Store opdagelser: Darwin og evolutionslæren

I 1859 udgav den engelske naturhistoriker Charles Darwin (1809-1882) den mest skelsættende bog i biologiens historie: 'Om Arternes Oprindelse'. Her foreslog han, at naturlig selektion kan forklare, hvordan Jordens dyre- og plantearter har udviklet sig igennem Jordens historie.

Ud over at kunne forklare et af naturvidenskabernes helt store problemer, nemlig hvordan Jordens mangfoldighed af liv er opstået, viste Darwin, at mennesket blot er et dyr som alle andre.

Vores særstilling på Jorden forsvandt således som dug for solen.

Al liv på jorden har udviklet sig evolutionært

Darwin var ikke den første til at foreslå, at alt liv på Jorden har udviklet sig evolutionært igennem generationers stadige forandringer.

Hans genistreg var imidlertid at identificere en mekanisme for arvelighed, tilpasning og naturlig selektion, der kunne forklare evolutionens virkemåde.

Det var næppe en overdrivelse, da genetikeren og evolutionsbiologen Theodosius Dobzhansky (1900-1975) i 1973 skrev, at:

»Intet i biologien giver mening, hvis det ikke ses i lyset af evolution«.

Darwin var ikke den første, der fik ideen om evolution

Allerede inden Darwins fødsel havde en række videnskabsmænd fremsat ideer om evolution.

Særligt i Paris, hvor naturhistorikeren Georges-Louis Leclerc de Buffon (1707-1788) havde grundlagt et naturhistorisk museum med en tilknyttet forskningsaktivitet, debatterede man muligheden for, at Jordens plante- og dyrearter havde udviklet sig gennem Jordens historie.

Den franske naturalist Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) foreslog i 1800, at grupper af organismer var udviklet fra et fælles, men primitivt, ophav gennem gradvise forandringer frem til noget mere kompliceret og bedre.

Et karaktertræk som giraffens hals kunne nedarves

Han mente, at arterne kunne nedarve tilegnede karaktertræk til den næste generation, og at det kunne forklare, at den følgende generation var bedre tilpasset til det miljø, den lever i.

Lamarcks evolutionsteori eksemplificeres ofte med giraffens lange hals, hvor man kunne forestille sig, at et givet dyr hele livet strakte sig efter de høje blade og dermed fik en længere hals.

Lamarck mente, at dette tilegnede karaktertræk – den forlængede hals – kunne nedarves, så den følgende generation fødtes med længere hals.

Præstestudiet lod Darwin pleje interessen for naturhistorie

Darwin var født i en velhavende, dannet familie og udviste tidligt en enorm interesse for naturhistorie.

Allerede som 16-årig sendte faderen ham til Edinburgh for at læse medicin, men da han ikke brød sig om de blodige og ofte smertefulde operationer, blev det tydeligt, at han måtte vælge en anden karriere.

Han søgte derfor efter samråd med faderen til universitetet i Cambridge, hvor han i 1827 startede på præstestudiet. Datidens præstestudium indeholdt omfattende kurser i geologi, botanik og zoologi, og den unge Darwin kunne dermed stadig pleje interessen for naturhistorie.

Gradvise forandringer måtte også gælde for dyre- og plantelivet

Hans interesse blev yderligere stimuleret, da han i 1831 var så heldig at få et enestående tilbud om at sejle Jorden rundt med det britiske flådeskib HMS Beagle. Darwins opgave på jordomrejsen var at indsamle og tage noter om fjerne verdensdeles geologi samt dyre- og planteliv.

Ved afrejsen gav skibets kaptajn Darwin en kopi af første bind af geologen Charles Lyells helt nye værk Principles of Geology, hvor Lyell (1797-1875) i stil med den tidligere geolog James Hutton (1726-1797) beskrev, at Jordens overflade ændres gradvist over tid.

