evolutie.blog.com

Mijn vorige posts (1,2,3) over het boek What Darwin Got Wrong gingen over deel 1, ‘het biologsiche argument’. Dat deel houdt zich bezig met empirische aspecten van natuurlijke selectie. Het gaat over de feiten, de waarnemingen, de experimenten. Deel 2 van het boek gaat over logische en conceptuele aspecten van natuurlijke selectie. Daar ga ik in dit blog op in. Conceptuele problemen zijn het domein van de filosoof. Volgens Fodor zijn er ernstige conceptuele problemen met het concept natuurlijke selectie. Maar hij richt zich niet zozeer tot zijn vakgenoten, zoals je zou verwachten, maar tot biologen. Is dat niet de verkeerde doelgroep? Nee. Biologen doen aan theorievorming wanneer ze natuurlijke selectie gebruiken om eigenschappen van organismen te verklaren. Als je iets wilt verklaren, dan doe je aan theorievorming. En filosofen menen dat theorievorming op hun terrein ligt. Maar, als je goed leest, dan heeft Fodor het niet alleen over het concept, maar ook over evolutie en natuurlijke selectie zoals die zich afspelen in de werkelijkheid. De situatie is nog verwarrender, want die twee aspecten lopen bij Fodor door elkaar heen. Maar hij zegt nergens dat ze hetzelfde zijn. Ik kom daar later op terug.

De functie van het hart

De essentie van het probeem illustreert Fodor met het probleem van de functie van het hart (1). Natuurlijk weten we dat het hart bloed rondpompt, maar het maakt ook -onvermijdelijk- geluid. Hoe weten we dan zo zeker dat de functie van het hart bloed rond pompen is en niet geluid maken? Let op: dit is een serieus filosofisch probleem voor Fodor. Voor een filosoof is het enige geldige antwoord gebaseerd op de waarheid of onwaarheid van deze redenering: de natuur zou een geluidloos hart maken als ze dat zou kunnen (counterfactuals, p.100). Maar als het een fysische noodzakelijkheid is dat een pompend hart geluid maakt, hoe kunnen we dan bepalen of die bewering juist of onjuist is? Er bestaan immers geen geluidloze pompende harten. Nu, wat filosofen ook voor belang mogen hechten aan counterfactuals, dit is absoluut geen juiste reconstructie van de denk- en werkwijze van biologen.

Wetmatigheden

Mijn belangrijkste tegenwerping is dat ‘de functie van hart is bloed rond pompen’ geen geisoleerde uitspraak is, maar functioneert in een uitgebreid netwerk van biologische wetmatigheden:

• alle meercellige organismen hebben zuurstof en voedsel nodig om te leven
• alle meercellige organismen vanaf een bepaalde grootte hebben actief zuurstoftransport nodig
• het hart pompt bloed rond om zuurstof naar alle delen van het lichaam te transporteren.

Dit zijn allemaal wetmatigheden die testbaar zijn en op talloze manieren en bij talloze organismen bevestigd zijn. Bovendien berusten deze biologische wetmatigheden weer op mathematische, fysische en chemische wetmatigheden (2). Ironische genoeg houden de auteurs zelf een pleidooi voor ‘The return of the Laws of Form’ ( hoofdstuk 5)! Deze wetmatigheden zijn dus stevig in de empirie verankerd en hebben een noodzakelijk karakter. Het zijn geen arbitraire toevalligheden. Daarentegen past de uitspraak ‘de functie van het hart is geluid te maken’ in geen enkel systeem van biologische wetmatigheden (3).

Functioneel denken

De hele biologie is doordrenkt van functioneel denken gebaseerd op wetmatigheden. De functie van het oog is op optische wetten van lichtbreking  gebaseerd, de functie van het oor is op wetten van luchttrillingen gebaseerd, bouw en fucntie van vleugels is gebaseerd op aerodynamica, etc. Ik zou niet eens kunnen bedenken wat er voor niet-adaptiefs aan ogen zou kunnen zijn. Afgezien van het feit dat het oog niet perfect is, welke functie anders dan zien zouden ogen kunnen hebben? Die twee gaatjes in de schedel opvullen? Te evident om woorden aan te verspillen. In het algemeen gesteld: anatomie en fysiologie hebben te maken met fysische constraints. Ironisch genoeg komen constraints herhaaldelijk aan bod in deel 1 van het boek.

Natuurlijke selectie

Toen Fodor ontdekte (o.a. door S.J. Gould en Hempel) dat er niet-adaptieve fenotypische eigenschappen bestaan (p.109) raakte hij totaal in de war. Hij meende dat je daarom niets meer een adaptatie kunt noemen. En dus meent hij dat de hele theorie van natuurlijke selectie instort. De theorie van Natuurlijke Selectie kan niet eens voorspellen welke eigenschappen in een populatie geselecteerd worden (p.110). Als klap op de vuurpijl: dit soort problemen zijn van het onoplosbare soort (’unsolvable kind’, p.110). Op p.113,114 vat hij zijn argumentatie nog eens samen: “So the claim that selection is the mechanism of evolution cannot be true” (p.114).

De snavels van Darwinvinken

Voor biologen zijn deze problemen helemaal niet van ‘het onoplosbare soort’. Kijk naar de Darwinvinken (4). Dit zijn de feiten:

1. er zijn zaden van verschillende grootte en hardheid op de eilanden waar de vinken leven (voedsel aanbod)
2. iedere soort vink heeft een andere voorkeur voor zaden (dieet)
3. snavels verschillen in breedte, diepte en lengte (variatie)
4. hoe groter de snavel en hoe sterker de bijbehorende spieren, hoe groter de zaden die ze kunnen openbreken (functionaliteit)
5. de beschikbaarheid van specifieke zaden afhangt van klimaat (milieu)
6. de respons van de populatie vinken is te zien aan de verschuiving van de gemiddelde snavelgrootte in volgende generaties (selectie). Zie plaatje.
7. de erfelijkheid van snavelvorm is gemeten (heritability)
8. tevens zijn de genen bekend die de snavelvorm beinvloeden (moleculaire genetica, evo-devo)

Nu zijn er nog enige open vragen die opgelost kunnen worden met aanvullende experimenten: het meten van de kracht die nodig is zaden te kraken, lab experimenten om te zien hoe ze zaden kraken, spijsvertering, welke eigenschappen zijn sterk gecorreleerd met de verandering van de snavels, etc). Het punt is dat de Darwinvinken hebben laten zien dat natuurlijke selectie werkt ondanks nog niet geïdentificeerde gecorreleerde eigenschappen.

