Evolutionens felande länkar - visst finns de!

Evolutionen Numera vet vi att evolutionen varit långt mer komplex än Darwin någonsin kunde föreställa sig. Mängder av arter har utvecklats, förgrenats eller försvunnit. Vad fortsättningen blir kan vi bara spekulera i.

Evolutionen Numera vet vi att evolutionen varit långt mer komplex än Darwin någonsin kunde föreställa sig. Mängder av arter har utvecklats, förgrenats eller försvunnit. Vad fortsättningen blir kan vi bara spekulera i.

Tvivel på evolutionen dyker upp även i nutiden. Ett av argumenten är de ”felande länkarna” – övergångsformer mellan olika arter som borde finnas – men som inte finns. Charles Darwin själv hade farhågor och var rädd att avsaknaden av bevis för deras existens skulle kunna stjälpa hans teori. Men det var då. Idag behöver ingen längre tvivla på livets övergångsformer i utvecklingen. Många av de felande länkarna har hittats. Andra finns i tusental runt omkring oss, gömda djupt i marken, där de väntar på att hittas.

Tidiga ryggradslösa djur Vestustovermis planus levde för runt 525 miljoner år sedan. Åtskilliga fossil har hittats i Kina. Den hade platt kropp, horisontella fenor och ögon på stjälkar. Den kan vara en föregångare till leddjuren.

Tidiga ryggradslösa djur Vestustovermis planus levde för runt 525 miljoner år sedan. Åtskilliga fossil har hittats i Kina. Den hade platt kropp, horisontella fenor och ögon på stjälkar. Den kan vara en föregångare till leddjuren.

Samtidigt med fynden har vår kunskap om evolutionen ökats. Vi vet i dagsläget att utvecklingen varit långtifrån den mer rätlinjiga evolution som Darwin föreställde sig. Arter har sett dagens ljus, utvecklats, förgrenats och dött ut i ett långt mer komplicerat mönster än Darwin och hans forskarkollegor kunde föreställa sig.

Charles Darwin publicerade sin berömda och omdiskuterade ”On The Origin of Spicies” 1859. Trots den massiva kritik han mötte var han själv den förste att påpeka att det fanns vissa problem med den evolutionära teorin. Om livet utvecklades genom gradvisa förändringar över generationerna, var fanns då övergångsformerna, de så kallade felande länkarna, mellan till exempel dinosaurier och de första fåglarna?  

Övergångsformer  

Detta, menade Darwin, var ”den mest självklara och allvarligaste invändningen som kan användas mot min teori”, ord som ofta tagits ur hans mun och på olika sätt använts av dem som genom sekler av olika skäl ställt sig tvivlande till utvecklingsläran. Tvivel avseende övergångsformerna finns även idag, eftersom många inom främst olika trosinriktningar vill ifrågasätta evolutionen. Problemet är att de har fel. Övergångsformerna existerar och inte nog med det, de är dessutom i många fall funna och identifierade.
De fanns naturligtvis där även när Darwin hyste sina tvivel.

Primitiva ryggradsdjur Fossil från ett flertal primitiva ryggradsdjur har hittats i Yunnanprovinsen i Kina. De är runt 520 miljoner år gamla och är förmodligen föregångare till dagens ryggradsdjur.

Primitiva ryggradsdjur Fossil från ett flertal primitiva ryggradsdjur har hittats i Yunnanprovinsen i Kina. De är runt 520 miljoner år gamla och är förmodligen föregångare till dagens ryggradsdjur.

Få fossilfynd  

Problemet för honom var att han utförde sin forskargärning under 1800-talet, då fossilfynden ännu var relativt få och dåligt förstådda. Sedan dess har forskarna funnit fler och fler fossil som representerar övergångar mellan förhistoriskt och nu levande. De felande länkarna finns överallt omkring oss. Tusentals grupper av fossila organismer okända för Darwin och hans kollegor har upptäckts, beskrivits och katalogiserats.

En stor del visar mer oansenliga förändringar mellan ganska likartade och närbesläktade arter, men andra är vad som populärt kommit att kallas just ”felande länkar”, det vill säga mellanliggande nivåer som överbryggar det evolutionära glappet mellan distinkta grupper. Förändringar i beteende, anatomi och ekologi har slagits fast i så åtskilda varelser som mikroorganismer, mygg, lax, finkar och möss. Det är, bokstavligen talat, evolution i full verksamhet.

Titanophoneus Levde för 255 till 220 miljoner år sedan. Den tros vara en direkt föregångare till nutida däggdjur. Den var närmare tre meter lång.

Titanophoneus Levde för 255 till 220 miljoner år sedan. Den tros vara en direkt föregångare till nutida däggdjur. Den var närmare tre meter lång.

