Hvornår opstod nutidens dyr og planter?

11. januar 2018
Nogle spørgsmål lyder simple, men kan alligevel få forskerne på glatis

Af Rasmus Kragh Jakobsen

Menneskets historie og opståen er interessant, men i det store billede er mennesket blot én af rigtig mange arter, som vi deler planeten med.
Og hvornår opstod de?
Det vil vores læser Ulla gerne vide. Hun spørger i en e-mail:
»Hvornår opstod hovedparten af de nuværende dyre- og plantearter? Og kan man sige noget om, hvornår der senest opstod nye arter?« skriver Ulla.
Vi takker for spørgsmålet og tager det videre til tre forskere - en ekspert i planters evolution, en i fugles og endelig en, som kan give os et perspektiv på artsdannelse ud fra DNA'et.
Og så tager vi dig med på en meget illustrativ lynrejse gennem tiden, hvor du møder alle dine formødre.

Simple spørgsmål er tit de mest komplicerede at besvare
»Det er et godt spørgsmål, som man siger,« griner biolog og prodekan, Finn Borchsenius, ved Aarhus Universitet, hvor han også er faglig leder af Væksthusene i Botanisk Have.
»Det er utroligt, så komplicerede spørgsmål folk kan stille, som lyder tilforladelige og simple. Svaret er jo helt vildt indviklet og meget forskelligt fra én art til en anden art.«
Ser man på de kolde fakta, som f.eks. antallet af arter, bliver det hurtigt klart, at spørgsmålet er sværere, end det lige lyder.

De fleste nulevende arter er 1-5 millioner år
Videnskaben kender i dag omkring 6.000 pattedyr og 10.000 fugle. For dyr og planter har man samlet set katalogiseret omkring 2 millioner arter, men vurderingen lyder, at det reelle tal snarere er mellem 5 og 10 millioner.
Dertil kan man så lægge, at selve artsbegrebet er vildt omdiskuteret, og forskerne har en vifte af forskellige definitioner og ikke én, der favner alt.
Men hvis man antager, at læseren er tilfreds med et lidt mere generelt svar, så kan Borchsenius, efter at have tygget lidt på det, godt komme med et bud.
»Studier af bl.a. fugle, fisk, flagermus tyder på, at de fleste nulevende arter er mellem 100.000 år og 10 millioner år gamle, og deraf ligger de fleste i intervallet 1-5 millioner år,« siger Finn Borchsenius og skynder sig at tilføje, at der er stor variation, og f.eks. voksede der egetræer for 35 millioner år siden, som lignede dem, vi har i dag.

Forskerne er blevet klogere gennem tiden
Ved Statens Naturhistoriske Museum på Københavns Universitet fortæller ekspert i fuglenes evolution Jon Fjeldså, at forskerne har ændret tidsestimaterne meget.
»Tidligere har man troet, at rigtig mange artsdannelser skete under istiden [sidste istid, Weichsel-istiden, 115.000-10.000 år før nu, red.] ved opsplitning af bestandene. Men det er faktisk meget få, som er opstået så nyligt. De fleste arter går meget længere tilbage,« siger Jon Fjeldså.
»Generelt kan vi sige, at hvis en art bliver splittet op i to forskellige bestande, som geografisk er adskilte, så går der altså 3-4 millioner år, før de er så forskellige, at de kan leve i det samme område uden at konkurrere.«

Arters opståen - tag med på en rejse gennem tiden
Arter opstår generelt gradvist over lang tid, og præcis hvornår en art er en ny art, er meget svært, hvis ikke umuligt, at sige.
Lad os illustrere det ved at tage på en rejse tilbage i fortiden - din egen fortid: Forestil dig, at du står foran en lang række af alle sine formødre i lige linje.
Så begynder du at gå tilbage langs rækken og hilse på dem én ad gangen - først din mor, så din mormor, mormors mor osv.
Efter en 30-40 håndtryk er du tilbage ved en kvinde i vikingetiden, og fortsætter du yderligere 30-40 mødre, er du tilbage omkring Jesu tid ved en kvinde, du ikke aner, hvem er, og måske heller ikke synes, du ligner ret meget, men som du slet ikke vil være i tvivl om er et menneske som dig selv.
Du fortsætter, og 400 håndtryk senere er du i istiden. Efter 4.000 håndtryk står du foran en mor i Afrika, og rækken fortsætter.
Og når du på et tidspunkt når til din formoder nummer 200.000, er det er en behåret menneskeabe, du trykker i hånden.
Den sidste er vores fælles forfader med chimpansen, og selv om rækken fortsætter, er det her, vi gør holdt.

