BioNyt – Videnskabens Verden nr. 137.
Du kan tegne abonnement på BioNyt: Videnskabens verden her!

Køb bladet

Kilder til blad nr. 137 – Galathea-3, mobiltelefonen, antibiotika, Neanderthaleren, karotenoider.

SPØRGSMÅL OG SVAR:

Hvilken organisme har hurtigst udviklet kæmpestørrelse i evolutionen?

Index til alle numre af BioNyt – Videnskabens Verden findes i kommentaren til denne blog.

Medens man tidligere mente, at det var vigtigere i at deltage i en sportskamp end at vinde, har den økonomisk potente sportsindustri nu medført, at nummer to i en sportskonkurrence kun betragtes som den første taber, og at holdtrænerne ubarmhjertigt afskediges, hvis holdet taber, uanset om de har kæmpet bravt.

På denne baggrund er det ikke overraskende, at sportsudøverne og deres trænere, som alle er økonomisk afhængige af de opnåede sportsresultater, bruger doping til at opnå dette. Da et sportsmagasin, Sports Illustrated, interviewede olympiske elitesportsudøvere, fik de nogle svar, som vækker til eftertanke: Da de blev spurgt, om de ville tage imod et præstationsfremmende middel, som ville få dem til at vinde, og hvor snyderiet ikke ville kunne opdages, svarede 98% ja. Endnu mere tankevækkende er det, at da disse elitesportsudøvere fik spørgsmålet, om de ville tage imod et præstationsfremmende middel, som ville få dem til at vinde alle konkurrencer i 5 år, uden at snyderiet ville kunne opdages, men hvor de derefter ville dø af de fem års doping, så svarede over 50% at det ville bruge et sådant middel!

Der udvikles stadig flere, kraftigere og ikke-påviselige dopingmidler og -metoder. Der er nu flere hundrede former for kendte dopingmidler og -metoder, foruden sikkert mange ukendte, som bruges af professionelle sportsfolk verden over. De mest anvendte er mandlige anabole steroider, menneskets væksthormon og erythropoitin (EPO).

I de gamle græske olympiske lege og hos de romerske gladiatorer, som kæmpede i Circus Maximus helt tilbage til år 776 før vor tidsregning, blev blandinger af urter, vin og svampe forsøgt anvendt som dopingmidler. Stofferne kunne f.eks hæmme smertefølelsen. Ved de olympiske lege i 1904 anvendte marathonløberen Thomas Hicks en blanding af brandy-vindestillat og stryknin og var tæt på at dø af det. Blandinger af stryknin, heroin, kokain og kaffein blev brugt af mange sportsudøvere, og hver træner udviklede sin egen hemmelige blanding.

I 1920′erne blev det sværere, fordi man nu skulle have en læges recept for at skaffe sig heroin og kokain. I 1930′erne blev stryknin udskiftet med amfetamin som det vigtigste stimulerende middel hos atleterne.

Dopingkontrol

I 1967 udarbejdede den Internationale olympiske komité en dopingliste, og i 1972 blev dopingkontrol indført ved de olympiske lege i München.

De østtyske sportsudøvere, som på grund af deres doping var kommet i miskredit i deres hjemland Tyskland, blev efterspurgt af asiatiske lande, tidligere sovjetstater og arrangører af sportsstævner, som så igennem fingrene med deres dopingmisbrug. Det var blevet tydeligt, at doping virker, og kan vinde guld.

Nogle fremførte det argument, at alle tidligere olympiske rekorder burde kasseres, og at man burde starte forfra, – og først når alle former for doping kunne påvises og forhindres.

Efter skandalen ved Tour de France i 1998 etableredes et World Anti-Doping Agency (WADA), som skulle arbejde uafhængigt af den Internationale olympiske komité, sportsorganisationer og regeringer for at bekæmpe doping i sport.

I 2003 blev en sprøjte sendt anonymt til et WADA-godkendt laboratorium i Los Angeles. Sprøjten indeholdt tetra-hydro-gestrinone (THG). Det er et "designer"-steroid, som dengang var ukendt, og som derfor ikke var på WADA’s dopingliste. Det var specielt lavet for at undgå opdagelse. Det førte til retsforfølgelse af ansatte ved et firma (BALCO pharmacy) i San Francisco, som udviklede sådanne nye dopingmetoder.

I maj 2006 arresterede spansk politi fem personer og beslaglagde forskellige forbudte dopingmidler i en Madrid-dopingklinik, hvor læger behandlede sportsudøvere, bl.a. mindst 50 professionelle cykelsportsfolk, med injektioner af dopinghormoner og andre dopingmidler. Det førte til diskvalifikation af 23 cykelryttere, som næsten alle var blandt de bedst placerede under Tour de France i 2006. Ved Tour de France i 2006 blev Floyd Landis fundet positiv i en dopingtest for steroider, og han blev smidt af holdet og fik frataget sin medalje.

I 2006 fik 23 personer tildelt 4 års fængsel for at sælge amfetaminer og andet i en blanding, som var kendt som "Belgium Pot" til professionelle cykelryttere.

Dopingspørgsmålet kompliceres stadig mere. I juni 2006 problicerede Journal of Applied Physiology en artikel fra Stanford University om, at Viagra kan give 45% øgede sportspræstationer hos cykelryttere, når de cykler op ad bjerge.