Glapp i fossilkatalogen  

Att vetenskapligt studera världen och dess funktioner är en relativt ny företeelse. Observationer av levande organismer sträcks bara ut över några få århundranden. Vill vi se hur evolutionen förändrar över en större tidsrymd, som tiotusentals eller kanske miljoner år, måste vi gå till de fossila fynden. Är den evolutionära teorin korrekt bör det finnas mängder av fossila organismer mellan olika grupper, fossil som dokumenterar övergången från en anatomisk utformning till en annan.

Darwin var medveten om att övergångsformerna för det mesta lyste med sin frånvaro. Hans lösning var att hänvisa till att fossilkatalogen var allt annat än komplett. Han hade rätt eftersom det mesta faktiskt saknades. Archaeopteryx, den tidigaste fågeln, var okänd, endast en art av fossila hominider var känd och bara en handfull dinosaurier hade upptäckts. Man visste mycket lite om de förhistoriska djuren under kambriumperioden. Fossila insekter var helt okända och kännedom om sådana fossila fynd som den tidiga hästen, de första fyrfota ryggradsdjuren och den väldiga pterodactylus fanns heller inte.

På Darwins tid var en av de största utmaningarna för evolutionsteorins förespråkare att förstå hur ryggradslösa djur, släkt med sjöborren och sjögurkan, hade kunnat ge upphov till fiskar och andra ryggradsdjur. Levande livsformer kunde i vissa fall kasta ljus över problemet. Lansettfisken ser ut som en prototyp för andra fiskar och delar med dessa och andra ryggradsdjur en stel, långsträckt sträng, en så kallad notochord, som löper längs med hela kroppen. Men vad hade lansettfisken­ och dess släktingar utvecklats från?

Lucy En modell av Lucy finns på Kenyas nationalmuseum. Hennes skelett hittades i Etiopien 1974 och beräknas ha levt för 3,3 miljoner år sedan. Lucy var en sydapa, Australopithecus afarensis. Dessa betraktas idag som en trolig förfader till människan.

Lucy En modell av Lucy finns på Kenyas nationalmuseum. Hennes skelett hittades i Etiopien 1974 och beräknas ha levt för 3,3 miljoner år sedan. Lucy var en sydapa, Australopithecus afarensis. Dessa betraktas idag som en trolig förfader till människan.

Lösningen på gåtan 

En speciell grupp marina djur, bland annat sjötulpanen, har larver som är yngellika och påminner om lansettfiskar därför att de har en notochord. Darwin måste ha lekt med idén att detta var lösningen på gåtan om ryggradsdjurens ursprung, men samtidigt varit oerhört frustrerad över att fossilkatalogen inte kunde bidra med några bevis.

Det har den egentligen gjort först i våra dagar, då man inte bara kunnat placera ryggsträngsdjuren rätt i tiden utan också fått fram uppgifter om hur dessa djur såg ut och hur de levde. Det bästa exemplet är Pikaia, ett ryggsträngsdjur men också en mycket tidig form av fisk, 500 miljoner år gammal från kambriumperioden och funnen vid Burgess Shale i British Columbia. Forskare har definierat och beskrivit flera av dessa tidigare ryggsträngsdjur och från en kambriumutgrävningsplats i Kina fått hundratals fossil till och med äldre än Pikaia. De kallas yunnanozoaner och har egenskaper som annars återfinns endast hos fiskar och ryggradsdjur, till exempel specifika muskelblock och riktiga svansar, och de betraktas som den felande länken mellan lansettfiskar och riktiga ryggradsdjur.

Microraptor En avlägsen släkting till vår tids fåglar. Den utvecklade fjädrar på båda armar och ben och var fyrvingad. Om den faktiskt flög eller inte kan forskningen inte avgöra.

Microraptor En avlägsen släkting till vår tids fåglar. Den utvecklade fjädrar på båda armar och ben och var fyrvingad. Om den faktiskt flög eller inte kan forskningen inte avgöra.

Från hav till land  

Någorlunda samtida är de äldsta fiskarna som var små, käklösa djur med en lång fena som löpte utmed svansen. Fossil visar hur de så småningom utvecklade fenor och mer komplexa gälar. Men kanske är den största och viktigaste övergången som evolutionsteorin pekar ut den som gäller de första fyrfota ryggradsdjuren, de så kallade tetrapoderna.

Kopplingen mellan lobfeniga fiskar­, exempelvis kvastfeningen, och senare utvecklade amfibier har varit känd sedan 1930-talet. Forskarna har varit­ tämligen överens om att de första tetrapoderna­ utvecklades ur en grupp fiskar under devonperioden för runt 370 miljoner år sedan. Det finns gott om fossil av tetrapodliknande fiskar och fiskliknande tetrapoder. Men de har visat sig vara mycket olika varandra och fynden har inte gett någon heltäckande bild av det tänkta händelseförloppet vid övergången från hav till land.

