Náttúrufræðingurinn - 2018, Page 97

Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
177
þeirra aldrei nákvæmlega eins. Hann
sannaði þar með að umhverfi og til-
viljun geta haft veigamikil áhrif á eig-
inleika lífveranna, nokkuð sem gjarnan
gleymist í erfðadýrkun nútímans. Með
þeirri niðurstöðu lagði hann hornstein
að stofnerfðafræði og erfðafræði magn-
bundinna eiginleika.
Hvaða eiginleika hafa genin og
hvernig er erfðaefnið uppbyggt? Guð-
mundur rekur í sjötta kafla rannsóknir
Bandaríkjamannsins Thomasar H.
Morgans (1866–1945) og samstarfs-
manna hans. Morgan er þekktastur fyrir
að sýna fram á að genin liggja á litn-
ingum, sem var niðurstaða einstakra til-
rauna sem hann gerði á ávaxtaflugum.
Enn fremur fundu Morgan og sam-
starfsmenn hans að genin liggja á þeim í
tiltekinni röð. Þar kom fram fyrsta hug-
mynd um erfðaefnið sem þráð, og í kjöl-
farið var hægt að meta fjarlægð á milli
gena „á þræðinum“. Morgan hafði hins-
vegar engan áhuga á sameindalegum
eiginleikum genanna eða erfðaefnisins,
enn það varð viðfangsefni margra líf-
efnafræðinga og líkanasmiða. Leitinni
að byggingu erfðaefnisins er lýst í sjö-
unda kafla. Þar skiptir framlag Banda-
ríkjamannsins James Watsons (f. 1928)
og Bretanna Francis Cricks (1916–2004)
og Rosalindar Franklin (1920–1958) lík-
lega mestu, en leitin að byggingu og eig-
inleikum erfðaefnisins og rökum gen-
anna var hin æsilegasta.
Í áttunda kafla víkur sögunni að
spurningunni um það hvernig genin
stuðla að eiginleikum lífvera. Þar eru
bandarísku lífefnafræðingarnir George
Beadle (1903–1989) og Edward L. Tatum
(1909–1975) í aðalhlutverki ásamt bleika
brauðsveppnum (Neurospora grassa).
Þótt búið væri að skilgreina arfgerð
og svipgerð var enn á huldu hvernig
genin stuðluðu að tilurð svipgerðar-
innar. Hvernig gat gen búið til auga
á flugu eða gefið því lit? Þeir félagar
völdu brauðsveppinn til rannsókna
sinna, og reyndist hann hið heppileg-
asta verkfæri. Hægt var að finna stökk-
breytingar sem höfðu áhrif á efnaskipta-
getu hans, en einnig var auðvelt að æxla
saman stofnum með ólíka eiginleika.
Sömuleiðis var hægt að greina gen
sem höfðu áhrif á tiltekin efnahvörf og
nýsmíð lífefna. Með þessum hætti sam-
einuðust erfðafræði og lífefnafræði, og
úr þessum fræðilegu æxlunum spratt
sameindalíffræðin, sem opnaði margar
gáttir í rannsóknum.
Barbara McClintock (1902–1992)
er uppáhald margra erfðafræðinga og
fjallar Guðmundur um hana í níunda
kafla. Helstu styrkleikar hennar fólust
í afburðahæfileikum við smásjána.
Hún kortlagði byggingu litninga í maís
(Zea mays) og sýndi ásamt landa sínum
Harriet Creighton (1909–2004) fram á
það að endurröðun fól í sér víxl á efni
milli samstæðra litninga. McClintock
fékk nóbelsverðlaunin (1983) hins vegar
fyrir aðrar og undarlegri niðurstöður.
Hún rannsakaði samruna litninga og
uppgötvaði að líkurnar á samruna eru
háðar tilteknum erfðaþætti í erfða-
mengi maísplöntunnar. Þetta gen var
hægt að kortleggja til litnings, nema
hvað stundum fluttist það á annan
litning. Við svo flóknar og mótsagna-
kenndar niðurstöður hefðu flestir
erfðafræðingar flúið af vettvangi, sem
nokkrir eflaust gerðu á þessum ára-
tugum, en McClintock sýndi einurð
og staðfestu og hélt áfram tilraunum
sínum. Þær féllu illa að viðtekinni þekk-
ingu í erfðafræði þess tíma. Gen sátu á
litningum og enginn trúði því að þau
gætu færst úr stað fyrr en McClintock
lagði loks fram gögn sín og niðurstöður.
