Þróun tegundanna er knúin af baráttunni um að lifa af. Orð þessi lét þekkti breski náttúrufræðingurinn Charles Darwin falla árið 1859 og þau eiga enn við í dag. Í nútíma velferðarsamfélagi er þó sjaldan þörf fyrir að að heyja hatramma baráttu til að komast lífs af.
Fyrir bragðið væri nærtækt að ætla að líffræðileg þróun mannsins hefði staðnæmst og að við þróumst einungis með menningar- og tækniframförum.
Í raun réttri er þessu þó öfugt farið.
Mannfræðingurinn John Hawks við Wisconsin-Madison háskólann í Bandaríkjunum er í hópi margra vísindamanna sem telja að líffræðileg þróun mannsins í dag sé hundraðfalt örari nú en þegar við stóðum upp og hófum að ganga á tveimur jafnfljótum fyrir fjórum milljónum ára.
Náttúruval gengur hraðar en áður
Árið 2007 stundaði John Hawks erfðafræðilegar tilraunir á ólíkum þjóðfélagshópum frá Nígeríu, Bandaríkjunum, Evrópu, Japan og Kína.
Allir höfðu þeir þróast frá sameiginlegum forföður á síðustu 200.000 árum og fyrir vikið gat John Hawks borið saman erfðafræðilegan mun hópanna og sagt til um á hvaða stigi ólíkar breytingar hefðu átt sér stað.
Ef tiltekið gen skiptir t.d. máli fyrir getuna til að melta mjólk og það fyrirfinnst í mörgum stökkbreyttum afbrigðum í tilteknu þýði hefur erfðavísirinn ekki undirgengist náttúruval svo nokkru nemur. Þetta mætti einnig orða á þann veg að slælegu stökkbreytingarnar hafi ekki lotið í lægra haldi fyrir vænlegum stökkbreytingum.
Rannsóknir Johns Hawks leiddu í ljós að þó svo að erfðafræðileg afbrigði mannsins hafi aukist stórlega allt fram á síðustu ísöld hægðist verulega á þeirri þróun þegar við fórum að stunda landbúnað að ráði fyrir 5-6.000 árum.
Líkamar okkar þróast á leifturhraða
Augu okkar stækka, heilinn skreppur saman og líkamshitinn lækkar. Maðurinn þróast hraðar en nokkru sinni fyrr sökum þess að umhverfið gerir síauknar kröfur til okkar og þetta mun halda áfram næstu mörg þúsund árin.
1 – Stór dádýrsaugu breiðast út
Karlar laðast kynferðislega að konum með stór augu og stór sjáöldur. Fyrir bragðið munu slíkar konur sennilega eiga mestar líkur á að eignast börn og aðstoða við að bera heillandi dádýrsaugun áfram til komandi kynslóða.
2 – Heilinn skreppur saman
Á síðustu 10.000 árum hefur heilinn bætt afköst sín að svo miklu leyti að hann hefur minnkað um 15%, án þess að greind okkar hafi skerst. Eftir því sem tæknin tekur við fleiri verkefnum heilans, mun þróunin halda áfram í þá veru.
3 – Líkamshitinn lækkar
Þegar veikindi hrjá okkur hækkar hitastig líkamans og hitinn gagnast okkur við að ráða niðurlögum sjúkdómsins. Eftir því sem sýkingum fækkar minnkar þörfin að sama skapi. Eðlilegur líkamshiti hefur lækkað um 0,3 gráður á síðustu hundrað árum.
4 – Unnin fæða styttir garnirnar
Ef við lifðum á grófri, náttúrulegri fæðu, myndi öflugt meltingarkerfi tryggja að við lifðum af. Nú þegar við hins vegar mestmegnis lifum á auðmeltum mat hefur líkaminn ekki lengur þörf fyrir langa, afkastamikla þarma. Fyrir vikið styttast þeir.
5 – Bein verða veikbyggðari
Bein forfeðra okkar voru sterklega byggð til þess að við gætum þraukað við erfiðar aðstæður í leit að fæðu en þær þarfir höfum við ekki lengur. Beinvefurinn er ekki eins sterklega gerður og þéttur og hann var áður en þetta má greinilega sjá í smásjá.
Á hinn bóginn hefur náttúruleg þróun mannsins orðið umtalsvert hraðari á sama tímabili, einkum undanfarin örfá þúsund ár. John Hawks telur þá þróun tengjast því að við gerðumst akurræktendur. Að sama skapi varð gagnlegt að geta melt mjólk þegar maðurinn fór að stunda sauðfjárrækt.
