Om varför alla inte har helskägg

Häromdagen kom en artikel om ”Negative frequency-dependent preferences and variation in male facial hair”. Eller, som TT:s skribent uttryckte det: ”Helskägg snart helt ute”. Nåja. Nu har jag kommit över min initiala bitterhet över att den här artikeln redan fått mer uppmärksamhet än min forskning någonsin kommer att få, och den kan faktiskt vara en helt okej liknelse för att beskriva frekvensberoende naturligt urval. Den handlar alltså inte om naturligt urval eller om hur evolutionen skulle format våra preferenser för eller emot skägg. Den handlar om hur skäggmode litegrann liknar evolutionära mönster som finns i naturen.

Frekvensberoende naturligt urval är en av de evolutionära processer som kan bevara genetisk variation i en population. Det finns andra, som i exemplet Soay-fårens horn, men allihop är fenomen som på något sätt förklarar varför naturligt urval inte sorterar bort all variation tills bara den bäst anpassade genetiska varianten finns kvar. Det är annars vad som borde hända i längden. Tänk dig att det finns två varianter av en gen, kalla dem A och a. Frekvensberoende urval är om urvalstrycket, alltså hur bra för fortplantningsförmågan A är i förhållande till a, beror på hur många A och a det finns i populationens genpool. Kanske ger A en stor fördel när det är ett relativt unikt anlag som få bär på, men sämre när nästan hela populationen bär på A. Det kan uppstå situationer där både A och a stabilt finns i populationen, men deras frekvenser skiftar fram och tillbaka.

För att det där ska verka mindre abstrakt: tänk dig skägg! Janif, Brooks & Dixson (2014) visade män och kvinnor bilder på män med mer eller mindre skägg och lät dem bedöma hur attraktiva de var. De visade grupper av bilder med olika sammansättning  av bilder med mycket eller lite skägg (en grupp med få renrakade, en med lika och en med få helskägg). De kom fram till att bedömningarna berodde på gruppens sammansättning. Skägg såg mer attraktivt ut om få av bilderna i gruppen hade skägg. Slätrakat såg mer attraktivt ut om få av bilderna var rakade. När det gällde stubb var det ingen större skillnad. Män och kvinnor bedömde attraktivitet typ likadant. Om en viss ansiktsfrisyr är ovanlig så förefaller den vara mer tilltalande än om den är vanlig.

Det finns exempel på liknande fenomen i naturen. Guppyhanar kommer med olika sorters ärftliga färgglada teckningar som inte verkar sorteras bort av naturligt urval. Hughes & co (2013) satte samman grupper där hanarna hade olika kombinationer av mönster och kom fram till att de sällsynta hanarna var de som fick flesta avkomma. Guppyhonor utövar frekvensberoende urval av ovanliga färgmarkeringar. Människor har alltså liknande preferenser för skägglängd, men där slutar också likheterna. Janif, Brooks & Dixson har inte hittat frekvensberoende naturligt urval för skägg. Låt oss gå igenom varför inte, i plågsam detalj:

1) En bedömning på skala -4 till 4 hur attraktivt ett ansikte är fungerar antagligen ganska dåligt som indikator på reproduktiv framgång. Naturligt urval verkar inte på snygghet, utan mängden avkomma. Det finns säkert något samband, men frågan är hur stor (obefintlig) roll skägg egentligen spelar när människor väljer partner.

2) Tidsperspektivet för skäggmode är betydligt kortare än människans generationstid. Eller: hur mycket skägg en människa väljer att ha är en väldigt plastisk egenskap. Den ändrar sig under livets gång och som svar på en mängd andra saker. Det finns garanterat någon sorts genetisk komponent (hårväxt verkar gå i släkten), men om skägg blivit inne på sista tiden är det inte huvudsakligen på grund av ärftlighet. Däremot är det möjligt att författarna hittat ett kulturell mönster som till sin dynamik liknar frekvensberoende naturligt urval. Kanske anpassar män sitt ansiktshår till frekvensen av olika frisyrer omkring dem för att de vill känna sig attraktivare.

