Nemendur í FB að skoða maurabú
Umhverfi – pistill fyrir Uppástandið á Rás 1 sumarið 2026. Umsjónarmaður Pétur Halldórsson.
###################
„Fjórðungi bregður til fósturs“, segir í Njálu.
Hallgerður Langbrók hafði sannfært Sigmund Lambason um að drepa Þórð fóstra Njálssona. Áður en morðið var framið sagði Sigmundur:
“En eigi er kynlegt að Skarphéðinn sé hraustur því að það er mælt að fjórðungi bregði til fósturs. (42. kafli)”
Fóstur er allt það atlæti og atburðir sem móta einstakling á lífsleiðinni, með öðrum orðum allt umhverfi viðkomandi (bæði lifandi og dautt).
Við líffræðingar hugsum um eiginleika lífvera og mörg okkar hafa áhuga á því - hvað mótar þá?
Hvert er framlag erfðaþátta, hvert er framlag umhverfis? og
Og hvert er framlag tilviljana? ræðum þær síðar.
Samkvæmt fornum textum, og heimildamanni mínum Aðalsteini Sigurgeirssyni var oft sagt til forna AÐ
"fjórðungi brygði til móður, fjórðungi til föður, fjórðungi til fósturs og fjórðungi til nafns."
þetta þýðir að helmingur eiginleika einstaklinga sé frá foreldrum þeirra kominn. (fjórðungur sé vegna umhverfis og síðasti parturinn búi í nafninu).
Það er freistandi að ræða umhverfi og erfðir út frá litríkum persónum Njálu, ræða um skeggleysi höfðingjans á Bergþórshvoli, persónuleika Hallgerðar, líkamsburði Skarphéðins.
En til að sleppa undan þunga sögunnar og persónanna, langar mig að fjalla um líkamsburði músa í staðinn. Mýs eru spendýr eins og við og hafa margvíslega eiginleika, t.a.m. stærð, hárlit, fjöldi táa, mynstur taugabrauta í heila músarinnar eða atferli eins og virkni, áhættusækni, færni við að leysa þrautir.
Við getum skoðum breytileikann í svona eiginleikum, t.d. með því að mæla margar mýs og greina gögnin. Mýsnar eru næstum allar með fimm tær á öllum fingrum. Þessi eiginleiki hefur lítinn breytileika, en mýs eru misþungar og þegar þyngd 100 músa þeirra er sett á ás (frá 0-50 grömm), kemur í ljós meiri breytileiki
(dreifingin lítur út eins og bjalla, þar sem meðalþyngdin er kannski 20 gröm, en einnig finnast mýs sem eru 21,19, 18, 22…30 eða jafnvel 35 eða 10 gröm). Dreifingin er raunveruleg og við höfum margvíslegar aðferðir til að rannsaka hana. Til að lýsa svona dreifingum getum við reiknað meðaltal og dreifni (sem er frávik hverrar músar frá meðaltalinu).
Síðan getum við spurt, hvort skiptir meira máli fyrir þyngd í músum, erfðir eða umhverfi?
Svarið er, bæði skiptir máli. Ólíkir stofnar músa (mismunandi gen) eru misþungir, jafnvel þegar þær séu aldar á samskonar fæðu og fá jafnmikið af henni – þannig að erfðir skipta máli. En mýs vaxa líka betur ef þær fá betri fæðu, - þannig að umhverfið hefur líka áhrif.
Við notum hugtakið arfgengi (e heritability) til að lýsa því hversu stór hluti breytileika í einhverjum eiginleika (t.d. þyngd músa) er tilkomin vegna erfðaþátta frá móður eða föður. Eða vegna mismunar í umhverfi. Arfgengi er tala sem hleypur frá 0 (genin skipta engu máli, en umhverfið öll) upp í 1 (genin skipta öllu máli, og umhverfið engu). Fyrir þyngd músa er arfgenið milli 0,4 og 0,8. Það er hæst (0,8) fyrir ungar mýs, um 200 daga gamlar, en lægst (0,4) fyrir eldri mýs (600 daga).
Það þýðir að áhrif umhverfis eru missterk eftir því hversu gamlar mýsnar eru. Eða með öðrum orðum, áhrif umhverfis safnast upp yfir ævina, því líkamar okkar “muna” fyrra aðstæður. Það er einmitt viðfangsefni rannsókna á áhrifum alvarlegra sýkinga eða áfallasögu á líðan og ástand fólks.