Free-riders

Nu maakt Fodor in hoofdstuk 6 er herhaaldelijk een punt van dat als eigenschap A en B beide fitness verhogend zijn, en dus op selectie reageren, hoe je dan kunt weten of er op A of B geselecteerd wordt? Je kunt nooit zeker weten of er niet gelijktijdig ook op andere kenmerken (free-riders) geselecteerd wordt? (De Darwinvinken zijn mijn voorbeeld. Fodor bespreekt zelfs dit overbekend voorbeeld niet en in feite geen concreet zinnig biologisch voorbeeld). Mogelijkerwijze wordt er tegelijk met de snavelvorm ook op de grootte van de poten of de lengte van de staartveren geselecteerd. Maar poten of staartveren worden niet gebruikt om zaden te kraken. Dat kun je waarnemen. Bovendien kun je nagaan of en hoe snavelvorm en pootlengte genetisch gekoppeld zijn. En of het variabel is. Dus biologen kunnen wel degelijk onderscheid maken tussen kenmerken waarop geselecteerd wordt (snavels) en free-riders (poten?).

Holisme

Fodor heeft gelijk dat een organisme géén losse verzamelingen eigenschappen is, maar een geïntegreerd geheel. Ok. Maar, zoals het voorbeeld van de Darwinvinken laat zien, een eigenschap zoals de snavelvorm kan wel degelijk door natuurlijke selectie veranderd worden. Een organisme is niet zó onwrikbaar geintegreerd dat geen enkele losse eigenschap kan veranderen. Vele mutaties doen precies dat: denk aan oogkleur en alle monogenetische ziektes. Mendel zou zijn Mendelwetten niet ontdekt kunnen hebben als de bloemkleur niet apart zou kunnen veranderen los van de rest van de plant. Fodor overdrijft en laat biologische kennis buiten beschouwing.

Van concept naar werkelijkheid

Uit zijn Boston Review (5,6) verhaal blijkt dat Fodor echt denkt dat “natural selection can’t do any of these things’ en ‘if either of the confounded traits is correlated with fitness, so too is the other” (bold van mij). Ja, inderdaad als twee eigenschappen noodzakelijk gecorreleerd optreden, dan kan natuurlijke selectie geen onderscheid maken. Als! Dat is een logische noodzakelijkeid! Maar Fodor ‘vergeet’ de empirische vraag te stellen: hoe vaak gebeurt dit in de natuur? Wat mij zou overtuigen is een overstelpende hoeveelheid voorbeelden in de natuur waar kenmerk A altijd gekoppeld is aan kenmerk B en waardoor natuurlijke selectie tot stilstand komt. Dit zou er nl op neerkomen dat soorten gewoon niet kunnen veranderen. De fout van Fodor is dat hij uit de theoretische mogelijkheid dat A en B gekoppeld zijn concludeert dat dit  in de natuur altijd zo is en dat daarom natuurlijke selectie zowel als verklaring én als mechanisme in de natuur niet werken kan. Dus Fodor maakt de illegale stap van conceptuele analyse naar emprische werkelijkheid. Je kunt natuurlijk nooit iets over de werkelijkheid afleiden uit een conceptuele analyse.

Een tweede fout is dat de koppeling van A en B een kwestie van alles of niets is. De koppeling kan in werkelijkheid een variabele sterkte hebben.

Mijn oplossing

Mijn oplossing voor Fodor’s probleem is nagaan in welke context fenotypische kenmerken functioneren. Bijvoorbeeld: de pompwerking van het hart functioneert in de context van zuurstof en energie. De snavelvorm van vogels functioneert in de context van het bemachtigen van een geschikte vorm van voedsel. De overkoepelende context is overleven.

Nut

Wat is het nut van Fodor’s boek? Je bent nu extra gespitst op gecorreleerde eigenschappen en met die blik lees je de bestaande literatuur nét iets anders en kijk je nét iets anders naar de mogelijkheden en beperkingen van natuurlijke selectie in de natuur. Fodor zelf heeft -op zijn zachtst gezegd- bijzonder weinig waardering voor wat biologen presteren: geen universele wetten zoals in de natuurkunde. Hij lijkt ook niet echt geinteresseerd te zijn in het verschil tussen natuurkunde en biologie. Ook lijkt hij biologie geen interessante wetenschap te vinden en niets van biologen geleerd te hebben. So it be. Heeft Fodor universele wetten gevonden in de cognitiewetenschap? Kritiek op Evolutionaire Psychologie wordt eigenlijk niet gegeven: in de Appendix treffen we een verzameling citaten aan. That’s it.

Noten

1. Het voorbeeld is afkomstig van de wetenschapsfilosoof C. G. Hempel (1965) en begint bij Fodor op pagina 100.
2. In het zojuist verschenen evolutie handboek ‘Prehistoric Life‘ van Bruce Lieberman, Roger Kaesler (2010) staat een aardig hoofdstuk over Growth and Form waarin ‘Galileo’s Principle’  wordt uitgelegd. Dat zijn de mathematisch-fysische principes waarop anatomie en fysiologie gebasserd zijn.
   
3. Voor wie zou dat geluid bedoelt zijn? Het kloppend hart is niet eens voor het organisme zelf te horen, laat staan voor een soortgenoot. Het geluid wordt wel t.b.v. diagnose gebruikt door cardiologen, maar als er een te hard geluid geconstateerd wordt, is de oplossing niet geluiddempers aanbrengen, maar het herstellen van de pompwerking van het hart. Als het geluid te zwak is wordt er geen ‘hartgeluid-producerend-apparaatje’ ingebouwd. Kunstharten moeten de pompwerking van het hart vervangen, niet het geluid! Anders sterft de patiënt.
4. Peter & Rosemary Grant (2008) ‘How and Why Speces Multiply. The radiation of Darwin’s Finches‘.
5. Misunderstanding Darwin, Boston review, is kritiek van Ned Block and Philip Kitcher (22 feb 2010).
6. “Misunderstanding Darwin”: An Exchange. Boston Review, is antwoord van Fodor & PP.(17 maart 2010)