3) Även om partnervalet skulle delvis hänga på skägget och skägget vara ärftligt, så finns det två andra viktiga frågor. Vilka andra egenskaper är kopplade till att ha skägg eller inte? Och vilka andra egenskaper vill kvinnor se hos en partner, förutom den typ av ansiktshår hon föredrar? Antagligen ganska många andra saker som antagligen är väldigt mycket viktigare. Därför är det inte säkert att preferenser för skägg eller inte skägg har någon effekt på partnerval och reproduktion överhuvudtaget! Detta fenomen kallas evolution i flera dimensioner och korrelationerna mellan egenskaper beskrivs av G-matrisen. Poängen är att om en bara tittar på en enda egenskap och urval i förhållande till den egenskapen kan en råka göra helt galna förutsägelser som inte har något med verkligheten att göra, ifall det skulle råka falla sig så att den egenskapen är korrelerad med andra egenskaper som också står under naturligt urval.

Förresten,

Återstår bara att gratulera alla slätrakade män. Ni är hetast! Just nu i alla fall.

Nja. Nu var det faktiskt så att slätrakat bedömdes minst attraktivt under alla tre förhållanden. Jo, var fler som föredrog slätrakat i gruppen med få rakade bilder än i gruppen med många slätrakade. Men det var ändå mindre populärt än någon skäggig variant.

(Potentiell intressekonflikt: undertecknad bär helskägg och tror inte att mänsklig kultur bör beskrivas med evolutionsliknelser.)

Litteratur

Janif, Z. J., Brooks, R. C., Dixson, B. J. (2014) Negative frequency-dependent preferences and variation in male facial hair. Biology letters. 10(4) 10.1098/rsbl.2013.0958

Hughes, K. A., Houde, A. E., Price, A. C., & Rodd, F. H. (2013). Mating advantage for rare males in wild guppy populations. Nature, 503(7474), 108-110.

Naturligt urval: Ett par svårigheter med evolutionspsykologi

Evolutionspsykologi är en gren av psykologi som försöker använda sig av evolution för att förstå mänskligt beteende. Fast om det beskrivs så brett är evolutionspsykologin av idag knappast den enda evolutionära psykologin. Freuds psykoanalys lutade sig på en, om än märklig, tolkning av dåtidens evolutionsbiologi. Till och med Skinners radikala behaviorism har en syn på människan som biologisk varelse bland andra djur; det är bara en väldigt tunn mänsklig natur som till största del består av mekanismer för inlärning. Till den som inte tror mig om det senare rekommenderar jag den lilla boken av Naour (2009) som handlar om ett möte mellan E. O. Wilson, som myntade sociobiologin, och B. F. Skinner, en synnerligen otippad diskussion som inträffade 1987. Inte nog med att Skinner lägger ut texten om hur han ser sin psykologi som sammankopplad med evolutionsbiologi. E O Wilson beskriver sig dessutom som behaviorist. Det är en mycket rolig bok. All psykologi med självaktning måste ha någon inställning till människans evolution, och evolutionspsykologer är inte de enda som tänker på ämnet.

Samtida evolutionspsykologi intresserar sig för de beteenden som är någotsånär universella för människor. I den mån de också är någotsånär jämförbara med beteenden som finns i andra djur finns det en chans att använda jämförande metoder. Det går att spåra dem i släktträd (fylogenetiska träd) och se vilka ekologiska omständigheter som orsakar vissa anpassningar. Problemet är bara att människor är så konstiga. Vi pratar språk och överför kulturell information i betydligt mer än de flesta andra djur. Om det inte finns någon bra jämförelsepunkt fungerar fylogenetiska metoder dåligt. Så de egenskaper som kanske är allra intressantast lämpar sig inget vidare för evolutionär analys.

