Hva er en art? Hvis du spør en ikke-biolog, og kanskje en god del biologer, er svaret gitt. En art består av alle individer som kan pare seg og få fruktbart avkom. Dette kalles det biologiske artsbegrepet, og er utbredt i lærebøker i grunnskolen og på videregående.
Men. Du har sikkert skjønt at det ikke er så enkelt. Hvorfor skulle jeg lage et innlegg der svaret kan gis med en setning? Det er enormt mye mer å si om hva som utgjør en art og hvordan man skal sette grenser mellom dem.
Pedagogisk baktanke: kognitiv konflikt
Vi har alle en forståelse av verden rundt oss, som vi bruker til å fortolke og plasserer nye kunnskaper og erfaringer inn i. Men innimellom strekker ikke malen vår til, og vi må revidere den. Kanskje kjenner du igjen disse to prosessene som assimilasjon og akkomodasjon. (Og har lært at Piaget postulerte begrepene. Han spredte dem, men de ble postulert av James Baldwin, se Wozniak 2009).
Å få studenter til å innse at forståelsen de har ikke strekker til kan være en vekker: hei, her er det noe mer! Her er det noe som ikke stemmer overens. Det er mer der ute i verden!
Art og artsbegreper er en fantastisk mulighet til dette. Diversiteten ute i den virkelige verden er så uendelig, den er fantastisk, og det er jo ingen ende på fascinerende detaljer og livshistorier. Og greit, dette er skrevet av en biolog, men jeg opplever at interessen for biologi er ganske stor blant mange.
Å sette grenser i en uendelig variasjon
Før det biologiske artsbegrepet ble laget var det vanlig å definere arter ut fra utseende (det morfologiske artsbegrepet). Dette er ikke alltid så enkelt.
Tenk på hunder, for eksempel. Hunder deler vi inn i raser (som det skal være over 600 forskjellige av). Hvis du klikker deg inn på lenken, kan du se hvor stor variasjon som finnes hos arten hund. Bildet nedenfor viser to hunderaser, som er samme art, og i prinsippet skal de kunne få fertilt avkom.
Du kan sammenlikne variasjonen hos hunder med variasjonen i et utvalg andre artsgrupper. Se for eksempel marihøneplakaten laget av Bioforsk eller humleplakaten laget av NINA, Artsdatabanken og Hageselskapet. (Hos naturfag.no kan du finne plakater av vanlige grupper som fritt kan brukes i undervisningen.)
Hva tenker du om variasjonen hos hundene, marihønene og humlene?
Du kan trekke inn det biologiske artsbegrepet, og si at hundene kan pare seg og få fertilt avkom. Men vet vi alltid det? Og det heter «alle individer som kan pare seg» – hvordan vet vi det, at alle kan? Hvor setter man grensa?
Hybridisering
Ifølge det biologiske artsbegrepet kan ikke ulike arter pare seg og få fruktbart avkom.
Men det skjer likevel, og det hender at en slik hybrid gir opphav til en helt ny art. Et eksempel på dette er oslosildre (Saxifraga osloensis), som er vist å være en hybrid mellom skåresildre (Saxifraga adscendens) og trefingersildre (Saxifraga tridactylites).
Ulv og hund regnes også som forskjellige arter. Men det er likevel kjent at ulv og hund iblant kan pare seg, og få avkom som igjen kan pare seg med en av foreldreartene, slik at gener fra den ene flyter over til den andre. Det kaller vi introgresjon, genflyt fra en art til en annen.
Mye tyder på at dette også hendte med neandertalerne og det moderne mennesket.
Noen ganger er det potensiale for å kunne krysse seg og få fertilt avkom, men geografien er et hinder. Et eksempel på dette er løver og tigre som har fått felles avkom i fangenskap. En hybrid med løvefar og tigermor kalles liger, en hybrid med tigerfar og løvemor kalles tigon. Noen av hybridene har vist seg å være fertile. (Ser du forresten noen betenkeligheter med å krysse arter på denne måten?
