Erfðabreytingar á bakteríum og dýrum

Það er ákaflega mikilvægt að átta sig á því að erfðabreytingar eru eðlilegur hluti af náttúrunni. Við, hinn viti borni maður, höfum á síðustu 150 árum öðlast skilning á eðli erfða, byggingu erfðaefnisins og þekkingu til að breyta genum á markvissann hátt.

Þekkingin gerir okkur kleift að skilja margskonar fyrirbæri, t.d. hvers vegna börn líkjast foreldrum sínum, hvernig erfðagallar geta hoppað á milli kynslóða, hvers vegna sumir sjúkdómar hrella bara konur (eða karla) og hvernig við getum ræktað nytjaplöntur og dýr á markvissari hátt.

Uppruni erfðatækninnar má rekja til bakteríuerfðafræðinnar, þar sem menn lærðu snemma að kortleggja stökkbreytingar í einstökum genum  og síðar að einangra erfðaefni og klippa það niður með sérhæfðum ensímum. Vísindamenn fundu út að bakteríur búa oft  yfir litlum auka litningum, svokölluðum plasmíðum sem fjölga sér sjálfstætt. Með því að beisla þessi plasmíð (eða veirur) og skeyta inn í þau ákveðnum DNA bútum gátu vísindamenn einangrað gen - þeir klónuðu* fyrsta genið.

Erfðatæknin kollvarpaði rannsóknum í líffræði og læknisfræði, og til varð ný fræðigrein sameindaerfðafræði (molecular genetics). Hún fjallar um eiginleika gena og fruma, en nýtist einnig við rannsóknir á öðrum fyrirbærum. Hægt er að klóna gen sem hafa áhrif á næstum hvaða eiginleika sem er, t.d. þroskun útlima, eiginleika húðar, kynhneigð ávaxtaflugna og þol gagnvart útfjólubláu ljósi.

Sem dæmi um slíkar rannsóknir má nefna doktorsverkefni Snædísar Björnsdóttur (hún ver það næstkomandi mánudag). Það heitir Erfðabreytingar á bakteríunni Rhodothermus marinus og miðar að því að þróa aðferðir til þess að erfðabreyta hitaþolnu bakteríunni R. marinus, og þar með opna vísindamönnum leiðir til þess að rannsaka eiginleika hennar og líffræði.

Erfðatæknina má einnig hagnýta, t.d. til þess að erfðabreyta nytjaplöntum eða húsdýrum. Hefðbundin ræktun gengur út á að breyta erfðasamsetningu stofns, t.d. kúakyns, með því að æxla saman einstaklingum með æskilegar stökkbreytingar og velja úr þau afkvæmi sem eru með heppilegusutu erfðasamsetninguna. Í tilfelli mjólkurkúa er horft á mjólkurmagn, samsetningu mjólkurinnar, heilsu kýrinnar og geðslag. Hver eiginleiki er undir áhrifum fjölmargra gena, kannski 50 eða fleiri. Í erfðamengjum hryggdýra eru rúmlega 20.000 gen, sem hafa mismunandi áhrif á þessa eiginleika og aðra, þannig að það er augljóst að verkefni ræktandans er verulega erfitt. Hann þarf að sýna mikla þolinmæði - og eyða til miklu fé til að fá aukningu í afurðum.

Þess vegna hefur erfðatæknin verið nýtt í kynbótum, til að gera ræktunina markvissari. Framfarir í kynbótum, áburðarframleiðslu, vélvæðingu landbúnaðar og eiturefnaframleiðslu leiddu til mikillar framleiðslu aukningar í landbúnaði á síðustu öld. Þessar framfarir voru ekki gallalausar, áburðargjöf og notkun eiturefna í landbúnaði hefur mikil áhrif á náttúruna, og vélvæðingin eykur útblástur á koltvíildi og mengun almennt. Kynbæturnar voru hins vegar ekki mengandi - og mín ályktun er sú að erfðabreyttar lífverur séu ekki hættulegar náttúrunni (sjá færsluflokk og Hver er hættan af erfðabreyttum lífverum?).

Varðandi erfðabreytta laxinn, þá held ég að það sé meiri hætta fylgjandi, eða skaði nú þegar skeður,  þeirri áráttu að flytja laxa á milli vatnasvæða og sleppingum á allskonar fiski í ár og læki. Slík athæfi geta leitt til þess að staðbundnir stofnar blandist, sem getur leitt til hruns í stofnum eða hreinlega útrýmingar þeirra. 

* Orðið klón hefur tvær merkingar í líffræði. Í erfðafræði er talað um klónun gena, þegar þau eru einangruð og geymd í plasmíði. Í fósturfræði er talað um klónun einstaklinga, t.d. þegar kjarni eggs er fjarlægður og kjarni í líkamsfrumu er settur í staðinn - þannig var kindin Dolly búin til.

