Wallenberg Academy Fellows

Svårbegripliga samarbeten i naturen ska förklaras

Varför samarbetar vi människor egentligen? Och strutsar, myror, bakterier… varför samarbetar de? Evolutionärt sett är det en paradox. Alla borde enbart prioritera sig själva och sin egen avkomma, men så ser inte världen ut. Wallenberg Academy Fellow Charlie Cornwallis vill lista ut varför.

Omkring åtta gånger har livet på jorden förändrats radikalt. Varje gång har nya livsformer uppstått, och också mer avancerade samarbeten. Encelliga organismer gick ihop till flercelliga, flercelliga organismer började forma samhällen. Världens biologer är ense om att det har skett, men de kan inte förklara varför. De komplexa samarbetena är fortfarande en gåta.

Dessutom lever förenklade beskrivningar av evolutionen kvar och vilseleder oss, menar Charlie Cornwallis vid Lunds universitets biologiska institution.

– Fortfarande får skolelever lära sig att livet startade med enkla molekyler, sedan bildades organismer som blev alltmer komplexa, och det gjorde dem konkurrenskraftiga. De nyaste, mest komplexa organismerna skulle alltså vara de mest dominanta. Men det är trams! Visst ökar komplexiteten med tiden, men det stämmer inte att den alltid är en konkurrensfördel. Virus är ett exempel på mycket enkla strukturer som ändå är extremt framgångsrika.

Dags att testa idéer i praktiken

Genom sitt forskningsarbete vill Charlie Cornwallis konstruera möjliga förklaringar till varför samarbeten uppstått i naturen, trots att det ofta varit till nackdel för enskilda organismer. Det finns redan en del teorier, berättar han, men det saknas data som underbygger dem. Nu är det hög tid att testa idéerna empiriskt, och med dagens möjligheter till genanalys så finns också de rätta verktygen för att göra det.

– Mitt mål är att formulera ett gemensamt ramverk för allt detta, från samarbete i livets tidigaste stadier där molekyler byggdes samman till arvsmassa, och ända fram till byggandet av samhällen. I varje steg handlar det om att någon eller något ger upp sitt oberoende och fogas samman med något annat på en högre nivå, säger Charlie Cornwallis.

Han kommer att använda data från forskargrupper på flera håll i världen, kring bland annat bakterier, fåglar och sociala insekter som samarbetar.

”Jag kommer alltid att minnas exakt var jag var när jag fick beskedet att jag blivit utsedd till Wallenberg Academy Fellow. Detta är ett sådant privilegium – en höjdpunkt i min karriär.”

Samarbete kan gynna gemensamma gener

Ett nyckelbegrepp är inclusive fitness, en teori först framförd på 1960-talet av evolutionsbiologen William Donald Hamilton.

Enkelt uttryckt handlar det om att samarbeten blir begripliga om man ser det som att det egentligen inte är individer som konkurrerar med varandra, utan gener. Om en individ samarbetar med en annan individ med samma gener, så ökar det kanske inte dess chanser att reproducera sig. Men om den andra individens chanser ökar så räcker det för att de gemensamma generna ska bli vanligare i nästa generation. Bland dem ingår förmodligen gener som ligger bakom själva impulsen att samarbeta, och på så vis sprids också tendensen till samarbete till avkomman.

– Varför ser vi samarbeten i vissa sammanhang och inte i andra? I dag har det blivit möjligt att med genteknik söka efter mönster i grupper av organismer. Det gör att vi kan utforska evolutionens förlopp och undersöka vilka omständigheter som har lett till uppgång och fall för olika djursamhällen.

Sådana förklarande omständigheter skulle kunna användas för att förutspå djursamhällens sammanbrott, inklusive vårt eget.

Fascinerad av fåglar sedan barndomen

Fåglar är Charlie Cornwallis specialområde, och de är också en spännande exempelorganism när han studerar evolutionen. Det finns omkring 10 000 fågelarter i världen och 800 av dem samarbetar på olika sätt. Det är svårt att veta hur många gånger samarbeten har uppstått, och om de drivits av liknande sociala och miljömässiga faktorer. Genom att läsa andra forskares material, och genom egna studier på bland annat strutsar i Sydafrika, ska Charlie Cornwallis fördjupa sig i frågan.

– När vi söker mönster hos andra arter sätter det oss människor i ett sammahang och ökar vår förståelse för världen. Att studera gemenskap mellan organismer har också viktiga praktiska aspekter, det kan till exempel hjälpa oss att förutse hur sjukdomar sprids.

Charlie Cornwallis intresse för naturen vaknade tidigt. Hans pappa var också biolog och forskare, och redan i 5-årsåldern följde Charlie med ut för att fånga och studera fåglar. Efter gymnasiet arbetade han ett år för Canadian Wildlife Service, motsvarigheten till Naturvårdsverket, och blev säker på att det var biologi han ville ägna sig åt.

– När jag ibland har stannat upp och funderat, har jag alltid känt att det inte finns någonting i världen som skulle vara mer intressant att göra än detta. Jag tror att man måste känna så för att vara en bra forskare, att det man sysslar med är verkligt roligt och intressant. Om jag tappar det och det hela bara förvandlas till en process för att nå fram till vissa resultat… Nä, då vore det ”game over”.

Text Lisa Kirsebom
Bild Magnus Bergström