Tiktaalik roseae var ett mellanting mellan fisk och tetrapod. Tiktaalik levde för 375 miljoner år sedan under devonperioden och hade fiskfjäll och fenor, men med huvudets form och ögonens placering påminde den snarare om en krokodil.

Tiktaalik roseae var ett mellanting mellan fisk och tetrapod. Tiktaalik levde för 375 miljoner år sedan under devonperioden och hade fiskfjäll och fenor, men med huvudets form och ögonens placering påminde den snarare om en krokodil.

Rörlig nacke 

Genombrottet kom 2006. På Ellesmere Island i Kanada upptäcktes vad som fick namnet Tiktaalik roseae, ett nästan­ perfekt mellanting mellan fisk och tetrapod. Tiktaalik levde för 375 miljoner år sedan under devonperioden, hade fiskfjäll och fenor, men huvudets form och ögonens placering påminde snarare om en krokodil. Framfenorna hade fått armliknande skelettstruktur, nacken var rörlig och den andades både med lungor och gälar. Alltjämt fanns det dock ett glapp mellan Tiktaalik roseae och de första riktiga tetrapoderna. Det överbryggades relativt nyligen av bland annat svenska forskningsinsatser och professor Per Ahlberg vid Institutionen för Fysiologi och Utvecklingsbiologi genom upptäckten av Ventastega. Den är en extremt primitiv tetrapod vars fossil man funnit i Lettland. Den beskrevs första gången 1994, men då var utgångs­materialet fragmentariskt.

Sedan dess har man funnit många fler och mer välbevarade fossil med vars hjälp forskarna kunnat rekonstruera huvud, skuldergördel och en del av bäckenet – och återigen funnit en felande länk.

Evolutionen har ofta felaktigt beskrivits i formen av en stege, där varje enskilt steg i processen ger upphov till nästa och existerar endast för detta ända­mål. Men så är det inte. När Tiktaalik levde, till exempel, var det inte bara för att ge upphov till något som i sin tur skulle leda vidare till tetra­poder. Istället hade djuret sin egen tydliga evolutionära historia och vi vet genom fossilfynd att en gren Tiktaalik-­liknande­ djur utvecklade sitt eget livsmönster under flera miljoner år. Evolutionen kan istället betraktas som ett multipelt grenverk och moderna evolutionära diagram, så kallade cladogram, liknar mer komplexa buskage än den gamla traditionella och felaktiga stegen.

Dimetrodon levde för runt 270 miljoner år sedan och var en primitiv föregångare till däggdjuren. Den var cirka 3,5 meter lång och vägde runt 250 kilo. Det stora seglet på ryggen hjälpte förmodligen till att reglera djurets temperatur.

Dimetrodon levde för runt 270 miljoner år sedan och var en primitiv föregångare till däggdjuren. Den var cirka 3,5 meter lång och vägde runt 250 kilo. Det stora seglet på ryggen hjälpte förmodligen till att reglera djurets temperatur.

Däggdjurslika reptiler 

Den största insikten vi fått genom den ständigt förbättrade fossilkatalogen är kanske att alla dessa grupper av organismer och livsformer, bestående av hundratals grenverk och tusentals­ arter­, var och en hade en lång och komplex egen historia innan den kopplade vidare och gav upphov till de arter som överlevt fram till idag.

En stor och specifik grupp av fossila djur visar upp den kanske bästa serien övergångsfossil i ryggradsdjurens hela historia, men är i stora delar okänd av det stora flertalet. Ironiskt nog är det just här som det klarast tydliggörs hur däggdjuren och vår egen biologiska existens utvecklades. Synapsider kallas ofta för däggdjurslika reptiler och den mest kända av underarten pelycosaurier är Dimetrodon. Den levde i USA, Asien och Europa under mitten av permperioden för 278-260 miljoner år sedan. Den var sin tids största rovdjur och hade korta ben som stack ut från sidorna, lång svans och stort huvud med korta, kraftiga käkar och en utvecklad uppsättning tänder, bland annat hörntänder. Den hade även ett stort segel på ryggen, möjligen med den dubbla funktionen att reglera kroppstemperaturen och imponera på artfränder.

