utviklingslæren

De første livsformene oppsto på jorda for rundt fire milliarder år siden. Livets utvikling på jorda har derfor vart i flere milliarder år.

Noen eksempler på store hendelser i løpet av livets utvikling på jorda er overgangen fra enkeltcellede til flercellede organismer, overgangen fra aseksuelle organismer til seksuell reproduksjon og livets kolonisering av land.

• Se hovedartikkel: livets evolusjonshistorie

Alle livsformer på jorda deler et felles utgangspunkt, men graden av slektskap varierer arter imellom. Planter er nærmere i slekt med hverandre enn de er med dyr. På samme måte er vi mennesker nærmere i slekt med sjimpanser enn med alle andre arter på jorda.

Å kartlegge hvordan jordas biologiske mangfold er i slekt er en av hovedoppgavene innen evolusjonsbiologien. Hvordan arter er i slekt med hverandre beskrives med et slektskapstre.

Teorien om evolusjon gjennom det naturlige utvalg baserer seg på tre forutsetninger:

• Reproduksjon: Hvert individ produserer i gjennomsnitt flere avkom enn hva som er nødvendig for å erstatte individet når det dør.
• Arv: Avkom ligner mer på foreldrene enn tilfeldig valgte individer i populasjonen.
• Variasjon: Individene i en populasjon er ikke identiske, men varierer i egenskaper, blant annet grunnet genetiske forskjeller individene imellom.

Evolusjon via naturlig utvalg kan for eksempel skje på følgende måte:

Fuglene i en fuglepopulasjon har ulik størrelse på nebbene. Noe av denne variasjonen i nebbstørrelse skyldes at individene har forskjellige genvarianter for genene som koder for nebbstørrelse. Fuglene bruker nebbet sitt til å spise frø, og størrelsen på nebbet bestemmer hvor store frø de klarer å spise: En fugl med stort nebb er bedre til å spise store frø, mens en fugl med et mindre nebb er bedre til å spise små frø.

Dersom en tørkeperiode rammer området der fuglene lever, kan en konsekvens være at det blir færre små frø å spise sammenliknet med store frø. Dette fører til at fugler med små nebb får tak i mindre mat og har mindre sjanse for å overleve enn fugler med større nebb. Størrelsen på nebbet er med andre ord avgjørende for hvor godt fuglene klarer seg i sitt levemiljø. Dette fører til at fugler med store nebb oftere blir foreldre og skaffer seg avkom sammenliknet med fugler med mindre nebb.

Siden variasjon i nebbstørrelse blant annet skyldes gener, vil det i neste generasjon være flere fugler med store nebb sammenliknet med forrige generasjon.

Genetisk variasjon er essensielt for evolusjon gjennom naturlig utvalg. Uten genetisk variasjon vil ikke naturlige utvalg føre til evolusjon ettersom alle individer er genetisk like.

Ideen om at livet å jorda er resultatet av en utviklingsprosess er gammel og kan føres tilbake til de greske filosofene Anaximander, Empedokles og delvis Aristoteles. Gjennom hele middelalderen var utviklingstanken derimot glemt og Bibelens skapelsesberetning enerådende. Først med renessansen kom utviklingstanken tilbake, og den inntok en sentral plass i 1700-tallets tenkning.

Gottfried Wilhelm Leibniz hevdet at alle skapninger danner en sammenhengende kjede. Charles de Bonnet fremhevet at gradvise overganger kan spores overalt i naturen, og at man fra det enkle kan følge veien til det mer kompliserte, slik at alle organismer kan ordnes i en «naturlig stige» med de primitive nederst og mennesket på toppen. Georges-Louis Leclerc de Buffon utviklet denne ideen videre og fremhevet blant annet betydningen av «kampen for tilværelsen», som etter hans mening forhindrer overbefolkning.

Innflytelsesrike biologer som Carl von Linné og Georges Cuvier var derimot motstandere av utviklingstanken og betraktet artene som skapt av Gud og således uforanderlige.

Jean-Baptiste Lamarck fremla i 1809 den første sammenhengende teori om hvordan livet på jorda hadde utviklet seg. Han forsøkte også å forklare hvorledes utviklingen foregår, blant annet ved antagelsen av at ervervede egenskaper blir nedarvet. Dette er en idé om at egenskapene som en organisme tilegner seg i løpet av livet føres videre til neste generasjon.

For eksempel vil en smed i løpet av livet utvikle kraftige armmuskler på grunn av det tunge arbeidet sitt. Denne armstyrken ville ifølge lamarckismen overføres til barna hans. Barn av en smed ville derfor ha en tendens til å være sterkere i armene enn barna til en person som ikke har så sterke armer. Ideen om at ervervede egenskaper nedarves er i dag forkastet.

Utviklingslæren slik den ble beskrevet av Charles Darwin i boka Artenes opprinnelse legger vekt på at livets utvikling og dannelsen av nye arter hovedsakelig har skjedd som et resultat av naturlige utvalg. Darwin var altså ikke først ute med å foreslå at livet hadde utviklet seg. Darwins viktigste bidrag var derfor at han presenterte en mekanisme for hvordan denne utviklingen hadde foregått – teorien om det naturlige utvalg. Naturforskeren Alfred Russel Wallace kom frem til den samme teorien uavhengig av Darwin omtrent på samme tid. Darwins bok inneholdt imidlertid en grundig gjennomgang av beviser som støtter teorien, og bokens suksess gjorde at Darwin fikk mesteparten av æren for teorien.

Charles Darwins evolusjonsteori fikk enorm betydning og stimulerte biologisk forskning på mange områder. På mange måter omformet han biologien fra en samler- og beskriver-aktivitet til en vitenskapelig disiplin der man søker de underliggende mekanismene for observasjoner i naturen.

Da Darwin utviklet sin evolusjonsbiologi var det uvisst hvordan egenskaper fikk i arv. Darwin antok derfor bare at organismers egenskaper hadde et arvelig grunnlag. Det var først etter at genetikken var etablert at denne antagelsen kunne bevises. Da man også oppdaget mutasjoner, hadde man i tillegg en mekanisme for hvordan variasjon i arvematerialet kunne oppstå.

Utviklingen av populasjonsgenetikken på 1920- og 1930-tallet kulminerte i en syntese av Mendels arvelover og Darwins evolusjon gjennom naturlig utvalg. Denne moderne evolusjonære syntesen gjorde faget evolusjon til en disiplin som også arbeider med matematisk formulerte prinsipper for å forstå evolusjonære endringer i populasjoner.

Den moderne syntesen forankret at evolusjon foregår ved at naturlig utvalg (og andre evolusjonsmekanismer som genflyt og genetisk drift) endrer frekvensen av genvarianter fra generasjon til generasjon. Disse endringene i genvarianter fører til små og gradvise fenotypiske forandringer (mikroevolusjon), som over store geologiske tidsrom kan summere seg opp til større utviklingsmessige sprang (makroevolusjon).

Utviklingslæren har blitt bekreftet av biokjemisk forskning som har analysert likheter og forskjeller i proteiner og arvestoffet hos ulike arter.

Blant forskere som studerer livets mangfold, hersker det i dag ingen tvil eller uenighet om hvorvidt det har skjedd en utvikling av jordas livsformer. Forskerne er også enige om at naturlig utvalg er den viktigste mekanismen for å forklare utviklingen av tilpasninger.

• evolusjon
• livets opprinnelse
• livets evolusjonshistorie

• Hessen, Dag O.: Mennesket i et nytt lys : darwinisme og utviklingslære i Norge, 2002
• Mysterud, Iver: Mennesket og moderne evolusjonsteori, 2. utg., 2005