Aðgengi að gögnum og kennitölur vísindamanna

Fyrsta daginn minn sem doktorsnemi í Norður Karólínu lét leiðbeinandi minn Greg Gibson mig fá bókina Lords of the fly, eftir Robert Kohler. Bókin fjallaði um ávaxtafluguna (sbr undirtitillinn Drosophila Genetics and the Experimental Life) og mennina sem rannsökuðu hana í upphafi síðustu aldar. Í upphafi fjallar bókin um Thomas H. Morgan og nemendur hans en þræðir síðan hvernig flugan (og skyldar tegundir) urðu að fyrsta flokks tilraunalífveru fyrir margvíslegar rannsóknir í líffræði og læknisfræði.

Ein mikilvægasta hugmynd flugumannana var að deila efnum og aðferðum. Vísindin höfðu löngum verið dægradvöl ríkra aðalsmanna, og lítið um samstarf hópa og það að menn deildu efnivið. Ávaxtaflugugengið við Columbia Háskóla vann allt sem einn hópur, skiptust á hugmyndum og stökkbreytingum ef ekki hádegisverði og nærfatnaði. Þeir sendu líka stökkbreyttar flugustofna til hvers sem þiggja vildi og þannig varð til mjög öflugt samfélag sem byggði á þeirri heimspeki að afurðir vísinda ættu að vera öllum aðgengilegar.

Hugmyndafræðin um opið aðgengi (open access) er ríkjandi í vísindum í dag, þegar við birtum rannsókn þar sem raðgreind voru gen er þess krafist að raðirnar séu sendar í opna gagnagrunna. Og það er að færast í aukanna að fólk sendi heil gagnasett (mælingar á vænglengd þrasta, vöxt kartöfluafbrigða, tölur um arfgerð í þorskstofninum...o.s.frv) í opin varðveislusöfn (eins og t.d. Dryad, sem ég held að standi fyrir digital repository for data).

Þetta birtist á nokkra vegu, Bandaríska stofnunin fyrir líftækni upplýsingar (NCBI) leyfir fólki að senda inn gögn af ýmsu tagi. Einnig eru til gagnagrunnar fyrir margvísleg sérhæfðari gagnasett á sviði líffræði, eðlisfræði, stjarnfræði o.s.frv.

Samhliða þessu hefur aukist áherslan á að vísindamenn fái algilda kennitölu, sem þeir geti notað til að auðkenna sín verk í mismunandi gagnagrunnum. Ástæðan er sú að erfitt er að greina milli Jóns Jónssonar líffræðings og Jóns Jónssonar verkfræðings. Um það snýst ORCID (open researcher and contributor ID) verkefnið. Einn af talsmönnum verkefnisins  er íslendingurinn Guðmundur A. Þórisson, sem lauk doktorsprófi frá Háskólanum Leicester. Hann hefur talað fyrir því að fleiri verk vísindamanna, ekki bara ritrýndar greinar séu aðgengilegar í gagnagrunnum. Margir stuðla að framförum með því að skrifa forrit, hanna vinnuferla og setja saman vönduð gagnasett, og það er eðlilegt að þeir hljóti umbun fyrir. Hann hefur hugsað um það hvernig svona breytingar ganga fyrir sig.

Þar skiptir mestu að fá nægilega stórt hlutfall um borð (Það skiptir engu máli þótt að þú búir til sparneytnasta bíl í heimi og leysir orkuþörf mannkyns, ef enginn trúir á lausnina þína og hún situr ónotuð í kjallara íshússins.)

Aukaefni:

Vision, T.J. Open Data and the Social Contract of Scientific Publishing. BioScience 60, 330-330 (2010). http://dx.doi.org/10.1525/bio.2010.60.5.2

Opinn aðgangur - Íslandsdeild.

Vísindadagatalið: Thomas H. Morgan og ávaxtaflugan

Keyptu forfeður okkar heila fyrir garnir?

Stærð heilans er mörgum mönnum hugfólgin. Við stöndum í þeirri meiningu að maðurinn sé komin langt á þróunarbrautinni*, og að heilinn og gáfurnar sem honum fylgi geri okkur að kórónu "sköpunarverksins".

En þegar steingervingar manntegunda og mannapa eru skoðaðar þá sést að höfuðstærð hefur ekki vaxið jafnt og þétt í árþúsund og ármilljónir. Höfuð hafa stækkað hjá sumum tegundum, en minnkað hjá öðrum. Það er ekki þannig að höfuðstærsta, og líklegasta gáfaðasta, manntegundin sem trítlað hefur um jörðina sé Homo sapiens. Neanderthalsmenn voru með stærri heila en við, en dóu samt út.

Forvitnilegri er sú staðreynd að heilar eru dýrir í rekstri. Orkan sem fer í að halda heilanum gangandi er mjög stór hluti af búskap líkamans. Richard Pots segir orkunotkun barnaheila sé um 65% en fullorðinna heila um 25% af orkunotkun líkamans.

Furthermore, the energy consumed by the brain forms roughly 65% of a baby's total consumption and no less than 20–25% of an adult's, even though brain tissue accounts for only 2% of adult body mass.

Aiello og Wheeler settum fram þá tilgátu árið 1995 að forfeður mannapa hefðu þurft að fórna (eða minnka) einhverju orkufreku líffæri til að hafa efni á stórum heila. Þar sem meltingarvegurinn er dýr í rekstri hefði hann getað minnkað í forfeðrum mannapa sem borðuðu orkuríka fæðu, og tegundin þannig haft umfram orku sem nýtist stækkandi heila. Allt þetta hefði vitanlega þurft að gerast í stórum stofni sem nærðist á orkuríkri fæðu yfir langan tíma - þannig að stökkbreytingar sem minnkuðu umfang meltingavegarins hefðu valist úr, og aðrar stökkbreytingar sem stækkuðu heilann hefðu einnig aukist í tíðni.

Tilgáta Aiello go Wheeler er dæmigerð fórnarkosta-tilgáta ("trade-off hypothesis") og sannarlega heillandi sem slík.

Nýlegar niðurstöður Önnu Navarrete og félaga gefa tilefni til að hafna þessari tilgátu. Ekkert samband greinist milli stærðar heila og umfangi meltingavegar þegar horft er til rúmlega 100 spendýrategunda. Í staðinn stinga höfundarnir upp á því að nokkrir þættir útskýri hvers vegna mannapar komast upp með að reka dýrt heilabú. Aukin orka í fæðu er einn þáttur sem gæti hafa stuðlað að þessari þróun, sem og betri orkunýting. Í því samhengi er sérstaklega forvitnilegt að horfa til líkamsbyggingar og orkunýtingar manna og mannapa, simpansar þurfa t.d. að hlaupa við fót til að halda í við mann á rólegri göngu.

Það er því ólíklegt að forfeður okkar hafi látið hluta af görnum sínum fyrir stærri heila, en víst að þróun mannsins var flókið samspil m.a. milli líffæra, líkamsbyggingar, orkubúskapar og vistfræði.

*Þróunarfræðingar vita hins vegar að þróun er ekki línuleg braut frá hinu frumstæða til hins fullkomna. Þróun býr til ættartré tegunda, sumar gerðir lífvera komu fram fyrir löngu, en aðrar eru nýlegri. Strangt tiltekið hafa allar núlifandi tegundir sama rétt á að vera kallaðar kórónur þróunartrésins.

Ítarefni

Energetics and the evolution of human brain size Ana Navarrete, Carel P. van Schaik og Karin Isler Nature Volume: 480, Pages: 91–93 (01 December 2011) doi:10.1038/nature10629

Evolution: Big brains explained Richard Potts Nature, Volume: 480, Pages: 43–44 (01 December 2011) doi:10.1038/480043a