Annonse

Annonse

04:00 - 16. april 2010

Det som lever

Organismer er ikke først upåvirket natur som så sekundært utsettes for miljøet.

Organisk prosess: Det er meningsløst å spørre om den prosentvise fordelingen mellom arv og miljø som utviklingsfaktorer, skriver biolog Markus Lindholm. Foto: Wikimedia

TV-serien Hjernevask utløser et helt knippe med viktige debatter. For Harald Eias funderinger berører selve menneskets adelsmerke: Kan vi fortsatt anse oss som frie og selvstendige, eller styres vi umerkelig av vårt arvestoff?

Mye av oppstusset rundt tv-serien beror imidlertid på forestillingen om at gener og DNA utgjør et fastlagt program, der organismen lett oppfattes som forgjengelig software. Men arvestoffet i de knapt synlige eggene vi nedstammer fra er jo faktisk det samme som det man finner i den utvokste organismen. Så hvordan blir små egg til digre, komplekse systemer – til bjørner, elger og mennesker?

 

Alle vet hvordan tingene rundt oss blir til. På barnerommet finnes byggesett av båter og fly, og de flate pakkene fra IKEA inneholder poser med skruer, en stabel deler og en bruksanvisning. Ting vi omgir oss med er satt sammen av moduler. Men organismer oppstår ikke slik. Man kan tenke seg et dyr, for eksempel en drektig elgku i vinterskogen. Fosteret der inne føyes ikke sammen modul for modul. Men det oppstår heller ikke fra noe genetisk dataprogram som putrer av sted for egen maskin. Skal egget bli noe mer enn litt mikroskopisk slim, må fosteret faktisk selv involvere seg. Ikke før er anlegg til ben synlige i det centimeterstore embryoet før de også må beveges. Dette fører til endret genaktivitet i visse vevsområder, og muskelveksten øker. De blivende ørene vris frem og tilbake, det sitrer i vordende øyenlokk, og anleggene til mule, tunge og svelg beveges og strekkes. Fosteret svelger fostervann, som strømmer gjennom tarmkanalen og kaller nye gener til virksomhet mens andre forsegles. Dette fremmer også vekst i nettverkene av nerver og blodårer, som i sin tur stimulerer gener i andre deler av vevet og befordrer videre differensiering av indre organer. Uten denne egeninnsatsen faller utviklingen fra hverandre og fosteret dør.

 

Mens kalven tar form undervises den også biokjemisk i livets skole. Den erfarer morens døgnrytme, og gjennom signalstoffer fra henne får den med seg noe om stressbelastningen ved stedene hun oppsøker, farer og sykdommer, eller velværet ved drøvtygging og hvile. Kuas åndedrett, puls, temperatur, fordøyelseslyder og skiftende sinnsstemninger inngår i fosterets psykisk-biologiske læringsregime, som trolig også påvirker hvilke gengrupper som aktiveres eller deaktiveres. Fra mennesker vet vi at moren, blant annet gjennom hva hun spiser, påvirker både barnets og barnebarnas disposisjon for visse sykdommer, og også forventet levealder. At noen kan spise hva de vil mens andre legger på seg bare de ser et kakestykke, influeres blant annet av spesifikke faktorer i mors levekår tidlig i svangerskapet, særlig forhold knyttet til sult. Flere former for hormonell signaloverføring til fosteret muliggjør sannsynligvis også her reorganisering av aktiviteten i viktige gener. Ved fødselen får kalven også i seg morens tarmbakterier, som aktiverer spesifikke gener i tarmtottene og gjør fordøyelsen funksjonsdyktig.

 

Subjektets egenaktivitet, læring og fasilitering gjennom signaler fra moren og fra omgivelsene er altså fra første stund integrerte deler av det genetiske utviklingsregimet. Organismer er ikke først upåvirket natur som så sekundært utsettes for miljøet. DNA, miljø og kultur sveises fra første øyeblikk sammen til en enhet som i hvert enkelt tilfelle får sin genuine egenart. Derfor kaller vi heller ikke det som lever for «ting», men for «individer».

