evolutie.blog.com

"De vraag die zich echter aandient is: hebben biologen het er niet zelf naar gemaakt dat iedereen denkt dat het 'geheim' van het leven –de oorsprong van het leven- onderdeel uitmaakt van de evolutietheorie?". Dit is de volkomen terechte vraag van een vaste blogbezoeker, de filosoof Jan Riemersma. Inderdaad schrijft Richard Dawkins, dé popularisator van de evolutietheorie bij uitstek, vaak over het ontstaan van het leven. Dus dat suggereert dat het ontstaan van het leven onderdeel is van de evolutietheorie. Riemersma heeft hier een punt. Maar, hij heeft maar ten dele gelijk. Dat zal ik laten zien. Maar een belangrijker reden om er aandacht aan te besteden is de achterliggende wetenschappelijke vraag: Is het ontstaan van het leven een Darwinistisch proces? Daarmee stijgt de vraagstelling uit boven de vraag of biologen het er zelf naar gemaakt hebben. Tevens stijgt deze probleemstelling uit boven de vraag of het ontstaan van het leven onder het begrip 'evolutie' valt. Want dat is immers louter een kwestie van definitie.

Leest men wat Dawkins in verschillende van zijn populair-wetenschappelijke boeken over het ontstaan van het leven schrijft, dan valt op dat hij essentiële Darwinistische concepten als replicators, mutatie (copieerfouten), competitie en natuurlijke selectie toepast op moleculen. Het hoofdthema van Dawkins is sowieso replicators. De eerste moleculen die zich konden repliceren ondervonden op een gegeven moment competitie omdat de één sneller copieën van zichzelf maakt dan een ander. Dus die moleculen zijn onderhevig aan natuurlijke selectie. De neiging om het ontstaan van het leven in Darwinistische termen te beschrijven vind je terug in al zijn boeken van The Selfish Gene tot en met The Ancestor's Tale. Kort samengevat: replicerende moleculen zijn onderhevig aan natuurlijke selectie omdat sommigen efficiënter repliceren dan anderen. En dit zou dan moeten leiden tot de eerste replicerende cel, dus leven. Dawkins is overtuigd dat het ontstaan van het leven wel Darwinistisch moet zijn. Hoe zou het anders moeten? Darwinisme is zo succesvol gebleken bij het verklaren van de oorsprong van soorten, dus zal het ook wel een verklaring geven voor het ontstaan van het leven. Maar, zoals we gezien hebben in het vorige blog, Darwin had zijn theorie ontworpen voor biologische soorten. Dus levende organismen. Hij nam de allereerste levensvormen als uitgangspunt. Dus er is geen reden om zondermeer aan te nemen dat Darwinisme geschikt is om licht te werpen op het ontstaan van de eerste levensvormen.

Maar er is een diepere reden. Ergens beseft Dawkins dat ook. In River Out Of Eden noemt hij het probleem dat natuurlijke selectie pas kan starten als er zelf-replicerende systemen zijn met erfelijke variatie ('Replicator Threshold', p.176). Dat zijn noodzakelijke voorwaarden voor Darwinistische evolutie. In The Blind Watchmaker (p.140) zegt Dawkins dat voor replicatie complexe machinerie vereist is. Hoe ontstaat complexe machinerie? Door een Darwinistisch proces. Maar een Darwinistisch proces veronderstelt zelf-replicerende systemen met erfelijke variatie. En die vereisen complexe machinerie. Een catch-22 situatie noemt Dawkins dat zelf. Dus: om te kunnen profiteren van natuurlijke selectie moet er machinerie aanwezig zijn die in staat is om van natuurlijke selectie te kunnen profiteren. Dus het ontstaan van die machinerie kan niet met natuurlijke selectie verklaard worden en moet dus wel op een andere manier verklaard worden (5). Het lijkt dat Darwinisme hier zijn natuurlijke ondergrens bereikt heeft. Het is logisch gezien heel simpel. Als je afspreekt dat er een drietal noodzakelijke voorwaarden zijn voor Darwinistische evolutie, (reproductie, variatie, selectie) dan treedt Darwinistische evolutie niet op als aan die voorwaarden niet voldaan is. Dit lijkt toch een duidelijke hint, dat het ontstaan van het leven niet Darwinistisch verklaard kan worden. En die hint komt niet alleen van Dawkins, maar ook van evolutiehandboeken.