Kryptiske arter
Rød fluesopp er et eksempel på at det som ser ut som en art er flere kryptiske arter. Individer som ser like ut, men ikke kan krysse seg, og derfor tilhører ulike arter (dersom man bruker det biologiske artsbegrepet). Kryptiske arter kalles også søskenarter. Om det er en eller to arter på bildet kan man ikke si før man har sjekket nærmere, for eksempel med DNA-analyser.
Ringart
En god illustrasjon på utfordrende grensesetting er ringarter. Det finnes flere eksempler, et av dem er to måkearter som finnes her til lands: gråmåke (Larus argentatus) og sildemåke (Larus fuscus). De kan ikke pare seg og få fertilt avkom her i landet, og oppfører seg og ser ut som to atskilte arter.
Men hvis du beveger deg rundt Arktis, gjennom Russland, Beringsstredet og Alaska, finner du en annen og mer forvirrende historie. Du går fra klart avgrensede arter og finner en serie av mellomformer, en gradvis overgang fra den ene arten til den andre.
Tallene 1 og 2 viser sildemåke (Larus fuscus), tallet 7 gråmåke (Larus argentatus). Resten viser andre arter som danner en kjede av mellomformer mellom sildemåke og gråmåke.
Organismer som kloner seg
Noen organismer kloner seg, og passer derfor ikke inn i det biologiske artsbegrepet i det hele tatt. Et velkjent eksempel er løvetann, men det finnes mange eksempler på dette, også hos dyr.
At løvetann kloner seg er forresten heller ikke 100 % riktig. Avkommet hos løvetann er analysert, og 98 % var klonet. Noen av frøene, 2 %, var dannet ved utkryssing. Kanskje har dere også lagt merke til at løvetann besøkes av insekter? Hvorfor produseres pollen eller nektar, hvis planten likevel kloner seg?
Planter har dobbel befruktning, en for å lage selve frøet og en for å produsere næring til frøet. Hos løvetann, og mange andre planter som jevnt over kloner seg, må den sistnevnte typen befruktning fremdeles til for å lage næring. Uten befruktning dannes ikke en funksjonell nøtt som kan spre frøet og gi næring til spiringen.
Hos de 98 % klonede frøene er selve frøet en klon, mens opplagsnæringen som frøet trenger er trigget av en befruktning, med pollen fra et annet individ. Og hos de 2 % frøene som er laget ved utkryssing, har det skjedd to befruktninger, som hos de fleste planter.
En klon i svevet. Eller kanskje ikke en klon? Fnokken hos løvetann er en nøtt med hårete fallskjerm. Noen som har skjønt nå at det er vanskelig å sette arter i bås? Og det er mer!
Artskomplekser
Artsdannelse skjer nå, og har skjedd gjennom en svært lang tidsperiode. Derfor har noen arter rukket å bli godt atskilt, mens andre er som søskenbarn. Slektslinjene har nylig splittet seg opp.
Det lyseblå feltet i figuren over viser et artskompleks: arter som nylig er splittet opp, og som ikke er så veldig ulike hverandre. Artene som har skilt seg ut tidligere har rukket å bli mer forskjellige.
Du kan få tilsvarende uklare grenser mellom arter når det skjer hybridisering og introgresjon. Dette kan skje mellom flere arter. Ringarter og kryptiske arter nevnt over er også eksempler på artskomplekser. Organismer som delvis kloner seg, og delvis krysser seg, som løvetannen i eksempelet over, gir også artskomplekser.
Det finnes mange flere eksempler på artskomplekser, for eksempel kobraslanger (slekten Naja) og en hel rekke plantegrupper, som bjørnebær (Rubus). Artsdannelse er en uendelig konstruksjon.