Dessutom är evolutionspsykologer mest intresserade av mänskliga egenskaper som är anpassningar. Alltså, de egenskaper som gynnats av naturligt urval därför att de fick våra förfäder och -mödrar att producera mer avkomma. En skulle kunna tänka sig att jämföra människor med olika egenskaper, se efter hur många barn de får och på så sätt dra slutsatser om ifall beteendet har haft adaptivt värde eller ej. Problemet är att naturligt urval verkar genom att sortera bort variation. Om det finns naturligt urval för en egenskap som är tillräckligt starkt och vara tillräckligt lång tid sorteras den genetiska variationen bort. Förr eller senare blir det bara den mest framgångsrika genvarianten kvar. Så samtida genetisk variation i ett beteende är ingen vidare guide till hur det såg ut i historien. Buss (2005) skriver om detta i sitt introduktionskapitel till en handbok om evolutionspyskologi. Han är föredömligt tydlig med hur evolutionspsykologer utgår ifrån att naturligt urval är en optimerande process som går att jämföra med design, men verkar fullständigt omedveten om problemen med det. Det skulle teoretiskt sett gå att, med populationsgenetiska metoder, spåra gener som varit föremål för naturligt urval under mänsklig evolution, men vi vet helt enkelt för lite om vad gener gör för att kunna tolka dem. Så tyvärr, beteendegenetik är till väldigt liten hjälp. Kom tillbaka om hundra år.

Så vilka metoder har evolutionpsykologer till sitt förfogande för att studera evolutionära anpassningar som gör oss mänskliga? Ja, ironiskt nog är evolution och genetik inte till någon större hjälp, men de har alltid fysiologiska, neurologiska och psykologiska experiment.

Litteratur

Naour, P (2009) E. O. Wilson and B. F. Skinner. A dialogue between sociobiology and radical behaviorism. New York: Springer.

Buss, DM (2005) Conceptual foundations of evolutionary psychology. I: Buss DM (red) Handbook of evolutionary psychology. New Jersey: John Wiley & Sons Inc.

Ett litet försvar av den själviska genen

IMG_20140414_131543

Den själviska genen är en bok av Richard Dawkins som kom ut 1976. Den handlar om djurs beteende och framför allt om hur det kommer sig att djur så ofta samarbetar, hjälps åt och beter sig hyggligt mot varandra trots att deras beteende formats av evolution genom naturligt urval. Boken är både bättre och sämre än sitt rykte.

Bättre, för väldigt mycket kritik om hur den själviska genen rättfärdigar själviskt beteende är fånig. Syftet med texten är precis tvärtom att popularisera evolutionära modeller som förklarar osjälviskt beteende! Det ligger något i att adjektivet ”självisk” lätt leder tanken fel. Genetiska varianter tycker och tänker naturligtvis ingenting, och de är inte själviska heller. De bara är. Men Dawkins’ allegorier om organismer som överlevnadsmaskiner konstruerade av själviska replikatorer är en betydligt bättre bild av evolution än många andra. Den fångar åtminstone hur riktningslös processen är. Evolutionen bryr sig inte om oss, vår moral eller våra ideal om vad som är skönhet eller god design. ”Genialiska”, ”samarbetsvilliga” eller ”solidariska” gener fångar inte den delen av evolution särskilt väl. Om genen ska ha något adjektiv så är det ”självisk”. Kanske också ”nyckfull”.

Sämre, för Den själviska genen är inte den allomfattande boken om evolution, gener och beteende. Faktum är att den behandlar ett ganska begränsat område. Det är inget fel i det, men någon som får hela sin kunskap om evolution från Den själviska genen och från Dawkins’ evolutionsspekulationer i The God Delusion får en ganska bristfällig bild av evolutionsbiologi. Inte nödvändigtvis felaktig, men inte komplett. Personligen tycker jag också att den gjorde världen en stor otjänst genom att mynta ordet ”mem”. Men det är nog ett gräl vi borde ta en annan dag. Att en populär/vetenskaplig bok behandlar ett avgränsat ämne (mest djurs sociala beteende) med några verktyg (mycket Hamiltons regel och evolutionärt stabila strategier) är bra och rimligt. Bara en inte glömmer att evolution är större än det ämnet och de verktygen.

