Hvor mange gener har mennesker til fælles med træer?

Vores læser Olaf Witmeur er pensioneret læge. Det giver ham masser af tid til at gå ture i skoven. De mange gåture under trækronerne har givet Olaf et særligt tilhørsforhold til træerne, og nu vil han gerne vide, hvor tæt han egentlig selv er beslægtet med sine sælsomme venner. Derfor har han skrevet ind til Spørg Videnskaben:

»Hvor mange gener har jeg tilfælles med træerne? Og giver de samme gener mig ben og træerne grene?« skriver Olaf i sin mail og peger på, at et træ mange gange ligner en kvinde, der står på hovedet.

Olafs finurlige tanker afslører, at han bestemt ikke er en træmand. Derfor har vi sendt hans spørgsmål videre til en forsker, der ved noget om gener og slægtskab mellem arter.

Professor Mikkel Heide Schierup fra Center for Bioinformatik ved Aarhus Universitet forsker blandt andet i, hvor mange gener mennesker deler med aberne. Heldigvis kan professoren også hjælpe os med at svare på Olafs spørgsmål.

Mikkel Heide Schierups svar viser, at Olafs spørgsmål i hvert fald ikke er helt ude i skoven:

»Vi har faktisk rigtig mange gener tilfælles med træerne. Det er nogle helt universelle gener, som alle flercellede organismer deler. Det er dog ikke sådan, at de samme gener skulle giver mennesker ben og træer grene,« siger Mikkel Heide Schierup.

Hvor mange gener Olaf rent faktisk har tilfælles med træerne, kommer vi tilbage til lidt senere.

Mennesker er ikke helt ens

Til at starte med tager vi imidlertidig fat et helt andet sted.

Vi tager fat i, hvor mange gener mennesker har tilfælles med mennesker. Det fortæller nemlig noget om, hvor ens organismer genetisk skal være for at tilhøre samme art.

Når det gælder menneskers gener, er vores arvemasse 99,9 procent ens, og vi deler alle stort set de samme gener, men har forskellige varianter af dem. Disse varianter forklarer den store mangfoldighed i hårfarve, hudfarve, øjenformer, højde, drøjde og så videre mennesker imellem.

Neandertalere er næsten mennesker

Går vi et skridt videre ned af menneskets stamtræ og kigger på vores nærmeste slægtninge, neandertalerne, har vi 99,8 procent gensammentræf.

Der skal med andre ord ikke særligt meget til, før én art bliver til to arter.

Det store genetiske sammenfald mellem neandertalere og mennesker gjorde desuden, at vi sammen med neandertalerne kunne få børn. Det betyder, at alle mennesker uden for Afrika i dag render rundt med mellem 2 og 4 procent neandertalergenom i sig.

Nogen faldt med andre ord for lidt eksotisk lagengymnastik med en person fra en anden art. Det skete for omkring 55.000 år siden, har genetiske undersøgelser afsløret.

Går vi længere ud af slægtstræet til vores tætteste nulevende slægtning, chimpansen, er vi dog blevet for forskellige til, at vi kan få afkom sammen.

Chimpanser og mennesker deler således ’kun’ 99 procent af generne, og det er ikke nok til at kunne lave børn med hinanden.

»Den genetiske forskel mellem mennesker og chimpanser skyldes to ting. For det første har vi mennesker fået 60 nye gener, siden vi splittede fra chimpanserne, og for det andet er der sket ændringer i mange af de gener, som vi har til fælles. Det drejer sig eksempelvis om gener, der har med lugtesansen og hårvæksten at gøre,« siger Mikkel Heide Schierup.

Tre procents forskel på menneskeaberne

Chimpanserne og mennesket gik evolutionært hver sin vej for cirka 6,5 millioner år siden. Til sammenligning gik mennesker og træer hver sin vej for 1,5 milliard år siden, så der har alt andet lige været lidt mere tid for evolutionen at arbejde med.

Gorillaerne og orangutangerne har i forhold til chimpanserne også haft mere tid at udvikle sig i en anden retning end mennesker.

Gorillaerne splittede fra menneskets og chimpansernes slægtslinje for 10 millioner år siden, og orangutangerne gjorde det samme for cirka 15 millioner år siden.

Resultatet af de to split er, at vi har 98 procent de samme gener som gorillaerne og 97 procent de samme gener som orangutangerne.

»Nogle mennesker vil måske mene, at vi ser meget forskellige ud. Men alle forskellene mellem os og de andre menneskeaber skyldes en genetisk forskel på tre procent, hvoraf en stor del formentlig ikke engang er synlige. Vi er stadig genetisk meget ens,« siger Mikkel Heide Schierup.

Mennesker har flere gener for hjernen

Går vi 30 millioner år tilbage i tiden, finder vi splittet mellem os og marekattene, hvilket blandt andet inkluderer makakaber, bavianer og næseaber.

Vores slægtslinjer gik i hver sin retning halvvejs imellem nu og meteornedslaget, der udryddede dinosaurerne.

