SOM EN NOBELPRISTAGARE
Idéer som förändrar världen
GUSTAV KÄLLSTRAND
SOM EN NOBELPRISTAGARE
Tänk som en Nobelpristagare: idéer som förändrar världen
© Gustav Källstrand och Volante 2024
Volante
Stora Nygatan 7
111 27 Stockholm
www.volante.se
Omslag: Beatrice Bohman
Inlaga: RPform
Tryckt hos Livonia Print, Lettland 2024
Första utgåvan, första tryckningen
ISBN 978-91-7965-330-9
Innehåll
Förord 7
K apitel 1
Riktad evolution 13
K apitel 2
Världen blir större 31
K apitel 3
Tiden – en stor sak 54
K apitel 4
Vetenskapen och verkligheten 87
K apitel 5
Människor förändras 113
K apitel 6
Slump och nödvändighet 151
Kapitel 7
Kometen kommer 192
Kapitel 8
Tänka snabbt, långsamt och magiskt 222
Ka pitel 9
Kulturell evolution 250
Avslutning
Mångfald och förändring 275
Förord
Allt förändras, hela tiden. Vi hanterar förändringar mer eller mindre varje dag. En del förändringar gillar vi – en del skrämmer oss. Ibland vill vi att allt ska vara som vanligt, ibland är det just det vi fruktar mest.
Förändring är dessutom en av de stora frågorna inom vetenskap, filosofi och kultur. Hur förändras saker? Varför förändras de? Kan vi påverka deras förutsättningar eller resultat? Kan vi bromsa, accelerera eller ändra deras riktning?
Ändå är det lätt att se förändring som ett undantagstillstånd.
Det normala är att allt är som vanligt, och övergångar från ett tillstånd till ett annat är sådant som vi omgärdar av ceremonier och ritualer: från livshändelser som bröllop och begravningar till firandet av årstidernas växlingar, som vid nyår och midsommar. Det beständiga är tryggt och det föränderliga är något att hantera.
Det här syns också i vetenskapens och filosofins historia, som har präglats av ett sökande efter det eviga, det beständiga. Även om världen ser rörig ut så letar vi efter de bakomliggande reglerna som visar att oredan bara är en illusion.
Men tänk om det inte finns någon evig ordning? Tänk om allt flyter?
I den här boken kommer vi möta personer som ställts inför situationer där de har försökt förstå hur naturen förändras och där
lösningen har antingen krävt eller inneburit nya sätt att se på inte bara världen, utan också på förändring i sig. Ett bra ställe att leta efter sådana personer är bland Nobelpristagarna.
Nobelpriset är nämligen ett pris som delas ut till personer som gjort kreativa vetenskapliga genombrott och öppnat upp nya perspektiv, och som på så sätt har förändrat vad vi vet – och vad vi kan använda kunskapen till.
Jag har letat svar bland dem i många år. Jag har forskat om och jobbat med Nobelpriset och dessutom träffat en hel del Nobelpristagare.1 Det är en speciell känsla att träffa och höra någon berätta om hur det är att upptäcka något som ingen annan någonsin sett – att vara den förste som vet något som ingen annan vet. Den här boken handlar om vad jag lärt mig av att ha lyssnat på och läst om personer och idéer som har förändrat världen – och det jag kommer tillbaka till hela tiden är just frågan om förändring.
Det kan handla om Frances Arnold, som hittade ett sätt att använda evolutionen för att skapa nya kemikalier. Eller om Adam Riess, en av dem som upptäckte att universum växer fortare och fortare, Jennifer Doudna, som hittade ett nytt verktyg för att förändra våra gener, eller Giorgio Parisi som ville förstå hur starar kan röra sig i flockar och upptäckte ett nytt sätt att se
1 Min doktorsavhandling om Nobelprisets historia kom 2012 och därefter har jag arbetat på Nobel Prize Museum i Stockholm med att forska, skriva, föreläsa och göra intervjuer. Jag har sedan några år även gjort podden Idéer som förändrar världen som handlar om pristagarna, deras upptäckter och deras inflytande på vad vi vet och vad vi gör.
på vetenskap. Men också om Jacques Monod, som använde förståelsen av livets förändring för att bygga en filosofisk världsbild, och så förstås Albert Einstein, som förändrade själva synen på vad tid är – och därmed vad som är grunden till all förändring.
Boken handlar om hur människor genom historien har försökt förstå hur samt acceptera och hantera att saker förändras.
Den handlar också om vad vi kan lära oss av personer som på olika sätt utmanat hur vi ser på förändring.
Vetenskap handlar om att utforska världen. Ofta innebär det att man följer de stigar som andra gått på tidigare och korrigerar, bekräftar eller utvecklar sådant som vi redan vet – ett nog så viktigt arbete. Men ibland börjar stigarna gå i cirklar och då krävs det att någon bryter ny mark. För att göra det måste man vara öppen för just att själva kunskapen förändras i grunden.2
Forskare som gör stora genombrott vet att det bara är när kunskapen förändras som man lär sig något nytt, så även om det kan vara utmanande så är det den enda vägen framåt. Mer än så – de förstår också att det inte är ett alternativ att inte förändra sin kunskap. För den har redan förändrats av insikten att den inte stämmer.