Íhugar að leyfa genabreyttan lax

Íslenski köngulóarmaðurinn

Köngulær eru ein furðulegustu fyrirbæri náttúrunnar. Þær eru öflug rándýr sem hafa margskonar vopn í sínu búri, og er vefurinn ein þeirra merkilegasta uppfinning.

Einn öflugasti íslenski vísindamaður nú starfandi er Ingi Agnarsson, köngulóarsérfræðingur með meiru sem starfar við Háskólann í Puerto Rico (Department of Biology, University of Puerto Rico) og Smithsonian stofnunina. Hann hóf nám í líffræði 1992 og hafði alla tíð mjög skýra hugmynd um hvað hann vildi gera. Strax árið 1996 gaf hann út 175 blaðsíðna grein um íslenskar köngulær, í fjölriti náttúrufræðistofnunar (Agnarsson I. 1996. Icelandic spiders. Fjölrit Náttúrufræðistofnunar 31: 175 pages, 169 figures.).

Hann fór síðan í doktorsnám í George Washington University í Washington DC og frá árinu 2002 hefur hann birt rúmlega 50 vísindagreinar. Það eru stórkostleg afköst. Það sem betra er að hann hefur iðullega birt góðar og vandaðar greinar. Hann leggur mesta áherslu á köngulær, flokkun, þróun og tilurð vefja, vistfræði þeirra og hlutverk í vistkerfi hitabeltisins. Hann hefur einnig birt rannsóknir um fjörur, flokkun hryggdýra og hvala, sem og samskipti þeirra síðarnefndu.

Við sjáum oft fyrir okkur stakar köngulær í vef, sem bíða eftir bráð sinni í einsemd og veigra sér hvorki við bróðurmorði eða því að eta afkvæmi sín. Slík matarlyst (eða grimmd) hlýtur að vera til trafalla fyrir samlífi lífvera og draga úr líkunum á því að þær geti myndað hópa. En meðal köngulóa finnast nokkrar tegundir sem mynda hópa, samkvæmt Inga sýna 20-25 tegundir köngulóa félagsatferli (af þeim 39.000 tegundum sem lýst hefur verið). Merkilegt nokk þá eru þessar 20-25 tegundir úr nokkrum mismunandi hópum köngulóa, sem sýnir að félagsatferli hefur þróast nokkrum sinnum. Þróunarsagan sýnir okkur að það er hægt að yfirstíga háa þröskulda (Cannibalismi er einn slíkur).

Um titillinn. Þetta er vissulega galgopaleg yfirskrift en vonandi er ljóst að aðdáun mín á Inga og störfum hans er mikil.

Fundu stærsta köngulóarvefinn

Til menntamálaráðherra

Kæri menntamálaráðherra.

Grunnvísindi hafa löngum átt undir högg að sækja hérlendis. Hluti af vandamálinu er að vísinda og fræðimenn eru verr borgaðir hérlendis en ytra, en ég er ekki að krefjast hærri launa (allavega ekki í þessu árferði). Vandamálið er margþætt, t.d. getur yfirvofandi niðurskurður í menntakerfinu leitt til þess að grunnrannsóknir hérlendis koðni niður. Á meðan Finnar lögðu meira fé í grunnrannsóknir, þá ætla Íslendingar að skera niður í grunnrannsóknum, m.a. með því að fjársvelta þá háskóla sem eru öflugastir í raunvísindum, læknavísindum og verkfræði.

Þar fyrir utan er styrkjaumhverfi vísinda ábótavant. Helstu gallarnir eru að:

• fé er veitt í rannsóknir eftir mörgum og misaugljósum leiðum.
• samkeppnisjóðirnir eru fjársveltir og framlög til hvers verkefnis eru smá.
• styrkjum fylgir ekki fastakostnaður (overhead) til viðkomandi stofnunar eða háskóla - sem hvetur stofnanir til að styðja við sína vísindamenn.
• nýjir starfsmenn fá ekkert fé til að setja upp tilraunastofur og koma sínum rannsóknum á koppinn - erlendis fá nýjir dósentar "start-up" styrki, oft til 3 ára fyrir efnum og aðstoðarfólki.
• virkir vísindamenn geta ekki einbeitt sér að rannsóknum, vegna þess að kennsluskyldan er of mikil og þeir þurfa að uppfylla fáranlega ströng skilyrði til að minnka hana.

Þórarinn Guðjónsson dósent við læknadeild Háskóla Íslands skrifar grein a vísir.is um þetta efni. Hún heitir Rannsókn og þróun: Rangar áherslur og fylgir hér í heild sinni (með góðfúslegu leyfi höfundar).

Rannsókn og þróun: Rangar áherslur

Fjárfesting í grunnrannsóknum skilar beinum arði til þjóðfélagsins á margvíslegan hátt. Hins vegar skilar afraksturinn sér á lengri tíma en flestar aðrar fjárfestingar.

Það er hlutverk hins opinbera að styðja við vísindi í formi grunnrannsókna, þar sem samkeppni ríkir og þekkingarsköpunin ein er markmiðið. Styrkur hátæknifyrirtækja og sprotafyrirtækja liggur síðan í hagnýtingu þessarar þekkingar með stuðningi bæði hins opinbera en þó einkum einkaaðila/fjárfesta.