- zaterdag kopje ‘Van concept naar werkelijkheid’ en 1 zin toegevoegd.

tags: boeken, filosofie

Volgens BBC documentairemaker en auteur van The Darwin Conspiracy, Roy Davies, heeft Darwin de evolutietheorie van Wallace gestolen. Roy Davies was te zien in de 24e uitzending het vpro Beagle programma. De diefstal werd uiteraard tegengesproken door historicus John van Wyhe (van de website darwin online) die eveneens aan boord was. Die twee hebben een verhitte discussie gehad tot diep in de nacht. Het is duidelijk dat Roy Davies een beetje te veel fantasie heeft, in een nachtmerrie leeft en in een wereldwijde samenzweringstheorie gelooft. Maar de vpro heeft ze ook niet allemaal helder op een rijtje:

“Redmond zoekt in Indonesië verder naar de geest van deze Britse natuuronderzoeker en avonturier, zonder wie Darwin nooit The Origin of Species gepubliceerd had.”

Dat laatste is onzin. Het enige wat klopt is dat Darwin haast maakte met de publicatie van de Origin toen hij de brief van Wallace in 1858 ontving met de samenvatting van zijn evolutietheorie. Dus: het moment van publicatie, maar niet de inhoud van de publicatie. Hetzelfde werd ook al gesuggereerd in de vorige uitzending: de commentaarstem (voice-over heet dat in vaktermen) suggereerde dat Wallace eerder zou zijn geweest met natuurlijke selectie dan Darwin. Dat je als omroep controversiële figuren zoals Roy Davies aan het woord laat heeft natuurlijke hoge amusementswaarde, maar de vpro moet zich zelf wel aan de feiten houden. Gelukkig is Tjitske Mussche genuanceerder op haar blog.

Voor de duidelijkheid:

1. De evolutietheorie bestaat niet alleen uit Natuurlijke Selectie, maar heeft als tweede hoofdbestanddeel gemeenschappelijke afstamming van al het leven (Common Descent in vaktaal). Heeft Wallace daar over geschreven?
2. Darwin’s The Origin of Species bestaat uit plm 400 pagina’s. Knap dat je dat kunt overschrijven uit een brief van krap 10 kantjes!
3. The Origin of Species bevat niet alleen een theorie, maar een zeer uitgebreide en gedetaileerde verzameling bewijsmateriaal en een gedetailleerde behandeling van de problemen van de theorie. Dat heeft Wallace niet gedaan.
4. Volgens Roy Davies verdient Charles Darwin niet de titel ‘bedenker van de evolutietheorie’. Dit is correct als je met evolutietheorie bedoelt het algemene idee dat het leven op aarde zich gedurende zeer lange tijd ontwikkeld heeft van eenvoudig naar complex zonder hulp van een bovennatuurlijk wezen. In deze vorm heeft Lamarck ook al een evolutietheorie naar voren gebracht. Maar Darwin was de eerste die een gedetailleerde, systematische, coherente theorie naar voren heeft gebracht.
5. Wallace was niet de enige die de theorie van natuurlijke selectie  gepubliceerd had (in de brief aan Darwin), maar anderen waren eerder, zoals de boomkweker Patrick Matthew (zie mijn review).
6. Wat mij betreft had de evolutietheorie als de Darwin-Wallace evolutietheorie de geschiedenis in mogen gaan, of nog eerlijker de Darwin-Wallace-Matthew evolutietheorie, of nog eerlijker …, etc. Het probleem is dat Wallace de evolutietheorie later in zijn leven herroepen heeft wat betreft de toepassing op de mens. Darwin heeft echter het grootste deel van zijn leven besteed aan het uitwerken van de theorie tot een theorie die serieus genomen werd door de wetenschappelijke wereld. Daarom mag zijn naam gerust verbonden worden aan de evolutietheorie.
7. Wat prioriteiten betreft: Wallace’s brief is samen met een samenvatting van Darwin’s theorie in 1858 voorgelezen voor een vergadering van de Linnean Society. Iedere wetenschapper in die tijd wist dat. Wallace werd dus niet genegeerd of onder het vloerkleed geveegd.

Op de website van het vpro programma staat een goed verhaal van de journaliste Tjitske Mussche, dat genuanceerder is dan het tv programma. Leuke uitspraak van de schrijver Redmond O’Hanlon: Wallace heeft ook veel aan Darwin te danken, omdat Darwin de evolutietheorie respectabel maakte en Wallace daarvan profiteerde. Overigens blijkt O’Hanlon een zegen te zijn voor het programma vanwege zijn enorme belezenheid. Ook op de Beagle website een informatief interview (Noorderlicht radio) met Chris Smeenk over Wallace. Daarin verteld Smeenk o.a. dat in één opzicht Wallace eerder was dan Darwin, nl Wallace had al in 1855 een publicatie ‘”On the Law Which has Regulated the Introduction of Species”, maar dit bevatte nog niet de theorie van natuurlijke selectie.

Informatie:

• The Darwin Conspiracy is gratis te downloaden van de website.
• Dit is de website van John van Wyhe: The Complete Works of Charles Darwin.
• Een behoorlijk uitgebreid overzicht van alle voorlopers van de evolutietheorie in de wikipedia.
• Eerdere  blogs over Wallace: Dit lag bij de post vanochtend (26 juni 2008), Darwin fanclub contra Wallace fanclub (1 maart 2008); gastbijdrage Het lied van de dodo: groots en meeslepend (31 aug 2009).
• There is no Darwin Conspiracy is een bijzonder opvallende verdediging van de originaliteit van Darwin. Door een creationist!!! (met dank aan Gerdien).
• Creationist: Evolutie is een feit, maar ik geloof het niet. Gaat over dezelfde verbazingwekkende creationist Todd Wood. (met dank aan Gerdien)

tags: tv, geschiedenis, boeken

Een tot vervelens toe terugkerend thema bij Fodor en PP is dat evolutiebiologen heel lang natuurlijke selectie als het belangrijkste proces hebben voorgesteld, en bovendien dat natuurlijke selectie een externe factor is (het milieu selecteert welke organismes overleven) waardoor interne factoren (embryologie) geheel genegeerd worden. Ja, dat is waar, dat klopt, en daar heeft Fodor gelijk in. Maar, dit heeft hij niet zelf uitgevonden! Dit thema komt al jaren in de evolutie literatuur voor. Als je de literatuur van de laatste 10-15 jaar hebt bijgehouden, moet je daar vele malen tegen aan gelopen zijn.