Vet du hvordan man lager slektskapstrær som i figuren over? Vi kaller dem fylogenetiske trær eller fylogenier, og her kan du lese om et undervisningsopplegg om å lage fylogenier.
Konvergent evolusjon
Men den tiden arter har vært atskilt trenger ikke bety større synlige forskjeller. Noen ganger er det fordelaktig å ha visse egenskaper i et gitt miljø. Noen ganger blir arter mer like hverandre, også. Det kalles konvergent evolusjon.
Et eksempel er kaktus og vortemelk. Ekte kaktus finnes opprinnelig bare i Amerika, og er tilpasset et liv i ørken. Afrika har ikke kaktus. Men Afrika har også ørken, og planter som er tilpasset overlevelse med lite tilgang på vann.
I Afrika har en annen plantegruppe evolvert kaktusliknende utseende, i så stor grad at noen av dem ser ut som kaktus. Figuren nedenfor viser en kaktus fra Amerika og en vortemelk fra Afrika. Hvem er hvem?
Til venstre ser du en vortemelk (Euphorbia obesa) fra Afrika, til høyre en kaktus (Astrophytum asterias) fra Amerika. Selv om artene har vært atskilt i kanskje 200 millioner år (Afrika og Amerika gled fra hverandre i juratiden) og etterhvert et helt Atlanterhav, ser de rimelig like ut.
Det finnes flere gode eksempler på konvergent evolusjon, egenskaper som oppstår flere ganger. Vinger og øyne, for eksempel.
Så hva er en art?
Noen ganger passer det biologiske artsbegrepet, for eksempel til fugler som holder seg pent og pyntelig til sin egen art. Ikke alltid like pent og pyntelig, forsåvidt, og eksempelet med gråmåke og sildemåke som danner en ringart illustrerer at det er utfordrende å kategorisere også her. Andre ganger passer det morfologiske artsbegrepet. Ikke alle arter i stand til å krysse seg. Eller kanskje et av de andre artsbegrepene passer best.
Så hvilket skal vi bruke? Det kan være et puslespill. Alle artsbegrepene har fordeler og ulemper, og ulike artsgrupper de passer godt eller dårlig for.
Jeg laget et puslespill. Et puslespill over fem relativt kjente og ulike artsbegreper. Puslespillet bygger på en modifisert tabell fra ei lærebok (Grindeland et al., 2012, side 40). Tabellen er skrevet ut, laminert og klippet opp.
Jeg har latt artsbegrep-puslespillet være gruppeoppgave. Dette kan brukes både for å se hva studenter kan fra før, og som repetisjon eller oppsummering. Underveis går jeg rundt og snakker med alle gruppene, og vi har hatt en felles gjennomgang etter puslespillet dersom det har vært nødvendig.
Jeg har iblant tenkt at puslespillet skulle vært bedre, at jeg skal lage en ny og mer entydig versjon. Slik det er nå passer enkelte ruter flere steder. Men jeg har ikke gjort det, fordi nettopp uklarhetene ser ut til å gi gode diskusjoner. Og så er det jo ikke entydig, heller. Bakenfor ligger den nærmest uendelige kompleksiteten, som vi forsøker å innordne i kategorier.
Her kan du laste ned en pdf av puslespillet med fem vanlige artsbegreper.
Arter og vitenskapsteori
Art og artsbegrep kan også illustrere spenningsfeltet mellom kategoriene vi lager når vi prøver å forstå verden (noe som stemmer godt i kanskje 95 % av tilfellene) og det enorme mangfoldet i naturen, som ikke alltid passer inn i en kategori.
Vi har et system, for eksempel det morfologiske artsbegrepet som tar utgangspunkt i utseendet, som stemmer godt for en del organismer. Men det er lett å finne eksempler på at det ikke stemmer så godt, for eksempel kryptiske arter og ringart. Så har vi et annet system, det biologiske artsbegrepet, som også kommer til kort for å forklare en del eksempler, som hybridisering der det dannes fertilt avkom. Det passer heller ikke på organismer som kloner seg.