Men allteftersom evolutionen förgrenade sig utvecklades fler distinkta synapsidgrupper under perm- och triasperioderna. De var de förhärskade landdjuren på jorden under mer än 60 miljoner år. Under den senare delen av perm utvecklades en ny grupp synapsider klassificerade under benämningen cynodonter. De särskiljer sig bland annat genom en utvecklad käkuppbyggnad och käkmuskulatur. De knyter an till däggdjuren, som skulle kunna benämnas specialiserade cynodonter och många av de allra bästa övergångsfossilen under ryggradsdjurens historia kommer från denna period.

För 270 miljoner år sedan, den senare delen av perm, levde Diplocaulus, ett groddjur med ett bumerangformat, platt huvud, fyra korta ben och en platt svans. Den blev ungefär­ en meter lång.

För 270 miljoner år sedan, den senare delen av perm, levde Diplocaulus, ett groddjur med ett bumerangformat, platt huvud, fyra korta ben och en platt svans. Den blev ungefär­ en meter lång.

Fåglar är sentida släktingar  

Utmärkta fynd av synapsider som klargör nyckelsteg i utvecklingen av däggdjur har varit kända under lång tid. Det har varit sämre ställt med en annan viktig grupp tetrapoder, nämligen fåglarna. Under 1970-talet drog John Ostrom vid Yale Universitys Peabody Museum of Natural History igång en ibland rätt hetsig debatt genom att peka på att en hel mängd anatomiska egenarter hos den tidigaste kända fågeln­ Archaeopteryx delades­ av en art dinosaurier vid namn dromaeosaurier­.

Man förde fram tesen att fåglar är sentida släktingar till dinosaurier av en subgruppering numera känd som Maniraptorer. Först under 1990-talet kunde multipla fossil fylla upp glappet mellan dromaeosaurier och vår tids fåglar. Vi har till och med nått en nivå då bandet mellan dinosaurier och fåglar är lika väl dokumenterat och underbyggt som motsvarande mellan synapsider och däggdjur. Men precis som i fallet med synapsiderna klargör fossilen parallellt att evolutionen aldrig varit enkel och direkt utan ständigt förgrenad.

Microraptor, till exempel, utvecklade inte endast ett par befjädrade armar utan bakom dessa ytterligare ett par, vilket gjorde dem fyrvingade och olika allt som förekommit både före och efter. Om dessa djur även kunde flyga måste det gått till på ett sätt som vi ännu inte riktigt förstått.

Synapsider och maniraptorer nämns kanske mera sällan i populärlitteraturen. Däremot förs hästen ofta fram som ett gott exempel på evolutionens mekanismer – dessvärre för det mesta på ett felaktigt och för förenklat sätt.  

Hästen 

Den klassiska tanken är att det finns en direkt och rak linje mellan den lilla skogslevande Eohippus och det stora slättdjuret Equus, men man bortser då från att de båda arterna bara är två av många som utvecklats under minst 60 miljoner års tid. Genom att analysera anatomisk information i fossil av häst har forskarna lyckats ta fram ett cladogram, vilket som väntat liknar ett komplext buskage med mängder av arter och till och med ett tiotal särskiljda grupper som senare dog ut och inte har någonting alls att göra med den moderna hästen. Ser man objektivt på det finns det ingenting som pekar på att vår nuvarande häst skulle vara slutet­ på en sekvens.

Upp till 18 meter lång var Basilosaurus, en tidig val som levde för 45 till 36 miljoner år sedan. Den andades luft precis som dagens valar men saknade blåshål, luften blåstes istället ut genom näsborrarna.

Upp till 18 meter lång var Basilosaurus, en tidig val som levde för 45 till 36 miljoner år sedan. Den andades luft precis som dagens valar men saknade blåshål, luften blåstes istället ut genom näsborrarna.

Björnlika anfäder 

En slutpunkt i evolutionen existerar inte och jämfört med hästen som exempel finns det många grupper som bättre illustrerar de specifika övergångarna i fossilkatalogen. Idag känner vi till exempel till multipla övergångsfossil kopplade till valar, alltifrån ett litet, antilopliknande djur till strömlinjeformade, vattenlevande jägare. En tidig sjöko i avsaknad av den förstorade svansen men med fyra lemmar, som bör ha möjliggjort förflyttning på land, är känd. Andra fossil överbryggar­ glappet mellan de första sälarna och deras mer björnlika anfäder. Det finns fossila bevis för en form av små, tidiga elefanter, som utgör övergångsformen mellan de föregående grisliknande amfibieformerna och de mer utvecklade mastodonterna och elefanterna. När det gäller vår egen grupp av däggdjur, primaterna, känner vi idag till multipla tidiga människor och andra former av apor, som visar hur komplicerad evolutionen varit och är. Stegmodellen visade sig vara ett riktigt snårigt buskage – men bevis för de felande länkarna finns det gott om.

Material från
Allt om Vetenskap nr 12 2008

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter