Náttúrufræðingurinn - 2018, Blaðsíða 96

Náttúrufræðingurinn
176
Grikkir fornaldar veltu fyrir sér
eðli alheims, lífs og sálar. Í fyrsta kafla
bókar sinnar rekur Guðmundur athug-
anir Aristótelesar og nokkurra sam-
tímamanna hans. Þeir höfðu veitt því
eftirtekt að viss einkenni lágu í fjöl-
skyldum, eða virtust berast frá for-
eldrum til afkvæma eða afkomenda
í öðrum ættlið. Þar sem aðferðir við
athuganir voru á frumstigi var eðli erfða
á huldu og mynstur erfða óskilgreind.
Þá trúðu menn enn á sjálfskviknun
lífs, sem gengur þvert á lögmál erfða-
fræðinnar. Aristóteles og Hippókrates
veltu fyrir sér eðli erfða en settu fram
ólíkar tilgátur: Afleiðing vökva eða efna
frá foreldrum – eða verk yfirnáttúru-
legra afla? Önnur spurning sem brann
á Forngrikkjum var hvort erfðir væru
á einhvern hátt tengdar lífsháttum
einstaklinga. Með öðrum orðum: Hefur
lífsstíll einstaklings áhrif á erfðir? Verða
afkvæmi til að mynda stærri ef foreldrar
fá góðan kost? Tilgátan um að áunnir
eiginleikar erfist varð síðar kjarninn í
þróunarhugmyndum Frakkans Jeans-
-Baptistes Lamarcks (1744–1829). Í
öðrum kafla fjallar Guðmundur um ævi
hans og störf, og rekur ýtarlega frum-
legar hugmyndir hans um þróun lífsins
á jörðinni. Lamarcks er einkum minnst
sem forvígismanni þróunarkenningar
sem byggðist á erfðum áunninna eig-
inleika, en hann var fjölhæfur náttúru-
fræðingur og lagði mikið af mörkum
bæði í grasafræði og líffræði hryggleys-
ingja. Mikilvægust er sú hugmynd hans
að tegundir séu ekki fastmótaðar heldur
breytist í tímans rás. Með orðum Guð-
mundar: „Hann frelsaði lífið bæði frá
boðum guðs og takmörkunum tímans.“
Það er merkilegt skref í sögu vísindanna.
Bresku náttúrufræðingarnir Charles
Darwin (1809–1882) og Alfred Russel
Wallace (1823–1913) komust að sömu
niðurstöðu þegar þeir uppgötvuðu
náttúrulegt val (e. natural selection) og
hvernig það drífur þróun tegundanna.
Wallace er viðfangsefni þriðja kafla
bókarinnar. Hann var nær ómenntaður
en víðlesinn af sjálfsdáðum. Hann fór í
náttúrurannsóknaleiðangra til Suður-
Ameríku og til Indónesíu þar sem hann
vann fyrir sér með öflun fuglshama og
annarra náttúrugripa fyrir ríka safnara.
Á báðum svæðum fann hann landfræði-
leg mynstur í dreifingu og eiginleikum
lífvera. Til að mynda tók hann eftir því
að nálægar eyjar í Indónesíu höfðu yfir-
leitt svipaða tegundasamsetningu, nema
á einum eyjaklasa. Þar var samsetn-
ing tegunda mjög ólík milli samliggj-
andi eyja, og má skipta eyjaklasanum í
tvö tegundalega ólík svæði með því að
draga línu í gegnum hann frá norðri
til suðurs. Línan er kennd við Wallace.
Þetta líflandafræðilega mynstur orsak-
ast af landreki og þróun lífvera á land-
svæðum á löngum jarðsögulegum tíma.
Guðmundur setur skrif og starf Wallace
vitanlega í samhengi við störf Darwins.
Hann fjallar þó ekki frekar um hinn síð-
arnefnda, enda hefur Uppruni tegund-
anna verið þýdd á íslensku og einnig
fjallaði Einar Árnason um hann í bók-
inni Arfleið Darwins.b
Margir þekkja söguna af tékkneska
munknum Mendel, sem æxlaði saman
ertum og afhjúpaði þannig lögmál
erfða. Guðmundur bætir verulega við
þá frásögn í fjórða kafla bókarinnar. Þar
segir hann sérstaklega frá bakgrunni
Mendels og rifjar upp spurningarnar
sem hann vildi svara. Mendel var ekki
efnaður og þjáðist af prófkvíða, sem
var bagalegt því hann hafði áhuga á
kennslu en gat ekki lokið kennarapróf-
inu. Engu að síður fékk hann vinnu
sem kennari og kenndi áfram eftir að
hann varð munkur. Hann var svo lán-
samur að komast til Vínar í nám og
kynntist þar austurríkismönnunum
Franz Unger (1800–1870) og Christian
Doppler (1803–1853). Unger rannsakaði
kynblendinga og frjóvgun plantna og er
talið að Mendel hafi skipulagt tilraunir
sínar til að rannsaka eðli kynblendinga,
en ekki endilega til að kanna eiginleika
erfða. Einnig hefur því verið haldið fram
að eðlisfræðingurinn Doppler (sem
dopplerhrifin eru kennd við) hafi veitt
Mendel innsýn í tölulegar greiningar,
sem þóttu byltingarkenndar við líf-
fræðirannsóknir (og líklega einnig aðrar
rannsóknir aldarinnar). Líffræðingar
þess tíma héldu (eins og sumir kollegar
þeirra enn í dag) að lýsing á eiginleikum
lífvera væru hin einu réttu fræði, og
að tölurnar ætti að eftirláta stærð-
fræðingunum. Talið er að töluleg fram-
setning Mendels á niðurstöðum sínum
hafi átt þátt í því að samtímamenn hans
vanmátu mikilvægi þeirra. Árið 1900
voru lögmál Mendels enduruppgötvuð
og erfðafræðin komst aftur á skrið.
Fimmti kafli fjallar um danska líf-
fræðinginn Wilhelm Johannsen (1857–
1927) sem rannsakaði breytileika í
hreinum línum byggs og bauna. Hreinar
línur eru búnar til með því að æxla
plöntu við sjálfa sig, og endurtaka það í
nokkrar kynslóðir til að gera plönturnar
arfhreinar um sem flest gen. Plöntu-
ræktendur höfðu áttað sig á mikilvægi
hreinna lína, og þær voru mikilvæg-
asti efniviður erfðafræðitilrauna þeirra
Mendels og Johannsens. Sá síðarnefndi
er þekktastur fyrir að skilgreina hug-
tökin arfgerð og svipgerð. Arfgerðin er
samsetning allra gena einstaklings. Með
svipgerð er á hinn bóginn átt við alla eig-
inleika einstaklings. Fyrir tiltekna flugu
væru það t.a.m. útlit hennar, hreyfigeta,
þol við sjúkdómum og jafnvel atferli.
Með skilgreiningum Johannsens var
unnt að gera skýran mun á genunum
og eiginleikunum sem þau hafa áhrif
á. Færri vita að Johannsen sýndi fram
á það að þótt margir einstaklingar hafi
nákvæmlega sömu arfgerð er svipgerð
b Athyglisvert er hversu lítils hugmyndir Lamarcks voru metnar á Bretlandi, og eins hversu
lengi franskir líffræðingar hunsuðu þróunarkenningu Darwins og Wallace.
Guðmundur Eggertsson, prófessor emeritus.