Fuglenes stamtræ er stadig et kæmpe mysterie
211 år efter Charles Darwins fødsel er forskerne stadig ikke sikre på, hvilke fugle er i slægt med hinanden.
Slægtstræ Charles Darwin fugle pattedyr DNA-sekvens kode ændringer miRNA protein arter beslægtede skizofreni ændringer gener genvarianter

Fuglenes slægtstræ sætter stadig forskerne grå hår i hovedet. (illustration: Shutterstock)

Fuglenes slægtstræ sætter stadig forskerne grå hår i hovedet. (illustration: Shutterstock)

Finkerne på Galápagosøerne er i dag én af de mest berømte Darwin-historier.

Myten lyder, at Charles Darwin bemærkede, at finkerne havde forskellige kendetegn, alt efter hvilken ø de levede på.

Darwin observerede, at hver art adskilte sig på næbbets udformning, der passede perfekt til artens måde at søge føde. Nogle af dem havde store næb; andre næb var lange og tynde.

Finkerne gav angiveligt Darwin noget af en aha-oplevelse. Han formulerede en teori om, at alle fuglene måtte stamme fra den samme oprindelige fugl, men havde tilpasset sig efter hvilken slags føde, de kunne skaffe på de forskellige øer.

Selv om det viser sig, at dette eureka-øjeblik muligvis aldrig fandt sted, og at finkerne i virkeligheden var spurve, er fuglene et godt eksempel på evolutionen i praksis: Arterne på Jorden ændrer sig konstant.

Miljøet omkring os påvirker, hvem af os der overlever og formerer os. Og vi er alle sammen beslægtede.

Men hvis du tror, at forskerne er helt sikre på, hvordan arternes stamtræ ser ud, så tager du fejl.

Levede sammen med dinosaurerne

Det er fuglene et godt eksempel på.

»Fuglenes stamtræ er et stort mysterium,« siger Josefin Stiller, forsker ved Københavns Universitet, i anledning af Darwindagen ved Universitetet i Oslo.

Fugle fandtes allerede, dengang dinosaurerne levede på Jorden. Det er forskerne enige om. De fleste fugle omkom formentlig sammen med dinosaurerne, da en kæmpe asteroide ramte kloden for 65 millioner år siden.

Efter masseudryddelsen var der frit lejde for alle de arter, som overlevede asteroide-nedslaget. Det er en del af årsagen til, at det er så svært for forskerne at gennemskue, hvilke fuglearter er nært beslægtede.

For umiddelbart efter dinosaurerne uddøde, skete udviklingen af fuglearter vanvittigt hurtigt, og det betyder, at det er meget længe siden, at mange fuglearter havde fælles forfædre.

Falke og ørne

Men moderne genteknologi kan – på sigt – løse mysteriet. Josefin Stiller er med i et forskningsprojekt, der har til formål at forevige 10.000 fuglearters DNA-sekvens.

Adskillige gamle 'sandheder' er allerede blevet modbevist, efter vi lærte at læse den kode, som ligger gemt i alle celler.

Dengang Charles Darwin levede, kendte forskerne ikke til DNA. De gamle slægtstræer blev derfor produceret ud fra, hvordan dyrene og fuglene så ud – både udenpå og indeni.

Josefin Stiller bruger et gammelt stamtræ, der placerer ørne og falke på nabogrene, som eksempel. Det er egentlig ikke så mærkeligt, at forskerne antog, at de var nært beslægtede; de er begge rovfugle og ligner hinanden ret meget.

Slægtstræ Charles Darwin fugle pattedyr DNA-sekvens kode ændringer miRNA protein arter beslægtede skizofreni ændringer gener genvarianter

Josefin Stiller er postdoc-forsker ved Københavns Universitet. (Foto: Eldrid Borgan)

Ikke nært beslægtede alligevel

Men i 2014 regnede forskerne sig frem til, hvordan fuglene egentlig var beslægtede.

Det gjorde de ved at sammenligne udvalgte dele af 48 forskellige fuglearters DNA-sekvens.

Opskriften på liv består af en lang række af fire små stoffer (nukleotider): adenin (A), guanin (G), thymin (T) eller cytosin (C). Arveinformationen er givet ved rækkefølgen af disse nukleotider, kaldet DNA-sekvensen.

På samme måde, som vi genetisk set ligner vores søskende mere, end vi ligner vores fætre og kusiner, ligner nært beslægtede fugles DNA-sekvens hinanden mere.

Det nye studie viste, at de gamle teorier baseret på fuglenes udseende ikke stemte.

Falke og ørne er slet ikke nært beslægtede. Ørnene er derimod nært beslægtede med gribbe, mens falkene egentlig hører til et helt andet sted på slægtstræet – nemlig sammen med papegøjerne.

Men forskerne havde stadig ikke fundet det endelig facit.

