Utvikling.

Utvikling. En enkel presentasjon av hvordan man tenker seg at de ulike hovedgruppene av dyr har utviklet seg, alle med utgangspunkt i noen få primitive organismer fra prekambrium.

Av /Store medisinske leksikon ※.
Neandertalmennesket (foto, kranium)

Neandertalmennesket. Kranium.

Av /KF-arkiv ※.
Regnskog
Rike og varierte miljøer som regnskog rommer også mer variasjon i artene som bor i regnskogen.
Zinjanthropus boisei
Hodeskallen til en Zinjanthropus boisei funnet av Mary Leakey i Olduvaidalen i 1959.
Av /Olduvai Gorge Museum.
Lisens: CC BY SA 4.0

Den rådende oppfatningen om livets opprinnelse er at alt liv på Jorden er resultatet av en utvikling over svært lang tid, med en felles opprinnelse. Utviklingen har skjedd gjennom evolusjon.

Faktaboks

Etymologi
av latin evolutio, ‘rulle opp’
Også kjent som
evolusjon

De første livsformer kan ha liknet de kjemotrofe, anaerobe, termofile bakterier som finnes på havdypet der det sendes ut varmt, svovelholdig vann fra jordens indre, se hydrotermiske undervannskilder og ekstremofile organismer. Grunnen til at man har festet seg ved disse bakteriene er at de kan leve under forhold som likner situasjonen på Jorden da livet oppstod, for ca. 3,8 milliarder år siden. De har fått fellesnavnet arkebakterier .

Antallet forskjellige arter på Jorden i vår tid er ikke kjent. Det er dokumentert nesten to millioner arter. Et vanlig estimat er at det finnes 8 eller 9 millioner arter, men det kan være så mange som 30 millioner, eller flere. Forskere som klassifiserer arter kalles taksonomer. De har et krevende arbeid fordi det i mange tilfeller er vanskelig å avgjøre om det er en ny art man står overfor. De forskjellige livsformene er ikke jevnt fordelt utover planeten. Noen regioner har mer biologisk mangfold enn andre.

På grunn av menneskelig virksomhet utryddes det nå kanskje én art hver eneste dag; noen mener én hver time. Samtidig oppdages det stadig nye livsformer. Det er for eksempel oppdaget artsrike områder i de store havdypene utenfor Antarktis. Isen, for eksempel Larsen ice shelf, brytes opp på grunn av oppvarming, og havdypet blir tilgjengelig for undervannsekspedisjoner.

Organismene som lever nå er svært forskjellige. De omfatter blant annet alle bakterier, alger, nematoder, albatrosser, flerbørstemarkene bladrygger, flaggermus, brølaper, blekkspruter, kaktuser, fytoplankton, torsk, dolkhaler, buttsnutefrosker, biller, og slimsopp, for å nevne noen få. Det kan i første omgang virke usannsynlig at arter med så ulike utseender og leveforhold kan være i slekt med hverandre.

Det er to hovedmåter å studere livsformene på. Den vanligste inntil ganske nylig, var basert på ytre likhetstrekk, altså morfologi. Den andre måten gjør bruk av molekylærbiologiske metoder, som for eksempel studier av forskjeller i DNA-sekvenser. Utviklingsstudier basert på molekylærbiologi har gitt oss mange og til dels overraskende funn om livsformenes slektskapsforhold.

I nesten to milliarder år, nær halvparten av livets historie på kloden, fantes det bare bakterier. Bakterier har ikke cellekjerner. Arvestoffet flyter omkring i cellen. På gresk heter kjerne karyon. Derfor kalles celler uten cellekjerne prokaryoter, «før-kjerne-organismer». Celler med cellekjerne kalles eukaryoter, det vil si de som har sann kjerne. Det var slike celler som gjorde mulig dannelse av flercellete organismer med spesialiserte organer.

Med denne informasjon som grunnlag kan livet sies å bestå av tre domener:

  1. bakterier, vitenskapelig navn Eubacteria,
  2. arkebakterier, vitenskapelig navn Archea
  3. eukaryoter, vitenskapelig navn Eukarya, som omfatter mange encellete og flercellete organismer, blant annet dyr, planter og sopp.

Livets opprinnelse

Rugosa
Nærbilde av en fossil Rugosa-korall.
Rugosa
Av /Shutterstock.
Anomalocaris Rekonstruksjon
I kambrium skjedde en voldsom økning i det biologiske mangfoldet på Jorda. Her en rekonstruksjon av dyrearten Anomalocaris canadensis som levde i den midtre delen av kambrium.

De første dyrene oppstod først 2000 millioner år etter livets opprinnelse. Da hadde blågrønnbakterier og encellete alger produsert nok oksygen som ble lagret i atmosfæren til at det kunne hentes ut og brukes til oksidativ fosforylering, det vil si den kjemiske energiomsetning som dyr er avhengig av, se celleånding. Både dyr og sopp er avhengig av planter som produserer næringsstoffer med energi fra Solen.

