Siden Charles Darwin fremlagde sine ideer om arternes oprindelse i 1859, har forskere fra hele verden arbejdet på at stykke et evolutionshistorisk træ sammen for alle dyr, men i særdeleshed for pattedyr.
Evolutionstræet i sin nuværende og generelt accepterede form viser, hvordan pattedyrene opstod fra reptilerne for 90 millioner år siden og over de følgende 20 millioner år forgrenede sig til de myriader af slægte, familier og arter, der findes i dag.
Stamtræet er bygget op omkring møjsommelige undersøgelser af et utal af fossile fund, årtiers studier af slægtsforhold mellem arter og de nyeste teknologiske analyser af forskellige pattedyrs arvematerialer.
Evolutionstræet kan næsten ikke blive mere videnskabeligt understøttet.
Problemet er så blot, at det måske alligevel er forkert.
Det viser i hvert fald nye, højst kontroversielle, men endnu upublicerede forskningsresultater, der på det seneste har fået en hel del spalteplads i de to mest velansete videnskabelige tidsskrifter Nature og Science.
Står de nye forskningsresultater til troende, kan de betyde en monumental ændring i forståelsen af evolutionen, som vi kender den i dag.
Det har selvsagt fået mange evolutionsforskere til at stille sig i kø for enten at støtte op omkring de nye resultater eller forsøge at skyde dem ned.
Mikro-RNA revolutionerer evolutionsforståelse
Røren i andedammen sker på baggrund af banebrydende forskning i mikro-RNA i en evolutionær sammenhæng.
Mikro-RNA er små stykker arvemateriale, der spiller en vigtig rolle i reguleringen af gener blandt andet ved at forhindre, at forskellige gener overhovedet bliver udtrykt.
Mikro-RNA'er har desuden den specielle egenskab, at de over millioner af år ikke opfører sig på samme måde som resten af arvematerialet. Deres strukturer er meget mere stabile over tid, og deres funktioner er uhyre velbevarede på tværs af arter.
Netop denne egenskab gør dem særdeles velegnede til at studere slægtskaber mellem dyregrupper – de samme slægtskaber der nu kan vise sig at være markant anderledes end tidligere troet.
Den potentielt revolutionerende opdagelse er gjort af lektor i molekylær paleobiologi Kevin Peterson fra Dartmouth College, USA.
Til Nature fortæller han:
»Jeg har kigget på tusindvis af mikro-RNA-gener og kan ikke finde ét eneste eksempel, der understøtter det traditionelle evolutionstræ. Studier af Mikro-RNA ændrer fuldkommen på vores forståelse af pattedyrs udviklingshistorie.«
Mikro-RNA tegner helt nyt evolutionstræ
\ Fakta
Mikro-RNA er små stykker RNA på omkring 22 nukleotider, der regulerer udtrykket af gener. Mikro-RNA fungerer ved at binde til andre RNA-stykker, inden disse oversættes til proteiner. Derved bliver proteinerne ikke udtrykt i cellen. Mennesket genom koder for over 1.000 forskellige mikro-RNA med forskellige funktioner, der samlet set regulerer op imod 60procent af menneskets gener. Der eksisterer fortsat debat om, hvorvidt mikro-RNA er så velbevaret på tværs af arter, som Kevin Peterson foreslår.
Kevin Petersons forskning viser, at der i løbet af dyrenes 600 millioner år lange historie er opstået 778 unikke mikro-RNA-familier. Samtidig er der kun forsvundet 48.
Da mikro-RNA dermed sjældent forsvinder ud af en dyregruppes genom, kan Kevin Peterson bruge den unikke signatur i mikro-RNA til at afgøre, hvilke dyregrupper der blev udviklet først og sidst. Det er simpelthen et spørgsmål om, hvorvidt de har givne mikro-RNA'er indeholdt i deres genom eller ej.
Hver eneste gang evolutionstræet forgrener sig til nye dyregrupper, ledsages forgreningen af nogle nye specifikke mikro-RNA, der ikke findes på nogle andre grene i evolutionstræet.
De nye mikro-RNA ændrer sig heller ikke med tiden.
På den måde kan Kevin Peterson følge sporet fra mikro-RNA og bygge sit helt nye evolutionstræ op (se illustration i toppen af artiklen).
Kigger man på det nye træ, er rotter og mus udviklet som de første blandt pattedyrene, mens hovdyrene kommer til sidst. Det er et markant anderledes evolutionært forløb, end mere end 100 års forskning ellers har fundet frem til.
Men det bekymrer ikke Kevin Peterson.
»Mikro-RNA giver et helt entydigt resultat. Men de tegner samtidig et evolutionært træ, der er markant forskelligt fra det træ, som alle andre vil tegne,« siger Kevin Peterson til Nature.
Understøttet af flere resultater
Når nu resultaterne er så markant anderledes end alle andre forskeres de sidste 100 år, kan det så være, at Kevin Petersons forskning ikke er andet end en gang misforstået fis i en hornlygte?