Det finnes ikke noe artsbegrep som passer på alle typer organismer. Derfor er godt over 20 artsbegreper i bruk. Hvis du vil vite flere detaljer om ulike artsbegreper kan du lese bøkene til Zachos eller Wilkins som blir presentert nedenfor.
Art og artsbegrep kan også sees i lys av vitenskapsteori. (Det skal jeg lage et innlegg om senere. Og det er viktig! Noen av dere har kanskje støtt på argumentet «evolusjon er bare en teori, det er ikke skikkelig vitenskap som er bevist». Dette begrunnes med en misforstått, forenklet forståelse av hva vitenskap er. Forskningen på arter og artsbegreper kan bidra til et mer solid grunnlag om mangfoldet i forskningsmetoder. Selv om enkle eksperimenter ikke er mulig, kan du likefullt skaffe store mengder empiriske data.)
Vil du vite mer om art og artsbegreper?
Artikkelen The “Species” Concept as a Gateway to Nature of Science går mer grundig i temaet enn dette blogginnlegget. Den er publisert i Science & Education, men hvis du ikke har tilgang kan du få pdf av artikkelen av meg.
Nyléhn, J. og Ødegaard, M. 2018. The “Species” Concept as a Gateway to Nature of Science. Species Concepts in Norwegian Textbooks. Science & Education, online first, 30 pages, https://doi.org/10.1007/s11191-018-0007-7.
Artikkelen til Mary Winsor gir en historisk oversikt over hvordan det biologiske artsbegrepet ble omtrent enerådende, og dette er ganske artig lesning for dem som vil knytte biologikunnskaper inn i en større sammenheng:
Winsor, M. P. (2006). The Creation of the Essentialism Story: An Exercise in Metahistory. History and Philosophy of the Life Sciences, 28(2), 149-174.
Hvis du vil ha dybdekunnskap om ulike artsbegreper, kan du for eksempel lese boka til Zachos eller Wilkins:
Zachos, F. E. (2016). Species Concepts in Biology. Historical Development, Theoretical Foundations and Practical Relevance. Switzerland: Springer.
Wilkins, J. S. (2009). Species. A History of the Idea. University of California Press.
Boka til Wilkins har kommet i en ny utgave, men den koster omtrent det firedobbelte. Jeg har ikke sett den. Bøkene til Zachos og Wilkins har ingen bilder, og spesielt boka til Wilkins er veldig informasjonstett. Boka til Zachos er noe mer lettlest, og tilgjengelig som pdf via UiBs bibliotekssider. Boka til Wilkins (den utgaven jeg har, avbildet til venstre) koster ikke så mye på amazon.
Annen litteratur
Wozniak, R. H. (2009). Consciousness, Social Heredity, and Development. The Evolutionary Thought of James Mark Baldwin. American Psychologist, 64(2), 93-101.
Grindeland, J. M., Lyngved, R. & Tandberg, C. 2012. Biologi for lærere. Naturfag i grunnskolelærerutdanningen 5.-10. trinn. Oslo: Gyldendal Akademisk.
Foto
Stor hund og liten hund. Av Ellen Levy Finch, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1063919
Gråmåke og sildemåke. To arter i Norge, ringart rundt Arktis. Av Tomasz Sienicki, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PT05_ubt.jpeg
Kart over utbredelsen av de to måkeartene og mellomformene. Av Frédéric Michel, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9675510
Rød fluesopp. Søskensopp? Av Alterego, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1042804
Oslosildre. Av Rolf Engstrand, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15072298
Løvetann. Av David Monniaux, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=132241
Fnokk i svevet. Av Didier Descouens, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25711166
Kobra. Av Kamalnv, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5064660
Euphorbia obesa. Av Frank Vincentz, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1353586
Astrophytum asterias. Ukjent fotograf, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2047460
Lundefugl, av OscarV055, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14583209