WADA har godkendt 35 laboratorier verden over til at teste for dopingmidler. WADA’s liste over dopingmidler fra 2006 indeholdt følgende hovedkategorier af dopingmidler:

Anabole steroider (naturlige typer og syntetiske), hormoner, beta-2 agonister, midler med anti-østrogen virkning, doping-maskerende midler¨(bl.a. stoffer, som øger urinproduktionen), stimulerende midler, smertestillende midler, hash-lignende stoffer, intern anvendelse af glucocorticosteroider, forøgelse af iltforsyningen og snyderi med prøveglassene. (Også gén-doping er på forbudslisten).

Steroider

I 1950′erne anvendte det sovjettiske olympiske hold mandlige hormoner for at øge muskelstyrken. Da Berlinmuren faldt, blev man klar over, hvor omhyggeligt det østtyske regeringsprogram var blevet iscenesat for at fremme sportsudøvernes præstationer ved hjælp af kønshormoner og andre dopingmidler. Dette resulterede i en lang række guldmedaljer, især blandt unge kvindelige sportsudøvere, fordi de responderede mest dramatisk på de mandlige kønshormoner. Disse sportsudøvere udviklede senere alvorlige medicinske abnormaliteter og nogle døde for tidligt (Clin.Chem. 1997 bd.43, s.1262-79, W.W.Franke m.fl.).

Danazol er et syntetisk testosteron-lignende stof. Under verdensmesterskaberne i Wien i 1954 fik Bob Hoffman fra firmaet York Barbell Company i USA (som han havde oprettet i 1923) af sovjettiske kolleger at vide, at man i nazityskland havde udviklet en syntetisk form af testosteron, som gav dramatisk muskelstyrkeøgning. Bob Hoffman kontaktede Ciba Pharmaceuticals, som havde udført en række studier af anvendelsen af syntetiske testosteron-typer på smertepatienter og fysisk handicappede. Dette resulterede i udviklingen af danazol, som hurtigt blev et foretrukkent dopingmiddel for vægtløftere.

Offentligheden blev især opmærksom på doping, da Ben Johnson fik frataget sin guldmedalje i 1988 ved de olympiske lege i Seoul i Sydkorea for at have anvendt steroidet stanazalol.

Det antages, at det sorte steroid-marked i USA alene nu er på over 100 millioner dollar. Over 80% af disse steroider fremstilles i Mexico. Det globale marked for ulovlige steroider er op mod 1 milliard dollar. Det skønnes, at der alene i USA kan være 1 million unge, som tager steroider som misbrug. En interview-undersøgelse fra begyndelsen af 1980′erne konkluderede, at 7% svarede, at de anvendte steroider, ofte fra 16-årsalderen. Ofte var det ikke for at opnå sportsresultater. Det kunne være for at fremstå muskuløse, men meget ofte var det end ikke med dette formål, idet stofferne blev indtaget sammen med forskellige andre "stoffer", såsom kokain, hash osv. I en undersøgelse fra 1997 fandt man ingen speciel sammenhæng mellem at de unge indtog steroider og deres fysiske aktivitet, motion eller sportsudøvelse. Der var derimod en højere grad af sammenhæng med adfærd, såsom overdrevent drikkeri, risiko-sex, slagsmål, rygning mv.

Steroid-doping kan medføre abnormaliteter i leverens funktion, kræft i lever og nyrer, fejlfunktion af hormonkirtlerne og forplantningsevnen, indsvinding af testiklerne, virkninger på fedtstofskiftet og hjertet og psykiatriske symptomer. Det er almindeligt, at der i doping-øjemed gives 10 gange eller mere af den dosis, som bruges til medicinske anvendelser, og at personen desuden indtager andre dopingmidler også, f.eks. både steroider, EPO og væksthormon.

Der er kommet stadig flere piratkopier af produkter på markedet, ofte forurenede eller helt uden det virkende stof, og nogle med potentielt skadeligt indhold. Når en sportsudøver køber noget dopingmiddel af en ven eller på sportsstedet ved han ofte ikke, hvad der er i produktet. Steroiderne sælges over internettet, og uden kontrol.

Væksthormon

Menneskets væksthormon blev opdaget i 1912 af Harvey Cushing. Senere blev dette protein isoleret fra døde mennesker og aber i 1956. Allerede to år efter blev det anvendt til børn, som led af dværgvækst. Anvendelsen af væksthormon blev stoppet efter at man opdagede, at der var en risiko for smitte, som medførte Creutzfeldt-Jakob sygdom. I 1985 fik firmaet Genentech tilladelse i USA til at markedsføre Protropin til børn, som ikke selv dannede væksthormon. Dette var det første gensplejsede væksthormon, og det var mere sikkert end det, man havde udvundet af hypofyser, og som kunne overføre smitte. Senere er der kommet mange gensplejsede udgaver af væksthormonet, markedsført under navne som Nutropin, Humatrope, Genotropin, Norditropin, Saizen, Tev-Tropoin.

Der er stadig hypofyse-fremstillede væksthormoner på markedet. F.eks. blev en russer pågrebet, og efterfølgende fandt man 1000 hypofyser i en beholder i hans lejlighed i Moskva. Det skulle bruges til doping af sportsfolk.

Væksthormon er kostbar at fremstille, og produktet er derfor dyrt. Det har fået svindlere på markedet. De tilbyder billige væksthormoner, som altså er falske og farlige at bruge, og som tilbydes unge og weekend-sportsfolk, som ikke har så mange penge. De tilbydes undertiden som piller, men den normale indgivelsesmåde af væksthormon er ved indsprøjtning. Indsprøjtninger kan i sig selv være farlige, hvis de ikke udføres korrekt.

