Ný tegund finka að myndast á Galapagos?

Galapagoseyjar eru samofnar nafni Charles Darwin, og hugmyndinni um þróun vegna náttúrulegs vals. Eyjarnar mynduðust vegna eldvirkni, og eru ansi ólíkar í gróðurfari og aðstæðum. Þegar finkutegund frá Suður Ameríku námu land á eyjunum fyrir milljónum ára, stóðu henni mörg ólík búsvæði til boða. Fæðan var ólík, sem leiddi til þess að goggar og líkamar finkanna tóku að breytast, kynslóð fram af kynslóð. Á eyju með hörð fræ, eignuðust finkur með stæðilega gogga og sterka kjálka fleiri afkomendur en hinar finkurnar. Þannig breyttust meðal goggarnir, í gegnum árþúsundin og mynduðu um 13 aðskildar tegundir á Galapagoseyjum. Reyndar veitti Darwin finkunum ósköp litla athygli þegar hann stoppaði við í siglingunni umhverfis hnöttinn, og þegar heim var komið hreifst hann fyrst að svipuðu mynstri þróunar og sérhæfingar á mismunandi eyjum í hermifuglum (mockingbird).

Þróun á löngum tíma

Kenning Darwins gengur út á að breytingar verði á tegundum kynslóð fram af kynslóð, m.a. vegna áhrifa náttúrulegs vals. Yfir hinn óralanga tíma sem lífverur hafa byggt jörðina verða því breytingar á tegundum, þær lagast að umhverfi sínu og greinast í ný form og stundum aðskildar tegundir. Darwin lagði mikla áherslu á mikilvægi tímans og uppsöfnun smárra breytinga, og þróunarfræði nútímans hefur staðfest þetta. En þótt að þróun sé óhjákvæmileg á lengri tímaskala, þá getur hún einnig gerst hratt.

Þróun á stuttum tíma á Galapagos

Þegar Pétur og Rósamaría Grant komu til eyjanna fyrir um 40 árum, ákváðu þau að einbeita sér að finkum á einni lítilli og óbyggilegri eyju, Dapne Major. Eyjan er það lítil að þau gátu kortlagt stofninn mjög rækilega og fylgst með einstaklingum og afkomendum þeirra. Þau vonuðust til að geta rannsakað vistfræði finka í náttúrulegu umhverfi, en urðu sér til undrunar einnig vitni að þróun á nokkrum kynslóðum.

Lífríki Galapagoseyja verður fyrir miklum áhrifum frá straumakerfum Kyrrahafsins. El nino og el nina hafa áhrif á úrkomu á eyjunum, sem sveiflast frá blautum árum til svíðandi þurrka. Þetta breytir framboði og samsetningu fræja á eyjunum og þar með eiginleika finkanna.

Grant hjónin komu hingað til lands haustið 2009, og héldu fyrirlestur á afmælisári Darwins. (Á mynd ásamt Kristínu Ingólfsdóttur og Hafdísi Hönnu Ægisdóttur). Þau sýndu gögn sem afhjúpu sveiflur í stærð gokka í finkustofninum á Dapne major. Þau sýndu líka að við vissar umhverfisaðstæður getur sérhæfing finkanna horfið, og tvær tegundir runnið saman í eina.

Tilurð nýrra finka á Galapagos

Í nýrri bók þeirra hjóna segir frá  athyglisverðu dæmi, sem gæti verið vísir að nýrri tegund. Sagan hófst þegar sérstök finka birtist á eyjunni. Hún var með stærri gogg en hinar, gat borðað kaktusaldin og söng annað lag. Grant hjónin kölluðu hana Big bird. Þessi finka makaðist og afkomendur þeirra erfðu gogginn og sönginn. Fuglar geta verið mjög fastheldnir á söng, og nota hann til að velja sér maka af réttri tegund. Afkomendur Big bird pöruðust aðallega við systkyni sín eða ættingja, og þannig viðhélst söngurinn og goggurinn sem var svo góður fyrir kaktusaldin-átið.

Það er vissulega fullsnemmt að álykta að afkomendur Big bird séu orðin ný tegund, stofninn er smár og breytingar á umhverfi geta kippt undan þeim fótum. En þetta dæmi sýnir hvernig með einföldum hætti, vistfræðileg sérhæfing og makaval getur myndað aðskilda hópa. Líkön hafa sýnt að ef þessir þættir haldast í hendur, aukist líkurnar á aðskilnaði í tvo hópa og þar með tegundir.