Het merkwaardige is echter dat, ondanks dat Dawkins deze catch-22 situatie beschrijft, hij toch een groot vertrouwen blijft hebben dat het ontstaan van het leven iets met replicatie en natuurlijke selectie te maken moet hebben. Daardoor wordt de leek op het verkeerde been gezet. In zijn The Ancestor's Tale (2004), één van zijn latere boeken, beschrijft hij de experimenten van de chemicus Julius Rebek als een voorbeeld echte erfelijkheid en echte competitie en een rudimentaire vorm van Darwiniaanse selectie. (p.474). Waarom? OK, het is Darwinisme, maar is het de oplossing van het probleem?

Dawkins is niet de enige. In het meest recente en zeer geslaagde evolutiehandboek (Barton et al, 1) staat met vette letters 'self-replication is necessary for evolution' boven een paragraaf over moleculen. Ja, natuurlijk is 'self-replication' noodzakelijke voor evolutie van biologische soorten. Maar het blijft de vraag of dat relevant is voor het ontstaan van het leven. Ze concluderen zelf op de volgende pagina (p.99) dat selectie op stabiliteit en snelheid van zelf-replicerende moleculen niet hetzelfde is als evolutie door natuurlijke selectie, omdat het de productie van erfelijke fitness variatie mist. Dus het blijft de vraag of self-replicerende moleculen een grote rol speelden in het ontstaan van de eerste levende cel. Wat ik opvallend vind is dat de auteurs niet expliciet de vraag stellen of het ontstaan van het leven Darwinistisch is.

Conclusie
Conclusie voor de haastige blogbezoeker: Mogelijk hebben Darwinistische processen een rol gespeeld bij het ontstaan van het leven. Maar dat is nog een open vraag. Het maakt mij ook niet uit! Darwinisme was sowieso niet ontwikkeld om het ontstaan van het leven te verklaren. Als het wel zo is, is het mooi meegenomen. Naar mijn mening voorspelt 'de' evolutietheorie helemaal niets over het ontstaan van het leven. We hebben de evolutietheorie niet nodig om te voorspellen dat het ontstaan van het leven logisch en chronologisch voorafgaat aan de verdere evolutie van het leven. Interessant is hoe het leven ontstaan is, Darwinistisch of niet. Geologische data zeggen dat het leven op een bepaald tijdstip op onze planeet ontstaan moet zijn. Dat het probleem van het ontstaan van het leven in evolutieboeken voorkomt, zegt alleen dat evolutiebiologen er graag over speculeren. Niet dat het onderdeel is van de evolutietheorie.

- Het grote gevaar van de claim dat het ontstaan van het leven een Darwinistisch of evolutionair proces is, is dat als in de toekomst blijkt dat Darwinistische processen géén rol van betekenis spelen, je dan gedwongen bent te concluderen dat je hele evolutietheorie in de prullebak moet. En dan moet je zeggen: ja maar, ... ik bedoelde alleen dat ene deel van de evolutietheorie, en niet de hele evolutietheorie.

- Verder dient men zich te realiseren dat het begrip 'evolutie' een zeer algemeen begrip is. Een blogbezoeker merkte op: ja maar, er bestaat toch chemische evolutie ('pre-biotische evolutie')? Meestal wordt met chemische evolutie niets anders bedoeld dan een serie chemische reacties waarbij complexe moleculen uit simpele moleculen ontstaan. Zo bestaat er ook de uitdrukking 'evolution of stars'. Zo bestaat er ook de geldige vraag 'Is culturele evolutie Darwinistisch?' (2). Zo bestaat er ook de geldige vraag: Is het ontstaan van het leven een Darwinistisch proces? Merkwaardig genoeg kan ik deze esentiele vraag niet terugvinden in de handboeken.