Et halvt år før de olympiske lege i Sydney i 2000 var der indbrud i et apotek, hvor kun 1575 flasker med væksthormon blev stjålet. Da et svømmehold fra Kina ankom til Sydney blev de sendt tilbage, fordi de medbragte glas og sprøjter med væksthormon.

Anvendelse af væksthormon kan være livstruende, især hvis der, som det er blevet nævnt, tages 10 gange den terapeutiske dosis. Bivirkningerne kan være unormal knoglevækst, højt blodtryk, sygdomme i blodkredsløbet og hjertet, skader på hjertemusklen, glucose-intolerance, polypper i tyktarmen, kræft og nedsat levetid.

Kilder:
Sports Illustrated 1997 s.14 og 62-70 "Over the edge", af M Bamberger og D. Yaeger.
World Psychiatry, juni 2007 bd.6 nr.2 s.54-59 (David A. Baron m.fl.) "Doping in sports and its spread to at-risk populations: an international review.

Stoffet EPO øger kroppens egenproduktion af røde blodlegemer. Da det er de røde blodlegemer, som sender ilt rundt i kroppen, kan man udføre mere muskelarbejde uden at blive træt, når der er flere røde blodlegemer. Ilten er bundet til hæmoglobin i blodlegemerne. Hæmoglobin er rødt.

Man kan cykle eller løbe hurtigere, når der transporteres mere ilt fra lungerne til musklerne. Ilten skal bruges til det ilt-krævende stofskifte. Man bliver ikke så hurtig træt, når der er ilt nok.

Mængden af røde blodlegemer i blodet kaldes "hæmatokrit-værdien". Hæmatokrit-værdien angiver, hvor stor en procentdel af blodet, der er røde blodlegemer. Det måles ved at udtage en lille smule blod, som centrifugeres i et tyndt glasrør, så de røde blodlegemer presses mod bunden af glasrøret. Normalt har mænd en hæmatokritværdi på 40-45%, og kvinder har en hæmatokritværdi på 38-43%.

Der er en alvorlig sundhedsrisiko ved at bruge EPO. Produktionen af røde blodlegemer kan nemlig ikke styres helt præcis. Hvis der kommer for høj koncentration af røde blodlegemer, bliver blodet tyktflydende. Det kan medføre blodpropper. Desuden stiger blodtrykket voldsomt under hård fysisk udfoldelse, (men risikoen for blodpropper er højest om natten, hvor blodtrykker er lavest). Man sveder også kraftigt, og det fortykker også blodet, fordi man taber vand. Dermed kan koncentrationen af røde blodlegemer stige til over 50%.

En så høj koncentration af røde blodlegemer kan være farligt. I 5-årsperioden 1987-1991 var der 18 dødsfald blandt hollandske og belgiske cykelryttere, som bedst kan forklares, hvis de havde taget EPO.

EPO er en forkortelse for erythropoietin. Det er et naturligt hormon i kroppen. Hormonet er et protein med kulhydrater bundet til sig (et glykoprotein). Det dannes hovedsageligt i nyrerne. Fra nyrerne sendes det via blodbanen til knoglemarven. I knoglemarven stimulerer EPO dannelsen af røde blodlegemer (dette kaldes erythropoiesen).

Koncentrationen af EPO i blodet afhænger af ilttrykket i visse vævszoner. EPO-koncentrationen påvirkes af blodmangel, dvs. at EPO-dannelsen øges, hvis der er blodmangel. EPO-koncentrationen påvirkes også af det ydre ilttryk, som er lavt på høje bjerge. Når iltniveauet er lavt i blodet medfører det produktion af EPO i nyrerne. Det betyder, at produktionen af EPO stimuleres, hvis der er mindre ilt i luften, altså f.eks. på et højt bjerg. Dette udnytter man ved højdetræning, men det kræver lang tids ophold i højder på 2000-4000 meter. Man kan opnå det samme med træning i huse med lavt iltindhold i luften (højdetræningshuse).

Man kendte ikke EPO før man i 1977 identificerede det og ekstraherede det fra menneske-urin. Ved hjælp af genteknologi er det blevet muligt at fremstille EPO kunstigt. Kunstigt fremstillet EPO kom på markedet i 1985. I 1989 blev det (som Epogen) godkendt som lægemiddel i USA til behandling for blodmangel (anæmi) ved nyresvigt. I 1991 blev et andet EPO-produkt, Procrit, godkent til kræftpatienter, som får blodmangel på grund af kemoterapi. I Europa findes EPO-produkter med navne som Aranesp, Eprex og NeoRecorman.

EPO sælges fra apoteker på recept. Der er et stigende salg, hvilket skyldes, at der er stadig flere nyrepatienter, som må vente på en organdonation. Medicinsk behandling med EPO gives ved indsprøjtninger under huden eller direkte i en blodåre, og kan koste mange tusinde kroner om måneden. Når EPO bruges som doping, gives det ofte i højere doser end normalt (ligesom det gælder for væksthormon eller steroider til doping). Den forhøjede koncentration af EPO kan ved virkning på blodcelledannelsen medføre blodpropper i dybtliggende og sværttilgængelige vener eller i de blodårer, som forsyner hjertet med blod, samt risiko for blodpropper i hjernen eller lungerne. Det kan medføre uregelmæssigt hjerte, slagtilfælde i hjernen og døden.

Man har skønnet, at 20 europæiske cykelryttere er døde siden 1987 på grund af EPO-misbrug. Dermed er EPO et af de mest dødelige dopingmidler.

Det internationale skiforbund (IFS) satte i 1988 EPO på sin dopingliste. Det var dermed det første internationale idrætsforbund, som opfattede EPO som dopingmiddel. I 1990 kom EPO på dopinglisten hos Den internationale Olympiske Komité, IOC. Man manglede dengang stadig analysemetoder til at håndtere EPO. For at beskytte cykelrytterne har man indført hæmatokrit-test, og cykelrytterne får ikke lov at starte, hvis deres hæmatokritværdi er over 50%. De får lov at cykle, når deres hæmatokrit-værdi ved en senere test er faldet til under 50%.

Før EPO kom på markedet kendte man "bloddoping", som var en kompliceret og farlig dopingteknik, hvor sportsudøveren blev tappet for sit eget blod flere måneder før en konkurrence, og det oplagrede blod blev derefter ført tilbage til ham (transfusion) lige før konkurrencen. Der var mange problemer og risici ved bloddoping, og EPO gør i princippet det samme ved at øge antallet af røde blodlegemer, så mere ilt kan transporteres af blodet.

I 1998 arresterede det franske toldvæsen Willy Voet, en fysioterapeut for Festina-holdet ved Tour de France. Han blev arresteret for at have ulovlige nåle, sprøjter og over 400 flasker med EPO, human-væksthormon, steroider, amfetaminer, samt bedøvende og stimulerende midler.

Det EPO, som laves på grundlag af gensplejsningsteknik, kan ikke skelnes fra det naturlige EPO. Derfor er det ikke muligt at påvise doping-EPO ved en blodtest.

Det internationale antidoping-agentur hedder WADA (World Anti-Doping Agency). De definerer doping således:  "Ved doping forstås tilstedeværelsen i den menneskelige organisme af stoffer, der er forbudt i henhold til WADA’s liste over forbudte stoffer. Brug af sådanne stoffer, tilstedeværelsen af sådanne stoffer i urin- eller blodprøve, samt anvendelsen af metoder til at ændre analyseresultatet af en urin- eller blodprøve, er forbudt".

Ved de olympiske lege i Sydney i 2000 udførte det australske WADA-autoriserede laboratorium en avanceret antidopingtest for EPO, som både krævede en urinprøve og en blodprøve. Der blev ved den lejlighed udført 300 test for EPO for første gang i den olympiske historie, men man fandt ingen positive prøver. Måske skyldtes det, at testmetoden stadig var utilstrækkelig.

Kilder: www.netdoktor.dk, www.antidoping.dk, www.medicinenet.com, Klinisk ordbog, Politiken 27/7-2007 II s.2, World Psychiatry juni 2007 bd.6 nr.2 s.54-59 (www.pubmedcentral.nih.gov).

På blogsiden http://jesusnet.dk/index.php?special_id=21&svar_id=288 kan man læse følgende diskussion:

"Spørgsmål:
Hvor er Neanderthalernes plads i Guds plan? Er de skabte mennesker i Guds billede, som Cro Magnon jo må være? Eller er de dyr? Hvis de er mennesker, udgået fra Edens have, hvorfor er de så så forskellige fra os? Eller er videnskaben igen helt på afveje i forhold til de to arter?"

Blogsiden bringer følgende svar på dette spørgsmål (som jeg vil kommentere længere nede på siden her):

"Svar:
Så vidt jeg er orienteret, så adskiller de fund vi kalder Neanderthalere sig ikke mere fra nulevende mennesker, end at en rimelig teori går ud på, at det er mennesker som os, der blot lider af en særlig knoglesygdom (jeg kan ikke lige huske hvad den hedder). Nulevende mennesker med denne sygdom får faktisk knogler af samme udseende. Ud fra dette, og ud fra hvor forskellige nulevende mennesker er, så ser jeg ikke noget problem i, at "neanderthalere" nedstammer fra de samme forfædre som du og jeg – ikke aberne, men Adam og Eva!

Det er desværre mit indtryk, at meget af den videnskab der beskæftiger sig med menneskets oprindelse, i uhyggelig grad bygger på fantasi frem for fakta. Der kan brygges mange gode historier på lidt bensplinter, og jo mindre man ved, jo mere spillerum er der jo for fantasi og teorier! Det kan godt være, at det er at sætte det på spidsen, men det er i hvert fald mit personlige indtryk af dette forskningsfelt.  Jørgen Sejergaard "

Min kommentar til :
1) "Så vidt jeg er orienteret, så adskiller de fund vi kalder Neanderthalere sig ikke mere fra nulevende mennesker, end at en rimelig teori går ud på, at det er mennesker som os, der blot lider af en særlig knoglesygdom (jeg kan ikke lige huske hvad den hedder). Nulevende mennesker med denne sygdom får faktisk knogler af samme udseende" (Jørgen Sejergaard ).

Mit svar til 1): Jo, studier af DNA i Neanderthalerne har vist, at de er en helt anden art. (se nærmere længere nede). De adskiller sig med hensyn til deres mitokondrie-DNA markant fra mennesket, selv om de er menneskets nærmeste slægtning. I øvrigt er der ikke tale om nogen knoglesygdom.

Min kommentar til :
2) "Ud fra dette, og ud fra hvor forskellige nulevende mennesker er, så ser jeg ikke noget problem i, at "neanderthalere" nedstammer fra de samme forfædre som du og jeg – ikke aberne, men Adam og Eva!  (Jørgen Sejergaard )"

Mit svar til 2): Både mennesket, neanderthalerne, chimpanser og andre aber har fælles forfædre. Der var en fælles forfader til mennesket, neanderthaleren og chimpansen (for i størrelsesordenen 6 mill. år siden). Og der var en fælles forfader til mennesket og neanderthaleren (for i størrelsesordenen 0,5 mill. år siden). (se nedenfor). 

Min kommentar til :
3) "Det er desværre mit indtryk, at meget af den videnskab der beskæftiger sig med menneskets oprindelse, i uhyggelig grad bygger på fantasi frem for fakta. Der kan brygges mange gode historier på lidt bensplinter, og jo mindre man ved, jo mere spillerum er der jo for fantasi og teorier! Det kan godt være, at det er at sætte det på spidsen, men det er i hvert fald mit personlige indtryk af dette forskningsfelt. (Jørgen Sejergaard )"

Mit svar til 3): Når der her tales om fantasi, er det lige omvendt: Det er kreationisterne, som "i uhyggelig grad" bruger fantasi og som forkaster fakta. Sætningen "jo mindre man ved, jo mere spillerum er der jo for fantasi og teorier" passer perfekt på kreationisterne. Nedenfor bringes mere om Neanderthalerne:

Om måske bare to år kender vi ­neanderthal-menneskets genom. Man vil så kunne sammenligne med geno­met hos mennesket og chimpansen. Det vil give viden om, hvordan mennesket genetisk har udviklet sig igennem de seneste få hundredetusinder af år. Den fælles forfader for det moderne menneske og neanderthal-mennesket levede for ca. ½ mill. år siden.

Man har fundet fossilrester af over 275 ­neanderthal-individer på over 70 lokaliteter, bl.a. i Tyskland, Rusland, Belgien, Frankrig, Italien og Spanien, men det var især et 38.000 år gammelt neandertal-fossil fra Kroatien, der gjorde det muligt at gennemføre de nye detaljerede analyser. Dette fossil var nemlig næsten helt fri for forurening med menneske-DNA. Tidligere anset for umuligt Det er uhyre vanskeligt at gennemføre en detaljeret analyse af meget gammelt arvemateriale, fordi DNA i tidens løb nedbrydes til småstykker på højst 100-200 basepar. Man har anset opgaven for at være umulig, men en ny metode blev opfundet, der gjorde det muligt. ­Forskerne har påvist ca. 1 million base­par i neanderthaler-DNA, og to forskergrupper har i 2006 publiceret vigtig information om neander­thal-DNA i henholdsvis Science og Nature(4841). Nærmeste slægtning til os Neanderthaleren er den uddøde hominid, som er nærmest beslægtet med det nulevende menneske. Hvis man kender neanderthaler-DNA’et kan man få at vide, hvorved mennesket er specielt.

Det er 150 år siden, at man fandt det første neanderthaler-fossil. Det var i Neander­thal-dalen ved Feldhofer uden for Düsseldorf i Tyskland. Mange senere fund blev gjort, og man blev efterhånden klar over, at ­neanderthalerne fandtes i Europa og tilstødende dele af Asien for ca. 400.000 år siden og forsvandt for 24.000-28.000 år siden. I løbet af denne tid udviklede ­neanderthalerne morfologiske træk, som gjorde dem stadig mere forskellige fra forfædrene til det moderne menneske, som på denne tid udvikledes nede i Afrika. F.eks. har kraniet fra de senere Neanderthalere et fremtrædende midteransigt, og deres hjernekasser ­buler udad på siderne. De adskiller sig også fra det moderne menneske ved udformningen af kraniets basis, ved kæbernes form og i det indre øres opbygning.

Det moderne menneske opstod i Afrika og spredte sig uden for Afrika for ca. 40.000-50.000 år siden. Det diskuteres stadig, hvordan de overtog scenen fra Neanderthalerne og andre samtidige hominider. Der er tidsmæssigt og stedmæssigt overlap i neanderthalernes udbredelse og det moderne menneskes udbredelse dengang, men der kendes ingen steder, hvor de levede samtidig på præcis samme sted. Men sent i neanderthalernes historie opstod der kulturelle træk, såsom kropsdekorationer, og måske skete det ved kulturmøder med det moderne menneske?(ref.4841,4898) Sekvensbestemmelse af DNA I 1997 sekvensbestemte man et område af mitokondrie-DNA’et fra en ­neanderthaler. Det pågældende mitokondrie-DNA var kendt for at være meget variabelt. Eftersom DNA’et var fra mitokondrierne, kan det kun være blevet nedarvet via mødre (idet sædceller ikke bringer deres mitokondrier ind i ægcellen). Det viste sig, at variationen hos dette ­mitokondrie-DNA fra Neanderthalere faldt uden for det variationsområde, som findes hos mennesket.

Man har nu analyseret mitokondrie-DNA fra 11 forskellige fund af neanderthalere. Alle viste sig nærmere beslægtet med hinanden end med menneskets mitokondrie-DNA. Mitokondriestudierne gav følgende konklusion: Den moderne mennesketype (fra Cro-Magnon mennesket til nutidsmennesket) har ingen mito­kondrie-DNA-sekvenser fælles med neanderthalernes DNA-sekvenser.

Det tyder stærkt på, at ingen neanderthal-kvinde bidrog med mitokondrie-DNA. Ingen neanderthalkvinde fødte en pige med et menneske som far. Denne konklusion vedrører dog kun et enkelt sted på mitokondrie-DNA’et. Det udelukker derfor ikke, at sådanne møder kan være sket. Men også andre studier tyder på, at hvis neander­thaleren overhovedet bidrog med arvemateriale, kan det kun have været i begrænset omfang. Nogle ting vil dog bedst kunne forklares, hvis der faktisk har været sex mellem mennesket og neanderthaleren: Nemlig visse SNP’ere (DNA med ”single nukleo­tid polymorfisme”, altså enkeltbase-variation) og påvisning af, at neanderthalerens X-kromosom afviger mere end neanderthalerens almindelige kromosomer: Det ville kunne forklares, hvis menneske-mænd har bidraget med gener. Flere sekvensanalyser vil kunne give et svar.

Da menneskets genom og chimpansens geno­m blev kortlagt, viste det sig, at der er ca. 35 millioner nukleotidforskelle på mennesket og chimpanser. Snart vil også orangutan- og makakabe-geno­met være kendt. Forurenet DNA De fleste fossiler er forurenet med menneske-DNA, når de skal undersøges. Men nogle fossiler er bedre bevarede end andre: Dette viser sig ved, 1) at de indeholder mange aminosyrer, 2) at deres aminosyresammensætning tyder på, at det bevarede protein stammer fra kollagen, samt 3) at aminosyrerne har bevaret den for biologiske aminosyrer karakteristiske venstredrejende optiske evne (og ikke ved omlejring er blevet til en lige blanding [”racemisk” blanding] af højre og venstre aminosyrer).

Analyserne Stykker af 100-200 mg væv fra ­neanderthal-knogler blev analyseret. Det fundne DNA blev opformeret med PCR-metoden (se BioNyt nr.72). DNA-sekvensen blev indsat i et plasmid, dvs. ringformet DNA. 100 eksemplarer af hver DNA-sekvens blev ”klonet”, dvs. opformeret i bakterier.

Forureningen med menneske-DNA var ekstremt forskellig. Nogle franske og russiske neanderthalfund indeholdt 99% menneske-DNA i forhold til kun 1% neanderthal-DNA. Et ­neanderthalfossil fra Spanien inde­holdt 25% menneske-DNA i forhold til hele 75% neanderthal-DNA, og et fund fra Kroatien indeholdt kun 1-6% menneske-DNA i forhold til ikke mindre end 94-99% neander­thal-DNA! Dette var et fund, der var gjort i 1980 i Vindija-hulen i Kroatien. Disse knogler fra Kroatien har ifølge kulstof-14 analyse en alder på 38.310 år med en usikkerhed på plus eller minus 2130 år. Der kendes 14 knogler fra stedet i Kroatien. Knoglerne herfra er meget forskelligt bevaret – formentlig på grund af forskellig udsættelse for gennemsivende vand. Det meste af det DNA, som man finder på fossilerne, er fra de mikroorganismer, som har levet på dem. Men da man kan lave hundredetusinder af sekvensanalyser, kan man alligevel finde det neanderthal-DNA, som er til stede.

Fra den bedst bevarede neanderthalknogle sekvensbestemte man 255.000 DNA-stumper med forskellig sekvens. Celler indeholder meget større mængde af mitokondrie-DNA end kerne-DNA. I det analyserede mitokondrie-DNA var der 34 steder, som kunne sammenlignes med mitokondrie-DNA fra chimpanser og mennesker. Blandt disse var der 14 steder, hvor neanderthal-DNA’et var identisk med chimpansens DNA. De øvrige 20 steder var forskellige fra både chimpansen og mennesket.

Den bedst bevarede knogle af Kroatien-fundet var fra en neanderthaler-mand (der blev fundet rester af både X- og Y-kromosomet, altså var det en mand).

Cirka 0,04% af neanderthal-DNA’et er kortlagt. Det betyder omvendt, at 99,96% stadig ikke er kortlagt.

Man fandt 434 positioner, som var anderledes hos mennesket, men ens hos chimpanser og neanderthaler. Det tyder på, at disse ændringer kun er sket i menneskeliniens udvikling. Tilsvarende fandt man 3447 positioner, som var anderledes hos neanderthaleren, men ens hos chimpanser og mennesket. Det tyder på, at disse ændringer er sket særskilt i neanderthaler-liniens udvikling. (De fleste af afvigelserne på de 3477 positioner skyldes dog nok bare opståede fejl på grund af skader på DNA’et, og nogle kan være sekvensbestemmelsesfejl).

De foreløbige sekvensdata tyder på, at ca. 8% (dvs. en trettende-del, 1/13) af de DNA-sekvensændringer, som er sket i menneskelinien, siden menneskeliniens fraspaltning fra chimpanselinien, er sket efter fraspaltningen af neanderthallinien.

Fraspaltningen fra chimpanselinien er tidsmæssigt vurderet til at være sket for 6½ mill. år siden. (Ny dansk forskning har sat tallet til 4,1 mill. år). Hvis 6½ mill. år er korrekt, tyder det på, at neanderthal-linien fraspaltedes for under ½ mill. år siden (eftersom 13 gange kortere tid end 6½ mill år er 500.000 år). Hvis der regnes med tallet 4,1 mill. år for fraspaltningen fra chimpanselinien, er neanderthallinien fraspaltet for 315.000 år siden. Disse tal må nødvendigvis være usikre, fordi det præcise tidspunkt for chimpanseliniens fraspaltning er noget usikkert.