Til þess að fjárfesting hins opinbera í grunnrannsóknum njóti sín er nauðsynlegt að beina fjármunum til hæfustu vísindamanna þjóðarinnar. Ekki er til nein fullkomin leið til að deila út fjármagni til vísindarannsókna en sú leið sem flestar þjóðir í kringum okkur hafa farið og sú leið sem hvað gegnsæjust er hvað varðar gæði og framvindu vísindarannsókna eru samkeppnissjóðir.

Samkeppnissjóðir

Samkeppnisjóðir eru drifkraftur rannsókna og þróunarstarfs háskóla og rannsóknastofnana. Samkeppni um styrki til rannsókna felst í því að umsóknir fari í jafningjamat og styrkjum er einungis úthlutað til verkefna sem skara fram úr á hverjum tíma. Reynslan erlendis frá sýnir að samkeppnissjóðir eru besta leiðin til að efla vísindastarfsemi vegna þess að eftirlit með gæðum rannsókna, sem unnar eru fyrir fé úr samkeppnissjóðum, heldur vísindamönnum við efnið.

Íslendingar verja umtalsverðu fjármagni í rannsóknir og þróun (R&Þ) og eru meðal efstu þjóða á þessu sviði í heiminum skv. opinberum tölum. Af heildarfjármunum hins opinbera til R&Þ fara þó einungis um 11% í gegnum samkeppnissjóði Vísinda- og tækniráðs (V&T). 89% renna til stofnana/háskóla og annara sjóða í formi beinna fjárveitinga. Að sjálfsögðu þurfa rannsóknastofnanir og háskólar bein fjárframlög til grunnreksturs en bein fjárveiting til R&Þ er beinlínis hættuleg þar sem hún dregur úr gegnsæi, skilvirkni og nauðsynlegri samkeppni um rannsóknafé, sem svo leiðir af sér stöðnun og tap á nauðsynlegum drifkrafti sem einkennir verkefni sem eru háð styrkjum úr samkeppnissjóðum. Þetta dregur svo úr hagnýtingu þekkingar og stofnun sprotafyrirtækja.

Rannsóknasjóður og tækniþróunarsjóður eru stærstu samkeppnissjóðir í umsjá Vísinda- og tækniráðs og er þeim ætlað að bera þungann af allri grunnvísindastarfsemi í landinu. Rannsóknasjóður hefur um 800 milljónir úr að moða árlega sem einhverjum finnst kannski vera stór fjárhæð og það er hún ef ekki er skoðað í hvað þessir fjármunir eiga að nýtast. Allir vísindamenn á Íslandi sem stunda virkar grunnrannsóknir í heilbrigðis- og lífvísindum, verk- og raunvísindum, félagsvísindum, hugvísindum og menntavísindum reiða sig að miklu eða öllu leyti á Rannsóknasjóð. Rannsóknasjóður leggur einnig stoðir undir allt meistara- og doktorsnám sem stundað er í landinu. Sé þessi upphæð skoðuð í þessu samhengi ætti flestum að vera ljóst að ekki er um mikla fjármuni að ræða.

Fjölgun vísindamanna á Íslandi á síðustu árum hefur leitt til aukningar í umsóknum til Rannsóknasjóðs. Nú er svo komið að úthlutunarhlutfall rannsóknasjóðs er einungis 18,2%. Í þeim geira sem undirritaður þekkir best til, þ.e. heilbrigðis- og lífvísindi, er úthlutunarhlutfallið einungis 16,5% og stefnir í að verða enn minna á þessu ári. Í stuttu máli þýðir þetta að aðeins ein af hverjum sjö umsóknum fái styrk úr sjóðnum og fer fækkandi.

Ýmsir aðrir sjóðir á vegum hins opibera styrkja grunnrannsóknir en þeir eru flestir afar sértækir og með takmörkuðu gæðamati. Af þessum sjóðum er AVS rannsóknasjóður í sjávarútvegi langstærstur með um 350 milljónir til skiptana á hverju ári. Úthlutunarhlutfall úr sjóðnum er um 50% sem er hinsvegar of hátt og bendir til þess að auk góðra verkefna fái ýmis meðalgóð og jafnvel slök verkefni brautargengi. AVS sjóðurinn er í umsjá sjávarútvegs- og landbúnaðarráðuneytis. Skynsamlegast væri að fjármunir sem lagðir eru í AVS sjóðinn rynnu beint inn í Rannsóknasjóð og/eða tækniþróunarsjóð V&T þar sem öflugra gæðamat fer fram. Þannig væru fjármunum skattgreiðenda best borgið og mest fengist fyrir þá.