DNA-analyserne gav forskellige svar

Året efter, i 2015, blev et studie om 108 fuglearters DNA publiceret. Stamtræet lignede på mange måder det forrige; blandt andet hvem ørne og falke var i slægt med.

Men der var også påfaldende forskelle, fortæller Josefin Stiller.

Det første studie viste eksempelvis, at duer er nært beslægtede med flamingoer, mens det andet studie placerede de to fuglearter meget længere fra hinanden.

Hvorfor stemte studierne ikke overens? Hvorfor leverede DNA-sekvenserne ikke et entydigt svar?

Problemet er ifølge Josefin Stiller, at alle de nuværende stamtræer er baseret på nogle få områder af hver arts DNA-sekvens. Genteknologien har simpelthen ikke været god nok til at måle alt på én gang.

Ville tage 57 år at regne ud

Nu har Josefin Stiller og hendes kolleger brugt den nuværende teknologi til at læse 200 fuglearters komplette DNA-sekvens.

Men det betyder desværre ikke, at det i dag er let og ligetil at producere et nyt og mere præcist slægtstræ.

Indtil nu har forskerne produceret et stamtræ på grundlag af milliardvis af DNA-sekvenser med arternes A, T, C, G, fortæller Josefin Stiller. Heldigvis har de haft meget kraftige computere til at hjælpe dem.

»Hvis jeg havde kørt analyserne på min personlige computer, havde det taget 57 år at lave et stamtræ,« fortæller Josefin Stiller.

Før forskerne publicerer et nyt stamtræ for fuglene, vil de beregne det på mange forskellige måder for at være sikre på, at de har fundet det rigtige.

Et spørgsmål fra salen lyder, om det nyeste stamtræ mest ligner det fra 2014 eller det fra 2015. Josefin Stiller svarer, at det er forskelligt fra dem begge to – så indtil videre er alt oppe i luften.

Mere end 200 pattedyr

Det er dog ikke kun fuglene, der optager forskerne i dag – 211 år efter Charles Darwin kom til verden. Mere end 200 pattedyrs komplette DNA-sekvenser er næsten færdige.

Men for Kerstin Lindblad-Toh, forsker ved universitetet i Uppsala Universitet og Broad Institute i USA, er det ikke blot dyrenes indbyrdes stamtræ, som er interessant.

Hun vil nemlig bruge DNA-profilerne til at lære mere om sygdom – både blandt mennesker og dyr.

For da hun sammen med sine kolleger sammenlignede de forskellige pattedyrs DNA-sekvenser, stødte de på noget meget overraskende: De områder i DNA-sekvensen, som var mest ens arterne imellem, var nemlig ikke i generne.

Nødvendig for overlevelse

Biologerne har længe troet, at generne er den vigtigste del af vores DNA. Det er egentlig ikke så mærkeligt, for det er generne, som oversætter DNA'ets informationer til proteiner, og det er proteinerne, som får tingene til at ske indeni cellerne.

Men stadig mere forskning peger på, at muskelspecifikke molekyler (miRNA'er), som tidligere blev kaldt DNA-affald, spiller en vigtig rolle. Og det står endda endnu mere klart med Kerstin Lindblad-Tohs forskning.

For hvis særlige dele af DNA-koden er ens på tværs af forskellige arter, tyder det på én ting: At området i 'opskriften' på os er afgørende for vores overlevelse.

Hvis der opstår mutationer i disse områder, vil arten på sigt ikke overleve – også selv om de ikke koder for gener.

Kerstin Lindblad-Toh er derfor overbevist om, at det er vigtigere at studere de områder, som er bevaret på tværs af forskellige arter, end at studere selve generne, som forskerne indtil nu hovedsagligt har gjort.

Pattedyr og skizofreni

Det kan vi eksempelvis bruge til at forstå, hvorfor nogle personer får skizofreni.

Tidligere studier af mennesker med og uden skizofreni har resulteret i en lang liste over genvarianter og ændringer i DNA'et, som muligvis kan være ophav til lidelsen.

Problemet er dog, at mange af genvarianterne måske slet ikke har noget med sygdommen at gøre.

»Det er let at blive vildledt, fordi gener, som slår ud i analysen, måske slet ikke er associeret med sygdommen,« siger Kerstin Lindblad-toh.

»Men hvis en ændring i DNA-koden findes blandt mennesker med skizofreni, men hverken blandt andre mennesker eller pattedyr, så bliver det interessant. Det indikerer måske, at denne ændring har noget med skizofreni at gøre,« slutter Kerstin Lindblad-Toh.

©Forskning.no. Oversat af Stephanie Lammers-Clark.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og her kan du læse mere om billedet herunder, der viser tegn på en planets fødsel. Det gule knæk i midten menes at være stedet, hvor planeten er under dannelse.