Annonceinfo

Frøer udfordrer evolutionsteorien

Egenskaber, der går tabt gennem evolution, kan ikke genopstå. Eller det troede man, indtil en sydamerikansk frø-art viste, at det var muligt.

Denne skønhed udfordrer en naturlov - den såkaldte Dollo's lov. Den lov siger, at egenskaber, som går tabt gennem evolution, ikke kan genopstå. (Foto: William E. Duellman, Biodiversity Institute/University of Kansas)

For over 230 millioner år siden mistede en sydamerikansk frø-art tænderne i undermunden, men for 20 millioner år siden begyndte tænderne at komme igen i undermunden. Frøarten, der hedder Gastrohteca guentheri, er den eneste frø-art, der har tænder i både over- og undermunden. 

Umuligt. I hvert fald ifølge Dollos lov. Den slår fast, at egenskaber, der går tabt gennem evolution, ikke kan genopstå.

At tænderne i undermunden er kommet igen, skaber debat om, hvorvidt komplekse egenskaber, der tabes under evolution, kan genopstå.

Kontroversiel idé

Nogle forskere mener, at opdagelsen beviser, at der findes smuthuller i evolutionsteorien.

Dr. John Wiens ledte et forskerhold fra Stony Brook University, New York, som undersøgte frøens genfundne egenskab. Resultaterne er offentliggjort i magasinet Evolution.

Opdagelsen kommer efter forskerholdet sammenlignede data fra fossiler af frøer og dna-sekvenser med nye statistiske metoder.

»Tabet af undertænderne, og genkomsten af dem omkring 200 millioner år senere, er et stærkt bevis for den kontroversielle idé om, at komplekse egenskaber, der tabes under evolutionen, kan genopstå millioner af år senere« forklarer Dr. John Wiens.

Smuthul i evolutionsteorien

Forklaringen på, at tænderne i undermunden kan genopstå, er uvis. Men Dr. John Wiens har en teori. Frøerne har altid haft tænder i overmunden, så mekanismen til at få tænder har altid været til stede.

»Det, frøen gjorde, var at komme tænder tilbage i undermunden, i stedet for at genudvikle mekanismen til at danne tænder ”fra bunden”,« siger han.

Hulllet i evolutionsteorien kan forklare andre tilfælde, hvor arter har genudviklet forsvundne træk. I løbet af det sidste årti har forskere opdaget flere tilfælde, hvor arter har genudviklet tabte træk. Øgler har genudviklet tæer og fingre, vandrende pinde har genudviklet vinger og salamandre har genudviklet deres larvestadie.

Teori mangler bedre fundament

»Det er enormt interessant, for det er et vigtigt princip, og det er bestemt værd at arbejde videre med. Men jeg synes ikke, det er underbygget godt nok. Det er ikke for at sige, at det ikke kan være rigtigt, det er bare ikke underbygget tilstrækkeligt,« mener Trine Bilde fra Aarhus Universitet, hvor hun forsker i evolutionær økologi.

Det, som ikke er helt klart, er, om det er et homologt træk, frøerne har gen-opdaget. Et homologt træk er nedarvet. 

Når det én gang er opstået, vil de efterfølgende arter også have det. Men man ser nogle gang, at det samme træk er opstået uafhængigt af hinanden i arter, der ikke er beslægtede. Det kalder man et analogt træk, som er et meget velkendt fænomen.

»Evolutionen har fundet samme løsning på et problem, men så er det ikke nedarvet, men opstået som et svar på et behov. Nektar er opstået uafhængigt i mange blomster med det formål at tiltrække bestøvere. Det er et træk, som findes i mange ubeslægtede blomster, altså er det et analogt træk,« forklarer Trine Bilde.

Det er et af de vanskeligste udfordringer at vise med 100 procent sikkerhed, at et træk er homologt eller ej. Det kræver, at man  mikrobiologisk kan bevise, at et bestemt gen giver en bestemt egenskab. Det er meget svært at bestemme den slags, men man kan prøve at sandsynliggøre en tese, forklarer Trine Bilde.

dollos lov er indtil videre svarende til de fleste observationer

Hej Allan:

Der er stor forskel på at sige at "karakter-træk" såsom vinger kan udvikles hos forskellige former for dyrearter - fordi det er fordelagtigt for dem (insekter, fugle mv) - og så til at sige, at der vil ske det statistisk nærmest ufatteligt usandsynlige, at der vil ske nøjagtig de gen-forandringer "baglæns" i samme dyreart, fordi karaktertrækket igen vil vise sig fordelagtigt - efter at det er gået tabt tidligere hos samme dyreart. Selvfølgelig er der mange dyrearter (flere millioner) gennem tiden. Men statistisk set vil det alligevel være et utroligt sammentræf. Ikke usandsynligt - men meget tæt på usandsynligt. Det er langt mere naturligt, at der vil udvikles lignende karaktertræk - som dog ikke er identiske.