- Een tip: wees je bewust bij het lezen van de evolutieliteratuur dat de begrippen 'evolutie', 'erfelijke variatie', 'selectie', 'fitness' makkelijk geabstraheerd kunnen worden van levende organismen en toegepast kunnen worden op moleculen of zelfs virtuele organismen in software ('artificial life', 'artificial evolution'). Daarmee zijn moleculen, sterren of virtuele organismen niet automatisch onderdeel geworden van de neo-Darwinistische evolutietheorie! De oplettende lezer heeft kunnen lezen dat Dawkins toegeeft dat zijn theorieën speculatief zijn een zeer algemeen. En ook: " I am a biologist, not a chemist!" (TBW, p.147).

- Tenslotte een mysterieuse en onthullende passage aan het slot van het één na laatste hoofdstuk van de The Ancestors Tale (ongenummerd hoofdstuk):

"misschien zullen we ooit een definitieve consensus bereiken over het ontstaan van het leven. ... Die theorie zal zo elegant, eenvoudig, schitterend en overtuigend zijn, dan we ons afvragen: hoe hebben we dat ooit over het hoofd kunnen zien?" (3)

Ik trek hieruit de conclusie dat de oplossing van het mysterie iets anders moet zijn dan de bekende Darwinistisch processen. Want dàt heeft Richard Dawkins niet echt over het hoofd gezien! Dat neemt niet weg dat er Darwinistische processen een rol gespeeld kunnen hebben in een bepaald stadium, maar kennelijk is Dawkins het met mij eens dat dat niet het hele verhaal kan zijn (4).

Noten

1. Barton et al (2007) Evolution, pag 98. Dit is overigens een zeer goed handboek met een zeer nuttig hoofdstuk over het ontstaan van het leven. Citaat: "A self-organizing system that produces oligomers of any monomer can "evolve". Although the population of oligomers will be predominantly the most stable molecules or those that form the most rapidly, this selection by "stability and speed" is not evolution by natural selection, because it lacks generation of variation and the differential survival of variants" (p.99).
   
2. Freeman, Herron (2007) Evolutionary Analysis, paragraaf: 'Is cultural evolution Darwinian?' pag 562. Ook een zeer goed evolutiehandboek.
3. "Maybe one day we shall reach some sort of definite concensus on the origin of life. If so, I doubt if it will be supported by direct evidence because somebody produces a theory so elegant (...) so simple, so beautiful, so compelling that we will say to each other, 'Oh, how could it have been otherwise! How could we all have been so blind for so long!" (The Ancestors Tale, p.481 hardback Weidenfeld & Nicolson, 2004).
4. Met dank aan Jan Riemersma en Han Zuilhof, zonder wie deze blog niet geschreven zou zijn. En ik heb veel plezier beleefd aan het schrijven van deze blogpost.
5. John Maynard Smith (1997) The Theory of Evolution heeft dat, zoals je dat van hem kunt verwachten, haarscherp onder woorden gebracht: "The problem of the origin of life, then, is to explain how entities with multiplication, heredity and variation could originate from non-living matter, without of course invoking natural selection as a cause." (p.110). Kan het duidelijker dan dat? Het ontstaan van leven moet zonder natuurlijke selectie verklaard worden. Terzijde: in de 1975 editie is hoofdstuk 6 'The Origin and Early Evolution of Life' toegevoegd. De reden was het beschikbar komen van experimentele data. Dus:
6. Postscript 29 juli 17:05: Men kan de evolutietheorie zo definieren dat oorsprong van het leven (OOL) er een onderdeel van wordt, maar OOL is per definitie niet Darwinistisch (zie 5). Dat het in evolutieboeken behandeld wordt bewijst niets. We zijn dus een heel eind verwijderd van de simplistische aanname dat OOL tot de evolutietheorie behoort.
   