Hur som helst tror jag att många av missförstånden kring Den själviska genen, föga förvånande, har att göra med förståelsen av ordet ”gen”. ”Den själviska genen” avser naturligtvis inte gener i betydelsen ”den själviska dna-sekvensen med någon funktion” utan ”den själviska genetiska varianten”. Boken använder alltså ordet gen i den klassiska betydelsen, inte den molekylära. Som Dawkins skriver:

In the title of this book the word gene means not a single cistron [kodande dna-sekvens, alltså molekylär gen] but something more subtle. /…/ A gene is defined as any portion of chromosomal material that potentially lasts for enough generations to serve as a unit of natural selection. (s. 28)

Det betyder för det första att kritik som går ut på att den själviska genen är utdaterad för att den handlar om gener istället för genuttryck, reglerande varianter, epigenetik osv helt missar målet. Det spelar ingen som helst roll för teorin som beskrivs i Den själviska genen ifall variationen beror på ändringar i proteinsekvens, ändringar i reglerande sekvenser eller för den delen epigenetisk arv. De resultat Dawkins’ bygger på analyserar populationen och evolutionen på en annan nivå som är nästan helt agnostisk till den molekylära grunden för ärftligheten. Och det gäller mycket teoretisk evolutionsbiologi, populationsgenetik och kvantitativ genetik. Bara variationen är ärftlig och beter sig som genetisk variation så fungerar teorin lika bra.

Vidare betyder det att själviskheten som en genetisk variant utövar huvudsakligen går ut över andra varianter av samma gen. Det är inte de genetiska varianternas krig mot varandra, utan konkurrens mellan varianter på samma plats i genomet. I övrigt så formas genetiska varianter av varandra och bildar familjer, komplex och interaktioner som evolverar tillsammans. Det är klart, en genetisk variant kan påverkar de som ligger nära på samma kromosom och de andra varianter den interagerar med (de tekniska termerna för detta är koppling och epistasi, om någon undrar). Men överlag finns det ingen konflikt mellan liknelser där enskilda varianter kallas själviska och liknelser där gener sitter i någon sorts kommitté eller förhandlingar. De är bara olika perspektiv på samma process.

Litteratur

Dawkins, R. (2006) The selfish gene. Oxford University Press. (Det är en jubileumsutgåva. Boken gavs först ut 1976.)

Vilken funktion? Katedralen i Venedig, honors penisar och proopiomelanokortin

Apropå geners funktion: Per Köhler frågade:

kohler_spandrill

Bra fråga. Han hänvisar det en viss artikel och en viss terminologi från Stephen Gould och Richard Lewontin: The Spandrels of San Marco and the Panglossian Paradigm: A Critique of the Adaptationist Programme (1979). Det är en pamflett om evolution som verkar ha haft stort inflytande; den kommer på tal med jämna mellanrum i olika sällskap och biologer har mycket olika åsikter om den. Jag tror den är relativt tillgänglig och värd att läsa en bit av, om en bara kommer ihåg att den är en inlaga i en debatt som inte riktigt finns längre.

Kort och gott skäller Gould & Lewontin på forskare som för lättvindigt antar att organismers olika egenskaper är anpassningar som hjälper dem fortplanta sig. Naturligt urval kan inte åstadkomma vad som helst och har ingen plan för framtiden, så många av levande varelsers egenheter kan bara ha råkat bli så. Som ett exempel på saker som är så för att de blir så lanserar de en liknelse om St Markuskyrkan i Venedig. De tar valvbågarna i kyrkans tak som exempel. De kilformiga ytorna, spandrillerna, är förgyllda och har porträtt av de fyra evangelisterna, men Gould & Lewontin hävdar att det är fel att börja med att anta att spandrillernas funktion är att bära dekorationer, för spandrillerna är en nödvändig bieffekt av andra val vid utformningen av kyrkan. De myntar ordet spandrill (spandrel på engelska) för biologiska egenskaper som har den sortens historia: de uppstod som en bieffekt av något annat och råkar sedan få en ny funktion.

Veneza118

(Foto: Ricardo André Frantz, via Wikimedia Commons. cc:by-sa 2.5)

Jag vet ingenting om arkitektur, men liknelsen om St Markuskyrkan handlar tack och lov inte om det, utan om genetisk arkitektur. Gould & Lewontin föreslår att många egenskaper inte uppstår för att de är föremål för naturligt urval själva, utan för att de är genetiskt korrelerade till andra egenskaper som främjas av naturligt urval. Det är samma genetiska varianter, så att välja den ena egenskapen betyder att den andra hänger med.