Jeg vedhæfter kort forklaring om dollos lov fra Wikipedia - hvor der allerede er reference til de MULIGE undtagelser, man har observeret. (Og disse undtagelser er vist ikke sikre indtil videre - men blot mulige eksempler på undtagelser til Dollos lov - og ultimativt ville en bevisførelse kræve, at man kan påvise at arvematerialet "før og efter" er blevet det samme hos dyret.)

Direkte klippet fra Wikipedia:

Dollo's Law of Irreversibility
From Wikipedia, the free encyclopediaJump to: navigation, search
Dollo's Law of Irreversibility (also known as Dollo's Law and Dollo's Principle) is a hypothesis proposed by French-born Belgian paleontologist Louis Dollo (1857–1931) in 1893[1] that states that evolution is not reversible. This hypothesis was first stated by Dollo in this way: "An organism is unable to return, even partially, to a previous stage already realized in the ranks of its ancestors.".[2] According to this hypothesis a structure or organ that has been lost or discarded through the process of evolution will not reappear in exactly the same form in that line of organisms.[3][4]

According to Richard Dawkins, the law is "really just a statement about the statistical improbability of following exactly the same evolutionary trajectory twice (or, indeed, any particular trajectory), in either direction." [5] Stephen Gould viewed the idea less strictly, suggesting that "irreversibility" forecloses certain evolutionary pathways once broad forms have emerged: "[For example], once you adopt the ordinary body plan of a reptile, hundreds of options are forever closed, and future possibilities must unfold within the limits of inherited design."[6]

A recent study on the evolution of protein structure proposed a new mechanism for this effect.[7] It examined a hormone receptor that had evolved from an ancestral protein that was able to bind two hormones, to a new protein that was specific for a single hormone. This change was produced by two amino acid substitutions, which prevent binding of the second hormone. However, several other changes subsequently occurred, which were selectively neutral as they did not affect hormone binding. When the authors tried to revert the protein back to its ancestral state by mutating the two "binding residues", they found the other changes had destabilised the ancestral state of the protein. They concluded that in order for this protein to evolve in reverse and regain its ability to bind two hormones, several independent neutral mutations would have to occur purely by chance with no selection pressure. As this is extremely unlikely, it may explain why evolution tends to run in one direction.

Proposed exceptions to Dollo's law
It is readily observed that many taxa of gastropods have reduced shells, and some gastropods have even lost the coiling of their shell during the evolutionary process.[8] According to Gould's interpretation of Dollo's law, it would not be possible to re-gain a coiled shell after the coiling has been lost. Nevertheless, a few genera in the family Calyptraeidae may have changed their developmental timing (heterochrony) and gained back (re-evolution) a coiled shell from an uncoiled limpet-like shell.[8][9] Other exceptions to this law include the wings of stick insects,[10] the larval stages of salamanders[10][11] and lost toes in lizards.[12][13]

Also, a recent study on the evolution of the mandibular teeth of the frog Gastrotheca guentheri proposed its teeth have re-evolved using genetic structures already present, instead of re-evolving a whole new tooth blueprint.[14][15]

Ufatteligt dumt

Hvor udbredt kan den Dollos lov være, det er da ufatteligt dumt..

Vi ved næsten identiske egenskaber kan opstå fuldstændigt uafhængigt af hinanden fordi hvad der er nødtigt eet sted også er nyttig andre. Derfor ser man dyr fra vildt forskellige ophav der ligner hinanden fordi de har udfyldt samme niche. Hvis pindsvin kan opvikles uafhængigt af hinanden, hvis vinger kan udvikles uafhængigt af hinanden hvorfor kan det så ikke udvikles, gå tabt, og så komme igen.

Derudover er da egenskaber som aldrig helt forsvinder men bare er deaktiveret i vores DNA, de egenskaber kommer hurtigt igen hvis de igen bliver fordelagtige.