Ávinningur af sterkum samkeppnissjóðum

Efling samkeppnissjóða gerir það að verkum að styrkir yrðu stærri og til lengri tíma auk þess sem úthlutunarhlutfall mundi aukast (25-30% úthlutunarhlutfall er ásættanlegt). Betri og árangursríkari rannsóknir yrðu framkvæmdar undir öflugu gæðamati. Rannsóknahópar stækkuðu og aukin samvinna yrði milli þeirra. Styrking samkeppnissjóða hvetti einnig til nauðsynlegrar nýliðunar. Aukið gegnsæi yrði með nýtingu fjármunanna sem héldi vísindamönnunum við efnið sem svo eykur líkurnar á betri vísindalegum árangri.

Taka þarf upp fastakostnað (overhead) til stofnana

Víðast hvar erlendis er gert ráð fyrir að háskólar og stofnanir fái viðbótarframlag (30-60%) vegna styrkja vísindamanna sem nýtist sem fastakostnaður og um leið er það háskólum og stofnunum til hagsbóta að hafa sem öflugasta vísindastarfsemi. Þetta leiðir til þess að samkeppni er milli stofnana og háskóla um öflugustu vísindamennina. Hér er þessu öfugt farið.

Styrkir Vísinda- og tækniráðs gera ekki ráð fyrir viðbótarframlagi til stofnunar sem hýsir vísindamenn til að standa straum af slíkum fastakostnaði. Staðreyndin er því sú að þeir vísindamenn sem eru hvað virkastir og afla hárra styrkja eru byrði á sínum stofnunum. Það að vísindamenn séu fjárhagsleg byrði á sinni stofnun, í réttu hlutfalli við árangur í öflun vísindastyrkja og vísindavirkni, hindrar vöxt rannsóknahópa, hindrar hvata til nýliðunar, hvetur ekki til frekari styrkjasóknar og er beinlínis rangt. Eins og kerfið er byggt upp að þá elur það á meðalmennsku og refsar þeim vísindamönnum og rannsóknahópum sem standa sig hvað best.

Hvað þarf að gera?

Draga þarf úr beinum fjárframlögum sem ætlað er til R&Þ háskóla og rannsóknastofnana og beina þeim fjármunum beint inn í samkeppnissjóði V&T. Einnig þarf að að leggja niður sértæka sjóði með takmörkuðu gæðamati og beina þeim fjármunum inn í sjóði V&T. Á þennan hátt og með viðbótarframlagi frá stjórnvöldum þyrfti að fimmfalda sjóði Vísinda- og tækniráðs (Rannsóknasjóður verði 4 milljarðar). Úthlutunarhlutfall úr sjóðum V&T þyrfti að vera á bilinu 25-30% til að tryggja að sem flest afburðarverkefni hljóti styrki.

Almennir verkefnastyrkir þyrftu að vera á bilinu 10-15 milljónir á ári að meðaltali og öndvegisstyrkir 30-60 milljónir á ári að meðaltali. Setja þarf á fót nýliðunarstyrki/stöðustyrki þar sem mögulegt væri fyrir stofnanir, í samvinnu við öflugan vísindamann, sem er að hefja sinn sjálfstæða vísindaferil, að sækja um slíka styrki. Slíkar stöður þyrftu að innihalda nauðsynlegt fjármagn til uppbyggingar rannsóknahóps (25-40 milljónir ári).

Loks þyrfti að vera möguleiki á að styrkja stærri rannsóknasetur (100-150 milljónir ári). 30-40% fastakostnaður sem rennur beint til heimastofnunar vísindamannsins/rannsóknahópsins þarf að fylgja styrkjum. Ef þessi leið verður farin munum við á skömmum tíma byggja upp öflugt vísindasamfélag þar sem eingöngu afburðarvísindi fá að njóta sín sem svo skilar sér til lengri tíma í miklum hagvexti fyrir þjóðarbúið. 

Breyting: Fyrsta útgáfa pistilsins hét Betra umhverfi fyrir rannsóknir  en þessi titill er beinskeyttari. Það er mikilvægt að Mennta- og menningarmálaráðherra heyri raddir þeirra sem stunda grunnvísindi hérlendis, og taki tillit til athugasemda okkar.

Vísindakaffi

Næst komandi föstudag (24 september 2010) verður hin árlega vísindavaka. Í aðdraganda hennar eru vísindakaffi mánudags til fimmtudagskvöld á súfistanum, og einnig viðburðir um land allt.

Dagskrá Vísindakaffis Vísindavöku 2010 er nú komin á bloggsíðu Vísindavökunar. Þar segir meðal annars.

Áhugasamir um rannsóknir og fræði hvurs konar ættu ekki að láta Vísindakaffi Rannís fram hjá sér fara, en í aðdraganda Vísindavöku er hellt upp á fjögur Vísindakaffi á Súfistanum í Máli og menningu á Laugavegi, 20., 21., 22. og 23. september, kl. 20-21:30 hvert kvöld. Umræðuefni fræðifólksins, sem tekur þátt að þessu sinni, tekur nokkuð mið af umræðunni í þjóðfélaginu, en efni kaffana eru eldfjöll, stjórnarskrár, stofnfrumurannsóknir og þjóðardýrðlingar.