Och det här sättet att tänka kan vi alla lära oss något av. Om
2 Vetenskapsfilosofen Thomas Kuhn beskrev det här i termer av paradigm . Den upptrampade stigen var ett paradigm, en rådande ordning, och de som forskar inom paradigmet ägnar sig åt normalvetenskap. De undersöker och lägger till rätta, men en del saker passar inte in – de är anomalier. Så länge de inte är för många kan man acceptera dem, men så småningom blir de så många att paradigmet börjar ifrågasätta – och man får en krisartad situation som löser sig först när någon kommer på en ny teori som förklarar allt det gamla paradigmet förklarade men som också förklarar anomalierna. Sedan börjar allt om igen. Många Nobelprisbelönade upptäcker brukar beskrivas just i termer av att de etablerar ett nytt paradigm inom sitt fält.
vi bejakar att allting förändras blir tillvaron både mer spännande och mer intressant. Vi upptäcker det vackra i att världen inte är evig, att livet inte är ett tillstånd utan en process. * * *
På så sätt blir det här en bok om idéer som förändras – och förändrar – och om idéer om förändring. Vi kommer se hur stigen som våra nytänkande Nobelpristagare gick på såg ut, hur de förändrade den och vilka idéer om förändring de använde sig av eller bidrog till. Själva tanken att saker förändras kan – kommer vi få se – få stora konsekvenser för allt från hur vi ser på livet på jorden, universums uppkomst, tidens riktning, livets mening, jordens undergång. Bland annat.
Vi kommer också se att idéer om förändring är något som finns överallt, även utanför vetenskapen och filosofin. De finns där när vi funderar på bostadslån, skolval, karriär, pensionsfonder – om det var bättre förr, och när vi tittar oss i spegeln och undrar om det finns något som kan få tidens gång att vara lite skonsammare.
För det som gör frågan om förändring både fascinerande och angelägen är att den handlar både om den mest häpnadsväckande vetenskapen (som livets byggstenar och universums utveckling) till att förstå så konkreta saker som varför det blir stökigt hemma eller varför det är svårare att förutsäga vad som kommer hända en vanlig tisdag på jobbet än hur planeterna rör sig i en främmande galax.
När man väl börjar leta efter dem så upptäcker man frågorna om förändring överallt – till och med när man kopplar av framför tv:n med sina favoritfilmer.
I alla fall märkte jag att flera av mina favoritfilmer visade sig handla om förändring på olika och ibland oväntade sätt, och därför blev de en del av boken. Både för att de kan illustrera frågorna, och för att de i sig är en illustration av hur förändring finns överallt.
Det kan låta självklart att konstatera att världen vi lever i ser ut som den gör för att den har förändrats – men det är lätt att missa. Både vi själva och miljön vi lever i är resultatet av processer som har verkat på natur och kultur i inte bara miljoner utan miljarder år. Samma krafter som formade de första stjärnorna, som formade galaxer och planeter, som fick atomer att bilda molekyler och som fick molekyler att bli till levande celler verkar på våra kroppar just nu.
Vi befinner oss här och nu, men varken här eller nu är några unika positioner i universums geografi eller historia. Vill vi förstå vår plats i världen ska vi inte bara försöka förstå hur det råkar vara just nu, utan hur det gick till när det blev som det blev.
Det intressanta är inte att det är som det är, utan att det blir som det blir, och målet med den här boken är att ge inspiration och verktyg för att förstå och hantera att förändring är det enda som är konstant – och för att se hur denna förståelse för förändringens krafter kan göra livet både rikare, friare och mer spännande.
Kapitel 1
Riktad evolution
Frances Arnold lär oss att tänka på att vi blir vad vi gör
The fuel for evolution is diversity, with natural selection leading to continuous adaptations and improvements in Nature’s handiwork. Organisms (and organizations) without this diversity are doomed to extinction in a rapidly changing world.
Frances Arnold (kemipristagare 2018)
”Jag avskyr att alltid ha rätt”, muttrar Ian Malcolm när han tittar ut genom bilens regnvåta framruta. Framför bilen står en Tyrannosaurus rex som just slitit sönder elstängslet som skulle hålla den instängd och vrålar rakt ut i natten. Vi är en timme in i Jurassic Park, och drömmen om en djurpark med dinosaurier har just förvandlats till en mardröm.
Precis som Malcolm, spelad av Jeff Goldblum, sa att den skulle göra när han några timmar tidigare åt lunch med parkens grundare. Den sortens totala kontroll som dinosaurieparken kräver är helt enkelt inte möjlig. Världen går inte att förutsäga,
särskilt inte när man har att göra med så komplicerade saker som klonade urtidsdjur. Något kommer gå fel. Om det är något evolutionen har lärt oss är det att livet inte kan stängas in. Det kommer utvecklas, förändras och sprida sig, konstaterar han, därför att ”life finds a way”.
