip ser ut så som figur 1.



Figur 1: Principen för evolution genom naturligt urval illustrerat av en cykelfabrik (fritt ritat efter bild 43 på s. 111 i Intelligent skapelsetro).


Gången är att byggmanualen (genomet) kopieras med tryckfel (mutationer) och sedan går till korrekturläsning. Anders Gärdeborn skriver:

”Eftersom man inte vill tillverka cyklar från en manual full av fel så lägger man till en kontrollstation, en korrekturläsning, som kastar bort de manualer som inte uppfyller vissa krav (motsvarar det naturliga urvalet).”

De manualer som klarar kontrollen återanvänds och kopieras (med variationer) en gång till. När börjar fabriken tillverka motorcyklar? Aldrig, naturligtvis.

Den här modellen förvirrar snarare än förklarar. Framför allt två saker sticker i ögonen. Den första är korrekturläsningen, som sker efter ”vissa krav”. Vilka krav? Man anar någon form av fasta, formella krav, men den naturliga selektionen sker inte efter fasta kriterier, utan efter reproduktiv framgång, och den är helt beroende av hur individen klarar tillvarons alla olika utmaningar. Och av slumpen, förstås. I Gärdeborns modell saknas en funktion som kontrollerar hur bra cyklarna faktiskt fungerar att cykla med. Korrekturläsaren motsvarar inte det naturliga urvalet eftersom kontrollen inte gäller den färdiga produkten, eller hur den i praktiken klarar de krav som ställs. Gärdeborn försöker med andra ord bevisa att naturlig selektion inte fungerar genom att använda en evolutionsmodell som inte tar hänsyn till naturlig selektion.

Det som saknas i modellen är alltså någonting som motsvarar det naturliga urvalet, i det här fallet en test av själva cyklarna. För att göra modellen mer relevant tar vi med återförsäljarna i processen, och låter dem returnera byggmanualen till fabriken när de sålt en cykel (alla cyklar är ju olika och har en egen byggmanual). Fabriken tillverkar då en till, och förändrar den dessutom en aning. Byggmanualerna till cyklar som säljer bra kommer att returneras ofta, medan manualerna till cyklar som säljer dåligt returneras sällan, och de kommer därför inte att tillverkas lika mycket. Detta motsvarar det naturliga urvalet. Antag nu att kraftiga cyklar med breda däck säljer bra, likaså lätta cyklar med smala däck. Då kommer dessa båda typer att tillverkas – och varieras – mest. Av de nytillverkade cyklarna säljer de allra kraftigaste och de allra lättaste varianterna bäst, så med tiden utvecklas två distinkta modeller: mountain bikes och racercyklar. Detta sker alltså helt utan förutseende; återförsäljarna ser bara till att fabriken gör fler av de cyklar som säljer, och kunderna väljer bland varianterna och styr tillverkningen genom sina val. Ingen har från början planerat att fabriken skulle tillverka just dessa två modeller – de har evolverat.

***

Den andra saken som sticker i ögonen är den retoriska frågan om när fabriken börjar göra motorcyklar. De cyklar och motorcyklar vi är bekanta med är mycket dåliga modeller av biologiska strukturer. Om vi i stället tänker oss att de är byggda av någon sorts LEGO-bitar som är sådana att man kan åstadkomma väldigt många olika konstruktioner  –  även en motor  – av ett begränsat antal varianter kommer vi närmare (ja, jag vet att man inte kan bygga en motorcykel av LEGO, men detta är ett tankeexperiment). Kroppens olika funktioner utförs av tusentals olika proteiner som består av bara ett tjugotal aminosyror. Många av proteinerna finns i flera varianter, och de har ofta flera funktioner. Detta ger en oerhörd flexibilitet; konstruktionerna (om man får kalla dem så) är variabla och de kan få nya funktioner. Vi tänker oss att LEGO-bitarna motsvarar aminosyrorna, och att de kan sättas samman till moduler som har proteinernas flexibilitet.

Om vi nu vill använda biologiska principer på cykelkonstruktionen får vi tänka oss en cykel som består av många olika moduler som är byggda av dessa LEGO-liknande konstruktionselement. Cykeln innehåller väldigt många delar, och alla är inte helt nödvändiga. Det betyder att delar kan plockas bort, modifieras eller läggas till utan att cykeln blir oanvändbar. Alla cyklar är olika. Om kunderna vill ha så lättrampade cyklar som möjligt, skulle en mekanism som har en framdrivande effekt förstås öka försäljningen, och en motorcykel skulle evolveras. Vi sade ju att man också kunde bygga motorer av LEGO-bitarna.

Verkar det konstigt? Visst gör det, och det beror på att biologiska system är något helt annat än tekniska system. Likheter finns, men olikheterna är större. Analogier av typ cykel/motorcykel är inte bara dåliga, de hindrar förståelsen av hur biologiska system fungerar [2].

Noter

[1] Endler, J.A. (1986): Natural Selection in the Wild. Princeton University Press

[2] Pigliucci, M.,  Boudry, M. (2010): Why Machine-Information Metaphors are Bad for Science and Science Education. Sci & Educ 20, 453–471

Läs- och länktips

Malte Andersson diskuterar evolutionens mekanismer i kapitel 5 i:

Erkell; L.J. (Red.), (2009): Djuren och människan. Om den moderna biologin och dess världsbild. Studentlitteratur

Wikipedia har en artikel med många referenser och länkar.

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