Um leið mynduðu íbúarnir lítil samfélög sem jók hættuna á smitsjúkdómum. Fyrir bragðið varð kostur að geta þróað sjúkdómsviðnám með náttúruvali.
Sérstök gen stökkbreytast auðveldlegar
Stökkbreytingar eru afar sjaldséðar og líkurnar á að tiltekið gen stökkbreytist á æviskeiði tiltekinnar manneskju eru einungis 1:100.000. Líkurnar á að stökkbreytingin sé að sama skapi gagnleg eru langtum minni. Í litlu þýði er þróunin fyrir vikið afar hægfara.
Beinabyggingin var mun sterkari hjá forfeðrum okkar (t.h.), sem voru stöðugt á veiðum, heldur en beinabygging nútímamanna.
Þegar íbúafjöldinn er kominn upp í 7,5 milljarða aukast jafnframt líkurnar á að gagnlegar stökkbreytingar eigi sér stað.
HAR1 er sá erfðavísir sem talinn er þróast hvað hraðast í manninum. Erfðavísir þessi hefur áhrif á þróun heilans á viðkvæmu stigi fósturskeiðsins og er einn þeirra erfðavísa sem aðgreinir okkur frá öðrum dýrum.
DNA mannsins er að meðaltali með 98% líkindi með DNA-erfðaefni simpansa en HAR1 hefur þróast svo hratt í mönnum að það líkist simpansaútgáfu erfðavísisins aðeins hvað nemur 85 prósentum.
Vísindamenn hafa komist að raun um að HAR1-genið sé nánast eins í öllum dýrum og að einungis tvær stökkbreytingar aðgreini þau afbrigði sem fyrirfinnast í hænum og simpönsum, svo dæmi sé tekið. Dýrategundirnar tvær hafa ekki átt sameiginlega þróunarsögu síðustu 300 milljón árin sem táknar að HAR1 hefur ekki breyst sem orð er á gerandi á þessu tímabili og að þróun erfðavísisins hefur nánast stöðvast.
Þegar maðurinn greindist frá simpönsum fyrir einum fimm milljón árum fóru hlutirnir að gerast hratt og nú hafa orðið 18 stökkbreytingar sem aðgreina okkar afbrigði af HAR1-geninu frá afbrigði simpansa.
LESTU EINNIG
Vísindamenn telja sérlegt afbrigði mannsins af HAR1 hafa skipt sköpum fyrir þróun heila okkar en um er að ræða það líffæri sem breyst hefur hvað mest í þróunarsögu mannsins.
Þessi þróun heldur áfram en þar með er ekki sagt að heilar okkar haldi áfram að stækka. Öðru nær.
Heilar okkar skreppa saman
Á undanförnum 10.000 árum hefur rúmtak heila okkar minnkað um 15 prósent og margir vísindamenn telja að sú þróun eigi eftir að halda áfram. Þeir gera því skóna að heilinn eigi eftir að glata því sem samsvarar stærð eins tennisbolta af hvoru heilahveli næstu nokkur þúsund árin.
Til þessa hefur minni heili reyndar ekki haft það í för með sér að við verðum heimskari, heldur hefur greind okkar einmitt aukist og þessi þróun mun sennilega halda áfram.
Þegar heilinn minnkar þurfa taugaboðin ekki að ferðast um jafn langan veg. Við hugsum með öðrum orðum hraðar.
Jafnframt því sem heili okkar minnkar, er litla táin um það bil að hverfa. Eftir að við hættum að nota fæturna til að grípa með gegnir hún nefnilega engum tilgangi.
Sömu sögu er að segja af endajöxlunum sem eru ekki einvörðungu gagnslausir, heldur valda hinum tönnunum óþægindum og svo er erfiðleikum háð að þrífa þá. Stökkbreytingar sem valda því að þessar tennur minnka eða láta þær jafnvel hverfa, hafa þess vegna aukist meðal manna og á bilinu 10 til 45 prósent allra manna fæðast nú án eins eða fleiri endajaxla.
Á meðan litla táin, endajaxlarnir og hugsanlega einnig botnlanginn eru í þann veg að hverfa af völdum náttúrulegrar þróunar mannsins er tiltekin æð í framhandlegg okkar í vexti.