Dit plaatje is afkomstig van Wallace Arthur (2004) ‘Biased embryos and Evolution‘ en geeft zijn visie op de huidige stand van zaken in de evolutietheorie weer: grote aandacht voor de externe invloeden (E) en weinig voor interne invloeden (I). Een evenwichtige evolutietheorie kan alleen tot stand komen als beide pilaren E en I voltooid zijn. Er moet dus nog hard gewerkt worden aan de interne factoren in de evolutie. Arthur had het onderscheid extern en intern ook al in een eerder boek (1997, 2000) gemaakt (zie mijn review). Dat interne factoren werden verwaarloosd, is overigens geen wonder. De kennis van ontwikkelingsgenetica is pas de laatste 10 jaar tot bloei gekomen (’evo-devo’).

In het Darwinjaar 2009 verscheen het boek ‘Quirks of human anatomy‘ waarin de auteur Lewis Held met een prachtige, verhelderende illustratie aangeeft dat het organisme niet in alle richtingen even makkelijk verandert.
Organismen zijn géén biljartballen die even makkelijk in alle mogelijke richtingen evolueren wanneer natuurlijke selectie in een bepaalde richting duwt. Dit idee werd al door Francis Galton (1822-1911) gepubliceerd om te illustreren hoe de ontwikkeling van het embryo zijn evolutionaire mogelijkheden inperkt. Het plaatje daaronder illustreert dat op nog een andere manier. Het embryo wordt weergegeven in een berglandschap met mogelijke paden waarlangs de ontwikkeling van een organisme kan veranderen en evolueren. Dat zijn de interne embryologische en genetische factoren. Het landschap van ontwikkelingsmogelijkheden wordt door een netwerk van genen bepaald. Treedt er ergens in het genen netwerk een mutatie op, dan kan er een nieuw pad ontstaan, waardoor het balletje (organisme) naar een andere richting rolt.

In feite is het idee dat variaties de richting van evolutie wel eens zouden kunnen beperken en sturen, al aanwezig bij de geneticus William Bateson (1861 - 1926). Er is dus niets nieuws onder de zon (1). Fodor & PP moeten zich niet zo aanstellen. In het Nederlands noemt men dit ook wel eens: het intrappen van een open deur. Bovendien lijkt het erop dat ze interne factoren niet als natuurlijke selectie opvatten. Natuurlijk zijn interne factoren ook een vorm van natuurlijke selectie: natuurlijke selectie van het interne milieu van een cel, een orgaan, een organisme. Het lichaam is ook een milieu (omgeving, environment). Waarom doen F & PP dit allemaal? Ze ondermijnen natuurlijke selectie niet, want interne factoren zijn ook een vorm van natuurlijke selectie!

Verder kritiseren F & PP random variaties. Maar de evolutietheorie bedoelt met random ‘niet gericht op de behoeften van het organisme’. Iedere mutatie is blind ten opzichte van de behoeftes van het organisme. Dat mutaties gefilterd worden in de embryonale fase van een organisme  is dus helemaal niet in strijd met de claim dat de oorsprong van alle mutaties random is in de zin van blind.

Wilt U iets leren over dit onderwerp van een echte (evo-devo) bioloog, dan kan ik U het boekje Biased embryos van harte aanbevelen. Ik ben nog niet klaar met Fodor & PP, maar dit moest ik in ieder geval alvast even kwijt.

Noten
1) Stephen Jay Gould (2002) gaf ruime aandacht aan internal constraints in Chapter 10 en 11 van zijn The Structure of Evolutionary Theory.

tags: boeken, filosofie

Vanochtend hield Jaap Sinninghe Damsté de zondagse Paradiso lezing in de Melkweg in Amsterdam. Hier volgt een korte impressie. Damsté heeft nieuwe methodes ontwikkeld om het klimaat in het verleden te achterhalen. Dit is van belang om toekomstige ontwikkelingen van het klimaat te kunnen inschatten. Dat is zeer belangrijk als je op een intelligente manier met het leefklimaat van onze aarde om wilt gaan. Immers, weet je hoeveel CO₂ er vroeger was en hoe warm het vroeger was, dan heb je gegevens in handen waarop je je voorspellingen kunt baseren.

De methode die hij ontwikkeld heeft is, verrassend genoeg, gebaseerd op de samenstelling van celmembranen (lipiden) van bacteriën. Deze variëren afhankelijk van de omgevingstemperatuur. Bovendien blijven ze miljoenen jaren stabiel (veel langer dan DNA!). Verder is het handig dat ze accumuleren op en in de zeebodem. Deze eigenschappen zijn bijzonder handig om vroegere temperaturen te reconstrueren. Het zijn fossiele biochemische markers van het klimaat. Wat mij opviel is hoe nauwgezet hij deze methode valideert met ijkgrafieken, etc. Zijn conclusies zijn dat de gereconstrueerde temperaturen overeenkomen met die van andere wetenschappers die andere methodes gebruikt hebben. Dat is mooi. En dat bij hogere CO₂ waardes ook hogere temperaturen optreden. En dat op basis van isotopen vastgesteld is dat de verhoging van CO₂ door de mens veroorzaakt is.

Wat zorgwekkend is dat de huidige klimaatmodellen (IPCC) nog niet de temperaturen die Damsté en anderen gevonden hebben, kunnen voorspellen. Er zal dus nog stevig aan die modellen gesleuteld moeten worden. Volgens Damsté geven de huidige klimaatmodellen een behoorlijke onderschatting van de temperatuurstijging. Het zou dus warmer worden dan het IPCC voorspelt. De hoogste prioriteit zou aan deze problematiek gegeven moeten worden, en niet aan kleine foutjes in IPCC rapporten.

Evolutie
Ook uit oogpunt van evolutie is het werk van Sinninghe Damsté zeer interessant omdat het goede schattingen geeft van temperaturen in het verleden. Bijvoorbeeld: Krijt (90 milj jaar geleden). Daardoor kunnen fossielen in hun klimaatcontext geplaatst worden. Je kunt dan precieser zijn dan: het was erg warm. En dat is wetenschappelijk gezien een winstpunt.

Verdere informatie:

Een verhaal in het Ublad over Damsté

Prijs voor biogeochemicus Sinninghe Damsté

Chemische fossielen als klimaatverklikkers

Emiliania huxleyi is phytoplankton dat alkenonen bevat die de basis vormen voor temperatuur bepalingen. De dateringen gaan terug tot 60 miljoen jaar.

Alles over het klimaat in het verleden

TEX86 is de eenheid voor temperatuurmetingen.

tags: klimaat, lezingen

Als U nu snel naar de winkel loopt en de Volkskrant koopt, heeft U de nieuwe BBC serie Life deel 1 “The Challenges of Life” van David Attenborough gratis. De serie is van 2009 en is ondertiteld in het Nederlands (ondertiteling staat standaard  uit). De hele serie van 10 afleveringen is bij de webshop van de VK te bestellen.

De afgebeelde rode kikker, strawberry poison frog (Oophaga pumilio), is een soort met voor amphibieën ongebruikelijke, extreme broedzorg. Verder op de dvd opnames van baltsende ‘Jezus-futen’: ze lopen (of liever gezegd rennen) over water net als Jezus (google op: Western Grebe).

tags: dvd, film, tv

Elsevier heeft een 94 pagina’s tellende rijk geïllustreerde speciale editie  ‘Evolutie’ uitgebracht, met als ondertitel ‘Alles wat U moet weten over Charles Darwin, het creationisme en de oorsprong van de mens’. Het is samengesteld door de vaste wetenschapsjournalist bij Elsevier, Simon Rozendaal (bekend als klimaatcriticus) met bijdragen van Dirk Draulans (bekend van de vpro serie de reis van de Beagle), Bram Hahn, José van der Sman (interviewt de bekende hersenonderzoeker Michael Gazzaniga), Frans de Waal (bekend Nederlands primatoloog) en Floortje Gunst (over leermeesters en opvolgers van Darwin).

Wat mij opviel:
- het interview met de eigenwijze hersenonderzoeker Gazzaniga, verdediger van het welhaast anti-Darwiniaanse en oerchristelijke standpunt dat de mens superieur is ten opzichte van de dieren. Ik herinner mij dat de bloggende theoloog Taede Smedes van hem citeerde ‘Personally, I love our species’. Gazzaniga benadrukt de kloof tussen mens en dier. Het is jammer dat hij niet in discussie gaat met Frans de Waal die, zoals vrijwel iedere Darwinist,  juist de continuïeteit tussen mens en dier benadrukt. Gazzaniga gaat veel verder dan de objectieve vaststelling van de verschillen tussen de hersenen van de mens en chimpansee (inderdaad 300% verschil in volume) en komt met subjectieve termen als fabuleus, magnifiek, uniek, ik hou van de mens, ons brein is superieur. Een soort 19e eeuws ‘racistisch’ anthropocentrisme compleet met christelijk superioriteitsgevoel. Alles wat Gazzaniga doet aan feitelijke onderbouwing is met tegenvoorbeelden onderuit te halen.

- aardig is het interview met de bijna 88-jarige christenbioloog Jan Lever, die zegt dat hij het creationisme en intelligent design verwerpt, maar over zijn schelpen zegt: ‘Daar is evolutionair geen verklaring voor te bedenken. De Schepper heeft er gewoon plezier in gehad dat die beestjes …’. Wat is het verschil met creationisme? “God bestaat en evolutie is zijn instrument”. In feite is Lever niet verder gekomen dan Newton die van mening was dat God verantwoordelijk was voor de wetten van de natuur, maar zich daarna terug trok van zijn schepping (behalve dat hij zo nu en dan nog wat kleine ingrepen deed). Dat er zo’n grote kloof tussen geloof en evolutietheorie bestaat is de schuld van theologen, zegt Lever. Dat is een onterecht verwijt aan het adres van theologen als Smedes, die er juist alles aangedaan hebben om God én Darwin te verenigen en zich juist intensief verdiept hebben in de moderne biologie.

- Het is interessant om te zien dat klimaatcriticus Simon Rozendaal 100% pro-evolutie is. Is er iets terug te vinden van zijn anti-klimaat houding? Ja, op pagina 45 wordt het verband gelegd tussen global warming en racisme:

“De grondlegger van het thans populaire idee van global warming, de Zweedse Nobelprijswinnaar Svante Arrhenius, was voor een verbod op voortplanting voor Zweedse onderdanen met slechte genen.”

Op pagina 47 vinden we nogmaals onder het kopje Broeikaseffect en racisme (!): dat ‘de grondlegger van het idee van global warming ten gevolge van het broeikaseffect’, de Zweed Svante Arrhenius de Nobelprijs kreeg, maar ook ‘de actiefste Europese wetenschappers op het gebied van eugenetica en racisme was’ (bold in de originele tekst). Zo, het verband is gelegd! Of het een poging is om de persoon Arrhenius en de hele klimaatwetenschap in diskrediet te brengen mag U zelf bedenken. Volledigheidshalve wordt er ook in de uitgave gemeld dat er van Darwinisme misbruik gemaakt is (sociaal-Darwinisme).

Noten

Deze uitgave heeft geen ISBN, is bij BRUNA verkrijgbaar, niet bij bol.com

tags: tijdschriften

Het boek What Darwin Got Wrong bestaat uit twee delen: kritiek op de dominante rol van natuurlijke selectie in de evolutietheorie (Part One, hoofdzakelijk door Piattelli-Palmarini geschreven denk ik), en in Part Two bespreekt Jerry Fodor de filosofische, conceptuele aspecten van natuurlijke selectie. Ik beperk me hier tot het biologische argument.