Fjallað verður um Eldfjöll - hvar gýs næst? (Páll Einarsson prófessor í jarðeðlisfræði), Hvað á að vera í stjórnarskrá? (Ragnhildur Helgadóttir, prófessor við lagadeild Háskólans í Reykjavík), Stofnfrumur - tækifæri eða tálsýn?  (Sveinn Guðmundsson yfirlæknir Blóðbankans og Ólafur E. Sigurjónsson forstöðumaður stofnfrumuvinnslu og grunnrannsókna í Blóðbankanum) og Hver eru sameiningartákn íslensku þjóðarinnar? Frá Njáli Þorgeirssyni til Helga Hóseassonar (Jón Karl Helgason dósent við Íslensku- og menningardeild Háskóla Íslands). Nánari útlistingar og tímasetningar má vitanlega finna í dagskránni.
Opinber vefur vísindavöku hefur einnig verið opnaður.

Eldur, fræ og endurnýjun skóga

Það er viðurkennt að eldar eru nauðsynlegir fyrir endurnýjun skóga. Eldur er t.d. nauðsynlegur fyrir spírun fræja risafura í Bandaríkjunum (t.d. Sequoiadendron giganteum). Lauftré og runnar byggja oft upp mikið kjarr í skógarbotnum, sem við bruna eyðist gjarnan og um leið virkjast fræð risafurunnar. Risafuran getur lifað í tvö þúsund ár, og vel hinkrað eftir heppilegum skógareldi.

Það er hins vegar erfiðara að greina hvað hefur átt sér stað á fornsögulegum tíma. Jörðin geymir margar vísbendingar um sögu sína og lífsins, t.d. vitnar bandjárnslög um þann tíma er lífverur fóru að framleiða súrefni og setlög skrá framgang tímans í gegnum aldir og þúsaldir. Inni á milli jarðlaganna eru leifar útdauðra lífvera, eða í sumum tilfellum lifandi steingervinga.

Eitt það stórbrotnasta fyrirbæri sem ég hef heyrt um í jarðsögunni er snjókúlujörðin, snowball earth. Fyrir um 770 milljónum ára kólnaði jörðin mjög mikið, og ís breiddist út. Það er ekki vitað fyrir vissu hversu alvarlegt þetta ástand var, en sum líkön segja að öll jörðin hafi verið þakin ís. Það er ótrúlegt miðað við þá staðreynd að blágrænubakteríur voru þá komnar til sögunnar og þær þurfa aðgang að sólarljósi.

Þeir sem hafa áhuga á þessu fyrir er bent á slæður Ólafs Ingólfssonar um jarðsöguna. Ólafur skrifar einmitt kafla ásamt eiginkonu sinni Ingibjörgu S. Jónsdóttur um þróun og jarðsöguna í bókinni Arfleifð Darwins sem út kemur um mánaðarmótin.

Ítarefni:

Why Does Giant Sequoia Grow Here Susan D. Kocher, University of California Cooperative Extension

Eldur hjálpaði blómum

Erindi: Sameindaerfðafræði gerla, þörunga og hitaþolinna baktería

Sameindalíffræðin tekst á við margvíslegar spurningar, um eiginleika erfðaefnisins, uppbyggingu og starfsemi gena, umritun þeirra og hvernig RNA er þýtt í prótín. Sameindalíffræðin nýtist líka sem verkfæri til að rannsaka aðra eiginleika lífvera, t.d. þroskun þeirra, atferli eða starfsemi út í náttúrunni.

Á næstunni munu þrír framahaldsnemar við Líf og umhverfisvísindadeild HÍ verja ritgerðirnar sínar. Róbert Magnússon ríður á vaðið með erindi sitt um bakteríudrepandi efni í Chlamydomonas. Erindi hans verður föstudaginn 17 september 2010, kl 14 (Í stofu 132 í Öskju, HÍ). Úr tilkynningu:

Chlamydomonas reinhardtii er grænþörungur sem greindist snemma í þróunarferlinum frá forverum plantna. C. reinhardtii finnst um allan heim í ferskvatni, sjó og jarðvegi. Hann er einfruma, heilkjarna lífvera, syndir með tveimur svipum og ljóstillífun hans fer fram í einu grænukorni. ..[]..Þar sem hann lifir innan um mikið af bakteríum er líklegt að hann hafi þróað með sér innræn varnarkerfi lík þeim sem rannsökuð hafa verið hjá bæði dýrum og plöntum. Þessi varnarkerfi hafa ekki verið skilgreind en í ljós hefur komið að grænþörungurinn seytir bakteríuhamlandi efnum. Markmið þessa verkefnis var að hreinsa þessi bakteríuhamlandi efni og skilgreina með HPLC tækni (e. High Performance Liquid Chromatography) og massagreiningu. Tvö virk efni fundust, bæði næm fyrir áhrifum próteinasa. Tveir aðskildir hreinsunarferlar voru hannaðir fyrir hreinsun og einangrun á þessum peptíðum/próteinum.