Utviklingen av de forskjellige artene har ikke fulgt en lineær progresjon fra primitive former til mer avanserte. For eksempel skjedde det etter en lang utviklingspause en dramatisk økning i antall nye familier og arter i den kambriske eksplosjon, fra perioden som kalles kambrium (570 millioner år siden). Fossiler fra denne perioden viser at mange dyr hadde utviklet kompliserte kroppsplaner både med og uten benet struktur og beskyttelsesplater. Noen var tydeligvis byttejegere, andre plantespisere. Flere av disse artene representerer evolusjonære blindgater.

Livets utvikling beskrives fortsatt ofte som et tre, eller som en busk med mange forgreninger og parallelle skudd. Noen utviklingsgrener er blitt kuttet på grunn av katastrofale miljøforandringer, mens andre har klart seg og dannet nye forgreninger. Hvis livsbetingelsene endrer seg i ugunstig retning (for eksempel en ny istid), kan enklere livsformer med større overlevelsesevne få sin sjanse, mens de mer spesialiserte arter og familier går til grunne. Utviklingen er altså ikke målrettet i den forstand at enklere arter har utviklet seg til stadig mer kompliserte, med mennesket på toppen. Alle skapninger som lever nå, er hver for seg like «moderne» som mennesket. En nålevende art kan ikke være forgjenger for en annen nålevende art. Mennesket stammer ikke fra apene, men er i slekt med dem. Dersom man følger menneskeapenes og menneskets utviklingshistorie bakover i tid, kommer man til en felles art som ikke lenger eksisterer, og som var utgangspunktet for to separate utviklingsrekker hvorav den ene ledet til det moderne menneske. Forgreningen skjedde for ca. fem millioner år siden.

Tilfeldige miljøkatastrofer har flere ganger i Jordens historie grepet inn på måter som ikke kunne vært forutsett, hver gang med masseutryddelse av store grupper (klader) som resultat. Den største av disse katastrofene fant sted for 245 millioner år siden, kalt perm-trias-utryddelsen, og den hittil siste for 65 millioner år siden, da dinosaurene, som inntil da hadde vært en stor suksess, begynte sin nedgang. (Se kritt-paleogen-utryddelsen.) Årsaken var antagelig nedslag av en asteroide med diameter ca. ti kilometer i den nåværende Mexicogolfen. Andre årsaker til katastrofer kan ha vært voldsomme vulkanutbrudd og jordskjelv.

Utviklingslæren

Primatskaller
Mennesket stammer ikke fra apene, men er i slekt med dem. Dersom man følger menneskeapenes og menneskets utviklingshistorie bakover i tid, kommer man til en felles art som ikke lenger eksisterer, og som var utgangspunktet for to separate utviklingsrekker hvorav den ene ledet til det moderne menneske. Forgreningen skjedde for ca. fem millioner år siden. Fra høyre: menneske, sjimpanse, orangutang og makak (minst).
Av .
Lisens: CC BY 3.0

Hvordan nye arter kan oppstå ble i prinsippet forklart av Charles Darwin (1809–1882) og Alfred Russel Wallace (1823–1913). En artikkel av Wallace fikk Darwin i 1859, etter mange års studier, til å publisere On the Origin of Species by Means of Natural Selection. Hovedprinsippene i utviklingslæren er følgende:

  1. Alle arter produserer et større antall avkom enn det som er nødvendig for å erstatte foreldrene. Selv om populasjonene varierer, gjør de det omkring et gjennomsnittstall som ikke varierer mye. Derfor må de fleste avkommene dø uten selv å ha fått avkom.
  2. Innenfor en populasjon vil individenes egenskaper variere. To individer er aldri nøyaktig like. Av denne grunn vil noen ha bedre muligheter til å reprodusere og få avkom enn andre.
  3. Noen av variasjonene har genetisk basis; de kan arves av neste generasjon.
  4. Hvis de av avkommet som klarer seg avviker noe fra gjennomsnittet, vil hele populasjonen i løpet av flere generasjoner også forandre seg. En slik forandring kan være av en type som gir overlevelsesgevinst. Skadelige forandringer vil ha mindre sjanse til å bli videreført. Genforandringer kan skje som tilfeldige mutasjoner på grunn av radioaktiv stråling. Dette er grunnlaget for det naturlige utvalg.
  5. Under forskjellige livsbetingelser eller miljøer (nisjer) vil naturlig utvalg favorisere de egenskaper som gjør det mulig for livsformene å innta og tilpasse seg til nisjebetingelsene.

Artsdannelse og artsmangfold

Dinosaurskjelett
Skjelett av Triceratops utstilt i Los Angeles Museum of Natural History, USA.

