All evolusjon av arter er avhengig av at det oppstår mutasjoner som gir genetisk variasjon. Men i hvilken grad former mutasjoner som skjer her og nå evolusjonen millioner av år fram i tid? Vil mer mutasjon gi større forskjeller mellom arter? I overraskende stor grad, viser en ny studie som nylig ble publisert i Nature.

Enkle teorier innen evolusjonsbiologi forutsier at det er sammenheng mellom mutasjon og forskjell mellom arter, forutsatt at det er så lite mutasjon at det begrenser evolusjonen.

Forskere fra Florida State University, Universitetet i Oslo og NINA fant en sterk sammenheng mellom mutasjon og evolusjon ved hjelp av studier av vingene til 50 000 bananfluer.

–Vi fant at de vingeegenskapene der det er minst genetisk variasjon forårsaket av mutasjon innen en art, også er de egenskapene der det er minst variasjon mellom ulike arter, forklarer NINA-forsker Geir Bolstad.

Paradokset

Samtidig oppdaget forskerne imidlertid at evolusjonen går mye saktere enn det mengden mutasjoner skulle tilsi. Det var rett og slett for mye mutasjon til at forskerne forstår hvordan det kan være begrensende for evolusjonen.

–Vi ble overrasket over at det var en så tydelig og sterk sammenheng mellom mutasjon og variasjon mellom arter når det ikke virker som at mutasjon begrenset evolusjon. At sammenhengen er så tydelig, nesten som en lovmessig sammenheng, er veldig rart. Det forstår vi ikke, sier Bolstad.

Naturlig seleksjon burde hatt mer enn nok variasjon å «jobbe med» til å lage store forskjeller mellom arter over lang tid for alle fluevingeegenskapene, noe som ville ført til lite eller ingen sammenheng mellom mutasjon og artsvariasjon.

Et herk på kjøkkenet, ideelt på laboratoriet

At bananfluer formerer seg raskt er du kanskje ikke så glad for dersom de inntar kjøkkenet ditt.  Men det som er et herk på kjøkkenet, er en kjempefordel for forskerne når de skal undersøke uløste gåter innen evolusjon og genetikk.

Først samlet forskerne nesten 120 ulike bananfluearter, og studerte forskjeller i fluevingene mellom dem. Deretter avlet de i løpet av fire år fram hele 200 generasjoner med bananfluer av én art for å undersøke hvordan egenskaper i fluevingene endret seg både på kort og lang sikt, eller med andre ord: måle effektene av mutasjon.

–Det er noen årsverk som har gått med bare til måling av vingene, humrer Bolstad, som selv hovedsakelig har stått for dataanalysene i studien.      

Bananflue (Drosophila melanogaster) By André Karwath aka Aka (Own work) [CC BY-SA 2.5 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via Wikimedia Commons

En løsning på paradokset?

Bolstad forklarer at hypotesen om at mutasjoner begrenser evolusjonen kan reddes dersom mesteparten av mutasjonene er skadelige. Det forutsetter imidlertid at skadelige og fordelaktige mutasjoner fordeler seg likt mellom egenskapene.

–Alternativet er at de samme prosessene som former artsforskjeller også former mutasjon, altså at forskjellene i variasjon forårsaket av mutasjon er et resultat av evolusjonsprosessen heller enn årsaken, forklarer en engasjert Bolstad.

Økt forståelse av evolusjon

Hovedbudskapet er at mutasjoner som skjer nå er nært forbundet til evolusjon på lang sikt. Hvordan dette skjer er fortsatt et åpent spørsmål. Slik grunnforskning bidrar til å føre detaljforståelsen av evolusjonsbiologi ett steg videre, men kan på sikt også komme til praktisk nytte.

–Det er sannsynlig at mønsteret kan være lignende hos andre egenskaper også i andre dyr og planter. Denne økte forståelsen av evolusjon kan bidra til bedre husdyravl og planteforedling, og til å forstå hvordan menneskeskapte påvirkninger vil endre evolusjon i naturen og muligheten til arter å overleve disse endringene, avslutter Bolstad.

Les artikkelen: Mutation predicts 40 million years of fly wing evolution 

Les mer om artikkelen: Genetics: Role of mutation in fly-wing evolution 

Kontaktperson: Geir Bolstad

• 24 august 2017
• Tekst: Camilla Næss
• Antall visninger: 8438