Denne bog har utvivlsomt været med til at stimulere Darwin til at tænke over, at der forekommer gradvise forandringer på Jorden, hvilket blev relevant for at foreslå, at også dyre- og plantelivet kunne forandre sig over de enorme geologiske tidsskalaer.

Jordomrejsen gav mulighed for at studere mangfoldighed af levende organismer

Under den fem år lange jordomrejse fik Darwin rig mulighed for at se og studere verdens enorme mangfoldighed af levende organismer.

Han indsamlede flittigt og sendte masser af materiale tilbage til England, men der er faktisk ikke noget, der tyder på, at Darwin gjorde sig særlige tanker om evolution under rejsen.

Til gengæld blev han så optaget af det dyreliv, han så, at han vidste, han ville bruge sit liv på biologien, ikke på teologien.

Efter hjemkomsten til England i 1836, hvor vennen Lyell introducerede Darwin til Englands mange dygtige naturforskere, blev Darwin imidlertid dybt optaget af evolutionstanken.

Naturen selekterer de bedst tilpassede

I 1838 læste Darwin 'Essay on the Principles of Population', hvori økonomen Thomas Malthus (1766-1834) pointerede, at den menneskelige population vokser stadig hurtigere og vil blive fordoblet hvert 25. år, medmindre overlevelsen var begrænset af fødetilgængelighed.

Darwin indså med det samme, at et lignende ræsonnement kunne bruges på dyr og planter, hvor populationerne oftest ikke stiger nævneværdigt i samme antal år.

Han foreslog derfor, at der i naturen sker en naturlig selektion, at det kun er de bedst tilpassede individer, der kan skaffe de nødvendige ressourcer til at overleve så længe, at de kan videreføre deres arvemateriale til den kommende generation.

Naturens knaphed selekterer for den bedst tilpassede (og ikke den stærkeste, som myten 'survival of the fittest' oftest oversættes til. Det var i øvrigt slet ikke Darwin, der sagde dette, men Herbert Spencer (1820-1903), en anden samtidig engelsk evolutionsbiolog.)

Evolutionsteorien ville gå stærkt imod den kristne lære

Darwin indså tydeligvis betydningen af sin evolutionsteori og skrev nu på et manuskript, hvor han gav et hav af detaljerede eksempler på den naturlige selektions virkemåde.

Manuskript var færdigt allerede i 1842, men på trods af at han reviderede manuskriptet i 1844, publicerede han det ikke.

Hans tøven begrundes ofte med, at han indså, at evolutionsteorien ville stå i stærk opposition til den kristne lære. Men det skyldtes sikkert også, at han ønskede at udbygge teorien med stadig flere eksempler og gode argumenter, der kunne underbygge hypotesen.

Wallace kom til samme konklusion om fødebegrænsning under en malariafeber

Det kom derfor som intet mindre end et chok for ham, at landsmanden Alfred Russell Wallace (1823-1913), som også havde foretaget en naturhistorisk dannelsesrejse Jorden rundt, i 1858 havde fået samme ide om den naturlige selektion.

Wallace havde under en malariafeber i Sydøstasien tænkt på Malthus' afhandling om fødebegrænsningens effekt på befolkningstallet og var nået til samme konklusion, nemlig at arterne stadigt udviklede sig i konkurrence, hvorved den bedst tilpassede havde størst overlevelseschance.

Den chokerede Darwin skrev sønderknust til vennen Lyell: »Al min originalitet, hvad den end måtte bestå i, er nu ødelagt.«

Et begivenhedsløst år indtil Darwin publicerede 'Om Arternes Oprindelse'

Foranlediget af Lyell og andre videnskabsfolk fandt man nu et kompromis, hvor Wallaces og Darwins ide om evolutionen gennem naturlig selektion kunne fremlægges ved et møde i The Linnean Society i London den 1. juli 1859.

Ironisk nok var hverken Darwin eller Wallace til stede under mødet, og endnu mere overraskende udtalte præsidenten for The Linnean Society i slutningen af 1859, at det havde været et begivenhedsløst år.

Darwin kunne nu publicere Om Arternes Oprindelse den 25. november 1859, hvilket for alvor satte gang i debatten. Wallace udgav også både bøger og artikler, men – lidt urimeligt – har disse vigtige bidrag ikke fået en fremtrædende rolle i de videnskabshistoriske fortællinger.

Mendels arvelighedslove kunne have sandsynliggjort evolutionsteorien

Darwin og Wallaces evolutionsteori bygger på en forudsætning om arvelig variation mellem individerne i en given population, sådan at netop forskelligheden mellem individer påvirker overlevelsen og dermed bestemmer, hvilke karaktertræk der nedarves til den kommende generation.

Som et eksempel på teorien fremhævede Darwin, at dyreavlere udvælger individer med særlige karaktertræk, som de avler på, og dermed frembringer en ny generation, hvor karaktertrækket forædles.

Darwin havde imidlertid et alvorligt problem. Han kunne nemlig ikke pege på, hvordan disse karaktertræk nedarves, og han endte med en arvelighedsteori, som han selv kaldte Pangenesis, hvor han foreslog, at kroppens celler sendte små partikler – gemmulus eller småkim – til kønscellerne og dermed påvirkede arveligheden.

Pangenesisteorien blev med rette kritiseret for at ligne Lamarcks ide om nedarvning af tilegnede karaktertræk, og det nagede Darwin igennem hele livet.

I dag er det bemærkelsesværdigt, at Gregor Mendel (1822-1884) på samme tid – men uden at den ellers ekstremt belæste Darwin kendte hans skrifter – etablerede de arvelighedslove, som Darwin behøvede for at sandsynliggøre teorien om evolution gennem naturlig selektion.

Nye individer har potentiale for at udvikle nye arter

Darwins ide om, at den naturlige selektion kunne være drivkraften for evolutionen, forudsætter, at individer inden for en given art varierer – ellers er der jo ikke nogen forskelle at selektere på.

Desuden indebærer teorien, at de forandringer, som resulterer i nye arter, forekommer gennem ganske, ganske små ændringer fra den ene generation til den næste. Tidsperspektivet kan derfor virke overvældende.

Mange af Darwins samtidige evolutionsbiologer mente ikke, at den naturlige selektion var tilstrækkelig til at forklare evolutionen. De mente, at nye arter opstod ved pludselige og store ændringer, sådan at der fødes et dyr meget forskelligt fra forældrene.

Man har kaldt disse nye individer 'hopeful monsters', fordi de er anderledes end forældregenerationen og har potentiale for at udvikle sig til nye arter.

Debatten om den naturlige selektion fortsætter

Efter Darwins død rasede der derfor en langvarig debat om, hvorvidt den naturlige selektion var tilstrækkelig stærk til at drive evolutionen.

Striden blev først løst i Darwins favør i 1930'erne gennem et samarbejde mellem genetikere, naturhistorikere og matematikere.

Ved kvalitative beregninger om, hvordan gener kan ændres i populationer af forskellige størrelser, kunne man dengang vise, at den naturlige selektion er tilstrækkelig til at forklare evolutionen – så længe der er masser tid.

Danske biologer havde svært ved at acceptere teorien

Men hvornår hørte de danske videnskabsmænd om Darwin?

Darwin havde faktisk allerede den 1. januar 1860 sendt et eksemplar af Om Arternes Oprindelse til den indflydelsesrige danske zoolog Japetus Steenstrup (1813-1897), men Steenstrup og de danske biologer ved Københavns Universitet havde svært ved at acceptere teorien.

Det blev særligt den yngre generation, blandt andet zoologen Johan Boas (1855-1935), som indså, at evolution kunne forklare forskelle og ligheder i dyrenes anatomi.

Botanikeren J.P. Jacobsen (1847-1885), der senere blev en af Danmarks mest berømte forfattere, oversatte Darwins værker til dansk i 1872. Sammen med andre i kredsen omkring Georg Brandes (1842-1927) brugte han darwinismen som kritik af religionen.