LESTU EINNIG
Æðin myndast á fyrstu vikum fósturstigsins og sér höndum og fingrum fóstursins fyrir aukalegu blóði á meðan þau eru að myndast. Þegar svo börn ná átta vikna aldri byrjar æðin að hnigna hjá flestum, því hennar gerist ekki lengur þörf og hún er mjög sjaldséð í fullorðnu fólki. Eða réttara sagt: Þannig var þessu háttað.
Áströlsk rannsókn frá síðasta ári leiddi nefnilega í ljós að æðina væri aðeins að finna í tíu af hverjum hundrað fullorðinna á 19. öld en að hún fyrirfinnist hjá um 30 prósent fullorðinna í dag.
Náttúruvalið hefur með öðrum orðum stuðlað að stökkbreytingum í genum sem koma í veg fyrir að æðin rýrni. Þessi þróun hefur verið hröð sökum þess að eiginleikinn hefur orðið þrefalt algengari á tæplega 200 árum. Leiða má getum að því að þróunin hljóti að gagnast þeim sem eru með æðina að einhverju leyti.
Í hverju sú gagnsemi er fólgin er hins vegar hulin ráðgáta.
Á fósturstigum myndast aukaæð í framhandleggnum sem sér hendinni fyrir aukalegu blóði. Á 19. öld var æðin aðeins að finna í 10% fullorðins fólks en í dag er hún í um 30%.
Ein tilgátan er sú að við notum fingurna í nákvæmnisvinnu á lyklaborðum eða skjáum snjallsíma. Þegar forfeður okkar gripu um landbúnaðaráhöldin höfðu þeir enga þörf fyrir aukalega æð en taugar og vöðvar fingranna í dag krefjast aukins blóðstreymis fyrir nákvæmnisvinnuna.
Hálendi knúði fram stökkbreytingu
Í öðrum tilvikum er þróun mannsins knúin af spurningunni um að lifa af. Á hásléttunum í Tíbet, um fjórum til fimm kílómetrum yfir sjávarborði, felur loftið í sér þriðjungi minna súrefni en loftið á láglendinu.
Að öllu jöfnu hefði súrefnisskortur í för með sér háfjallaveiki sem leiddi af sér höfuðverk, þreytu, ógleði, öran hjartslátt og andnauð en íbúar á staðnum finna að jafnaði ekki fyrir þessum einkennum. Þetta geta þeir þakkað langalangafa sínum og -ömmu. Íbúarnir hafa ekki einvörðungu vanist því að lifa með háfjallaveiki, heldur hafa stökkbreytingar í tilteknum erfðavísi erfst mann fram af manni kynslóðum saman og fyrir vikið gengur þeim betur en ella að aðlagast lífinu í þunnu loftinu.
Erfðavísirinn kallast EGLN1 og hann bregst við aðstæðum þar sem líkaminn verður fyrir súrefnisskorti. Genið sér til þess að lífefnahvörf frumnanna aðlagist takmörkuðu aðgengi að súrefni og það sér jafnframt til þess að aðlaga starfsemina í hjarta, lungum og vöðvum í því skyni að nýta betur súrefnið.
Stökkbreytingar koma Tíbetbúum til góða
Verði súrefnisskortur getur erfðavísirinn EGLN1 (og þá einnig próteinið PHD2) ekki lengur tryggt að frumur okkar bíði ekki skaða. Alls 71 af hundraði Tíbetbúa er með stökkbreytt afbrigði af geninu sem sér til þess að aðeins lítill hluti vefjarins skaddast sem gerir það að verkum að Tíbetbúar spjara sig vel í þunnu lofti hálendisins.
1. Súrefni gerir próteinið óvirkt
Próteinið PHD2 (grænt) gerir það að verkum að vefurinn skaddast ekki þegar loftið felur í sér nægilegt magn súrefnis. Við venjulegar aðstæður er próteinið óvirkt og gegnir hlutverki tálma sem sendir engin skilaboð til vefjarins.
Súrefnisskortur skaddar frumurnar
Þegar líkaminn lendir í súrefnissnauðum aðstæðum á hálendinu getur próteinið PHD2 ekki lengur komið í veg fyrir að hindrunin gefi sig. Þegar þetta á sér stað hrörnar mikill hluti vefjarins og skaddast af völdum súrefnisskorts.
Stökkbreyting leiðir aðeins af sér smáskemmdir
Tíbetbúar á hálendinu eru með stökkbreytt afbrigði af PHD2 sem gerir það að verkum að varnartálmi líkamans virkar að sumu leyti, þó svo að líkamann skorti súrefni. Frumurnar lifa af og geta endurnýjað vefinn án þess að líkaminn hljóti langvarandi skaða af.