Hvornår opstod mennesket?
Hele forandringen er sket, uden du bemærkede noget skift fra en formoder til den næste, men forskellene i forhold til dig selv er gradvist blevet tydeligere, jo længere tilbage i rækken du kom.
Intet sted i rækken er den ene formoder Homo sapiens, mens den næste ikke er, og alligevel må Homo sapiens jo være opstået på et tidspunkt.
»Hvornår opstår mennesket? Det er, når vi synes, at de er menneskeagtige nok til at ligne det, vi er i dag,« siger vores DNA-ekspert professor Mikkel Heide Schierup ved Center for Bioinformatik på Aarhus Universitet.
Han fortæller, at det, forskerne gør, er at analysere, hvornår en art senest må være opstået, dvs. man følger artens linje (ligesom rækken af formødre) tilbage i tiden, indtil linjen møder en linje, som går frem til en anden art som f.eks. din fælles formoder med chimpansen.
»Så mennesket må være opstået på et eller andet tidspunkt indenfor de sidste 5 millioner år,« siger Mikkel Heide Schierup.
Vores egen oprindelse som moderne mennesker har forskerne indsnævret ved at se på fossiler som de marokkanske, der ligner os nok til, at man kan kalde dem tidlige Homo sapiens.
Går man længere tilbage i rækken, viser DNA fra neandertalknogler os, at linjen til vores nærmeste slægtninge, neandertalerne, splitter ud omkring håndtryk nummer 20-30.000, hvorefter de fortsætter ud af én gren, og Homo sapiens en anden.

DNA'et har rystet billedet
»Men hov?« spørger du måske. »Er der ikke noget med, at vi har 2 procent neandertal-DNA, fordi vores forfædre fik børn med neandertalerne, så hvordan kan vi være to forskellige arter?«
Svaret er jo.
Og neandertal-DNA'et er lige præcis et eksempel på, at det klassiske artsbegreb er blevet udfordret af den nye viden fra DNA, fordi man har opdaget, at det, som, man var helt overbevist om, måtte være forskellige arter, ikke er forskellige nok alligevel.
»Neandertalernes forfædre kom til Europa for cirka 500.000 år siden, og de har været godt på vej til at blive deres helt egen art, men de nåede det så alligevel ikke helt, før moderne mennesker kom op fra Afrika og mødte dem,« siger Mikkel Schierup.

Arter, der ser forskellige ud, kan godt være genetisk ens
Der er menneskets historie på ingen måde unik.
»Selv om to fuglearter ser tydeligt forskellige ud, og vi troede, at det var forskellige arter, så viser det sig, at når man kigger på DNA'et i cellekernen, så forsvinder de klare grænser pludselig,« siger Jon Fjeldså.
»Det kan man f.eks. se med danske fugle,« uddyber han og nævner hvidsisken, som er en almindelig art i Nordskandinavien, og den lille gråsisken, som lever i Vestjylland i fyrreskovsplantagerne der.
Spørger man ornitologerne er de ikke i tvivl om, hvad der er hvad af de to, og de har regnet dem som to selvstændige arter, lige indtil genetiske undersøgelser afslørede, at det faktisk er den samme art.
Det viser sig, at de synlige forskelle kun er overfladiske og skyldes selektion indenfor få generationer, hvilket giver de fugle, der yngler i de varme kystnære områder, en kraftigt pigmenteret fjerdragt, mens de, der yngler mod grænsen til tundraen, bliver meget hvidlige og får en tyk fjerdragt.
Så de ser meget forskellige ud, men genetisk set er de ikke til at skelne.