Artiklen fortsætter efter afstemningsboksen

Alligevel deler vi stadigvæk 90 procent af vores gener.

»Vi ligner stadig hinanden rigtig meget, og det er også grunden til, at vi har så mange gener tilfælles. Når vi kigger på forskellene, begynder vi dog at kunne se en større specialisering af gener, hvilket vil sige, at nogle arter har flere gener, som gør dem i stand til et eller andet unikt i forhold til andre arter. For mennesker gælder det blandt andet, at vi har flere gener for funktioner i hjernen og for synet, mens nogle af de andre arter kan have ekstra gener for eksempelvis lugtesansen,« forklarer Mikkel Heide Schierup.

Mus er 80 procent mennesker

For 65 millioner år siden blev Jorden ramt af en meteor, der udryddede alle dinosaurerne.

Allerede 35 millioner år forinden havde der været et split imellem to arter, der skulle blive til henholdsvis os og gnaverne.

Selvom dette split skete for svimlende 100 millioner år siden, og der alt andet lige er sket en hel del på Jordens siden hen, deler vi fortsat mellem 70 og 80 procent af vores gener med blandt andet markmus og rotter.

En af årsagerne til det store gensammenfald er, at vi begge er pattedyr, der benytter sig af samme form for reproduktion.

»Med pattedyrene bliver livmoderen udviklet, og hele denne nye form for reproduktionstaktik kræver en masse gener, som alle pattedyrene har tilfælles,« fortæller Mikkel Heide Schierup.

99 procent af alle dyr deler samme gener

Går vi endnu længere tilbage i tiden, findes et andet split mellem to slægtslinjer, der også har stor betydning for, hvor mange gener vi deler med forskellige arter.

For mellem 440 og 480 millioner år siden opstod en række gener, som 99 procent af alle nulevende dyr deler.

Generne, kaldet hox-gener, styrer fosterudviklingen i alt fra banafluer og bavianer, til måger og mennesker.

Hox-generne sørger således for, at myg og markmus har en forende og en bagende, og at kroppen er bilateral symmetrisk, hvilket betyder, at man kan spejle den ene del af kroppen i den anden.

Dyr i den anden slægtslinje har ikke generne for denne bilaterale symmetri. Derfor har søstjerner og anemoner (Ja, det er også et dyr) hverken en forende, en bagende eller en højre og en venstre halvdel.

Summa summarum er, at mennesker deler rigtig mange gener med dyr, som vi måske ikke føler os særligt tæt beslægtede med.

»Idet vi har samme embryonaludvikling, deler vi også alle de gener, der skal til at lave denne bilaterale symmetri. Derudover deler rigtig mange dyr også en masse gener, der skal til for at danne forskellige typer væv, der er ens mellem dyr. Mange cellefunktioner er også ens, hvilket også kræver de samme gener,« siger Mikkel Heide Schierup uden dog at kunne komme ind på, hvor mange gener en landmand fra Struer har tilfælles med en asiatisk gedehams eller en iberisk dræbersnegl.

25 procent ens gener

Vi er ved at være ved vejs ende i dette tilbageblik gennem evolutionen.

For 1,5 milliard år siden splittede planternes og dyrenes slægtslinje.

Den ene slægtslinje udviklede sig med tiden til at blive til bevægelige dyr med organer, immunforsvar, bilateral symmetri, øjne, vinger og spørgelystne læger i en skov nord for København.

Den anden slægtslinje slog rødder og gav den spørgelystne læge noget at tænke over.

Vi er ikke særligt ens, og som lægen Olaf nok også kan regne ud, er generne for arme og ben ikke de samme som for grene og kviste.

Dyrenes gener opstod først efter splittet fra de ikke-bilateralt symmetriske dyr, mens splittet fra træerne allerede var sket en milliard år forinden.

Har vi så overhovedet noget til fælles, kan man passende spørge sig selv eller professoren fra Aarhus om, og svaret er: ’Ja, det har vi’.

»Selvom 1,5 milliard år er meget lang tid, er der stadigvæk mange fundamentale processer inde i cellerne, som både planter og dyr har tilfælles. Det drejer sig blandt andet om de gener, der står for aflæsning af DNA, oversættelse af DNA, energiomsætning, proteinsyntese og mange andre funktioner, som alle celler har. Samlet set udgør disse gener i omegnen af 25 procent af vores gener, hvilket dermed er den del, som vi mennesker har tilfælles med træerne,« siger Mikkel Heide Schierup.

Svaret til lægen Olaf fra Hellerup er altså, at 25 procent af hans gener også findes i træerne i skoven. Det gælder bare ikke generne for hans ben.

Vi håber, Olaf kunne bruge svaret til noget. Vi takker i hvert fald for spørgsmålet og kvitterer med en Spørg Videnskaben-T-shirt.

Vi takker også Mikkel Heide Schierup for det gode svar.

Hvis du brænder inde med et spørgsmål af den ene eller den anden slags, så tøv ikke med at tippe os hos Spørg Videnskaben på sv@videnskab.dk eller via formularen videnskab.dk/sv.