Biologen hebben misschien in het verleden, expliciet of impliciet, teveel creatief vermogen aan natuurlijke selectie toegekend. Volgens de definitie kan natuurlijke selectie ‘alleen maar’ varianten in frequentie doen toenemen of afnemen (1). That’s all. De werkelijke creatieve processen die een organisme vorm geven zijn de embryologische processen. Op hun beurt worden die weer aangestuurd op moleculair niveau door mutatie’s in het DNA. De evolutietheorie (neo-Darwinisme) had die embryologische processen verondersteld als noodzakelijke voorwaarde en verder genegeerd, omdat er niet veel van bekend was en er dus niet veel over te zeggen viel. Bovendien zagen evolutiebiologen het niet als relevant. Men kon ze negeren zonder direct vast te lopen. Dit is vergelijkbaar met Mendel die de wetten van overerving (de wetten van Mendel) perfect kon vaststellen zonder ook maar iets te weten van DNA. Met de opkomst van de ontwikkelingsgenetica zijn de creatieve ontwikkelingsprocessen meer in het middelpunt van de evolutietheorie komen te staan (evo-devo). Eén ding blijft echter overeind: een nieuwe variant zal snel verdwijnen als natuurlijke selectie er niet voor zorgt dat die variant in frequentie toeneemt en uiteindelijk een soortkenmerk vormt. Daarom is het ook misplaatst om natuurlijke selectie aan te vallen en door allerlei andere processen te vervangen. Je hebt beide nodig. Nieuwe vormen moeten gegenereerd worden en daarna getest op levensvatbaarheid in de dagelijkse praktijk. Het is appels met peren vergelijken, of claimen dat de oppervlakte van een rechthoek meer door de lengte dan door de breeedte bepaald wordt. Toch lijkt het dat Jerry Fodor en Piattelli-Palmarini  natuurlijke selectie willen vervangen door een breed scala aan processen (2). Ze vinden dat evolutiebiologen veel te veel waarde aan natuurlijke selectie hebben gehecht en dat dit nu maar eens rechtgezet moet worden. Inderdaad, ze lezen biologen de les!

Als voorbeeld geef ik de Fibonacci spiraal dat voor komt in het hoofdstuk ‘The return of the laws of form’ (3). Het is een bekend voorbeeld. Zonnebloemen vormen spiralen (zie foto). Deze spiralen kunnen wiskundig beschreven worden als een Fibonacci reeks (zie figuur onder foto). De auteurs claimen dat natuurlijke selectie niet verantwoordelijk kan zijn voor de Fibonacci spiraal (p.74). Het is extreem onwaarschijnlijk, zeggen ze, dat die spiraalvorm door een blind proces van trial and error gevonden zou zijn en vervolgens geselecteerd. Fysische wetten en zelf-organisatie moeten die spiralen gevormd hebben, aldus de auteurs. Het lijkt mij plausibel dat de spiralen ontstaan door enkele simpele ‘regels’ van celdeling en celgroei en dat niet ieder korreltje in de spiraal gecodeerd wordt door aparte genen. Wat gecodeerd is in het DNA zijn de ‘lokale regels’: hoe een cel reageert op zijn buurman. De uiteindelijke vorm krijg je gratis:  ‘order for free’ (Stuart Kauffman). Anders gezegd: de uiteindelijke vorm wordt indirect geprogrammeerd in het DNA, gegeven allerlei randvoorwaarden. Fysische en geometrische effecten hoef je niet in DNA vast te leggen, want die bestaan gewoon.

Dat is inderdaad een belangrijk inzicht. Maar dat geldt voor alle embryologische processen, omdat het voor de hele genetica geldt. Je erft geen rood haar of blauwe ogen, maar de genen die enzymen aanmaken, die op hun beurt kleurstoffen aanmaken. Je erft het recept, niet het eindproduct. Enzymen werken volgens biochemische wetten en die zijn ook niet in het DNA geprogrammeerd. Die krijg je ook gratis. Order for free.

Maar vervolgens overdrijven de auteurs door te claimen dat dit een serieuze bedreiging vormt voor geleidelijke Darwinistische evolutie (p.78) (4). De auteurs verzuimen precies aan te geven waarom natuurlijke selectie niet verantwoordelijk kan zijn voor de spiraalvorm. Bedoelen ze dat het een kwestie is van alles of niets: óf een Fibonacci spiraal óf helemaal geen spiraal? Maar, ze hebben alléén gelijk als er geen varianten bestaan. Want als er geen varianten bestaan, kan natuurlijke selectie niets selecteren. Maar het is bekend dat niet alle plantesoorten Fibonacci spiralen vormen in hun bloemen (5). De auteurs verzuimen dat te vermelden. Spiralen kunnen in theorie verschillende krommingen hebben tot het uiterste van rechte lijnen vanuit het middelpunt (de straal van de cirkel). Ze zullen dus met veldonderzoek moeten aantonen dat alleen de ideale Fibonacci spiralen bestaan en geen varianten. En er zijn twee tegen elkaar in draaiende spiralen (met de klok mee en tegen de klok in). Is dat nu essentieel voor hun argument of niet? Daar zeggen ze niets over. Slordig en een beetje oppervlakkig.

Of is de Fibonacci spiraal té ingewikkeld om door blinde natuurlijke zoekprocessen gevonden te worden? Maar, als er relatief simpele processen ten grondslag liggen aan de spiraal, dan is het juist niet moeilijk om gevonden te worden door blinde zoekprocessen! Stel dat de Fibonacci spiraal automatisch volgt uit natuurkundige principes, (en dat er dus geen varianten kunnen bestaan), dan zou natuurlijke selectie weinig of niets hoeven doen. Daardoor zou ook de search space (6) voor natuurlijke selectie een stuk kleiner worden. Het zou natuurlijke selectie alleen maar helpen. Het eindresultaat zou sneller bereikt worden. Het betekent dat sommige vormen veel in de natuur voorkomen omdat ze ‘gratis’  gevormd worden. Daar is niets mis mee. Die vormen hoeven ook niet eens aanpassingen te zijn. Ze kunnen neutraal zijn.

Zelfs als de Fibonacci spiraal ‘gratis’ is, dan is natuurlijke selectie nog steeds niet overbodig. Er blijven nog genoeg zaken over die niet door fysische-geometrische wetten bepaald worden: het absoluut aantal elementen en de absolute grootte van de zonnebloem (de Fibonacci spiraal is oneindig omdat de Fibonacci reeks oneindig is); het aantal spiralen in de zonnebloem (in de figuur is er maar 1 getekend, hoeveel passen er in een zonnebloem?); of de spiraal in een plat vlak ligt (2-dimensionaal) of een 3-dimonesionale vormt heeft (hol- of bolvormig); de groeisnelheid, de biochemische samenstelling van het zaad, de energievoorziening, etc. Allemaal zaken die de auteurs laten liggen.