Det er der mange forskere, der mener, heriblandt en af verdens førende molekylære slægtskabsforskere Mark Springer, der sidste år udgav det til dato mest omfattende genetiske datasæt, som støtter op om det traditionelle evolutionstræ.
»Jeg giver det ikke nogen seriøse tanker. Der må simpelthen være en anden forklaring,« kommenterer han i Nature på Kevin Petersons forskningsresultater.
CVet taler for sig selv
Hvis man til gengæld kigger på Kevin Petersons CV, kunne noget tyde på, at han rent faktisk har fat i noget, der om ikke andet bør overvejes seriøst.
I hvert tilfælde har han publiceret flere artikler i både Nature og Science, hvor hans bibliotek af mikro-RNA gang på gang udreder slægtskaber for forskellige dyregrupper herunder bananfluer, reptiler og kæbeløse fisk.
Nu er turen så kommet til den hellige gral – pattedyrene, hvilket har fået flere faglige modstandere op af stolene for at undsige sig Kevin Petersons forskning.
Nogle af dem mener sågar, at Kevin Petersons grundlæggende forståelse af mikro-RNA er forkert.
\ Fakta
Traditionelt illustrerer forskere udviklingen af de forskellige pattedyr med et ’evolutionstræ’ (se billedet øverst i artiklen). Her er de forskellige dyregrupper afbilledet som ’grene’, der stikker ud fra ’træets’ stamme. Jo højere grenene er på træet, des senere i evolutionen udstak den givne dyregruppe sin egen udviklingshistoriske kurs. På det traditionelle evolutionstræ (til venstre) finder man således snabeldyrene først. De er nederst på træet, da deres udviklingshistorik ifølge gængs videnskab er ældst blandt pattedyrene. Herefter kommer henholdsvis hundefamilien, hovdyrene og primaterne, hvilket også vil sige dig og mig. Primaterne følges op af gnaverne, og til sidst på træets øverste grene sidder rotter og mus, der som de sidste udsprang fra evolutionstræet. Der er selvfølgelig flere dyregrupper inden for pattedyrene, men dette er et forsimplet billede, som forskere ofte bruger i deres beskrivelse af evolutionen. I Petersons evolutionstræ (til højre), der er lavet på baggrund af studier af mikro-RNA, er rækkefølgen fra det oprindelige evolutionstræ byttet godt og grundigt rundt.
»Mikro-RNA opfører sig som alle andre gener – de kan også gå tabt,« udtaler forsker i hvirvelløse dyrs evolution ved Norges ’Sars International Centre for Marine Molecular Biology’ Andreas Hejnol.
Hermed skyder Andreas Hejnol på en af grundforudsætningerne for Kevin Petersons konklusioner – at mikro-RNA er forblevet uforandret gennem millioner års evolution, som Kevin Peterson ellers hævder.
Forskere roser den nye forskning
Andre forskere er dog langt mere begejstrede og mindre skeptiske over for den nye måde at gribe tingene an på.
»Det er virkelig en smart ny måde at undersøge slægtskab på,« siger evolutionsbioinformatiker ved Universität Leipzieg Peter Stadler til Nature. Han fortsætter:
»Jeg forstår ikke, hvorfor mikro-RNA ikke benyttes oftere til at undersøge slægtsforhold mellem dyregrupper.«
Dansk forsker: Det er ikke enten eller
Den danske professor i evolutionsstudier ved Aarhus Universitet Peter C. Kjærgaard mener dog ikke, at de nye resultater tegner et enten/eller-billede af pattedyrenes udviklingshistorie.
»Min første og umiddelbare reaktion er, at de nye resultater og brugen af mikro-RNA til at etablere slægtsforhold er spændende. Det kan få mig til at spærre øjnene op. Der er nogle data her, som er enormt spændende.«
»Men hvorvidt det vil ændre alt, vi kender til omkring pattedyrenes stamtræ - det ville jeg være lidt mere tilbageholdende med at konkludere. Det sker meget sjældent, at nye opdagelser eller nye teknikker ændrer fuldkomment på et etableret forskningsbillede, og jeg tror heller ikke, det kommer til at ske denne gang.«
»Derimod tror jeg, at de nye resultater på sigt kan være et vigtigt bidrag til vores forståelse af evolutionen som helhed. Jo flere perspektiver vi kan lægge ind her, og jo flere ting vi kan studere, jo mere præcis bliver vores forståelse af slægtskabet mellem pattedyr og for den sags skyld alt liv på Jorden,« siger han til Videnskab.dk.
Kun data betyder noget
Hvorvidt Kevin Petersons resultater holder vand eller ej, må fremtiden vise. Selv er han oprigtigt ligeglad med, hvordan pattedyrenes slægtstræ ser ud.
»Men jeg er ikke ligeglad med, om mine data omkring mikro-RNA er valide,« siger han.
Indtil videre venter en verden af evolutionsforskere dog stadig på, at Kevin Peterson publicerer sine resultater omkring pattedyrenes udvikling.
Det samme gør vi andre.
I mellemtiden kan du læse den fulde artikel i Nature via linket her.