Och han får alltså rätt, på fler sätt än ett. Det mest omedelbara problemet är att dinosaurierna rymmer och börjar äta upp besökarna när de är ute på parkens första safaritur, och den förste som får sätta livet till är juristen som trodde att alla problem kunde förutsägas. Den rytande skräcködlan är filmens mest iögonenfallande symbol för hur naturens krafter inte går att kontrollera. Men det finns en annan, mindre högljudd men mer betydelsefull. Under ett träd i parken ligger det äggskal och från dem leder spåren från en nykläckt dinosaurieunge. Livet har hittat en väg.
Jurassic Park är en uppdatering av vad som ofta kallas den första science fiction-romanen – Mary Shelleys Frankenstein från 1819. Den är i sin tur en uppdatering av myten om Prometheus, som stal elden från gudarna och gav den till människorna. Han straffades hårt, genom att bindas vid en klippa där en gam för evigt äter på hans lever. Victor Frankenstein använder sig av ett annat slags eld när han låter elektricitet ge liv åt varelsen han byggt ihop av döda människors kroppsdelar. I Jurassic Park är elden kunskapen om generna, livets kod.
Berättelsernas budskap är tydligt: kunskap kan vara farlig. Har man otur kan man få levern uppäten i evighet, sin familj dödad av ett monster eller bli uppäten av dinosaurier. Ian Ma lcolm menar inte att all kunskap är farlig, men däremot att den inte är ofarlig. Bara för att man kan återuppväcka dinosaurier så betyder det inte att det är en bra idé.
De som skapade Jurassic Park trodde att de kunde kontrollera livet och eftersom det inte gick bröt hela systemet ihop när de tappade kontrollen. Men tänk om det finns andra sätt att använda kunskapen om hur livet fungerar, ett som inte försöker kontrollera utan i stället använda sig av livets förmåga att hitta vägar?
Vägen till enzymen
Livet förändras hela tiden, och hur det blir beror både på hur man har det och hur man tar det. Vi föds med en viss uppsättning egenskaper och möjligheter, men sedan formas vi i samspel med omständigheterna. Frances Arnold, som 2018 skulle få Nobelpriset i kemi för sina upptäckter om hur vi kan använda livets förmåga att hitta nya vägar, formades av kulturen som rådde i USA när hon växte upp i slutet av 1960-talet.
Det var en tid av uppror och ifrågasättande. Hippies och studenter protesterade mot militarism, miljöförstörelse, förtryck, ojämlikhet och den rådande ordningen i allmänhet. Arnold höll med. Hon ville förändra världen och varför skulle man lita på dem som styrde världen när världen såg ut som den gjorde? Och hon var inte den som gjorde saker halvhjärtat, utan hon började skolka för att demonstrera mot Vietnamkriget. Dessutom flyttade hon hemifrån.
Att bo själv när hon fortfarande gick på high school var ett stort steg, men samtidigt logiskt. Ett sätt att få andra att se en som självständig är att visa att man kan vara självständig. Så hon bodde i billiga lägenheter och tjänade ihop pengar till mat och hyra genom att jobba med allt möjligt, från att servera mat och sitta i receptioner till att köra taxi – samtidigt som hon gick i skolan. För hon förstod att om hon ville bli självständig på riktigt
och på lång sikt så behövde hon en utbildning. Ju mer man vet, desto mer kan man göra.
Trots sin något ovanliga skolgång så antogs hon till Princeton, ett av USA:s finaste universitet. Precis som många andra jobbade hon parallellt med studierna, men till skillnad från de flesta andra var det något hon var van vid, och trivdes med.3 Hon tog kurser i ekonomi, konst, italienska, matematik, rysk litteratur, fysik, och vid sidan av pluggandet och arbetet kastade hon sig också in i politiska diskussioner och läste socialistiska teoretiker för att försöka förstå vad som var fel med världen och hur den skulle kunna förbättras.
Att samla på sig kunskap var inspirerande och roligt, men efter en sommar i Europa, där hon bland annat försörjde sig som gatumusikant, började hon inse att det fanns en poäng med att läsa lite mindre planlöst och mer fokuserat. Eftersom hon var rätt bra på både matematik och naturvetenskap så kändes en ingenjörsexamen som en god idé – ingenjörer använder teoretisk kunskap för att lösa praktiska problem och det passade henne.
När hon var färdig med sin examen hade det hunnit bli 1970tal, och miljöfrågan hade kommit upp på dagordningen på allvar.
Ett startskott för den hade varit Rachel Carsons bok Tyst vår från 1962, som skildrade hur användningen av kemiska bekämpningsmedel för att döda skadedjur som spred sjukdomar hade den negativa biverkningen att de skadade ekosystemen som de spreds i på sätt som man inte hade anat omfattningen av. Boken startade en debatt som dels minskade användningen av främst DDT, dels förde upp miljöfrågan på den politiska dagordningen.