Mijn conclusie: Fodor en Piattelli-Palmarini stellen ten onrechte natuurlijke selectie en creatieve ontwikkelingsprocessen als elkaar uitsluitende mechanismen tegenover. Ze zijn verschillend, maar het is niet óf-óf. Beide processen verklaren het uiteindelijke organisme. Mechanische wetmatigheden, plus natuurlijke selectie, plus historische en taxonimische constraints verklaren vormen in de natuur. Het zal van geval tot geval bekeken moeten worden hoe groot de rol van ‘gratis’ zelf-organisatie is in de vorm van organismen. Je mag in ieder geval nooit generaliseren vanuit enkele gevallen.

Noten

1. Daarom hebben critici, van creationisten, ID-ers tot wetenschappers altijd kritiek gehad op het creatief vermogen van natuurlijke selectie. Hoe kan een proces dat alleen maar varianten in frequentie laat toenemen creatief zijn? Hoe kan zo’n proces complexe structuren en organismen creëren?
2. Hoewel ze in het begin van het hoofdstuk heel bescheiden claimen dat fysisch-chemische wetten een rol spelen in evolutie, maar niet het enige zijn. (p.72)
3. Dit hoofdstuk zal door Piattelli-Palmarini geschreven zijn omdat hij in 2006 een voordracht hield met dezelfde titel (home site). Fibonacci in de biologie is beschreven door Brian Goodwin. In het boek van F&PP wordt niet eens een poging gedaan om de spiralen te projecteren op de zonnebloem, zodat de figuur niet echt behulpzaam is: het middelpunt ligt eccentrisch, terwijl de zonnebloem een cirkel is; is uitsluitend rechtsdraaiend, terwijl in de zonnebloem L- en R- draaiende spiralen zijn te ontwaren. Zijn die twee tegen elkaar in draaiende spiralen nu essentieel en noodzakelijk? Ook wordt vergeten dat een spiraal een 2-dimensionale constructie is op basis van de 1-dimensionale getallen reeks van Fibonacci. Het is dus een toepassing. Ook wordt de definitie van de Fiboancci reeks fout gegeven (de eerste 2 getallen kunnen natuurlijk niet uit de twee voorafgaande berekend worden, vergelijk definitie in wiki). Ook wordt vergeten dat er andere waarden voor de eerste twee elementen in de reeks mogelijk zijn, waardoor er een andere rij ontstaat! Het lijkt erop dat als je willekeurige getallen als eerste twee kiest, je iedere willekeurige rij en dus kromme kunt krijgen. De zogenaamde Fiboancci spiraal is dus maar één mogelijke figuur. Géén natuurwet!
   
4. Strickberger´s Evolution. Fourth edition (2008) bespreekt Developmental Contraints, dus het onderwerp is bepaald niet afwezig in de handboeken.
5. Brian Goodwin noemt dit in zijn How the leopard changed its Spots.
6. William Dembski heeft zich hier erg druk over gemaakt.
   

tags: boeken, filosofie

Uiteindelijk is het gelukt om een bruikbare foto te maken van de zeer schuwe en alerte kramsvogel. Dat wil zeggen: zeer voorzichtig door het raam genomen. De truuk is gewenning en iedere dag een nieuwe appel in de tuin leggen. Hij vreet ze. Hij krijgt er maar geen genoeg van. De kramsvogel behoort tot het geslacht Turdus waartoe ook de merel, zanglijster en koperwiek behoren. Hij is een wintergast. Het was de eerste keer dat ik hem in de tuin had. Het is een bijzonder assertief beestje, hij doet agressieve uitvallen naar de merel, zonder duidelijke reden, want de merel eet rozijnen en geen appels. Toch een soort territoriumdrift om zijn voedselbron veilig te stellen? Of gewoon agressie voor de zekerheid? (hij doet het zelfs als er géén appel ligt). De merel laat zich steeds wegjagen. Omdat hij kleiner is? Hoe dan ook, de meest agressieve wint. Op zijn beurt laat de kramsvogel zich door een ekster wegjagen. Maar houtduif / turkse tortel en kramsvogel tolereren elkaar. Ze kunnen zonder enige problemen op een afstand van halve meter bezig zijn met fourageren. Je krijgt een aardig inkijkje in de vogelpsychologie. Vogels zijn net mensen: ze gedragen zich soms onredelijk.

Deze kramsvogel is waarschijnlijk geen Nederlandse vogel, hoewel hij in kleine aantallen broedt in Nederland (plm 100 paren). Het is waarschijnlijk een wintergast uit Skandivanië.

Zie voor korte beschrijving kramsvogel (Vogelbescherming) of Handboek Vogels van Nederland (KNNV).

tags: vogels, galerie

We kunnen de verjaardag van Darwin niet beter vieren dan met een stevige kritiek op het Darwinisme. De bekende filosoof en cognitiewetenschapper Jerry Fodor heeft een boek gepubliceerd What Darwin Got Wrong (1), waarin hij claimt dat de theorie van natuurlijke selectie fatale gebreken bevat. Nu ben ik uitgekeken op creationisme en Intelligent Design, maar een beroepsfilosoof die kritiek heeft en zijn boek begint met de openingszin “This is not a book about God; nor about intelligent design; nor about creationism“, maakt mij nieuwsgierig. Immers, ik ben zelf al 10 jaar bezig om de status van de evolutietheorie vast te stellen (met zeer veel omwegen en uitstapjes). Fodor is dus géén creationist, hij zoekt naar natuurlijke, mechanistische verklaringen. Hij sluit alle bovennatuurlijke verklaringen uit. Terecht schrijft hij dat zijn aanpak geheel in de geest van Darwin is.

