Fælles ophav for alt liv
Det er sjældent, at der i videnskabelige biomedicinske artikler bliver brugt ret mange linjer på at diskutere valget af forsøgsdyr. Det er ellers vigtigt for tolkningen af resultaterne, at man har valgt et relevant forsøgsdyr, der ligner mennesket på det område, der studeres. Og her er vores fælles oprindelse afgørende, idet vi for forsøgsdyrene skal mio. af år tilbage for at finde fælles stamfædre.
Således skal vi ca. 5 mio. år tilbage for at finde en fælles stamfader til chimpansen, men mere end 500 mio. år tilbage for at finde fælles forfader til de fleste hvirvelløse dyr. Det er klart, at vi har flere træk fælles med chimpansen end med en snegl, men alligevel kan sneglen ofte bruges som model for mennesket. Dels kan snegle undertiden være nemmere at studere, og dels har vi langt flere fælles træk, end man umiddelbart skulle tro.
Således er vores viden om hukommelsens oprindeligt undersøgt i snegle, og det viste sig, at sneglens og menneskets hukommelse grundlæggende fungerer på samme måde. Det skyldes, at hukommelsen allerede var udviklet hos vores og sneglens fælles stamfader for mange hundrede mio. år siden.
Homologe og analoge organer
Hvis et forsøgsdyr har det samme organ som mennesket, så skyldes det ofte, at det var tils tede hos den fælles stamfader. Når der således er en fælles evolutionær oprindelse kaldes organerne for homologe.
Hvirveldyrenes organer (fx lemmer, lever, hjerte og tarm) er således typiske eksempler på homologe organer. Men tilsyneladende ens organer kan også godt vise sig ikke at have været til stede hos den fælles stamfader. I sådanne tilfælde er organet på et senere tidspunkt udviklet uafhængigt at hinanden hos begge linjer.
Et eksempel herpå er fisk, som adskillige (mindst 65) gange igennem evolutionen har udviklet luftånding. Det har således ofte været en fordel for fiskene at kunne supplere gællernes vandånding med at kunne hente ilten direkte fra luften.
Luftåndings-funktionen er altså den samme, men det er sket på forskellige tidspunkter, og løsningerne er forskellige: Nogle har lunger, andre ånder via mundhulen eller ånder via slugt luft i tarmen. I sådanne tilfælde med uafhængig udvikling taler man om analoge organer.
Selvom organerne er analoge kan forsøgsdyrene i nogle situationer stadig være relevante at studere. Hvis man eksempelvis vil vide noget om fysiologien hos lungefisk vil man godt kunne gøre brug af viden opnået i Pangasius, der uafhængig af lungefisken har udviklet luftånding. Men hvis man vil vide noget om anatomien, så giver det ikke meget mening at studere Pangasius. Nogle gange kan et organ både være homologt og analogt afhængig af, hvad man præcis ønsker at studere. Således er vingerne hos flagermus og fugle homologe, da de begge svarer til forlemmerne hos den fælles krybdys-stamfader mellem pattedyr og fugle. Men flyvningen er analog, da den fælles forfader ikke kunne flyve, og fugle og flagermus derfor uafhængig af hinanden har udviklet flyvningen.
Urbilitaria
I 1990´erne viste genetiske studier, at overraskende mange organer, som man tidligere troede blot var analoge, faktisk er homologe.
Konkret viste studierne, at en række organer hos vidt forskellige rækker af dyr bliver igangsat af de samme få gener. Eksempelvis viste det sig, at øjnene hos blæksprutter, insekter og pattedyr blev styret af genet Pax6, og dermed må øjnene være homologe og altså ikke som hidtil antaget analoge organer (også selvom blæksprutters og pattedyrs komplekse øjne er opbygget forskelligt på en række områder). Det er – baseret på de fælles gener - muligt at konstruere en tænkt fælles stamfader til alle bilaterale dyr – altså til alle de dyr, der er symmetriske omkring midten.
Denne tænkte stamfader, som formodentlig levede for cirka 500-600 mio. år siden, havde således blandt andet øjne (fotoreceptorer), nervesystem, tarmsystem, hjerte (kredsløb), lemmer og segmenteret krop. Sidenhen har nogle af grupperne mistet visse af disse organer – eksempelvis har små dyr mistet hjertet, fordi de kan klare sig uden et egentligt kredsløb. Teorien om denne oprindelige urbilitaria har betydning for brugen af eksempelvis bananfluer som dyremodeller for menneskets fysiologi og sygdomme.
Teorien kan også forklare, hvorfor synet hos dolkhaler og mennesker fungerer på præcis samme måde, og hvorfor hukommelsen fungerer på samme måde i sneglen som i mennesket. I det seneste årti har det dog været videnskabeligt diskuteret, hvor mange af disse organer, som urbilitaria egentlig havde (urbilitaria er nemlig aldrig fundet som fossil). Eksempelvis har generne, der bruges til dannelsen af hjertet hos nogle dyregrupper, helt andre funktioner hos andre dyregrupper.
Denne artikel er oprindeligt publiceret som et blogindlæg.