3 Bland annat jobbade hon extra med att städa hemma hos professorer, och en av de professorer hon städade hos var ingen mindre än Thomas Kuhn.
Det hade funnits rörelser som ville bevara naturen tidigare –men det här var någonting större. Miljön var inte bara en natur som man smutsade ner, utan ett system som behövde må bra för att människan skulle kunna ha det bra.
Det var dags att tänka om. För vissa handlade det om att helt överge det moderna livets materiella framsteg och flytta ut på landet. Gröna vågor svepte över världen. Andra tänkte sig i stället att man kunde behålla välståndet som industrialiseringen och kapitalismen skapat, men samtidigt hitta andra sätt att producera och fördela det.
Problemet var att grunden för att producera välstånd var energi, och energi betydde olja. Redan på 70-talet visste man att utsläpp från fossila bränslen var skadliga. Man pratade inte så mycket om hur de påverkade klimatet, men den dåliga luften i USA:s storstäder var ett reellt problem mot människors hälsa.
Frågan om renare luft ledde till ett intresse för alternativa energikällor.
Men det fanns också ett annat skäl. Efter yom kippur-kriget mellan Israel och dess grannar Egypten och Syrien införde de oljeproducerande arabländerna ett oljeembargo mot länderna som stått på Israels sida. Tanken var att det skulle få länderna i Västeuropa och USA att ändra sin Mellanösternpolitik. Så blev det inte, men de stigande oljepriserna skapade en energikris, och tillsammans med frågan om dålig luft i storstäder skapade det en stark politisk opinion för att satsa på förnybara energikällor. En sådan källa var solen, och när Frances Arnold fick sin examen så började hon arbeta på ett företag som försökte utveckla effektivare solceller. Utvecklingen såg ljus ut medan Jimmy Carter var president. Han hade blivit vald på löftet att minska beroendet av utländsk olja och ta hand om miljön. Det ledde
till satsningar på forskning, men han var också tydlig med att människor behövde spara energi. Problemet var att ekonomin inte tog fart under Carter, och den sortens idealism som handlade om att dra ner på konsumtion gick inte hem i ett USA som vant sig vid förbättringar och framsteg. År 1980 förlorade han valet mot Ronald Reagan.
Reagan gick till val på löftet att förnya den amerikanska drömmen. Nu skulle de rika bli rikare och dra med sig resten av landet på framgångståget. Det var morning in America och när alla skulle bli rika ville ingen spara energi. Tvärtom. Nu ville alla – i den växande medelklassen – ha minst två bilar, och dessutom kunde de skaffa mikrovågsugnar, luftkonditionering, stereoapparater, bakmaskiner och till och med biltelefoner. Att konsumera var att bidra till framsteget. Miljörörelsen var inte längre het utan ett särintresse för hippies och övervintrade rockstjärnor. Neil Young hade sjungit om vad som hände med Moder Jord efter guldrushen – men Madonna var en material girl och det närmaste Michael Jackson kom miljöfrågor på 80-talet var att han var kompis med apan Bubbles.
Frances Arnold förstod tidigt att morning in America betydde skymning för solenergi – och i stället för att stanna kvar i en bransch utan framtidsutsikter gjorde hon som så många andra amerikaner som sökt lyckan – åkte västerut, till Kalifornien.
Guldruschen var över, men ett annat slags rusch var på väg att börja: det biokemiska.
År 1972 hade kemisten Paul Berg lyckats blanda arvsmassa från två olika organismer. I naturen måste (för det mesta) egenskaper gå i arv för att utvecklas, men med hjälp av Bergs teknik kunde man ta generna som kodade för en viss egenskap från en organism och sätta in i en annan. Det finns faktiskt en del
bakterier som kan göra det här på egen hand, alltså sprida sina gener bara genom att vara i närheten av varandra. Men det hör till ovanligheterna, så Bergs nya verktyg, så kallat rekombinant dna , innebar en sensation.
Tekniken användes inte på några mer avancerade organismer utan mest på virus och bakterier – och de egenskaper som man kunde ändra var deras förmåga att producera proteiner. Inte lika spännande som att kombinera dna från olika växter och djur för att få fram ris med extra vitaminer eller självlysande grisar.4 Den sortens tillämpningar skulle komma så småningom, men faktum är att de här förändringarna av mikroorganismer är nog så viktiga eftersom de öppnar möjligheten att få bakterier att producera skräddarsydda ämnen som kan vara till nytta i kemiska processer. Bergs upptäckt var startskottet för en revolution inom bioteknik, och en av dem som lockades av möjligheterna var alltså Frances Arnold. Hon såg sig fortfarande som en ingenjör och insåg att biotekniken gjorde det möjligt att bygga maskiner av levande organismer – och att de kunde användas för att spara energi.