Let op: Fodor verwerpt niet de gemeenschappelijke afstamming van al het leven (’Common Descent’), niet het feit dat het leven zich gedurende een paar miljard jaar op aarde ontwikkeld heeft, ook niet of er voldoende bewijsmateriaal bestaat voor evolutie (’evidence’), en zelfs niet het bestaan van selectie in de natuur (p.20). Waar hij zijn kritiek op richt is of het concept natuurlijke selectie (2) en de theorie waarbinnen het functioneert voldoet aan wetenschapsfilosofische eisen. Dat kun je verwachten van een filosoof. Die heeft verstand van de logische structuur van wetenschappelijke theoriëen. Maar hij gaat veel verder dan filosofische analyse. In hoofdstuk 2 over ‘internal constraints’ (de inperkingen die de embryologie oplegt aan de evolutie van de vorm van planten en dieren), bespreekt hij (bemoeit hij zich met) technische detailzaken als ’slippage’, ‘minisatellites’, ‘tandem repeats’, ‘miRNA’, RNAi, ‘chaperones’, ‘alternative splicing’,  ‘molecular drive’, ‘biased gene conversion’, etc. Dat is zeer vreemd. Fodor is helemaal geen bioloog, en heeft zelf geen onderzoek gedaan op deze gebieden, maar hij leest wel biologen de les. Hij citeert critici en biologen die nieuwe wegen inslaan en nieuwe ontdekkingen gedaan hebben, en slaat daarmee het neo-Darwinisme en de rest van de biologen om de oren! Vooral bekritiseert hij oudere vormen van neo-Darwinisme aan de hand van de nieuwste ontwikkelingen. Dit geeft de lezer (de niet-bioloog) de indruk dat Fodor tamelijk geniaal moet zijn. Zijn bewoordingen en de toon geven de indruk dat hij als buitenstaander in staat is biologen op hun eigen vakgebied de les te lezen. Maar wat hij in feite doet is inzichten van bepaalde biologen gebruiken om andere biologen (waaronder reeds overleden biologen) om de oren te slaan. Nieuwe ontwikkelingen waar over nog helemaal geen consensus bestaat. Hij had dat hoofdstuk ook op een neutrale beschrijvende manier kunnen schrijven, maar het is volkomen misplaatst belerend. Waarom? Misschien beïnvloed door de medeauteur van het boek? (3). Maar de vraag blijft: waarom?  Bizar en hoogst irritant. Wanneer ik verder in het boek gevorderd ben en Fodor uit de doeken heeft gedaan wat er mis is met natuurlijke selectie, zal ik daar over bloggen.

Op de verjaardag van Charles Darwin kan ik positief eindigen. Kennelijk is de cognitie wetenschap niet meer interessant genoeg (zit het op een dood spoor?) en is Jerry Fodor overgestapt naar de evolutiebiologie. Terecht. Ik heb de evolutiebiologie altijd al het meest interessante vakgebied gevonden dat er bestaat.

Noten

1. Jerry Fodor, Massimo Piattelli-Palmarini (2010) ‘What Darwin Got Wrong‘, Profile Books, hardback 262 pag (waarvan 100 blz Appendix, Notes, References, Index). Info uitgever.
2. Hij gebruikt alternatieve formuleringen: ‘adaptionist theories of evolution’, ‘mechanisms of evolution’, ’shaping phenotypes’ zonder te zeggen of ze identiek zijn met de eerste).
3. Piattelli-Palmarini heeft zich vooral met taal bezig gehouden (zie hier), volgens boekflap is hij een biofysicus-moleculair bioloog die nu cognitiewetenschapper is. In ieder geval is hij geen evolutiebioloog. Ook vind ik geen aanwijzingen dat hij als moleculair bioloog werkzaam is geweest. Op zijn eigen vakgebied taal en cognitie lijkt hij een autoriteit te zijn; heeft in Nature gepubliceerd en heeft een boek op zijn naam staan (’Inevitable Illusions: How Mistakes of Reason Rule Our Minds‘, vertaald: ‘Onvermijdelijke illusies‘).

Postscript zondag 14 Feb:

De bekende filosoof Michael Ruse bespreekt het boek in de Boston Globe vandaag. Zijn oordeel over het boek: “an intensely irritating book”. Precies wat ik ook schreef! Lees het zelf.

tags: boeken, filosofie

Paul Davies gooit het over een andere boeg in zijn zoektocht naar het ontstaan van het leven. Hij zoekt ‘alien life’ op aarde in plaats van op andere planeten. Dat is veel goedkoper dan zoeken naar andere planeten waar leven zou kunnen voorkomen. Hij gelooft dat het mogelijk is dat er alternatieve levensvormen (’Shadow biosfeer‘) op aarde bestaan die nog niet ontdekt zijn. Levensvormen die geen onderdeel van de bekende ‘Tree of Life’ vormen. Denk aan bacterieën. Het bestaan van alternatieve levensvormen wordt nu onderzocht op initiatief van Davies. Een methode om deze levensvormen te detecteren is rechtsdraaiende in plaats van de normale linksdraaiende aminozuren toe te voegen aan een kweekmedium. Vindt er groei van micro-orgarnismen plaats, dan is aangetoond dat er organismen bestaan die fundamenteel anders zijn dan de bekende levensvormen. Tot grote verbazing van de wetenschappers zijn die levensvormen nu gevonden. Dit zei Paul Davies in een lezing aan boord van de clipper Stad Amsterdam.

Wanneer de eerste resultaten bevestigd worden, en het inderdaad blijkt dat het leven voor een tweede keer ontstaan is op aarde (’Second Genesis‘), heeft dit grote gevolgen voor onze visie op de mens, zegt Davies. Het leven zal dan op vele plaatsen voorkomen in het heelal. Het ontstaan van het leven is dan zeker geen eenmalige en toevallige gebeurtenis. Het leven zou dan noodzakelijk voortvloeien uit de natuurwetten. Het zou betekenis aan het menselijk leven kunnen geven, volgens Davies.

Nota bene: de moderne evolutietheorie sluit niet uit dat het leven meerdere malen ontstaan is, maar tot nu toe zijn er geen survivors gevonden.

De videoregistratie van de lezing van Paul Davies is te vinden op de site beagle.vpro.nl en duurt 48:28 min. Het is een inleiding in het probleem van het ontstaan van het leven (OOL). Pas op het eind komt bovengenoemd experiment ter sprake.

In de New Scientist 11 maart 2009 verscheen een artikel Second Genesis: The search for shadow life waarin over bovengenoemd experiment gerapporteerd wordt. Het bleek een false positive: de bacterie groeide wel op het speciale kweekmedium, maar het was een ‘gewone’ bacterie met een ongewoon metabolisme. Dit kwam niet duidelijk naar voren in de lezing van Davies. Evengoed blijft de uitkomst fascinerend. Tevens blijkt hieruit (achteraf) dat de R-aminozuren methode niet perfect is. Een definitieve uitslag is het complete DNA van het beestje wat aangeeft of het wel of niet past in de bestaande (’the one and only’) Tree of Life.

Op 11 septemeber 2007 blogde ik over ‘Paul Davies’ Goldilocks Enigma‘.

tags: lezingen, OOL