Information og liv Information og liv Information og liv Information og liv Information og liv

Information og liv

Hvordan véd et agern at det bliver til et egetræ? Hvad der er mere fantastisk – hvordan finder agernet ud af hvordan det skal blive til et egetræ? Med opdagelsen af DNA blev det klart at information spiller en vigtig rolle i livet. I DNA’et ligger svarene på hvordan agernet skal fungere, vokse, leve og reproducere sig. Og det gælder for alt levende vi kender. I hver celle finder vi DNA, og mens nogle celler arbejder sammen, så klarer andre som gær og bakterier sig alene som encellede organismer. Det hele er småt – en bakterie er omkring 5 mikrometer i diameter, og det er blot en milliontedel af en meter, men på trods af sin ringe størrelse kan en enkelt celle indeholde DNA der “oversat” ville fylde flere bøger. Lagde man DNA’et fra alle kroppens celler sammen, ville det blive 50 billioner kilometer, og det er nok til at nå fra jorden og ud af vores solsystem. Skulle lyset nå så langt, ville det tage to dage.

DNA’et sørger for kontrol af organismen under hele dens tilværelse. Det vedligeholder organismen ved at tilføje den rigtige dosis vækst af de rigtige celler på det rigtige tidspunkt på det korrekte sted. DNA sørger også for at gammelt væv udskiftes, at nyt dannes, og at skader repareres. Og i nogle dyr kan selv tabte legemsdele gendannes (flad-orm, regnorm, søstjerner, firben mv.). Cellen virker som en fabrik, og inde på kontoret findes arbejdstegningerne, DNA’et, der beskriver hvad hver enkelt arbejder (hvert protein) skal gøre hvornår.

Hvor stammer al den information fra? Spørger vi neodarwinisterne, så er svaret at den er opstået af sig selv – ved en lang række tilfælde.

Celler laver fejl i DNA

DNA er en lang kæde af bogstaver – ikke som vi kender dem fra alfabetet, for der er kun fire:13 A, C, T og G – der i de rigtige kombinationer koder for udseende, temperament og vækst og sikkert meget andet også. Kender vi sproget, kan vi “læse” koden for de blå øjne eller den skæve storetå

Skematisk gengivelse af en del af DNA-molekylet

og den irriterende allergi for birkepollen som slår os ud om foråret. De er arrangeret på en lang snoet stige hvor bogstaverne sat sammen to og to udgør trinene.

Hver gang en celle deler sig (og det sker tit), kopieres hele molevitten. Men hvis så meget information skal kopieres og håndteres, må der være en helt enorm risiko for at der opstår fejl, og det er der også.

Disse fejl i DNA’et kalder vi mutationer. Mutationerne skaber den variation som er nødvendig for Darwins teori. Nogle sker blot ved kopieringen, mens andre kan ske på grund af påvirkninger fra fx radioaktivitet eller kemikalier.

Hvis vi skulle skrive en side af, så er risikoen for at lave en slåfejl rimelig stor. Cellen laver også slåfejl. Cellen laver i gennemsnit én fejl pr. 10.000 tegn (A, C, T og G), og det svarer til én fejl for hver femte A4-side. En så høj fejlfrekvens går ikke for cellen, for informationen skal bringes videre fra generation til generation i mange tusinde år, og derfor vil selv få fejl få alvorlige følger i form af sygdom. Cellen har imidlertid en indbygget korrekturlæser, og den er effektiv! Den finder næsten alle fejl, og den efterlader kun én fejl for hver halvtreds millioner sider – og de få der lades tilbage, kaldes punktmutationer. Omkring 100 professionelle maskinskrivere skal der til i et helt liv for at få skrevet så mange sider.

Tilsyneladende indtræder fejlene, altså mutationerne, tilfældigt. Det kan godt være at ændringen ingen forskel gør for organismen, men man kan også risikere at fejlene på i hvert fald længere sigt kan medføre en ødelæggelse af den eksisterende kode og dermed tab af information. Det vil især være tilfældet hvis der kommer mange mutationer på én gang fra fx røntgenstråling eller radioaktivitet. Selvom der er tale om uændret information eller tab af samme, så vil organismen i visse tilfælde kunne overleve bedre i kampen for overlevelse – det ser vi eksempler på senere.

Der findes også andre måder hvorpå en organisme kan variere. Under kønscelledelingen hvor kønscellerne (æg og sæd hos mennesket) dannes, sker der noget bemærkelsesværdigt. Kromosomerne lægger sig tæt op ad hinanden, og stykker af kromosomerne bytter plads. Det giver en omarrangering af informationen – man blander så at sige

13 Der er naturligvis ikke tale om egentlige bogstaver, men 4 forskellige baser der navngives Adenin, Cytosin, Guanin og

Thymin.

kortene. Det er en almindelig og vigtig variation i naturen, men den har ikke stor betydning for evolutionsteorien fordi det blot drejer sig om en ombytning af eksisterende information. Nye konstruktioner og funktioner skaber nye koder i DNA’et.