Når man kender hele neanderthal-genomet vil man få at vide, hvilke dele af menneskets genom, som er ændret, efter at menneskelinien og neanderthallinien adskiltes. Det er blandt disse senere ændringer, at man skal finde forklaringen på, hvorfor mennesket er menneske. Den effektive populationsstørrelse Ud fra forskellene i generne inden for populationerne af mennesker, chimpanser og den kendte population af neanderthalere kan man sige noget om, hvor stor ”den effektive populations­størrelse” var. Det siger noget om, hvor få individer, der har været, da det gik dårligst for populationen. Menneskets effektive populationsstørrelse er i størrelsesordenen 10.000. Den effektive populationsstørrelse for chimpanser, gorillaer og orangutaner er i størrelsesordenen 20.000-40.000. Neanderthalerens effektive populationsstørrelse var i størrelsesordenen som hos mennesket, hvilket tyder på, at denne indsnævring af den effektive populationsstørrelse allerede skete før menneskets og neanderthalerens linier adskiltes. Måske var en lille effektiv popula­tionsstørrelse et typisk træk for mange grupper af slægten Homo – og måske forbundet med talrige udspredninger fra små grupper. Allerede Homo erectus havde formentlig genetiske eller kulturelle tilpasningsegenskaber, idet det nok var dette, som muliggjorde, at Homo erectus allerede for ca. 2 millioner år siden optrådte uden for Afrika(ref.4841). D arwin udgav sin bog om arternes oprindelse i 1859. Tre år tidligere havde minearbejdere i august 1856 fundet neander­thalknogler i et kalkbrud (i hulen Kleine Feldhofer Grotte) i Neanderdalen uden for Düsseldorf i det vestlige Tyskland. Dette var i virkeligheden det første indicium på, at ikke kun dyrene, men også mennesket havde gennemgået en evolution, men Darwin undlod at omtale neanderthalknoglerne, selv om han kendte til fundet.

Man har naturligt troet, at neander­thalerne var slægtskabsmæssigt direkte forløbere for det moderne menneske. Men det har vist sig, at der samtidigt levede andre typer mennesker i Afrika, som var klart mere moderne end neanderthalerne, og dermed bedre kandidat til at være direkte forløbere for det moderne menneske. Neanderthalerne var en evolutionær blindgyde, med mindre de bidrog genetisk ved at have sex med mennesket, hvilket ikke er bevist, og hvis det er sket, er neander­thalernes gener atter forsvundet.

Neanderthalerne levede i Europa, fra Gibraltar til Usbekistan i det vestlige Asien. Der levede så vidt vides ingen neanderthalere i Fjernøsten, det centrale Rusland eller Sibirien, og de levede heller ikke i Afrika. Deres samlede antal var næppe over 100.000 på noget tidspunkt. De levede i mellem­istiden, som kaldes Eem, og i den første del af Weichsel-istiden.

Det er sandsynligt, at neanderthalerne nedstammer fra Homo heidelbergensis. Denne art opstod i Østafrika for ca. 600.000 år siden, og var vandret til Europa for ca. 500.000 år siden ifølge fund her. I Europa var de på grund af Middelhavet isoleret genetisk fra deres slægtninge i Afrika. Det smalle stræde ved Gibraltar var umuligt at krydse på grund af stærke strømme, og geografisk isolation medfører evolutionær udvikling i en ny retning.

300.000 år gamle fund af Homo heidelbergensis fra Europa viser klare tegn på at være før-neanderthalere. Der var flere istider (hele to istider mellem for 400.000 og for 130.000 år siden), og de periodevise nedisninger medførte geografisk isolation af Europa: Neanderthalernes forfædre var således mod nord begrænset af kold tundra og gletschere, og mod syd begrænset af Middelhavet og Alpernes gletschere. Mod vest var de naturligvis begrænset af Atlanterhavet, og mod øst var de bl.a. begrænset af en voldsom forøgelse af udstrækningen af det Kaspiske hav og Sortehavet. I perioder var der kun et tåleligt klima i et smalt bælte på 100 km vandret gennem Europa et stykke nord for Alperne. Under disse forhold udvikledes neanderthalmennesket, – tilpasset anatomisk til ekstrem kulde. Deres foretrukne byttedyr var vildoksen, som de jagede med spyd, ikke ved at kaste, men ved at stikke det i dyret fra kort afstand(ref.4898). Neanderthalmennesket havde ikke nutidsmenneskets højde, men vejede dog i gennemsnit 25% mere, og spiste dobbelt så mange kalorier som et hårdtarbejdende nutidsmenneske, især på grund af kulden og de anstrengende jagter, som iøvrigt ofte medførte knoglebrud. Deres liv var præget af rutine, forudsigelighed og ringe mobilitet. I begyndelsen af den sidste istid, for ca. 75.000 år siden, er nogle af Europas neanderthalere dog formentlig vandret mod øst og syd, til vestasien og mellemøsten. Men dels indhentede istiden dem, dels mødte de det moderne menneske i form af Cro-Magnon mennesket (Homo sapiens), som var langt bedre til at planlægge og forudsige udfaldet af begivenheder, og som ved hjælp af ­religion havde bedre gruppesammenhold (BioNyt nr.133).

Cro-Magnon mennesket havde højere pande, var kreative, opfandt hele tiden bedre og mere effektive redskaber og udnyttede ressourcerne mere effektivt. De var mere mobile, og opdelt i store stammer, som mødtes og udvekslede ideer. Undertiden hentede de materialer til deres redskaber langvejs fra. De lærte at fange laks og rensdyr(ref.4898).