Mjög nálægt Róberti í dagskránni er Sara Sigurbjörnsdóttir, sem vann að þvi að nota gerstofna til framleiðslu próteina, (mánudaginn 20. september klukkan 13.20 í fundarsal Jarðvísindastofnunar í Öskju, Háskóla Íslands). Hún var að rannsaka hvernig basasamsetning í mRNA hefur áhrif á prótín framleiðslu, sbr. tilkynningu:

Gersveppir (*Saccharomyces cerevisae*) hafa lengi verið notaðir til baksturs og bruggunar. Með aukinni þekkingu á gerð og starfsháttum erfðamengis gersveppa opnast möguleikar til framleiðslu á margvíslegum efnum með ódýrari, öruggari og hentugri hætti en verið hefur. Nokkur verðmæt efni eru nú framleidd á þennan hátt, m.a. sterahormónar og malaríulyf, en í rannsóknum okkar og fleiri hafa komið í ljós verulegar hindranir við framleiðslu ýmissa áhugaverðra efna, m.a. fjölketíðefna en meðal þeirra eru svonefnd statin lyf. Nýlega birtar rannsóknir benda til þess að algjör skortur á tjáningu sumra utanaðkomandi gena í gersveppum og öðrum lífverum kunni að stafa af mismun í notkun táknaþrennda.
Ákveðnar táknaþrenndir eru lítið notaðar í gersveppum og lítið magn er af þeim tRNA sameindum sem þýða þessar þrenndir. Markmiðið rannsóknarinnar var að kanna hversu mikil áhrif sjaldgæfir táknar hafa á þýðingu, hvaða táknar koma þar helst við sögu og hversu margir þeir þurfa að vera. Jafnframt var kannað hvort aflétta mætti þýðingarhindrun með því að auka fjölda samsvarandi tRNA gena.

Viku síðar, þann 27 september 2010 mun  Snædís Björnsdóttir verja doktorsritgerð sína um erfðatækni hitaþolnu bakteríunnar Rhodothermus marinus. Verkefnið heitir Þróun genaferja í hitakæru bakteríunni Rhodothermus marinus, og felur í sér vinnu við að útbúa verkfæri til að erfðabreyta þessari einstöku bakteríu. Snædís vann verkefni sitt undir handleiðslu Guðmundar Eggertssonar, nú prófessor emeritus við HÍ. Guðmundur sagði í viðtali við Morgunblaðið fyrir rúmum 10 árum:

Sú hverabaktería sem við höfum einkum einbeitt okkur að heitir Rhodothermus marinus. Það er ekki ýkja langt síðan menn áttuðu sig á auðugu bakteríulífi í hverum og okkar baktería var fyrst einangruð úr sjávarhver við Ísafjarðardjúp. Hún er sérstaklega áhugaverð vegna þess að hún þolir mikinn hita og verður einnig að þola kulda þar sem hún vex í sjó. Þetta eru óvanalegir eiginleikar.

FAÐIR ERFÐAFRÆÐINNAR Á ÍSLANDI - Morgunblaðið. Sunnudaginn 23. ágúst, 1998.

Landnám Íslands

Í lok síðustu ísaldar fyrir um 12.000 árum er talið að eyja vor hafi verið jökulslípuð eyðimörk. Það er möguleiki að á nokkrum hnjúkum og fjallstindum hafi þraukað harðgerar plöntur og jafnvel eitthvað smádýralíf. En almennt er það viðurkennt að flóra og fána Íslands hafi þurft að berast hingað erlendis frá.

Það er líklegast að lífverur hafi borist hingað frá nálægum eyjum og meginlöndum, og treyst á strauma og ríkjandi vindáttir. Það er líklegast að hingað berist fræ frá Færeyjum en Alaska. Það er sífelldur flutningur lífvera á milli landa eftir náttúrulegum leiðum, og aðmírálsfiðrildin sem sérfræðingar Náttúrufræðistofnunar lýsa eru dæmi um slíka gesti.

Það fer síðan eftir veðurfari, fæðuframboði og fleiri þáttum hvort slíkir gestir geta haslað sér völl. Stundum koma gestirnir að galopnum kofa með fullu húsi matar, og geta þá blómstrað og dafnað. Í öðrum tilfellum deyja þeir drottni sínum, eða þrauka rétt sumarið. Sem ávaxtaflugufræðimanni finnst mér stórkostlegt að sjá ávaxtaflugur á sveimi í eldhúsinu eða í kringum safnhaugakassann minn, en efast stórlega um að þær hafi veturinn af.

Innan líffræðinnar falla spurninga af þessu tagi undir vistfræði og líflandafræði og tvinnast eðlilega við sögu jarðar og loftslags. Í bókinni Arfleifð Darwins fjallar Hafdís Hanna Ægisdóttir um líflandafræði og lífríki eyja, m.a. vegna þess hversu mikilvægar Galapagoseyjar eru fyrir skilning okkar á þróun. Ólafur Ingólfsson og Ingibjörg Svala Jónsdóttir fjalla síðan um jarðsöguna og framgang lífsins.