För att det här ska bli något begripligare, låt oss ta ett par exempel! Först ett från Gould (1997) och sedan ett nyare exempel (Franchini m.fl 2011). Hos fläckiga hyenor har inte bara hanar utan också honorna en penis. Ibland kallas den pseudopenis, men jag vet inte riktigt vad det är som är pseudo- med den mer än att den sitter på en hona. Hyenorna har också ett socialt system där honorna är bildar en dominanshierarki över hanarna och är jämförelsevis aggressiva. De använder sina penisar i hälsningsceremonier, så den verkar fylla någon social funktion. Som Gould skriver finns det åtminstone två möjliga hypoteser. Är honornas penis en produkt av naturligt urval för bättre social signalering, eller är det kanske en naturligt urval för ändrat beteende som påverkat hormoner som orsakat en ”maskuliniserad” klitoris som bieffekt? Ibland går det att titta närbesläktade arter med och utan egenskapen och ta reda på vad som kom först. Och ibland går det att testa om en viss bieffekt är rimlig, i det här fallet att undersöka om det verkligen är samma hormoner som är inblandade i hyenans penis och beteende. Men det är svårt att säkert veta om något är en anpassning eller inte.

För att göra språkbruket ännu rörigare myntade Gould & Lewontin ett ord till för sina spandriller: exaptation. En adaptation är en evolutionär anpassning; en exaptation är en evolutionär anpassning som bygger vidare på något som från början uppstod som bieffekt. En exapation är en spandrill som har en ny funktion, som när någon kom på att sätta upp mosaiker av evangelisterna i katedralen. Det finns en bunt molekylära exempel på exaptationer: dna-sekvenser som haft någon annan funktion men som av någon mutation flyttats om så att de hamnat i ett nytt sammanhang och börjat göra något nytt. Ett fint exempel kommer från Franchini & co (2011) som studerade regleringen av en gen som heter POMC. Den kodar för proopiomelanokortin som är ett förstadium till flera hormoner som är inblandade i bland annat aptitreglering. POMC uttrycks i hypothalamus under kontroll av två reglerande sekvenser. Den ena, som heter nPE2, uppstod i en urmoder till däggdjuren, medan den andra, nPE1, är yngre och uppstod i en urmoder till placentadjuren. Själva POMC-genen finns bland käkförsedda ryggradsdjur. Poängen är att när Franchini & co letade efter nPE1:s ursprung så fann de att den matchar väl med familj retrotransposoner, alltså en sekvens som från början kommer från ett retrovirus. Virusgenom formas naturligtvis bland annat av naturligt urval, men inte för att reglera däggdjurs hormoner.

Med det i åtanke kan en dela upp spandriller i två sorter: de som uppstått som bieffekter men idag inte har någon evolutionär funktion och de som har fått en ny evolutionär funktion och är exaptationer. I det första fallet är frågan att skilja det som har evolutionär nytta från det som bara råkar ha blivit så, och problemet är att det är ganska lätt att hitta på hyfsat trovärdiga hypoteser om hur det mesta skulle kunna ha någon funktion, men väldigt svårt att avgöra hur det egentligen har gått till. I det andra fallet är det frågan om att avgöra i vilken ordning saker har ägt rum, vilken funktion som kom först och när den nya funktionen kom till. Och till saken hör att på molekylär nivå kommer (nästan) alla egenskaper ha en exaptation någon gång i sin historia. Det är omöjligt, eller i alla fall väldigt osannolikt, att komplexa reglerande sekvenser uppstår i ett slag. Nya sekvenser byggs upp av evolution för någon annan funktion eller process av neutral evolution innan de råkar arrangeras om och få en ny funktion. Nya reglerande sekvenser, som nPE1 ovan, kan flyttas om så att de börjar reglera en ny gen. Gener med nya funktioner uppstår ofta från duplicerade kopior av gener med någon annan funktion (se IRX3, till exempel). Jag ber om ursäkt om det låter som att jag trivialiserar deras fina metafor, men vad Gould & Lewontin egentligen säger är att att evolutionen tager om den så hava kan.

Litteratur

Gould, S. J., & Lewontin, R. C. (1979). The spandrels of San Marco and the Panglossian paradigm: a critique of the adaptationist programme. Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Biological Sciences, 205(1161), 581-598.