4 Det genetiskt modifierade riset golden rice har gener som tillverkar betakaroten, som i sin tur omvandlas till A-vitamin i kroppen när man äter det. Eftersom miljontals barn i främst Sydostasien drabbas av svåra sjukdomar på grund av A-vitaminbrist så är det här riset en rätt fantastisk uppfinning, men skepsis mot genetiskt modifierade grödor har hindrat införandet av det i flera länder. Genetikern och Nobelpristagaren Richard Roberts har därför startat en kampanj för att upplysa allmänheten om hur både nyttiga och säkra genetiskt modifierade grödor är, där han bland annat samlat namnunderskrifter från över hundra Nobelpristagare. Kampanjen går bra. När jag åt lunch med Roberts för några år sedan var han tvungen att gå ifrån bordet för att ta ett samtal från påven, som enligt honom var positivt inställd till vetenskapens möjligheter att förändra Guds skapelse till det bättre.
En typ av protein som bakterier (och alla andra levande varelser) producerar är enzym, ämnen som används för att underlätta kemiska reaktioner. En reaktion som i vanliga fall går långsamt eller kräver mycket energi kan gå snabbare och effektivare med hjälp av ett enzym. Vårt saliv innehåller till exempel enzym som hjälper till att påbörja nedbrytningen av molekylerna i maten vi äter. Enzym används också i industriella processer och framställning av konstgjorda ämnen, men deras användbarhet begränsas av att de oftast bara fungerar i miljöer som liknar dem som de är naturligt anpassade till. Om temperaturen är för hög, eller om miljön är för sur eller basisk, så fungerar de inte.
Men nu skulle det ändras! Med hjälp av rekombinerat dna skulle man helt enkelt kunna skräddarsy de enzym man behövde – en process som kallades rationell design. Problemet var bara att levande varelser är väldigt komplicerade. Visst hade forskarna tagit stora steg framåt när det gällde att förstå genernas funktion, och genetikens verktyg utvecklades snabbt. Men för att kunna få en bakterie att producera ett visst enzym måste man veta i detalj vilka gener som styr vilka anlag och det var inte så enkelt, visade det sig. Biokemisterna, och bland dem Arnold, försökte. Och misslyckades. De försökte om och om igen, men till sist började Arnold tappa tålamodet. Rationell design verkade vara en återvändsgränd, eller åtminstone en alldeles för svårframkomlig väg.
Många forskare fortsatte ändå, lockade just av det svåra, men Arnolds mål var inte att upptäcka nya metoder för hur man rationellt designar enzym, utan att skapa nya enzym, oavsett metod. Gick det inte på ett sätt så fick hon försöka ett annat.
Målet var alltså att skapa ett enzym som kunde göra något som det inte kunde naturligt, eller som kunde klara sig i en miljö som inte var dess naturliga, och problemet var att hon inte visste
hur man gjorde. Men, tänkte hon, kunde inte nyckeln till lösningen vara just det där med det naturliga. Alla de enzym som redan fanns hade ju kommit någonstans ifrån – och eftersom de inte var konstgjorda så måste de ha fått sina naturliga egenskaper på naturlig väg. Om hon kunde använda sig av den naturliga processen behövde hon ju inte komma på en egen konstgjord.
Så, hur förändras saker i naturen?
Klockan och räven
Tänk dig att du hittar en klocka på marken mitt i en skog. Din första tanke är förmodligen att någon har tappat den, för varifrån skulle en klocka annars komma ifrån? Klockor växer inte på träd, utan de byggs av urmakare (eller i fabriker). Om du medan du stannar och plockar upp klockan ser en räv korsa stigen en bit fram så kanske det slår dig att en räv är en mycket mer komplicerad skapelse än en klocka. Och om en klocka inte bara dyker upp av en slump i skogen, är det verkligen rimligt att en räv kan göra det?
Tanken att räven precis som klockan hade en skapare, en kosmisk urmakare, verkade länge vara den bästa förklaringen till hur komplicerade saker kunde uppstå i naturen. Åtminstone fram till 1859 när Charles Darwin publicerade boken Om arternas uppkomst genom naturligt urval . Där förklarade han hur arter förändras genom en kombination av slumpmässiga förändringar och tryck från omgivningen. Vi kallar oftast det här för evolutionsteorin, och den förklarar inte bara att arterna utvecklas – det fanns det andra teorier som också gjorde, utan det storslagna med den är att den gör det genom att beskriva hur förändringen går till.
Det hela började med en världsomsegling. Efter att först ha studerat till läkare men hoppat av för att han inte klarade av att se blod, och därefter tänkt bli präst, hade Darwin till sist kommit på att det nog var naturforskning han ville ägna sig åt. På 1830-talet var naturforskare inget jobb man kunde ha, så kanske skulle han bli tvungen att bli präst i alla fall och ägna sig åt naturen vid sidan av. Men så dök det upp en chans att ägna sig åt forskning under i alla fall några år – genom att följa med skeppet H.M.S. Beagle på en resa runt jorden. Skeppet skulle bland annat kartlägga Sydamerikas kust och det var bra att ha med någon som kunde dokumentera och samla in prover på djur och växter. Dessutom behövde fartygets kapten någon ur samma samhällsklass att äta middag med.