Arter skabes af fysiske grænser
For at blive til to arter er det nødvendigt at leve adskilt i meget lang tid, og det kan f.eks. ske langt ude i oceanerne, hvor nye vulkanske øer vokser op fra havbunden og koloniseres af individer fra fastlandet.
De nye øboere bliver med tiden så specialiseret, at de ikke længere vil kunne få afkom med individer fra den oprindelige population på fastlandet, selv om de skulle blandes igen, og så har man to arter.
Arter kan også opstå på fastlandet, hvis f.eks. en fysisk barriere som en bjergkæde eller en flod skiller populationen i to.
Et fascinerende eksempel på det er f.eks. vores nærmeste nulevende slægtninge, chimpansen og dværgchimpansen (bonoboen), som, Mikkel H. Schierup har været med til at vise, er opstået på hver sin side af Congo-floden for omkring 1,5 millioner år siden.
»Chimpanser hader vand og vil ikke krydse Congo-floden, som er flere kilometer bred. Noget tyder på, at floden netop ændrede sit leje for 1.5-2 millioner år siden og derved delte den daværende chimpansepopulation i to, hvorefter der har været fuldstændig frit spil til at udvikles i to forskellige retninger,« siger Mikkel H. Schierup.

En ny art hvert 5 millioner år
På den måde kan der dannes nye arter, og når forskerne regner på artsdannelsen, finder de ifølge Jon Fjeldså frem til, at nye arter dannes med en frekvens på omkring 0,2 art per million år - eller en ny art hvert 5 millioner år.
»Man skulle jo tro, at Jorden gik ind i en mætning - at nu er der ikke plads til flere arter - men den kurve, man får, er konstant stigende,« siger Jon Fjeldså.
»Der bliver flere og flere arter, indtil der sker en masseuddøen, som f.eks. ved Kridt-Tertiær overgangen for 65 millioner år siden, der simpelthen vasker tavlen ren og starter på ny.«
Det er sådan en menneskeskabt masseuddøen, man er bange for, at Jorden er på vej ind igen, men hvis ikke det går så galt, så vil der bare blive flere og flere arter.

Nye plantearter kan opstå øjeblikkeligt
Den anden del af vores læsers spørgsmål handlede om, hvilke arter der er opstået for nyligt, og i den forbindelse er mennesket, Homo sapiens, faktisk et fint eksempel på en art, der er opstået for relativt nyligt.
Men hvis man går til planterne, kan de noget helt specielt.
»Hos planter er det ikke ualmindeligt, at der sker 'instant' artsdannelse eller polyploid artsdannelse, som det hedder‚« siger Mikkel H. Schierup.
Der kan ske det, at to plantearter krydser og får alle kromosomer fra begge forældre og på den måde ender med dobbelt så mange kromosomer som normalt.
Det er en 'instant-art', fordi den kan ikke længere kan krydses med individer fra sine forældres population, og i stedet for at være skabt på grund af en fysisk barriere er den skabt grundet en genetisk barriere.
»Vi kan se, at den almindelige kløver, som man bruger i landbruget, er opstået for ca. 50.000 år siden, hvor to kløvere - en i bjergene og en ved kysten - mødtes, fordi det blev koldt, så den fra bjergene krøb ned mod kysten til de andre,« siger Schierup.
Og Finn Borchsenius har andre helt nylige eksempler.
»Græsarten engelsk vadegræs, der i disse år spreder sig langs de danske kyster, vides at være opstået omkring 1880 ved en lignende proces, og en engelsk art af brandbæger menes at være af endnu yngre dato, måske kun 40-50 år gammel,« siger Finn Borchsenius.
Så blev vi så meget klogere på artsdannelse, og hvor gamle de fleste af nutidens arter er, selv om vi rigtig nok sprang hen over mange undtagelser og generaliserede en hel del.
Vi takker Ulla Lyngveig Laundav for spørgsmålet og sender en T-shirt fra Spørg Videnskaben som tak. Og tak til eksperterne Finn Borchsenius, Mikkel Heide Scheirup og Jon Fjeldså for at hjælpe med at kaste lys over artsdannelsen.

Copyright © Rasmus Kragh Jakobsen og Videnskab.dk