Áhrif erfða og umhverfis eru mismunandi eftir eiginleikunum – gen hafa mikil áhrif á þyngd, en litlar á breytileika í fjölda “táa eða fingra”. Erfðir, umhverfi og saga einstaklinganna eru nefnilega samofin, og oft mjög erfitt að rekja sundur þræðina.
En hvað er umhverfið?
Erfðamengi dýra eru risastór og breytileg milli einstaklinga (meðal manna eru um 15. Milljónir breytilegra staða – fjöldi veltur á því hvaða skilgreiningar maður notar). Við búum yfir tækni sem getur mælt alla þessa breytileika, með því að nota lífsýni með DNA.
Umhverfið er mun flóknara og fjölbreyttara og ekkert tæki getur mælt. Umhverfið er nefnilega allir eðlisfræðilegu þættirnir, hiti, raki, þrýstingur, geislun ofl og enn fleiri líffræðilegir þættir (matur, sýklar, samlífisverur). Víkjum fyrst að hinu “dauða” umhverfi.
Þeir virka yfir æviskeið lífveranna, og á hverjum tímapunkti. Jafn hiti um 4°C (meðalhiti á klakanum okkar) er ekki það slæmur og veldur ekki alvarlegum skakkaföllum, en frost undir 40 eða hitabylgjur yfir 50°C geta farið mjög illa með spendýr eins og okkur.
Umhverfisþættir geta haft tíma yfir lengri tíma, eða mjög stuttan en afdrifaríkan eins og í hitabylgju sem fylgir loftslagsbreytingum af mannavöldum. Þetta er dæmi um umhverfisþátt, sem við mannkynið höfum gert hætturlegri með losun okkar á koltvísýringi.
Ræðum næst hið lifandi umhverfi, “fjórðunginn úr fóstrinu” eins og sagði í Njálu. Þ.e.a.s. mat, smit og okkar innri samfélög.
Við dýrin verðum að borða lífrænt efni, því við getum ekki myndað orku beint úr ljósi sólar - eins og plönturnar og þörungarnir.
Næring er því einn veigamestir umhverfisþáttur dýra: hvaða næring er í naflastrengsblóðinu, fyrstu dropum móðurmjólkur, stöppuðu gulrótinni eða fisknum? Eins og með aðra umhverfisþætti, þá þolum við illa sveiflur í næringu yfir tíma. Hungur eða ofát geta leitt til alvarlegra afleiðinga og jafnvel dauða.
Smitandi verur og sýklar, ásamt rándýrum, eru einnig veigamikill umhverfisþáttur. Margir sýklar leiða til alvarlegra veikinda og teljast banvænir. Nærtækt dæmi er veiran Sars-Cov-2 sem veldur Covid. Dánartíðni var um 1% í upphafi faraldurs, en margir sem lifðu smitið af eiga nú við langvarandi afleiðingar þess. Þannig getur eitt smit haft afdrifaríkar afleiðingar fyrir einstaklinga, fyrir lífstíð. Umhverfi okkar inniheldur líka fleiri lífverur og afurðir þeirra. Ræðum aðeins sambýlisörverur, sem loða við flest stór dýr og plöntur. Dýr innihalda margar örverur í meltingarveginum, sem eru frekar sambýlingar en smitvaldar. Flestir þekkja mikilvægi örvera fyrir jórturdýr eins og kýr, en við aparnir innihöldum líka margar örverur í meltingarveginum, sem eru nauðsynlegar fyrir heilsu. Örverufræðingar eru rétt byrjaðir að skilja hlutverk þessara sambýlinga okkar, örverur eru nauðsynlegar til að meltingarvegurinn þroskast rétt, hjálpa til við niðurbrot fæðu og nýsmíð á lífrænum sameindum. Einhverjir kannast örugglega við það að fá meltingartruflanir eftir töku sýklalyfja. Það er vegna þess að náttúruleg þarmaflóra eyðist að miklu leyti við sýklalyfja meðferð. Þetta er óheppileg aukaafleiðing þess að hreinsa út bakteríuna sem veldur sýkingu. Rannsóknir hafa líka sýnt að þarmaflóran nær sér nokkuð hratt á strik, en það er tilviljun háð hvernig samsetning hennar “þroskast”.