 

I tiden etter fødselen mottar kalven normalt rikelig omsorg. Kua har den tett inntil seg, snuser på den, omgir den med varme og kjærtegn og beroliger den med dempede lyder. Studier utført blant annet av Michael Meaney ved McGill University i Montreal har dokumentert at slike kjærtegn stimulerer utviklingen av nerveforbindelser og synapser i hjernen. I sammenlignende studier ble avkom som fikk mye kjærtegn og omsorg mindre engstelige og møtte fremmede situasjoner med høyere læringsevne og tillitsfull nysgjerrighet enn referansegruppen. Aktiviteten i visse stresshormongener (blant annet det såkalte CRH-genet) var lavere, og hjernens nervenettverk var tydelig mer differensiert. Dette påvirker også avkommets disposisjon for stressrelaterte sykdommer, blant annet hjerte- og karsykdommer, og dermed også i noen grad forventet levealder.

Både hos elg, mennesker og andre organismer er fosterutviklingen kort og godt resultat av kontinuerlig genetisk, fysiologisk og morfologisk reorganisering, der utformingen skjer simultant på flere ulike nivåer, og uten noen entydig styringssentral. Aktiviteten styres faktisk så langt vi kan se av hele organismen samtidig. Dette er en fundamentalt annen måte å skape ting på enn dem vi kjenner fra IKEA. Organismer har ikke sin opprinnelse i noen spesifikk årsak. Nettopp derfor utløser begrepet liv lette anfall av svimmelhet hos mange.

 

Kulturelle forhold kan også føre til varige genetiske endringer, og har gjort det hos mennesket. Ingen biologer mener i dag at den ekstremt store hjernen vår er en frukt av noen «kamp for tilværelsen». Tvert om er den trolig resultatet av stadig mer komplekse mentale utfordringer, drevet frem av det tette kulturelle fellesskapet som er typisk for menneskelige samfunn: Kompliserte tanker har fremkalt kompliserte hjerner. En nyere genetisk endring som følge av kultur er knyttet til melketoleranse. Normalt produserer bare spedbarn enzymet laktase i fordøyelsen, slik at de kan fordøye og nyttiggjøre seg melk. De fleste voksne er «intolerante», fordi genet for laktaseproduksjon slår seg av noen år etter fødselen. Men for noen tusen år siden begynte mennesker i enkelte kulturkretser, blant andre Skandinavia og visse tørre områder i Afrika, å drikke melk hele livet, kanskje fordi det var praktisk i perioder med næringsmangel. Denne kulturelle endringen gikk hånd i hånd med en liten forandring i regulatorområdet til laktasegenet, som førte til at laktase ble produsert hele livet.

 

Dagens biologiformidling sliter fortsatt med arven fra syttitallet, da de fleste trodde at «vår skjebne ligger i genene» og at «vi er overlevelsesmaskiner for gener». Men gener er ikke slik. Organismer er resultatet av hvordan de selv, forfedrenes levekår, lokalhistorie og kulturelle kontekst, omgivelsenes egenart, sykdommer og symbionter har aktivert, regulert eller deaktivert eggcellens DNA, i et vedvarende symfonisk spill som får Matteuspasjonen til å blekne, og som vi fortsatt strever med å finne en passende terminologi for. Men summen av alle disse prosessene, som gjør at det befruktede egget ikke forblir et egg, men modelleres frem til en differensiert organisme i spennet mellom DNA, omgivelser og kultur, kalles for epigenetikk. Gjennom epigenetiske prosesser smis arv og miljø sammen til en helhet som gjør det meningsløst å spørre om den prosentvise fordelingen av de to.

 

Men man behøver ingen glasskule for å spå at epigenetikk vil bli et like hett forskningsfelt i årene som kommer, som genetikk har vært det de siste tiårene.

Markus Lindholm er biolog og forsker ved Niva.

Annonse

Mer fra Ideer

«Å sverte, latterliggjøre eller true istedenfor å diskutere sak, er velkjent taktikk.»