Selv uden mutationer er variationen enorm. Hvis du har undret dig over at man ikke ser to børn som er næsten ens, så har det en forklaring. Genpotentialet er så stort at vi kan lave mindst 5.000.000.000.000.000.000.000.000.000 forskellige børn – i teorien altså14 .

En enkelt lille mutation

Det mest kendte eksempel på en positiv mutation er sejlcelleanæmi. Det er en punktmutation hvor T er udskiftet med A, og derfor er der sket en ændring i hæmoglobinet som binder ilt i de røde blodlegemer – det resulterer i alvorlige sygdomme. De ramte mennesker er syge og har en overdødelighed, men i malariaområder har de en lidt bedre overlevelse fordi de ikke kan rammes af malaria.

Et andet eksempel er en punktmutation der ændrer et C til et A i det gen som koder for farven i øjet – rhodopsin hedder det. Helt præcist ødelægges koden for den 23. aminosyre hvor aminosyren i stedet for prolin bliver til histidin. Den mutation alene fører til blindhed.

Selvom en punktmutation med udskiftning af blot en enkelt af flere hundrede aminosyrer i et protein kan virke banalt, så kan konsekvensen være stor. Det er især tilfældet hvis det sker i de gener som regulerer afskrivningen af andre gener. En enkelt mutation kan ødelægge funktionen af et helt protein. Det svarer til en virus på en computer. Sletter en virus blot en e-mail, så kører computeren videre med et ubetydeligt tab af information, men hvis virussen sletter en lille systemfil som skal bruges til opstart af computeren, så er skaden stor.

I familie med

Kong Bela den Første var en ungarsk konge som regerede fra 1060-1063. Efter sigende var han en god konge, men han er ret ukendt – hans død var heller ikke den mest heroiske. Baldakinen var ikke skruet ordentligt fast og faldt ned i hovedet på ham, så han døde. Bela er nok ikke ret interessant for ret mange i dag, men det er han for mig. Gamle slægtsbøger viser nemlig at vi var i familie, og så bliver en kikset kongehistorie pludselig spændende – ikke mindst fordi jeg er ungarsk gift. Vores historie og forfædre har altid været interessant for mennesker, og noget tyder på at den interesse tager til med alderen. Bela har jeg ikke kunnet finde mange oplysninger om, og generelt er det sådan at jo længere man går tilbage i historien, jo mere sparsomme og usikre bliver informationerne. Gik vi helt tilbage til de første mennesker, vil det være umuligt at dække hele slægtstræet ind. I dag går forskere langt tilbage, og fx 10.000 år regnes af mange som et ubetydeligt splitsekund. Går vi tilbage til det som lå før mennesket, er evolutionens svar at vi var en behåret abelignende skabning kaldet Australopithecus, og længere tilbage en lemur og en træspidsmus der jagtede insekter, og endnu længere tilbage havde vi slet ikke sat vores ben på landjorden. Vi havde slet ikke ben, for vi levede som fisk og vandmænd i de store have. Er min tiptiptiptip… oldefar en vandmand? Det er han –hvis vi spørger evolutionsteorien eller neodarwinismen. Jeg har min tvivl, men først skal vi se på hvad evolutionsteorien rent faktisk siger, og så skal vi gå den Et kromosom med tydelige dnanærmere efter i sømmene strenge i ved at stille den op imod beregninger og laboratorieforsøg.

Hvad er evolution

Evolutionsteorien er over 2000 år gammel og kan føres tilbage til de tidlige grækere. Egentlig bør det kaldes evolutionsteorierne, fordi de består af flere teorier, hvor der er uenighed om nogle, mens andre udgør grundstammen i den moderne evolutionsteori. De helt grundlæggende elementer i evolutionsteorien, som både Darwin og nutidige evolutionister er enige om, er variation og naturlig selektion. Evolution er i bund og grund oprindelse af variationer, og selektionen er naturens naturlige udvælgelse af de variationer som får lov til at overleve og få afkom. Nogen må dø, for der er overflod af afkom i forhold til hvad der er føde og plads til – nogen dør mens andre overlever. Er de godt tilpasset miljøet de lever i, så har de større chance for at overleve. I sidste ende er det afgørende for et dyr eller en plante at få ført sine gener videre til de kommende generationer.

Variation

Variationen er tilfældig – dvs. hvilke ændringer der sker, og hvornår disse ændringer kommer, styres hverken af naturen eller af en højere magt. I forhold til Darwins lidt uklare opfattelse, så opfatter man i dag variationen som spontan og tilfældig, og det er blevet et centralt dogme i evolutionsteorien.