Den Dollos er da et fjols, hvordan har nogen taget ham seriøst?

med lidt snilde

Hvis man finder ud af, at det drejer sig om en homolog årsag - og ikke en analog - så skulle det ikke undre mig om hypotesen netop drejer sig om noget genetisk. Hvis man antager, at man med lidt held kan finde en promoter eller lignende, hvor der er sket forandring, som skulle kunne føre til forskellen "tænder i undermunden eller ej" - så ville man sandsynligvis kunne lave samme forandring i en genmodificeret organisme - som så skulle få tænder i undermunden også osv. Det er blevet hurtigere og billigere at undersøge et genom, samt at bestille en specifik genmodiferet organisme. Selvfølgelig er det ikke +/- tandanlæg der er på tale, men alligevel, så skal det vel først og fremmest sandsynliggøres, at der kun ville skulle få mutationer mv til, hvis det skulle kunne dreje sig om homolog udvikling af samme træk hos samme art.

Jeg tror altså fortsat, at man lige skal slå koldt vand i blodet - og tage konklusionen med store forbehold.

Ikke forstået!

"Umuligt. I hvert fald ifølge Dollos lov. Den slår fast, at egenskaber, der går tabt gennem evolution, ikke kan genopstå."

Hvorfor i alverden skulle de ikke kunne dét?
Hvilken lovmæssighed bestemmer det?

Sidder generne i al evighed og "husker" hvilke egenskaber de har haft, så de aldrig kommer til at danne disse egenskaber igen?

Det er jo det samme som at hævde, at hvis en terning har slået seks én gang, så vil den aldrig kunne slå en sekser igen.

Hej Lisbeth Jeg har desværre

Hej Lisbeth

Jeg har desværre ikke haft adgang til den videnskabelige artikel bag, så det kan jeg desværre ikke svare dig på. Men som jeg påpeger i artiklen, er det meget svært at bevise at et træk med sikkerhed er homologt.

med venlig hilsen
Jens Urth

Mutation?

Kan det ikke tænkes at de "genopdukkede" tænder er en mutation, sådan at de kommer frem på samme måde som de forsvandt?

VED man at det er det samme gen der er ansvarlig for deres genopdukken som for deres fravær? Eller er det noget man går ud fra? Det kunne jeg ikke se med sikkerhed ud fra artiklen.

Kunne det mon være en forandring på et regulatorsite?

Der skal falde mange ting på plads, før noget bliver transcriberet fra DNA. I denne kaskade af begivenheder indgår regulator-regioner på DNA. Teoretisk kan man vel godt forestille sig at det er en regulatorregion på DNA som er blevet ændret - og som medført at frøarterne så ikke udviklede tænder i undermunden. Altså en lille mutation eller lignende, som medførte en stor forandring i denne kaskade af begivenheder. Men jeg forestiller mig at en tilfældig mutation/ændring på et (det samme?) regulatorsite kan være forklaringen på, hvordan et avanceret træk kan vende tilbage. Forudsætningen skulle så være, at selve generne lå nogenlunde klar stadigvæk efter et par hundrede millioner år. Det er trods alt kun sandsynliggjort hos en af mange frøarter.

Men man skal nok være forsigtig med at tillægge undersøgelsen for stor betydning, før der er gået noget tid, og andre har haft tid til at forsøge at reproducere resultaterne - og i øvrigt har haft lejlighed til at sable den ned.... Det er et kontroversielt fund, som kræver en god forklaring.

"Nature" har liggende nogle rigtig flotte og gode videoer, som illustrerer mekanismerne indenfor DNA. Denne her video er efter min mening helt særlig god. Både på musiksiden og til at visualisere det mange af os har lært om i gymnasiet, på universitetet mm. Men det tager godt 10 minutter - og den er bedst, hvis man har hovedtelefoner på, mens man ser den.

http://www.youtube.com/user/NatureVideoChannel#p/a/u/2/J3HVVi2k2No

mvh Dorte

Overflødig DNA eller epigenetik?

Uden at være ekspert udi genetik kan jeg komme i tanke om to muligheder:

1) Mange arter har en hel del DNA-materiale, der tilsyneladende ikke har nogen som helst funktion. Måske det tidligere i evolutionen har haft en funktion, der giver en bestemt egenskab. Ved at bevare dette DNA-materiale i cellen er sandsynligheden for at gendanne egenskaben senere givetvis større?

2) Det man kalder epi-genetik. Frøen har måske nøjagtig de samme gener, hvad enten den har tænder i undermunden eller ej. Men andre faktorer bestemmer om den får disse tænder - altså miljøfaktorer, der påvirker visse geners aktivitet?

Seneste fra Miljø & Naturvidenskab

Annonceinfo

Det læser andre lige nu

Annonceinfo

Spørg Videnskaben

Annonceinfo

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.
Annonceinfo

Seneste kommentarer

Seneste blogindlæg