Resan tog fem år och blev omvälvande för Darwin. Han samlade på sig tillräckligt många intryck för att det skulle räcka resten av livet – efter återkomsten 1836 lämnade han aldrig mer England. I stället drog han sig tillbaka till godset Down House söder om London tillsammans med sin fru Emma och en stadigt växande familj. Frågan om försörjning löste sig i och med äktenskapet – han gifte in sig i familjen Wedgwood, kända för porslinet med samma namn. Det var det första porslinet som serietillverkades i Europa i stället för att importeras från Kina, och som kunde säljas till lägre priser och därmed i större mängd.
Så tack vare medelklassens längtan efter att äta på serviser som såg lika lyxiga ut som adelns (de enda som dittills haft råd att köpa importerat porslin) kunde Darwin alltså i lugn och ro leva på räntor och ägna huvuddelen av sin tid åt forskningen. Och det gjorde han med besked. Ibland får man intrycket av att han tog det rätt lugnt under åren efter resan med Beagle eftersom det tog mer än tjugofem år innan han publicerade Om arternas
uppkomst, men så var det inte. Tvärtom skrev han en lång rad böcker, om atoller, rankfotingar och om artrikedomen han mött runt om i världen. Han var inte heller isolerad på sitt gods utan korresponderade med många av tidens stora naturforskare – en grupp som han också kom att bli en del av.
Samtidigt fanns det en tanke som gnagde i honom. En tanke som hade med skillnaderna mellan djuren på Galapagosöarna att göra. Saken var att skillnaderna var så små. Finkar på en ö kunde ha en lite längre näbb, på en annan såg klorna annorlunda ut –och alla de här justeringarna gjorde att de passade perfekt just på den ö de bodde på. Visst kunde man se det som ett exempel på hur enormt förutseende skaparen hade varit när han såg till att det fanns en sköldpadda, fink eller räv som passade på varenda plats som fanns på jorden. Men vad hände om miljön på öarna ändrades?
Antingen hade Gud skapat finkar som var perfekt anpassade till en miljö som inte fanns när de skapades, eller så hade finkarna sett likadana ut från början och sedan anpassat sig efter de olika öarnas miljö. Vilken förklaring var enklast? En allsmäktig gud kan förstås göra som den vill, men Darwin började undra om det inte kunde ligga någonting i det där med anpassning. Men frågan var bara hur den i sådana fall gick till? Vilken process kunde få finkars näbbar och sköldpaddors skal att förändras?
Darwin var inte den förste som tänkt att artrikedom förklarades bäst genom förändring. I Paris hade professorn i zoologi vid det naturhistoriska museet, Jean-Baptiste Lamarck, lagt fram en teori som sökte förklaringen till det han kallade transmutation i djurens beteende. Det klassiska exemplet är giraffen – den hade fått sin långa hals genom att äta löv från grenar högt upp i träden, och när en giraff sträckt på sig hela livet så gick egenskapen i arv
till dess ungar. Lamarck fick ett visst inflytande, och tanken att beteenden går i arv har ju satt sig ordentligt i vårt sätt att prata och tänka om arv och miljö.
Tittar man på dokumentärer beskrivs ofta evolutionen i just sådana här termer, inte minst för att Lamarcks beskrivning är så intuitivt tilltalande. Men Darwin misstänkte att även om det kanske kunde ligga något i den så behövde förklaringen vara djupare än så.5 Och lösningen fanns bokstavligt talat utanför fönstret i hans arbetsrum. En av de saker som en godsherre på den engelska landsbygden ägnade sig åt (inte personligen, men med hjälp av personal) var husdjursavel. Hästar, hundar och duvor tilläts inte para sig fritt, utan man valde ut partners utifrån vilka egenskaper som var önskvärda. Det var inte alltid avkomman blev som man hade tänkt, men på det stora hela kunde man förändra djurbesättningar åt det håll man ville genom det här urvalet.
Arterna kunde alltså förändras. Det var goda nyheter. Och förklaringen var ganska enkel: djur föds med individuella skillnader i sina egenskaper, och avel innebär att man förstärker de här skillnaderna. Vill man att ens hästar ska bli starkare får de hästar som är starkast föröka sig, vill man att de ska springa snabbare får de snabbaste göra det, och så vidare. Hur effektivt det
5 Det Lamarck menade var alltså att förvärvade egenskaper går i arv – så att jag kan föra vidare drag till mina barn som jag inte hade när jag föddes. Det är inte så evolutionen fungerar, utan förändringarna i arvet beror på förändringar i arvsmassan och de kommer sig dels av mutationer, dels av hur gener kombineras i sexuell reproduktion. Det ska dock påpekas att forskning inom så kallad epigenetik nyanserar den här bilden något – inte så att Lamarck hade rätt och Darwin fel, men på så sätt att vilka gener som aktiveras hos en förälder kan spela viss roll för vad som går i arv.
här var syns inte minst i alla olika hundraser som skapats genom historien. Djur som tävlingshundar och tamduvor, noterade Darwin, hade inte uppkommit på naturlig väg, utan genom att man gjorde ett urval.