Det er ikke altid nok at mutationen indtræffer, men timingen er også altafgørende. Lad os tage et tænkt eksempel. Hvis en flok brune harer har forvildet sig op i et koldt område hvor der er meget sne, så vil det være utroligt smart hvis en af harerne får en mutation som slår det gen fra som producerer den brune farve, for så bliver den hvid. Det vil give haren den ideelle kamuflage mod rovdyr. Den

14 Lee M. Spetner (1997): Not by Chance, Judaica Press, New

York, p 47.

mutation vil ikke opstå, vil nogen sige. Jo, det kunne den måske godt. Men rent statistisk kunne mutationen lige så godt være sket da harerne levede i et snefrit område lad os sige 20.000 år tidligere. Hvis harerne er heldige, så sker den genetiske ændring netop på det tidspunkt hvor det giver en bedre tilpasning, og de dermed får en større chance for overlevelse i det nye miljø (sne). Mutationen indtræffer altså ikke fordi haren har brug for det – den kommer bare, uanset om den er til skade eller gavn. Hvis haren derimod løb ind i mutationen mens den stadig levede i et grønt område, så ville det faktisk være en direkte ulempe at være hvid, og derfor vil en “hvid” mutation hurtigt blive udslettet af den naturlige selektion. Darwin kendte ikke til gener eller principperne for nedarvning, så for ham var variation et resultat af en ukendt proces. I dag véd vi at variation kan være rigtig mange ting. Du og jeg er forskellige – det tør jeg godt skrive uden at have set dig, for der er så mange muligheder for at kombinere eksisterende gener at vi umuligt kan være ens – også selvom vi skulle have de samme forældre (med mindre du er enægget tvilling). Den type variation har altid været kendt hos både mennesker, dyr og planter, men det er ikke den type variation der leverer råstoffet til evolution af enkle organismer til mere komplekse organismer. Ser vi på en sværm af en million græshopper, vil vi kunne konstatere at de alle vil være forskellige, selvom de måtte have samme forældre.

Ikke al variation er råstof til evolution

At du og jeg er forskellige, bliver kaldt variation, men det er faktisk ikke variation som leverer råstoffet til evolutionen. At vi ser forskellige ud, er et udslag af rekombinationer af allerede eksisterende gener. Hvis vi får blå øjne, og vores forældre har brune øjne, så er det ikke fordi der pludseligt har udviklet sig en ny øjenfarve hos mennesket, for genet for blå øjne har eksisteret hos forældrene uden at kunne ses fysisk. Det var blot da genet bliver rekombineret at vi så genet for de blå øjne bliver udtrykt.

Råstoffet til evolutionen er mutationer

En af grundlæggerne af den moderne evolutionsteori Julian Huxley skriver: Mutationerne er de eneste der kan stå fadder til ændringer der vil noget, på de enkeltelementer der har med

Genetisk rekombination

arv at gøre: De går nemlig ind og ændrer på genernes beskaffenhed. I modsætning hertil jonglerer rekombination alene med de allerede eksisterende gener – også selvom det kan give anledning til at helt nye kombinationer opstår og altså helt nye karaktertræk.

En ny opblanding af en allerede eksisterende information kan give rigtig mange nye kombinationer. Hvis det er gener der bliver kombineret på nye måder, kan der komme både positive og negative variationer ud af det, men der vil aldrig komme noget afgørende nyt – hertil skal der “skrives” nye gener; og nye gener “skrives med mutationer”. Det er nødvendigt med ny information for at udvikle nye komplekse komponenter i evolutionen.

I kinderæg er der ofte nogle simple plastikdimser der skal samles. Der hører en samlevejledning med som ikke er større end at den kan være i den lille gule plastikkapsel inden i ægget. Det ser anderledes ud hvis vi køber en bil. Her er manualen tyk fordi en bil er en kompleks maskine. Bilen er så kompleks at de færreste tør gøre andet end at vaske den og skifte dæk på den – vi lader professionelle mekanikere gøre resten. En kompliceret bil kræver selvfølgelig en langt tykkere manual end kinderægget fordi kompleksiteten er stor. Hver ny komponent vil gøre manualen længere.

På samme måde er det med evolutionen. Nu kan evolution naturligvis også ske vandret, dvs. uden tilførsel af ny kompleksitet; men fra den første celle i ursuppen til flagermusens flugt igennem luften er der skrevet mange tusind sider ind i DNA-manualen.

Evolutionisten og ateisten Richard Dawkins skriver „Det som gør evolution til en sådan nydelig teori, er at den forklarer hvordan organiseret kompleksitet kan opstå fra et oprindeligt primitivt stadium“15 .

15 Dawkins, R. (1986) The Blind Watchmaker. New York & London: W.W. Norton. p 316.