Það leiðir okkur að síðasta þættinum sem mótar eiginleika lífvera, tilviljuninni. Þegar hver einstaklingur þroskast mótast hann af genum sínum, umhverfisþáttunum öllum, samspili milli ákveðinna gena og vissra umhverfisþátta, og líka tilviljanakenndum atriðum (allt frá flökti í sameindum innan fruma, sem áhrifum umhverfisþátta á lífveruna). Þetta birtist m.a. í því að eineggja tvíburar eru aldrei nákvæmlega eins í öllum einkennum. Einhverjir hafa haldið á lofti dæmum um eineggja tvíbura sem létust úr sama sjúkdómi sömu vikuna, en undantekningarnar sanna ekki regluna. Þetta birtist líka í því að hægri og vinstri hliðar dýra eru aldrei nákvæmlega eins (sem sést á spegilmynd líkama eða andlits). Allur líkaminn er með sömu gen (sleppum undantekningunum núna), hafa fengið sama umhverfi (t.d. mat, sýkingar og hita), en samt eru hægri og vinstri hliðarnar aldrei nákvæmlega eins.
Víkjum að síðustu að hinu lifandi umhverfi mannfólks. Auk matar, sýkla og samlífisörvera, er fjölskyldan, þorpið og mannkynið líka okkar “lifandi umhverfi”.
Við hófum pistilinn á fjórðungunum úr Njálu, en ég vil ljúka þessu á versi 53 úr Hávamálum (i versi 53).
Lítilla sanda
lítilla sæva
lítil eru geð guma.
Því at allir menn
urðu-t jafnspakir;
half er öld hvar.
Sem má umorða sem, ef þú elst upp í lítilli vík (eða afdal), muntu hugsa eins og afdalamaður.
Höfundur Hávamála er að hvatti fólk til að hleypa heimdraganum og vera tilbúinn að læra um líf annars fólks.
Í nútíma gæti það verið ákall um að skilja flóttamenn frá Súdan, Sýrlandi eða Víetnam, eða setja okkur í spor fólks sem býr í löndum án opinbers mennta og heilbrigðiskerfis, eða við ofríki Pútíns, Xi eða Erdogans.
Við erum mótuð af umhverfinu, en við mennirnir erum einnig umhverfi annara, bæði lífvera á jörðinni og mannfólks. Hvernig umhverfi viljum við vera þeim? Bæði í nútíma með hegðun okkar og losun kolefnis, og með ritmáli og upptökum – boðum til þeirra sem í framtíðinni hafa aðgang að bókum, vefsíðum og spilara rúv.
Í bókinni rekur Evelyn Fox sögu erfðafræðinnar og fjallar aðallega um tvö viðfangsefni hennar, hvernig erfðaupplýsingar berast milli kynslóða og hvernig breytileiki í genum hefur áhrif á svipfar lífvera. Bókin er tilraun til að vinda ofan af erfðanauðhyggju (e. genetic determinism) sem fylgdi í kjölfar framfara í tilraunavísindum og erfðafræði síðustu áratuga aldarinnar. Erfðanauðhyggja er hugmyndin um gen sem örlagavalda, og hún lifir enn góðu lífi. Samkvæmt henni, ef einstaklingur erfir ákveðna útgáfu af geni fær viðkomandi rautt hár, líkamlega vansköpun eða hegðunarbrest. Sú staðreynd að erfðafræði er oftast kennd með dæmum um skýra erfðaþætti (t.d. augnlit), sem erfast samkvæmt lögmálum Mendels kann að hafa ýtt undir þessa nauðhyggju. Slík gen eru nefnilega minnihluti þekktra gena í mönnum. Flestir erfðaþættir hafa væg áhrif á eiginleika. Þeir skipta þúsundum erfðaþættirnir sem auka (eða minnka) hæð manna um brot af millimeter. Á meðan fáar stökkbreytingar í litlum hópi gena veldur dvergvexti. Þessar sjaldgæfu afgerandi stökkbreytingar eru hins vegar mun eftirminnilegri og móta sýn okkar á erfðir, og leiðir til ofmats á áhrifum þeirra. Sálfræðingurinn Steven Heine, ritaði um þetta í bók sinni „DNA er ekki örlög“ frá 2019.