Om man kan förvandla vargliknande hundar till allt från bulldoggar, shih tzus och taxar, borde man då inte kunna förvandla enzym så att de klarar av högre temperaturer eller en surare miljö? Det var i alla fall vad Arnold hoppades på. Men det som verkligen gjorde att hon vågade lita på metoden var att Darwin också kommit på hur det här skedde oavsett om det fanns någon som gjorde urvalet eller inte.
Naturligt urval
Medan Darwin skrev om arternas förändring så förändrades samhället omkring honom. Industrialiseringen skapade nya möjligheter för individer och företag att tjäna pengar och gav människor tillgång till nya varor – som Wedgwoods porslin.
För en del gick det bra, så bra att de kunde försörja släktingar som skrev böcker om arternas uppkomst, men samtidigt innebar förändringen att de som inte hängde med slogs ut.
Konkurrens var alltså både destruktivt och kreativt på samma gång. Att tvingas kämpa om ändliga resurser tvingade fram uppfinningar och nya lösningar. Många såg positivt på den här utvecklingen eftersom den på det stora hela ledde till att människor fick det bättre. Men på optimismens blå himmel fanns ett åskmoln, som placerats där redan 1798 av den dystre ekonomen Thomas Malthus. Att människor fick det bättre var kanske bra på kort sikt – men problemet var att det innebar att människorna också blev fler. Och fler. Och ju fler människor,
desto mer mat behövdes för att föda dem, och tillgången på mat skulle i längden inte öka i samma takt som befolkningen.
Konkurrensen blev till en kamp för överlevnad – förutsatt att resurserna inte var oändliga. Men om de varit oändliga så hade det ju inte skett någon utveckling från första början. Systemet var, menade Malthus, inte hållbart. Det fanns gränser för hur bra man kunde ha det. Fick välståndet öka okontrollerat skulle det förr eller senare leda till svält i stor skala. Eller epidemier, eller något annat katastrofalt som återställde balansen.
Om Malthus hade rätt eller inte är fortfarande en öppen fråga. Just när det gäller tillgång på mat har han haft fel så här långt. Malthus visste inte att när människor blir riktigt rika så skaffar de färre barn, och framför allt visste han inte hur mycket bättre människan skulle bli på att producera mat. Att det förekommer svält idag beror snarare på dåliga politiska beslut och dåligt fungerande marknader som gör att maten finns men inte på rätt ställen.6 Men på längre sikt kanske Malthus ändå får rätt – det hänger på huruvida vårt användande av naturens resurser är hållbart i längden.
När Darwin läste Malthus var det inte samhället han tänkte på, utan på naturen. Malthus idé innebar ju att människan förökar sig tills resurserna tar slut, och då borde ju samma sak gälla
6 På 1960-talet fanns en allmänt utbredd oro för att Indien, Pakistan och K ina skulle drabbas av massvält på grund av en snabbt ökande befolkning – men parallellt med att oron ledde till domedagsprofetior ledde agronomen Norman Borlaug projekt för att ta fram nya grödor som gav större skördar som gjorde att katastroferna undveks, och till att Borlaug fick Nobels fredspris 1970. Det har förekommit svält i Indien (och på andra ställen) sedan dess, men som ekonomipristagaren Amartya Sen visat så beror det inte på brist på mat utan på dålig organisation.
djur. Och de kan inte ägna sig åt växtförädling eller organisera en marknadsekonomi, så vilken förändring tvingar konkurrensen fram hos dem?
Svaret var den förändring som ger dem fördelar i kampen för överlevnad – och Darwins insikt var att det här är samma situation som när duvor eller hundar förändras av människor.
Tillgången på mat är grunden för det naturliga urvalet. Om det fanns mat högt upp på träden så var en lång hals gynnsam för att överleva, och då levde giraffer med långa halsar längre och kunde skaffa fler ungar. I ekonomin kallas det konkurrens, i biologin evolutionärt tryck.
Det här gäller förstås inte bara giraffer, utan tryck och urval ligger bakom utvecklingen av alla levande organismer, inklusive bakterier som producerar enzym. Riktad förändring
Enzym är ett slags protein, och kort sagt så är proteiner molekylerna som får saker att hända i kroppen. De tillverkas i cellerna enligt instruktionerna som finns i cellkärnans dna. När man talar om dna som ”livets kod” så betyder det alltså att det är ett slags program som styr vilka proteiner som cellerna ska tillverka. Genom att ändra cellens dna kan man få dem att producera andra proteiner. Tanken med rationell design var att man med hjälp av genetiska verktyg skulle kunna gå in i en bakteries dna och ändra det så att det producerade enzym med nya egenskaper.
