Virus-mennesker, bakterie-veps og slange-kyr. Nei, det er ikke et utdrag fra en science fiction-roman eller et fjernt parallelt univers – det er vår virkelighet.
Av Sigrid Bratlie
Visste du at kua tilsynelatende er kvart reptil? Omtrent 25 prosent av kuas arvestoff, DNA, består nemlig av et hoppende gen – kalt BovB – som forskere mener stammer fra slanger. Teorien er at det en gang for lenge siden ble overført til kua via flått. Det genetiske slektskapet mellom ku og slange er imidlertid ikke den eneste overraskelsen evolusjonen har å by på.
Kartlegging av DNA har gitt oss mye kunnskap om hvordan livet har utviklet seg på jorda siden det først oppstod for nesten fire milliarder år siden. Det skjer nemlig hele tiden små og store endringer i DNA-et som gjør at vi utvikler oss og tilpasser oss omgivelsene. Det er dette vi kaller evolusjon. Over tid vil hver generasjon av etterkommere bli stadig mer ulike stamforelderen og slektninger i de andre grenene av slektstreet. Ved å sammenligne DNA-et til ulike organismer og individer kan man derfor se hvor nært eller fjernt de er i slekt. Aller mest informasjon får vi fra genene, de to prosentene av DNAet som koder for proteiner og andre funksjonelle molekyler. Disse molekylene er viktige byggestener i alle levende organismer.
Genetisk fellesskap med mus og banan
Mennesker deler omtrent 90 prosent av genene sine med mus. Det vil si at rundt 90 prosent av våre gener ligner ett eller flere gener i mus, og vice versa. I tillegg kan man sette disse genene opp mot hverandre og se hvor mange av basene, altså hvor stor andel av «koden», som er lik. Også dette er rundt 90 prosent likt mellom mus og mennesker. Funnene tyder på at mennesker og mus skilte lag fra en felles stamforelder for omtrent 75 millioner år siden.
Til sammenligning deler vi «bare» 50 prosent av genene våre med bananer, og den felles stamforelderen er omtrent 1,5 milliard år gammel. Enda færre gener deler vi med bakterier og sopp. De vi deler, er imidlertid svært like. Slike gener er nemlig viktige for helt fundamentale prosesser i en celle, som for eksempel celledeling. Endringer i disse genene kan få katastrofale konsekvenser hvis de fører til at genene ikke virker som de skal. De holder seg derfor stabile over generasjoner.
Hva med resten av DNA-et?
Gener utgjør som sagt bare to prosent av det totale DNA-et. Lenge trodde man at de resterende 98 prosentene stort sett bestod av «skrot»-DNA uten noen særlig funksjon. Nå vet vi at de inneholder en rekke ulike elementer med forskjellige oppgaver. For eksempel blir aktiviteten til genene, det vil si om de er skrudd av eller på og hvor mye de produserer, styrt av DNA-elementer som vi kaller ‘promotorer’ og ‘enhancere’. Enkelte andre elementer har tilsynelatende ingen viktige oppgaver, i hvert fall ingen vi så langt har oppdaget, men fungerer heller som «mellomrom» mellom genene. Ofte er det ikke så viktig akkurat hvordan disse «mellomrommene» er satt sammen, og de tåler derfor mye større endringer enn gener og andre spesielt viktige deler av DNA-et. I «mellomrommene» er det derfor mye større variasjon mellom arter og mellom individer av samme art. Gjør man for eksempel sammenligninger av mennesker og mus basert på hele DNA-et, ikke bare genene, blir likheten redusert til rundt 40 prosent.
Det kan skje store omorganiseringer av DNA-et som ikke nødvendigvis har så dramatisk effekt på et individ, men som over tid bidrar til evolusjonære endringer. Blant annet er det antatt at mennesket sitt kromosom 2 er resultatet av en fusjon mellom to apekromosomer som klistret seg sammen i endene. Dette har bidratt til at mennesker og aper har utviklet seg forskjellig, og ikke lenger kan få avkom sammen fordi kromosomantallet er ulikt.
Et annet eksempel er malariamyggen. Denne tror forskere har blitt litt bedre tilpasset lokale klimaendringer som følger av at deler av DNA-et har snudd seg baklengs og gitt nye genkombinasjoner.
«Mennesket er også et genetisk lappeteppe, viser det seg. Visste du for eksempel at du er omtrent åtte prosent virus?»
Horisontal DNA-arv
Det er heller ikke sånn at DNA bare arves fra mor og far, slik man lenge trodde. Man kan nemlig også få tilført nytt DNA fra andre individer, til og med fra andre arter. Dette kalles horisontal genoverføring. Særlig blant mikroorganismer som virus og bakterier er fenomenet vanlig, for eksempel når bakterier utveksler gener som gir resistens mot antibiotika.
Selv om fenomenet ikke forekommer like hyppig i høyerestående organismer, ser vi at horisontal genoverføring likevel har satt sine spor i alle grener av livets tre. Blodappelsinen er et eksempel fra planteriket. Dens dype røde farge skyldes antocyaniner – antioksidanter som blant annet reduserer risikoen for hjerte- og karsykdommer. Mengden antocyaniner som blir produsert, kontrolleres av et gen som stammer fra virus.
Et enda mer oppsiktsvekkende eksempel er en parasitt-veps, som har tatt flere gift-gener fra både virus og bakterier. Disse bruker vepsen til å paralysere larver og andre byttedyr den ønsker å legge egg i.
Hoppende gener
Mennesket er også et genetisk lappeteppe, viser det seg. Visste du for eksempel at du er omtrent åtte prosent virus? Gjennom menneskets historie har vi nemlig samlet opp omtrent 100 000 biter av virus-DNA, som er blitt en del av vårt eget arvestoff. Noen ganger har dette uheldige effekter. For eksempel vet vi at virus-DNA kan gi økt risiko for noen typer kreft. Men andre ganger kan slike hendelser være gunstige for evolusjonen. Blant annet har vi mennesker fått noen viktige immungener fra virus.
En enda større del av menneskets arvestoff består av såkalte transposoner, eller hoppende gener. Disse har en slags copypaste-funksjon, som har latt dem duplisere seg og spre seg over hele DNA-et i tusentallskopier. Slike elementer kan utgjøre så mye som halvparten av det menneskelige arvestoffet. De fleste transposoner har trolig liten betydning, men noen av dem spiller viktige roller for hvordan cellene fungerer, for eksempel ved at de skrur av og på andre gener.
«Det er heller ikke sånn at DNA bare arves fra mor og far, slik man lenge trodde. Man kan nemlig også få tilført nytt DNA fra andre individer, til og med fra andre arter.»
Livets kratt
At DNA blir stokket om på uventede måter, har altså vært en sentral del av evolusjonen. Med økt kunnskap om genetikk og evolusjon kan derfor kjente sannheter bli snudd opp ned, og utfordre våre oppfatninger om hva som er naturlig og unaturlig. Slik historien om BovB illustrerer. For det er ikke bare i storfe-familien dette hoppende genet har skapt kaos. I BovBs verden er nemlig en hest nærere beslektet med en gekko enn med en sau. Og blant dyrene der BovB er kartlagt, utgjør for eksempel den afrikanske elefanten, et børstepinnsvin og en klippegrevling en egen gren i slektstreet. Livets tre, som vi vanligvis tenker har rette, fine og adskilte grener, er plutselig blitt et vilt og uoverskuelig kratt. That’s life.