Síðar kom í ljós að þessi hoppandi erfða-
þættir eru eins konar DNA-sníkjudýr
sem fjölga sér í erfðamengjum og geta
haft þær aukaverkanir að raska virkni
gena og leiða til brota á litningum. DNA-
-sníkjudýrin, sem á íslensku nefnast
stökklar (e. transposable elements) má
finna í öllum lífverum, og hjá sumum
heilkjörnungum mynda dauðir stökklar
stóran hluta erfðamengisins.
Síðasti kafli bókarinnar er annars
eðlis en hinir fyrri. Þar er fjallað um
tilgátur um uppruna heilkjörnunga, og
er vísað til rannsókna margra vísinda-
manna. Engin ein persóna er í forgrunni,
en rannsóknir á eðli og eiginleikum
þessa síðasta sameiginlega forföður
okkar og amöbunnar eru engu að síður
spennandi. Guðmundur minnir okkur
á þann sláandi mun sem er á stærð og
efnaskiptagetu dreifkjörnunga og heil-
kjörnunga, og ekki síst á þá staðreynd að
heilkjarnafruma virðist einungis hafa
þróast einu sinni á jörðinni.
Rök lífsins er fjórða bók Guðmundar,
en allar hafa þær komið út eftir að hann
fór á eftirlaun. Skrif Guðmundar eru til
fyrirmyndar, jafnt efnistök, uppbygging,
stíll og orðfæri. Þjóð vor er fjarska
lánsöm að eiga svo skýran og vel máli
farinn hugsuð og penna í Guðmundi.
Hann fjallar um lykilpersónur af fágætri
natni og minnir okkur á tvær mikil-
vægar lexíur um fræðimenn og fólk. Í
fyrsta lagi skiptir uppruni og menntun
ekki öllu máli, heldur hvað uppgötvast
með starfinu. Til dæmis barðist fjöl-
skylda Wallace í bökkum og hann var
tekinn úr skóla 13 ára til að vinna fyrir
sér. Eins var faðir Mendels leiguliði,
móðir hans dóttir garðyrkjumanns og
Beadle bóndasonur frá Nebraska. Í öðru
lagi hefur enginn rétt fyrir sér um allt.
Þetta á einnig við um vísindamenn og
fræðinga, Aristóteles sem McClintock.
Auðvelt er að skilja hvernig hugmyndir
Aristótelesar og Grikkjanna urðu
nokkuð lausbeislaðar, því þeir höfðu
fá verkfæri til að greina hið smáa og
gera tilraunir. Aftur á móti eru áskor-
anirnar sem þeir stóðu frammi fyrir
þær sömu og í vísindum nútímans. Við
getum ekki mælt allt og því er skipuleg
hugsun og rökvísi helsta vopn vísinda-
manna. Wallace og Darwin uppgötvuðu
til að mynda náttúrulegt val, en á síðari
árum varð Wallace forfallinn spíritisti
og ályktaði að andlegt líf mannsins og
greind gæti ekki verið afurð þróunar.
Darwin gerði líka mistök. Í Uppruna
tegundanna (sérstaklega seinni útgáfum
bókarinnar) eru klausur um mikilvægi
erfða áunninna eiginleika sem bergmála
hugmyndir Lamarcks. Sýn Morgans á
þróun litaðist mjög af hugmyndum holl-
enska grasafræðingsins Hugos de Vries
(1848–1935). Samkvæmt þeim gerist
þróun í stökkum, þegar stökkbreytingar
valda afdrifaríkum breytingum á svip-
gerð. Darwin lagði hins vegar áherslu
á samfelldan breytileika. McClintock
uppgötvaði stökkla, eins og áður sagði,
en tilgátan sem hún trúði staðfastlega