Nánar um bókina: Arfleifð Darwins

Fiðrildi berast til landsins

Arfleifð Darwins: þróun menningar og trúarbragða

Í lok septembermánaðar kemur út ritgerðasafnið Arfleifð Darwins. Kveikjan að bókinn var afmæli Charles Darwin, en í fyrra voru 200 ár liðin frá fæðingu hans, og það að 150 ár voru í fyrra liðin frá því að Uppruni tegundanna var gefinn út.

Við helgum nokkra pistla næstu vikur þessari bók, og birtum hluta úr af köflum hennar. Næst síðasti kafli bókarinn heitir Menning, mím og mannskepnur. Þróunarfræði í hug- og félagsvísindum samtímans. Guðmundur Ingi Markússon trúarbragðafræðingur skrifaði kaflann og rekur hugmyndir fólks um tengsl þróunarfræðinnar, við menningu, félagsvísind og trúarbrögð.

Það samband hefur oft verið strembið, eins og þeir sem lesa moggabloggið eirir ennþá eftir af togstreitunni milli bókstafstrúaðra kristinna einstaklinga og þeirra sem vilja beita aðferð vísinda til að skilja veröldina. Miðað við áhugann sem landinn hefur á Ranghugmyndinni um guð eftir Richard Dawkins, er mögulegt að hann finni eitthvað við sitt hæfi í kafla Guðmundar.

Kaflinn hefst á þessum orðum:

 

Sá sem gæti skilið bavíana legði meira af mörkum til frumspekinnar en Locke 

Charles Darwin¹

Haustið 2000 var haldið málþing við Árósaháskóla helgað bannorðum trúarbragðafræðanna – religionsvidenskabelige tabuer – þ.e. öllu því sem trúarbragðafræðingar áttu að forðast.² Þróunarhugtakið og spurningar um uppruna trúarbragða voru þar ofarlega á blaði. Eins og þema málþingsins bar með sér hafði Charles Darwin verið úti í kuldanum í heimi trúarbragðafræða og hugtakið „þróun“ aðeins nefnt til aðvörunar svo að stúdentarnir gætu forðast kalbletti fræðasögunnar. En málþingið markaði einnig þáttaskil. Eftir það breyttust áherslur manna til muna og nú er þróunarhugtakið ríkur þáttur í faginu og spurningar um uppruna, eðli og þróun trúarbragða vaktar á nýjum forsendum.³ Þetta er aðeins lítið dæmi um endurkomu Darwins í hug- og félagsvísindum samtímans, endurkomu sem öðrum þræði er viðbrögð við afstæðishyggju póstmódernismans. Eftirfarandi grein er helguð þessum breyttu áherslum.

1 Darwin 1987: „He who understands baboon would do more towards metaphysics than Locke.“ (Úr vinnubók M frá 1838). Darwin vísar hér til raunhyggju Johns Locke (1632–1704). Raunhyggjan byggðist m.a. á því að hugur mannsins væri óskrifað blað við fæðingu og að öll þekking grundvallaðist á því að skynja hinn ytri veruleika (Locke 1689/1947).

2 Fanø o.fl. 2001.

3 Þetta er byggt á reynslu höfundar sem stundaði nám í trúarbragðafræðum við Árósaháskóla á árunum 1998–2003.

Síðar í kaflanum fjallar Guðmundur um trúarbragðafræðina:

Eins og rakið var í inngangi þessarar greinar hefur þróunarfræði verið að sækja í sig veðrið í trúarbragðafræðum undanfarin ár. Gott dæmi um þetta er stór alþjóðleg ráðstefna um þróunarfræði og trúarbrögð sem haldin var á Hawaii í byrjun árs 2007 og greinasafn sem síðan kom út: The Evolution of Religion: Studies, Theories & Critiques.¹ Skilgreina má tvær meginþróunarfræðilegar tilgátur um tilurð trúarbragða. Í fyrsta lagi kenningar um trúarbrögð sem hliðarverkun líffræðilegra þátta (by product) og í annan stað kenningar um trúarbrögð sem sjálfstæða, líffræðilega aðlögun (adaptation). Seinni tilgátan kemur í tveimur tilbrigðum sem gera ráð fyrir þróun trúarbragða sem aðlögun innan hóps einstaklinga eða sem afleiðingu vals á milli hópa.²

Tæpum fyrst á þeirri hugmynd að trúarbrögð séu hliðarverkun líffræðilegra þátta. Þessi grein nefnist hugræn trúarbragðafræði (cognitive science of religion) og byggist í stuttu máli á því að trúarhugsun og trúarhegðun sé hliðarverkun eða aukaafurð eðlilegra þátta mannshugans, þ.e. þátta sem við notum til þess að takast á við okkar nánasta, hversdagslega umhverfi (t.d. hugrænir þættir sem við notum til þess að skilja annað fólk, og ósjálfráðar væntingar til umhverfisins). Þessir þættir sem slíkir eru dæmi um líffræðilega aðlögun fyrir tilstilli náttúrulegs vals, trúarbrögðin eru það hins vegar ekki – þau eru hliðarverkun. Hugræn trúarbragðafræði eru undir miklum áhrifum frá þróunarsálfræði.³

1 Bulbulia o.fl. 2008. Helstu samtök fræðimanna á þessu sviði eru International Association for the Cognitive Science of Religion (IACSR) sem stofnuð voru árið 2006 (www.iacsr.com).