Árið 2013 báru kínverskir vísindamenn saman annars vegar EGLN1-genið í mjög mörgum Tíbetbúum sem bjuggu á hásléttunni með takmarkað aðgengi að súrefni og hins vegar sama gen í Kínverjum, Japönum, Evrópubúum og Afríkubúum sem allir lifðu á láglendi þar sem ofgnótt súrefnis mældist í andrúmsloftinu.
Rannsóknin leiddi í ljós að 71% allra Tíbetbúa voru með tiltekna stökkbreytingu í EGLN1 sem einungis fyrirfannst hjá einum eða tveimur hundraðshlutum íbúanna á láglendinu.
Þessa tilteknu stökkbreytingu segja vísindamenn hafa afgerandi áhrif á starfsemi EGLN1 sem geri það að verkum að frumurnar og líkaminn í heild aðlagast betur súrefnisskorti á hálendinu. Þróun hefur gengið hratt fyrir sig.
Árið 2010 sýndu kínverskir og bandarískir vísindamenn fram á að aðlögunin að efri loftlögunum hafði aðeins tekið um 3.000 ár og að hún væri afleiðing náttúruvals.
Líkamshiti okkar lækkar
Þróunin getur einnig orsakað örlitlar breytingar á líkama okkar, þannig að hann hæfi betur breyttum heimi. Þetta á m.a. við um líkamshita okkar.
Læknir að nafni Julie Parsonnet við Stanford háskólann í Kaliforníu sýndi í fyrra fram á að líkamshiti Bandaríkjamanna hefði lækkað nokkuð jafnt sem nemur 0,03 gráðum á hverjum áratug undanfarinna 150 ára.
Samanlagt hefur líkamshitinn því lækkað sem nemur hálfri gráðu á þessu umrædda tímabili. Þetta gerir það að verkum að það sem telst vera smávægilegur hiti í dag flokkaðist sem eðlilegt hitastig líkamans árið 1860.
Miltað inniheldur rauð blóðkorn sem hafa tekið upp súrefni. Þeim mun stærra sem miltað er, því lengur getum við haldið niðri í okkur andanum. Miltu bajau-þjóðflokksins í Asíu eru 50% stærri en miltu annarra þjóðflokka á svæðinu.
Aðrir vísindamenn hafa komist að sambærilegum niðurstöðum og í ljós hefur komið að þróunin er ekki að ástæðulausu.
Þegar við veikjumst hækkar líkamshitinn til þess að hitinn geti unnið bug á bakteríum og læknað okkur af sjúkdóminum. Hreinlæti mannsins hefur aukist til muna og fyrir vikið verðum við síður fyrir sýkingum og getum sparað svolitla orku með því að lækka líkamshitann.
Greind minnkar sökum náttúruvals
Þó svo að í fljótu bragði mætti ætla að þróun af völdum náttúruvals ætti að ýta undir góða og gagnlega eiginleika, þá er sú síður en svo ætíð raunin. Í vægðarlausu kapphlaupi þróunarinnar munu þeir sem eignast flest börn nánast ætíð sigra, jafnvel þó svo að hvorki foreldrarnir né börnin hafi orðið fyrir gagnlegum stökkbreytingum.
Þetta kann að vera skýringin á því hvers vegna meðalgreindarvísitalan er farin að lækka á Norðurlöndunum. Þetta er að minnsta kosti skoðun þróunarsálfræðingsins Satoshi Kanazawa við Hagfræði- og stjórnmálafræðiháskólann í London.
Árið 2014 sýndi hann fram á að líkurnar á að konur eignist nokkru sinni börn minnka um 25% fyrir hver 15 prósent sem greindarvísitala þeirra hækkar.
LESTU EINNIG
Sé sú raunin munu börn framtíðarinnar í auknum mæli eiga mæður með tiltölulega litla greind. Þar sem greindarvísitala er arfgeng og er einkum talin erfast frá móður með X-kvenkynslitningnum er hætt við að greind muni fara minnkandi í nútímasamfélagi okkar þar sem svo margar konur veðja á starfsframa.
Á sama hátt er býsna líklegt að litla táin og endajaxlarnir verði horfin eftir nokkur þúsund ár en hvað hins vegar verður um alla hina eiginleikana er hulin ráðgáta.
Við getum nefnilega bæði þróast í mjóslegna, greinda leiðindapúka og grannvaxna, hávaxna einstaklinga með heilmikla persónutöfra og takmarkaðar gáfur.