Ítarefni:

JONATHAN WEINER NY Times 4. ágúst 2014 In Darwin’s Footsteps

Arnar Pálsson | 21. ágúst 2009 Finkurnar koma

Arnar Pálsson | 1. september 2009 Heimsókn Grant hjónanna

Þrír foreldar og erfðalækningar

Erfðalækningar eru á teikniborðinu, og hafa verið prófaðar í nokkrum tilfellum. Þær fela í sér að gera breytingar á erfðaefni einstaklinga, til að lækna þá af sjúkdómi eða til að fyrirbyggja sjúkdóm.

Þær tilraunir sem gerðar hafa verið, hafa verið til að reyna að lækna sjúkdóm.

Enn hefur ekki verið farið í að breyta erfðasamsetningu fólks, til að fyrirbyggja sjúkdóm.

Það kann að breytast. Eins og við höfum fjallað um hér (sjá pistla neðst), skaða ákveðnar stökkbreytingar starfsemi hvatbera í frumum. Hvatberar eru orkuverksmiðjur líkamans, og bera í sér stutta litninga sem eru með nokkra tugi gena. Bróðurpartur erfðaefnis okkar er annars geymt í kjarnanum (heildar fjöldi gena í okkur er um 25.000).

Andstætt öðrum genum, erfast gen hvatbera eingöngu frá móður. Ástæðan er sú að sæðisfrumur bera í sér lítið annað en einlitna kjarna, en eggið er stappfullt af hvatberum - afrit þeirra sem móðurinn hefur. Ef karlmaður þjáist af sjúkdómi, sem sprettur af galla í genum hvatberans, þá þarf hann ekki að hafa áhyggjur af því að börn hans fái sjúkdóminn. En ef kona er með galla í hvatberageni, þá er öruggt að afkvæmi fái stökkbreytinguna.

Slíkt er hægt að lækna með erfðalækningum. Tilraunir Shoukhrat Mitalipov og félaga með rhesusapa hafa sýnt að hægt er að búa til þriggja foreldra apa, með einföldum tilfæringum.

Í glasafrjóvgunum er hægt að sprauta sæði inn í egg, og koma þannig þroskun í gang. Það er einnig hægt að fjarlægja kjarna úr eggjum með einföldum aðferðum.

Í þeirri aðferð sem nú er í þróun og umræðu, væri hægt að  setja saman sæði föður, kjarna úr eggi móður með gallaðan hvatbera og heilbrigt egg. Eggið væri ekki með galla í hvatbera litningnum og heilbrigða hvatbera, en búið væri að fjarlægja úr því kjarnann. (það verður að fjarlægja hann, því að þrílitna fóstur þroskast ekki eðlilega!).

Nú er þessi aðferð til erfðalækninga á göllum í hvatbera til umræðu hjá Bandarísku matar og lyfjastofnunninni (FDA) og hjá breskum stjórnvöldum.

Eins og fram kemur í umfjöllum Rúv, vekur þessi þróun upp spurningar um erfðalækningar almennt og erfðabreytingar á ungviði til að fyrirbyggja sjúkdóma og/eða breyta ásýnd eða eiginleikum fólks. Hér verður það ekki rætt í þaula, en vísað í umfjöllun RÚV:

Niðurstöður úttektar breskra stjórnvalda á aðferðinni voru á þá lund að hún væri að öllum líkindum hættulaus og æskileg, þótt frekari rannsókna væri enn þörf. Háværar raddir í fjölmiðlum ytra hafa lýst áhyggjum af því að þetta marki upphaf þess að fólk krukki í erfðaefni barna sinna eftir geðþótta, með ófyrirsjáanlegum siðferðislegum afleiðingum. Þá hefur sú ákvörðun ríkisstjórnarinnar að börn getin með þessari tækni muni ekki geta leitað upplýsinga um konuna sem lagði til hvatberana vakið deilur.

Þrýstihópar segja að þetta geti skaðað sjálfsmynd barnanna. Vísindamenn segja á hinn bóginn að mikilvægara sé að forða börnum frá þjáningarfullum og jafnvel banvænum sjúkdómum, auk þess sem hvatberaerfðaefnið sé örsmár og vel aðgreindur hluti af heildar-erfðaefni mannsins.

Ítarefni.

Arnar Pálsson | 28. ágúst 2009 Api með þrjá foreldra

Arnar Pálsson | 26. október 2012 stofnfruma með þrjá foreldra

Arnar Pálsson | 28. júní 2013  Barn með þrjá foreldra

Rúv 7. ágúst 2014. Deilt um þátt „þriðja foreldris“