Loppefrø, glas-pygmæfisk og humlebiflagermus: Forsker vil løse gåden om skrumpede dyr

Hvad har en loppefrø og en smartphone tilfælles? De har begge skrumpet deres indmad til det ekstreme, så de samme organer og komponenter set i langt større dyr – og computere – kan være i deres små ”kroppe”. At skrumpe ting for at innovere dem, kender vi især fra tech industrien. Men få tænker sikkert over, at evnen til at skrumpe i størrelse, men stadig have de samme velfungerende organer, sanser og opførsel som dyr, der er hundrede gange større, også ses overalt i naturen.

Loppefrøen, glas-pygmæfisken og humlebiflagermusen er blot nogle få eksempler på hvirveldyr, der gennem evolutionen er skrumpet i størrelse, uden at miste nogen af deres basale fysiske egenskaber. Men hvad er det, der præcist sker inde i et hvirveldyr – helt ned på genniveau, når det evolutionært skrumper i størrelse? Og er der egentligt noget, der stopper de mindste hvirveldyr fra at blive endnu mindre?

Det er nogle af de spørgsmål som adjunkt Mark D. Scherz fra Statens Naturhistoriske Museum over de næste fem år undersøge med en bevilling på 11 millioner kroner fra det Europæiske Forskningsråd ERC.

”Det er ofte de store dyr, der fanger vores opmærksomhed. Men jeg synes, det er mindst lige så fascinerende, hvordan naturen er lykkedes med at skrumpe størstedelen af de samme vitale organer og proppe dem ind i lille en frøkrop på under en centimeter. Og i dag ved vi faktisk forbløffende lidt om hvordan det sker, og det vil jeg gerne ændre på,” siger Mark D. Scherz.

Naturens tech industri

Siden tech-industriens fødsel har den gradvist skrumpet de små transistorer, der sidder i vores telefoner og computere, så der er plads til flere af dem og ydeevnen bliver højere. På samme vis mener videnskaben, at ekstrem formindskelse i kropsstørrelse ofte er forbundet med innovation og evolution i naturen, dog uden at forstå det til fulde.

Det nye forskningsprojekt hedder GEMINI (Genomics of Miniaturisation in Vertebrates) og har som hovedformål at afdække, netop hvad der sker i DNA’et hos hvirveldyr, når de skrumper. Projektet skal således udvikle en slags genetisk skabelon for, hvad der sker når dyr skrumper.

”I flere uafhængige undersøgelser, der har set på genomet hos formindskede dyr, ser man at der sker en form for oprydning og innovation, hvor genomet bliver mindre. Meget af det sker i det, vi plejede at kalde junk-DNA, men noget af det sker også i andre gener, og det skal vi blive klogere på,” siger forskeren.

Tidligere mente man faktisk, at dyregrupper gennem evolutionen hele tiden ville vokse sig større – den såkaldte ”Copes regel”. I dag ved man dog, at det ikke entydigt gør sig gældende – og med god grund. 

”Dyr kan ikke bare blive ved med at vokse sig større og større. På et tidspunkt ville de være lige så store som skyskrabere og der ville ikke være plads nok. Derfor er der nødt til at være disse faser med reduceret kropsstørrelse, hvorefter dyret igen kan begynde at vokse for at den regel overhovedet giver mening,” forklarer siger Mark D. Scherz.

T-Rex og Moby Dick stjæler rampelyset

Forskningsområdet ’miniaturisering’ har ifølge Mark D. Scherz ikke været højt prioriteret blandt forskere i en årrække. Faktisk er nogle af de sidste banebrydende resultater på området fra 1990’erne. I stedet har forskernes fokus været på de store dyr.

”Alle taler om blåhvaler og elefanter. Alle børn, du spørger, kan fortælle dig om det største landpattedyr og det største havpattedyr og den største dinosaurer, der nogensinde har levet. Men det er ikke noget stort problem at skalere op og blive større. Det er en meget mere imponerende bedrift at få alle de ting, der er i en blåhval på 23 tons komprimeret ned i en pakke på syv millimeter,” siger forskeren.  

Men nu er der ifølge forskeren kommet fornyet fokus på, hvordan dyr bliver så små. Bl.a. takket være en række spektakulære fund på det seneste. Tidligere i år fandt forskere i Brasilien verdens mindste hvirveldyr, loppefrøen, som måler syv millimeter.

”Vi lever i en tid, hvor de formentlig mindste hvirveldyr nogensinde er omkring os, men de er lette at overse og så glemmer vi dem lidt. I projektet skal vi få en genetisk forståelse af, hvad der styrer den her ’skrumpeproces’ og undersøge om der er noget, der stopper dyrene fra at blive endnu mindre,” slutter Mark D. Scherz.

Om ERC Starting grants:

European Research Counsil Starting Grants tildeles unge, lovende forskertalenter i op til mellem to år og syv år efter opnået ph.d.-grad. Der bevilges op til 1,5 mio. EUR til grænsebrydende forskningsprojekter i en fem-årig periode. Læs mere