Det kunde man, men det var inte så lätt att styra vilka egenskaper enzymen fick.
Rationell design handlade om att försöka kontrollera förändring, medan Arnolds metod handlade om att rikta den. I
stället för att försöka räkna ut vilka gener som fick en bakterie att producera enzym som tålde värme (eller högt eller lågt pHvärde o.s.v.) så valde hon ut de bakterier som var bäst på att göra det och lät dem bli fler medan de andra valdes bort. Även om
forskningen förstås var väldigt komplicerad och krävde en rad tekniska framsteg i laboratoriet, så var själva principen bakom hennes metod, som kallas riktad evolution, faktiskt ganska enkel.
Metoden har visat sig väldigt användbar för att framställa nya enzym. Det gör att man kan använda enzym i stället för andra kemikalier i kemiska processer. Ett vardagligt exempel är tvättmedel, som består av ämnen som bryter ner fett och smuts med hjälp av värme och vatten. Med hjälp av Arnolds enzym blir de här reaktionerna snabbare och effektivare vilket gör att man kan använda färre kemikalier och mindre energi. På samma sätt kan man använda enzym som framställts med riktad evolution för att tillverka nya och bättre biobränslen.
Energibesparande effektivisering, en renare kemisk industri och framställning av biobränslen, alltså. Arnolds arbete har fått tillämpning inom just det fält som fick henne intresserad av vetenskap från början.
Vad kan vi lära oss av Arnolds insikt? Det hon gjorde var att använda samma metod som naturen använt för att få fram de enzym som redan fanns – evolutionen – men applicera ett annat tryck för att rikta utvecklingen åt det håll hon önskade. Med sin bakgrund som ingenjör tänkte hon på evolutionen som ett verktyg, en resurs som man med rätt kunskap borde kunna använda.
Nyckeln till hennes upptäckt var alltså att hon såg på förändring ur ett nytt perspektiv. Det var inte alltid populärt. När jag pratade med Frances Arnold om hennes upptäckt så berättade hon att det verkade som att det inte var fint nog att använda sig
av naturens egen kraft att förändra. Riktiga forskare skulle ha kontroll och bygga om naturen med exakthet och precision. Att det inte verkade fungera spelade mindre roll. Det är en inställning som vi kan se på flera håll, och som bygger på att förändring ses som en händelse när det i själva verket är en process.
Förändringen upphör aldrig, och när man försöker optimera och kontrollera saker som rör sig så händer det oväntade saker. I Jurassic Park såg inte forskarna att när de satte upp ett hinder för dinosauriernas överlevnad så skapade de också ett evolutionärt tryck som pressade de förändringar som alltid sker mot att övervinna just det hindret. Och dinosaurierna bröt sig ut och åt upp alla de fick syn på. Kombinationen av tryck och urval kan få oväntade saker att hända.
Tryck får förstås inte alltid saker att utvecklas. Det kan man om inte annat se på Instagramkontot hydraulicpresschannel –som varje dag lägger upp en film på saker som pressas samman av, som namnet antyder, en hydraulisk press. När de ställer en dinosaurie av plast under pressen så krossas den. Eller om den är gjord av lera så plattas den till, vilket i bästa fall kan ses som en anpassning.
Men i Jurassic Park var dinosaurierna inte av plast eller lera. När man utsätter något levande, som kan förändras, för tryck så sker det en utveckling. Som i Arnolds labb, där själva syftet var att livet skulle hitta nya vägar – och på så sätt lyckades hon framställa enzym som klarade av att göra saker som tidigare varit omöjliga.
Livet hittar en väg, eftersom det är vad livet gör. Vill man kontrollera livets utveckling så kan det här vara ett problem – eftersom det som räcker idag inte kommer vara tillräckligt imorgon för att det som ska kontrolleras inte längre är samma
sak. Men, Frances Arnold lär oss att förändring kan förvandlas från hot till resurs, om man accepterar att förändring är det normala.
Livet anpassar sig efter omständigheterna, och det är en omständighet som vi kan tjäna på att anpassa oss efter.
Den hydrauliska pressen i våra liv kan vara allt från sådant som klimatförändringar, finanskriser och pandemier till att vi blir äldre, måste byta jobb eller att tåget blir inställt. Allt som trycker på oss och som vi antingen försöker stå emot eller bryter ihop av – eller som vi anpassar oss till. I vissa fall är det klokt att försöka stå emot förändringen, men väldigt ofta är det mer givande att acceptera att världen förändras. Om man inte gör det så riskerar förändring att betyda försämring, för det kräver en viss ansträngning för att få saker att förändras till det bättre.
Den ansträngningen inleds med att vi börjar med att överge tanken på en evig och oföränderlig värld – och det kan vara nog så svårt. Det är vetenskapshistorien ett bra exempel på, som vi ska se i nästa kapitel.