Gould, S. J. (1997). The exaptive excellence of spandrels as a term and prototype. Proceedings of the National Academy of Sciences, 94(20), 10750-10755.

Franchini, L. F., López-Leal, R., Nasif, S., Beati, P., Gelman, D. M., Low, M. J., … & Rubinstein, M. (2011). Convergent evolution of two mammalian neuronal enhancers by sequential exaptation of unrelated retroposons. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(37), 15270-15275.

Dagens rekommendation: Dom Wright i tidningen

Häromveckan blev min handledare, Dominic Wright, intervjuad i Linköpingsposten med anledning av att han just blivit lektor. Några formuleringar är ganska lustiga men nåja. Det är dock sant att National Geographics skrev om vår förra vetenskapliga artikel om kamstorlek under överskriften ”Tales of the weird” (den primära artikeln var naturligtvis inte där, utan i PLOS Genetics). Dessutom gulliga kycklingbilder.

Dagens rekommendation: Stressforskning öppnar för bättre djurhållning

En liten video från Linköpings universitet om en del av forskningen som äger rum i AVIAN-gruppen, den metagrupp vid IFM Biologi som jag också tillhör. De som pratar är Pelle Jensen, professor i etologi (och min bihandledare) och Hanne Løvlie, forskarassistent. Hanne berättar om en del av sin forskning om höns personlighet, bland annat tillsammans med Josefina Zidar, doktorand och min kontorskamrat. De forskar bland annat på hur höns förmåga att lösa olika problem, som att lära sig hitta mat i en labyrint, och hur det hänger ihop med hur de beter sig i andra situationer som mäter olika personlighetsdrag. Pelle pratar om stress och genetik, två övergripande teman i mycket av vår forskning, och vad det är för nytta med kunskaper om höns.

En del av hönsen syns också i bild, både röda djungelhöns, den art som tamhönsen kommer ifrån, och vita domesticerade värphöns. Bland andra jag sysslar mycket med en korsningslinje mellan tama och vilda höns, men jag tror inte några sådana skymtar förbi. Vi använder både jämförelser mellan tama och vilda höns och korsningar dem emellan för att titta på den genetiska grunden för olika skillnader mellan vilt och tamt.

Dagens rekommendation: F Jalalvand m. fl. om värdet av mysko forskning

Vi vet för lite om allt för att kunna lösa problem snabbt. Vi vet för lite om allt. Vi vet för lite om mänsklig genetik. Vi vet för lite om cellens metabolism. Vi vet för lite om samspelet mellan sjukdomsframkallande organism och värd. Vi har för få metoder. Vi vet för lite om allt. Och om den tillämpade forskningen ska ta reda på allt som den behöver för att kunna lösa problemen den är ämnad för att lösa hade den behövt tillbringa ett par 100-200 år åt det innan den kunde sätta igång med det verkliga arbetet (uppdiktade siffror, men play with me here).

Den här bloggposten av F Jalalvand, doktorand i mikrobiologi i Lund, är en gammal favorit om varför det är viktigt att forska om saker som inte verkar ha någon omedelbar nytta. Han radar upp en serie exempel, som inte alls är långsökta eller udda, på hur nyfikenhetsdriven forskning senare kommit att bli väldigt fruktbar även för tillämpad forskning. Bloggen är även övrigt mycket läsvärd.

Låt oss nu säga att en forskargrupp jobbar med att förstå och utveckla ett botemedel mot bröstcancer. Om forskarna hade själva behövt upptäcka Taq-polymeraset, GFP, RNA silencing och all annan kunskap och metodologi som härstämmar från grundforskning förstår ni att botemedlet hade dröjt.

Och om läsaren råkar ha tillgång till ett forskningsbibliotek finns det en kolumn i en vetenskaplig tidskrift av Patricia Brennan m.fl. som säger ungefär samma sak:

Brennan, Patricia LR, et al. (2014) Oddball Science: Why Studies of Unusual Evolutionary Phenomena Are Crucial. BioScience 64.3 178-179.

Vad är funktion?