Neanderthalerne blev efterhånden reduceret til smågrupper på 20-25 individer. Det første sted, hvorfra de uddøde, var i Sydfrankrig, netop hvor koncentrationen af Cro-Magnon mennesket var størst. Det skete for ca. 35.000 år siden. De overlevede længere tid på den spanske halvø, hvorfra de blev trængt mod Gibraltar. I Gorham’s Cave på Gibraltar har man fundet neanderthalredskaber, som kun er 28.000 år gamle (måske kun 24.000 år gamle). Det er det sidste spor efter neanderthalerne. Men de overlevede trods alt i ikke mindre end 150.000 år, og dette var under istidernes barske klima. Hvor længe vil det politiske nutidsmenneske overleve?

Man har undersøgt mitokondrie-DNA fra syv fund af tidlige Cro-Magnon mennesker og påvist, at det helt ligner DNA fra nutidsmennesket. Derimod er der ikke fundet sekvenser af neander­thal-DNA i Cro-Magnon-fossilerne, og heller ikke i nutidsmennesker. Kreationister, som jo ikke vil tro på evolutionen, hævder, at neanderthalerne bare var almindelige mennesker(4897), men de var altså deres helt egen art, Homo neanderthalensis.

Det er omkring 1000 menneskegenerationer siden, at der stadig levede neanderthalere på samme tid som vore forfædre. Det er ikke så længe siden, skriver speciallægen Peter K.A. Jensen, forfatter til den velskrevne bog Menneskets oprindelse og udvikling (Gyldendal 2005).

I maj 2006 meddelte Svante Pääbo og medarbejdere på et Cold Spring Harbor møde i New York, at de nu også havde udvundet kerne-DNA fra neanderthal-knogler, og der er nu lavet et The Neandertal Genome Project.

Til studiet af DNA fra neander­thalerne benyttede Svante Pääbo og kolleger fra Max-Planck Instituttet for evolutionær antropologi i Leipzig en teknik, som kaldes pyro­-sekventering. Metoden er 100 gange mere effektiv end traditionelle metoder. Pyro-sekventering indledes med, at materialet opdeles i mindre stykker, og det er derfor ikke et problem, at udgangsmaterialet i forvejen består af korte sekvenser. Metoden er tidligere blevet anvendt til at bestemme geno­met for uddøde mammutter ved at sammenligne med elefantgenomet.

Edward Rubin fra Lawrence Berkeley National Laboratory var leder af den gruppe, som publicerede i Science. De anvendte en anden metode til analyse af 65.350 basepar af neanderthal-DNA, nemlig en såkaldt meta-genomisk metode. Forskellen mellem de to metoder kan kort forklares ved, at pyro-sekventering finder frem til store dele af arvematerialet, hvorimod den meta-genomiske metode er mere fokuseret. Begge metoder har deres berettigelse afhængigt af, hvilke spørgsmål, man ønsker at besvare.

Svante Pääbo’s gruppe har taget hul på et omfattende toårigt projekt, der skal finde frem til det fulde neandertal-genom med dets i alt ca. tre milliarder basepar(Kilde 4792), dvs. 3000 gange mere, end man kender af genomet i dag. Man har nu brugbare metoder til at foretage denne kortlægning og tilstrækkeligt med neanderthal-fossiler at bruge af.

Ole Terney

(Kildenumrene kan findes på www.bionyt.dk/137)

Den globale opvarmning kan ikke skyldes øget solaktivitet, idet direkte satellitmålinger af solaktivitet har vist, at solens aktivitet på alle områder er faldet siden midt-1980′erne.

Mike Lockwood fra Rutherford Appleton Laboratory (som er en del af Science and Technology Facilities Council i Storbritannien) og hans kollega Claus Fröhlich, fra World Radiation Center i Schweiz har set på satellitmålinger af solens aktivitet over de sidste 40 år. Solens aktivitet lavede en omvendt U-vending midt i 1980′erne.

Mellem 1985 og 1987 gik alle solfaktorer, som kan have påvirket klimaet, i den forkerte retning. Hvis disse faktorer virkelig betød noget, ville vi nu have en afkølende Jordklode.

Antallet af solpletter, som bruges som indikator for solens aktivitet toppede i 1960 og igen i 1985, og er faldet siden.

Der er fremsat en teori om, at kosmiske stråler frembringer skyer, (som generelt afkøler atmosfæren, bortset fra særligt højtliggende skyer, som har drivhusvirkning, men som ikke øges af de kosmiske stråler ude fra rummet). Solvinden danner et beskyttende magnetfelt omkring vores solsystem, der delvist skærmer mod de kosmiske stråler. Dette magnetiske felt, som beskytter Jorden mod kosmiske stråler, nåede et maximum i 1987, og det svarer nogenlunde til, at de kosmiske stråler nåede et minimun i 1985 og er steget siden. Derfor burde virkningen være, at der er blevet flere lave skyer igennem de sidste snes år, med kølende virkning på Jorden.

Målinger af solens lyshed, som mål for mængden af energi, som kommer fra solen, påbegyndtes først i 1977. Lysheden steg mellem  1977 og 1985, men er faldet siden.

Lockwood og Fröhlich’s resultater tyder på, at selv  det internationale klimapanel (Intergovernmental Panel on Climate Change) har overvurdereet solens betydning for Jordens klima. IPCC publicerede nemlig i februar 2007 en rapport, som konkluderede, at solen cirka var ansvarlig for 10% af de varmende virkninger af menneskelige aktiviteter.

Analysen er publiceret her: Proceedings of the Royal Society A (DOI:10.10.98.rspa.2007.1880) – og refereret i New Scientist. (http://environment.newscientist.com/article/dn12234-suns-activity-rules-out-link-to-global-warming.html)

TV-udsendelse på National Geographic 10. juli 2007 omkr. kl. 23.