2 Í fyrra tilfellinu er átt við að þeir einstaklingar sem hafi haft trúartilhneigingu (t.d. trúað á yfirnáttúrlegar verur) hafi haft betur í lífsbaráttunni en aðrir. Í seinna tilfellinu er átt við að þeir hópar sem hafi haft trúarlegt skipulag hafi staðið sterkar að vígi en þeir hópar sem höfðu það ekki (í stuttu máli því trúarlegir hópar hafi haft meiri samheldni til að bera). ... []...

3 Sjá yfirlitsgrein Guðmundar Inga Markússonar (2006) um hugræn trúarbragðafræði. Sjá einnig Boyer 1994, 2001; Atran 2002; Slone 2006; Pyysiäinen og Anttonen 2002.

Skyldar greinar:

Arfleifð Darwins á leið í prentun

Arfleifð Darwins, Efnisyfirlit

Kápan á Arfleifð Darwins

Sjá einnig vef helgaðan Arfleifð Darwins.

Kominn tími til

Jafnréttisbaráttunni er ekki lokið innan háskóla- og vísindasamfélagsins. Það er sannarlega skref í rétta átt að fleiri konur skuli ljúka doktorsprófi frá Bandarískum háskólum, jafnvel þótt að dreifingin sé skekkt á milli fræðasviða. Sem líffræðingi fannst mér gaman að sjá að hlutfall kvenn og karl doktora frá Bandarískum skólum skuli nú vera næstum jafnt. Þetta kemur ekki á óvart, þær deildir sem ég vann í BNA (við North Carolina State University og University of Chicago) voru með mjög jafnt kynjahlutfall framhaldsnema.

Næstu skref eru að jafn margar konur séu ráðnar í kennara, nýdoktora og stjórnunarstöður innan háskóla og vísindastofnanna. Ég er mótfallinn kynjakvótum í vísindum, en það er mikilvægt að hafa kerfi til að meðhöndla tilfelli þegar grunur leikur á mismunun vegna kyns (og kynþáttar). Það er einnig mikilvægt að kerfið sé hagstætt konum sem vilja taka sér 1-2 ára hlé til að sinna barneignum. Reynsla mín af Ameríku sem barnalandi er þannig að mér er það til efs að þessi fjöldi kvendoktora skili sér á næsta þrepi vísindasamfélagsins.

Annars fannst mér orðalag fréttar mbl.is dálítið sérkennilegt. Er það á einhvern hátt hagsmunamál karla að halda konum niðri? Úr frétt mbl.is.

Er nú fokið í flest skjól hjá körlum og forskoti þeirra í háskólanámi vestanhafs...

Konur með forskot þegar kemur að doktorsgráðum

David Sloan Wilson - hagnýt þróunarfræði

Ég vil minna á fyrirlestur David S. Wilsons kl 12:10 í dag, í Þjóðminjasafninu.

Hann fer fyrir EvoS verkefninu í Binghamton University í New York fylki.

Markmiðið er að nýta þekkingu á þróunarfræðirannsóknum til að skilja samfélög og menningu mannsins,  og önnur fyrirbæri sem sprottið hafa upp í kringum tegund okkar... Úr tilkynningu.

Fyrirlestur Wilsons nefnist Understanding and Managing Cultural Change From an Evolutionary Perspective sem má þýða „að skilja og stjórna menningarbreytingum frá sjónarhóli þróunarfræði“. Innihaldi fyrirlestursins lýsir Wilson svo: „Þróun er oft tengd við genetíska nauðhyggju og er teflt gegn lærdómi og menningu. Samt sem áður hafa
hæfileikar manna til lærdóms og menningar komið fram við erfðaþróun og eru þeir um leið sjálfstæð og opin þróunarferli. Nýjar kenningar í þróunarfræði leitast við að sætta hið margþætta erfðaeðli mannshugans við hæfileika hans til takmarkalausra umbreytinga. Niðurstaðan er sú að nýr grundvöllur er að myndast fyrir fræðilegar rannsóknir á menningu og samfélagslegri stefnumótun. Gildir það jafnt um hið smáa,
eins og að bæta umhverfi í einstökum borgarhverfum, og hið stóra, eins og að endurhugsa hagstjórn.

Leiðrétting: Alger skandall, ég mætti kl 13:00 og uppgötvaði að fyrirlesturinn hafði byrjað kl 12:10. Biðst innilega afsökunar hafi ég afvegaleitt einhverja!