Igår påstod jag att när jag skriver ”gen” så menar jag en dna-sekvens med ett namn och en funktion. Befogad fråga: vad sjutton är en funktion? Om det tvistar de lärda med flera, vilket illustreras av debatten om dna-encyklopedin ENCODE. Jag har skrivit lite om det förut, men kortfattat: ENCODE gick ut på att använda olika sekvenseringsbaserade experiment för att hitta de sekvenser i det mänskliga genomet som har någon funktion. Projektet hävdade at en väldigt stor de av genomet, upp till 80%, dök upp i något av experimenten som kopplade till någon biokemisk aktivitet. Deras motståndare svarade att ENCODE använt fel definition av ”funktion”; det viktiga är inte aktivitet utan om den aktiviteten bevarats av naturligt urval.

För det första: en dna-sekvens gör ingenting i sig själv; det är inte det som är frågan. Det intressanta är vad cellen och dess maskineri av biologiskt aktiva proteiner och rna-molekyler gör med en dna-sekvens. Det enklaste är kanske att säga att en sekvens’ funktion är vad cellen gör med den, åtminstone om det sker tillräckligt pålitligt och reproducerbart. Å andra sidan kan en ha en evolutionär syn på funktion, där en sekvens endast har en funktion om den främjats av naturligt urval. Alltså: sekvensen ser ut som den gör och cellen använder den som den gör därför att det på något sätt givit individer som bär den reproduktiv framgång. Dan Graur & co (2013) skrev en mycket arg artikel om ENCODE där de bland annat förespråkar den evolutionära synen på funktion. Artikeln är kanske lite för arg, men det här är ett bra exempel:

In biology, there are two main concepts of function: the “selected effect” and “causal role” concepts of function. /…/ For clarity, let us use the following illustration (Griffiths 2009). There are two almost identical sequences in the genome. The first, TATAAA, has been maintained by natural selection to bind a transcription factor; hence, its selected effect function is to bind this transcription factor. A second sequence has arisen by mutation and, purely by chance, it resembles the first sequence; therefore, it also binds the transcription factor. However, transcription factor binding to the second sequence does not result in transcription, that is, it has no adaptive or maladaptive consequence. Thus, the second sequence has no selected effect function, but its causal role function is to bind a transcription factor.

Jag tror inte att jag förvränger Graur & co:s argument om jag säger att de ser 80%-siffran som en sorts reductio ad absurdum av att prata om funktion som bara vad en dna-sekvens används till. Genomet är stort och fullt med sekvenser som bara av en slump innehåller bindingsställen för olika reglerande proteiner etc. Oavsett om det råkar skrivas av till rna ibland eller binda till transkriptionsfaktorer så är det mesta ändå att betrakta som irrelevant från det naturliga urvalets synpunk. Sedan finns det en del som tycker att skräp-dna låter slarvigt och vulgärt, men det är en fråga om språkbruk, inte om genomets funktion.

Hur vet en då om en sekvens har funktion ur det naturliga urvalets perspektiv? När genomet kopieras drabbas det av slumpvisa mutationer, avskrivningsfel helt enkelt, som ändrar sekvensen här och där. Om mutationen gör att något går sönder och det påverkar individens förmåga att reproducera sig tillräckligt kommer varianten sorteras bort av naturligt urval. Därför är vissa viktiga delar av genomet, framför allt de gener som kodar för proteiner, konserverade. Därför går de också att känna igen mellan arter som är mycket avlägset släkt, även om den omkringliggande icke-kodande sekvensen kan vara helt olika.

Men det är inte självklart att det alltid är funktion-genom-naturligt-urval som är det intressanta. För det första, allt är inte lika väl konserverat som de proteinkodande sekvenserna, så det är inte säkert att alla reglerande sekvenser och nyligen tillkomna gener som är specifika för ett visst släkte kommer gå att hitta med metoder som letar efter konservering. Det finns en risk att missa de absolut senaste intressanta sekvenserna under naturligt urval bara för att det inte finns något att jämföra med. Dessutom är det inte alls säkert att en bara är intresserad av sekvenser som bevaras av naturligt urval. Om en studerar mänsklig sjukdom, till exempel, är det mycket möjligt att de intressanta sekvenserna faktiskt är neutrala i förhållande till naturligt urval. De kan till exempel ha sin effekt sent i livet, efter reproduktiv ålder.