Hvorfor er det så mange arter på Jorden? I den såkalte allopatriske modellen for utvikling av artsrikdom i det tropiske regnskogbeltet har man tenkt seg at området i perioder er blitt splittet opp i geografisk atskilte regioner. I disse regionene har utviklingen tatt forskjellige retninger, betinget av forskjeller i mutasjonstyper og nisjer. Nye arter med nye trekk og egenskaper er blitt utviklet. Dette tar nødvendigvis lang tid. Populasjonene må være atskilte i hundretusentalls år for at det skal bli tid nok for disse prosessene. Deretter må de atskilte biotopene på nytt komme i kontakt med hverandre, slik at artene inntar et felles habitat.

Andre nødvendige betingelser for denne utviklingsmodellen er at regnskogbeltet har stor utstrekning med plass til mange tre-, plante- og dyrearter, og at det er svært gammelt, minst 60 millioner år. I denne lange tiden har regionen aldri vært fullstendig rasert (for eksempel dekket av is), bare periodisk endret. Når temperaturen faller, blir det mer is på de kjølige breddegrader og mindre nedbør nær ekvator. Tørketiden ved ekvator deler opp regnskogbeltet i skogområder atskilt av savanner og ørkenområder. Det er i slike isolerte biotoper utviklingen kan ta forskjellige retninger. Årsaken til slike klimaendringer kan være de såkalte Milanković-sykluser. Det er periodiske endringer i jordaksens helning og endringer i jordbanens avvik fra en sirkelbane. Dette får konsekvenser for klimaet på jorden. Populært sagt vil disse syklusene holde i gang den artspumpen som er drivkraften i den allopatriske modell for utvikling av artsmangfold. Det er også andre utviklingsmekanismer.

I den sympatriske modellen er det kun en delvis isolasjon av subpopulasjoner, og ikke en fullstendig atskillelse som ligger til grunn for utvikling av nye arter og klasser. Også globale katastrofer kan føre til at nye arter utvikles. Det blir ledig nye biologiske nisjer som utnyttes av de livsformer som har overlevd raseringen av hele økosystemer.

Dette temaet er under rask utvikling, ikke minst på grunn av nye kunnskaper om molekylærbiologi og DNA. Også når det gjelder menneskets utvikling har man fått nye kunnskaper de senere år.

Menneskets utvikling

human evolusjon
oversikt over alderen på arter innenfor menneskeslektene Ardipithecus, Australopithecus and Homo.
Av .
Lisens: CC BY 3.0
mennesket (tegning, kroppsbygning)

Mennesket. Tegningen viser utviklingen av kroppsbygning innen menneskefamilien. Til venstre «Lucy», en representant for nærmenneskene (Australopithecus afarensis); til høyre et moderne menneske (Homo sapiens). Forskjellen i tid er nesten 4 millioner år.

Av /Store norske leksikon ※.

Det lever i dag 153 forskjellige arter primater på jorden, hvorav mennesket utgjør bare én art. Blant de øvrige primatene er det menneskeapene (sjimpanse, gorilla, orangutang og gibbon) som står oss nærmest, med stor likhet i arvestoffet. Vår kunnskap om menneskefamiliens utviklingshistorie er basert på funn av fossiler. Ny teknikk og nye funn gjør at vi ofte må revurdere vår oppfatning av utviklingshistorien, og vi oppdager stadig nye ledd i utviklingsrekken som mangler.

Viktige hendelser i livets utvikling på Jorden

Med de menneskelige tidsreferanser kan det være vanskelig å forestille seg så lange tidsspenn som livets utvikling på Jorden. I denne tabellen er Jordens historie komprimert til ett år, og de viktigste begivenhetene er satt inn i denne årskalenderen. Det kanskje mest tankevekkende er at det moderne mennesket (Homo sapiens) først oppstod nyttårsaften, kort før midnatt. I løpet av den korte tiden mennesket har hatt på Jorden, har det på dramatisk vis endret store deler av planetens overflate og de andre skapningenes livsvilkår.

Antall år før vår tid Jordens historie komprimert til ett år Viktige milesteiner
4,5 milliarder 1. januar Jorden dannes
3,45 milliarder 26. mars Første påvisning av liv
2,1 milliarder 13. juli Økning i oksygen
1,0 milliarder 10. oktober Celler med kjerner
541 millioner 17. november De første kjente phyla
414 millioner 27. november De første landdyr
245 millioner 10. desember Største masseutryddelse
225 millioner 11. desember De første dinosaurer
130 millioner 19. desember De første blomsterplanter
65 millioner 25. desember Utryddelse av dinosaurene
2,5 millioner 31. desember kl. 19.12 De første menneskeartene (Hominidae)
300 000 år 31. desember kl. 23.25 De første menneskene (Homo sapiens)
ca. 5000 31. desember kl. 23.59.25 Menneskets skriftlige historie begynner

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg