Zombie-orm får evolutionen til at rulle baglæns

I 2002 opdagede amerikanske biologer under en muslingejagt et hvalkadaver på havbunden i Monterey Bay i Californien. Mini-ubåde afslørede, at kadaveret var dækket af et rødligt ryatæppe af nogle ormelignende dyr. Dyrene havde hverken mund eller tarm – til gengæld havde de rødder, som gennemtrævlede hvalknoglerne og tømte dem for næring.

Dyrene viste sig at være hunner af en hidtil ukendt art havbørsteorme, som fik navnet Osedax og tilnavnet zombie. Zombie-hunnerne var udstyret med et lille slimrør, som i nogle tilfælde rummede en lille larvelignende dværghan. Larven var en yderst primitiv skabning, der var fyldt til randen med sperm, så det var tydeligt for enhver, at den eneste grund til, at den var sat i verden, var for at befrugte hunnen. Opdagelsen vækker stor forundring blandt biologerne, for umiddelbart er det svært at forklare, hvorfor hunnen kan være en fuldt udvokset og forholdsvis kompleks børsteorm, når hannen kun er en simpel larve. Forskerne har dog en mistanke om, at hannen ligner en larve, fordi der er sket noget, der har fået dyret til at forkaste voksenlivet. Begivenheden har kort sagt fået dyrets evolution til at rulle baglæns.

Hannen går i barndom Forskernes eget bud på hvad der er sket er en proces kaldet progenese – den sættes i gang af en genetisk ændring, der gør, at hannen allerede bliver kønsmoden på larvestadiet. Hvis et dyr bliver kønsmodent mens det er “spæd”, vil det nemlig stoppe sin vækst og udvikling, og i stedet bruge alle sine kræfter på at formere sig. Da dyret giver den genetiske ændring videre til sit afkom, vil der med tiden opstå en helt ny dyreform, der er betydeligt mindre og langt mere primitiv end den oprindelige skabning.

Teorien blev allerede beskrevet tilbage i 1922, men hidtil er det ikke lykkedes biologerne at finde et bevis på, at processen rent faktisk finder sted ude i naturen. Men det bevis har evolutionsforsker Katrine Worsaae fra Marinebiologisk Institut på Københavns Universitet tænkt sig at finde, og hendes udgangspunkt er netop børsteormen osedax.

»De kønsmodne osedax-hanner ligner små larver. De ser barnlige ud. Og så er det meget nærliggende at tro at hannen bliver kønsmoden i et larvestadie. Mine foreløbige studier tyder på, at det rent faktisk er det, der sker, men jeg mangler endnu de sidste resultater for at kunne sige det med sikkerhed,« siger Kristine Worsaae.

Hidtil har den gængse teori været, at små og simple dyr med tiden bliver større og mere komplekse. Men hvis det lykkes for Kristine Worsaae at bekræfte teorien om progenese, så har hun bevist, at evolutionen, i hvert fald for de hvirvelløse dyr, også kan løbe baglæns, dvs. at dyr, der har opnået en højere kompleksitet og størrelse med et snuptag kan blive små og simple igen.

»Jeg voksede op med forestillingen om, at evolutionen er noget, der bevæger sig fremad, og at vi hele tiden bliver større og mere avancerede. Men de seneste år er teorien om progenese blevet populær. Problemet er, at ingen endnu har bevist, at processen rent faktisk foregår i virkeligheden. Mit forskningsprojekt er et af de første, der skal verificere teorien,« siger Katrine Worsaae.

Den gængse forestilling har hidtil været, at livet startede ud med små og meget simple dyreformer, som med tiden har udviklet nye og mere komplekse egenskaber. Indplacerer man alle dyrearter på et livets træ, vil de mikroskopiske og simple dyrearter altså ligge i bunden mens de mere komplekse dyrearter ligger højere oppe.

»I en del træet finder vi bl.a. de hvirvelløse dyr, og deriblandt børsteormene. Der kender til over 16.000 forskellige arter af børsteorme, og nogle af dem er mere simple end andre. Forskerne gik tidligere ud fra, at de mest simple arter repræsenterede stamformer, som de andre mere komplekse arter var udsprunget fra. Men nu viser det sig altså, at flere af de simple arter ikke oprindelige simple – de har tidligere været mere komplekse og større arter, som nu sekundært er blevet simple igen. Osedax hannen er et eksempel herpå,« siger Katrine Worsaae.

Hunnerne kom først Hval-kadavere i dybhavet har vist sig at huse et særdeles rigt og særegent dyreliv. For at studerere dette dyreliv har forskerne sænket hvalkadavere i Monterey Bay og med ubåde fulgt koloniseringen over tid. Denne kolonisering sker for Osedax som for mange andre marine dyr via fritsvømmende larvestadier, der ankommer fra andre kadavere med havstrømmene. I starten var der ikke nogen havbørsteorme på kadavrene. Men efterhånden kom der nogle hunner til. Først da koncentrationen af hunner var høj, begyndte der så også at dukke hanner op.

»Den eneste måde vi kan forklare forløbet med, er at det substrat, som larverne møder, bestemmer deres udviklingsforløb. Rammer en larve et kadaver, bliver det til en hun, som slår sig ned på skelettet og gror fast. Men rammer en larve en hunlig børsteorm, bliver den til en han, der hurtigt bliver kønsmoden – og det får den til at holde op med at vokse og udvikle sig,« siger Katrine Worsaae.

Det, at hannen forbliver en larve og sidder klar i hunnens slimrør når æggene skal befrugtes, er en klar fordel for arten. For det betyder, at hannen aldrig optager føde og dermed ikke behøver at konkurrere med hunnen om føden. Desuden kan han give sin sæd direkte videre til hunnen og behøver ikke sende den på farlig langfart ud i oceanet. Og hunnen har altid en han ved hånden, når hun skal befrugtes. Derfor er det en win-win situation.

Hellere lille og vågen Progenese sker altså, som al evolution, fordi det er en fordel for dyret.

Da den genetiske ændring der styrer kønsmodning måske kan ske fra det ene øjeblik til det andet, kan dyret ved progense pludseligt blive meget mindre og mere primitiv. Hermed kan den med det sammeh udnytte en niche i form af et nyt levested og en anden slags føde, som den tidligere har været afskåret fra. For osedax-arten betyder det eksempelvis at den sparer på føden og sikrer befrugtningen ved at lade hannen være en larve med sædceller, der kan sidde beskyttet i sin kommende brud’s slimrør.

Progenese adskiller sig altså fra andre former for evolutionære veje ved at foregå over meget kortere tid. Mens den fremadrettede udvikling til tider sker gradvist over millioner af år, sker progenese i løbet af ganske få år og med stor forandring til følge.

»Hvis dyret bliver kønsmodent allerede som baby, kan det altså skyde en evolutionær genvej til at erobre nye nicher,« siger Katrine Worsaae.

To ligeværdige processer Kristine Worsaae offentliggjorde i marts måned en videnskabelig artikel, der giver den første del af bevisførelsen for progenese. Og hun er ved at lægge hånd på endnu en, der præsenterer flere bekræftende data. Selv om hun endnu ikke har det afgørende bevis på progenese, så har hun en klar opfattelse af, at progenese har haft afgørende betydning for livets udvikling her på Jorden.

»Tidligere arbejdede biologerne ud fra den teori, at det var evolutionært godt at man blev større og fik mere afkom. Men den anden mekanisme, som gør, at man bliver mindre og mere barnligt, ser ud til at være en lige så vigtig drivkraft for evolutionen. Evolutionen foregår meget mere frem og tilbage end vi har troet. Den gør at dyrene kan veksle mellem barnlige tilstande og voksne tilstande og det er langt mere tilpasningsdygtigt til naturen. Det gør, at gode nicher ikke går til spilde,« siger Katrine Worsaae.