De door vriend en vijand gerespecteerde filosoof en Darwin-kenner Michael Ruse publiceerde het boek Can a Darwinian be a Christian? Ruse onderzocht daarin diepgaand wat Darwinisme en het Christelijk geloof inhouden en in hoeverre ze in strijd zijn met elkaar. In hoofdstuk 3 schreef hij over de 'Origin of Life'. Ik pik er een interessante statement uit: "Darwin simply does not mention the topic [origin of life] at all, remarking only that life has evolved from one or a few forms" (p.61). Ruse geeft de betreffende passage in Darwin niet. Ik geef hem voor de volledigheid:


"There is grandeur in this view of life, with its several powers, having been originally breathed by the Creator into a few forms or into one; and that, whilst this planet has gone cycling on according to the fixed law of gravity, from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved." Charles Darwin, Origin of Species 6e druk.(1)

Ruse voegt daar nog aan toe dat Darwin zeer goed door had dat hij maar beter niet over het ontstaan van het leven kon speculeren, want dan zou het hele boek niet meer serieus genomen worden door critici! Daarom zei hij er maar helemaal niets over. "Nothing is precisely what he did say". En dat was een succesvolle strategie want het hele onderwerp het ontstaan van het eerste leven speelde geen belangrijke rol in de discussie die los barstte na de publicatie van Origin of Species in 1859. Kennelijk viel er genoeg te discussieren ook zonder het ontstaan van het leven en zonder het ontstaan van de mens (dat was het tweeede onderwerp waarover Darwin zweeg, hoewel daar wel veel over werd gediscussieerd!).

Ruse vraagt zich vervolgens af of het ontstaan van het leven een probleem moet zijn voor de Christen. Is het een probleem? Is het bewijsmateriaal voor het spontaan ontstaan van het leven niet zo belachelijk dun, dat de Christen zondermeer een goede reden heeft om in goddelijke schepping van het eerste leven te geloven? Ruse concludeert dat het opgeven van de zoektocht naar het ontstaan van het leven dwaas is uitgerekend op het moment dat er zoveel vooruitgang is geboekt in de biochemie. Juist nu wetenschappers de tools in handen hebben om het probleem op te lossen. Bovendien leest de moderne Christen Genesis toch al op een metaforische manier. Dus niet als historisch verslag. Dus waarom zou hij Genesis als het gaat om het ontstaan van het leven dan ook niet metaforisch lezen? (p.66). Er is geen goede reden dat een moderne Christen niet in het spontaan ontstaan van het leven zou kunnen geloven (p.67).

vertrekpunt 99% evolutiebiologen
Twee verrassende zaken vallen mij nu op in het beroemde citaat van Darwin (hierboven in blauw). Darwin's startpunt is overduidelijk 'een paar levensvormen of één levensvorm'. Darwin vraagt zich niet af hoe die ontstaan zijn. Het is zijn vertrekpunt. Dat is in overeenstemming met de conclusie van Michael Ruse dat Darwin niets over het ontstaan van het leven heeft geschreven. En in geen enkel boek volgens mij.
Volgens Han Zuilhof (zie vorige blogs) is de oorsprong van het leven (OOL) het 'fundament van de evolutietheorie'. Een opvallende consequentie van die claim is dat Darwin het fundament van 'de' evolutietheorie gewoon had aangenomen als vertrekpunt. Darwin heeft kennelijk een revolutie in de biologie ontketend zonder over de oorsprong van het leven te schrijven! Hoe kan dat? Wat schreef hij dan wel? Had hij dan wel iets belangrijks te melden? Begrijpen we nog iets van de Darwiniaanse revolutie in de biologie als we Zuilhof's fundament idee accepteren? Hier een nog verrassender feit: 99% van de huidige evolutiebiologen hebben nog steeds die paar eerste levensvormen als vertrekpunt. Ze worden ook wel neo-Darwinisten genoemd. Ze werken nog steeds aan dezelfde probleemstelling die Darwin had, zij het met moderne DNA technieken. Als het aan Zuilhof lag zouden alle evolutiebiologen al lang overgeschakeld moeten zijn naar onderzoek naar het ontstaan van het leven. Niets is minder waar. Hoe kan dat? Wat doen ze dan? Doen ze allemaal onbelangrijk werk? Nee. Kennis over de oorsprong van het leven is niet noodzakelijk voor een goede evolutietheorie en niet noodzakelijk voor goed evolutie onderzoek (1).

by the Creator
Het tweede dat mij opvalt in het bovenstaande citaat uit The Origin of Species is: eigenlijk geeft Darwin toch een verklaring voor het eerste leven: ze zijn door de Schepper tot leven gewekt. Notabene een christelijk-religieuze verklaring! Het is waar dat 'by the Creator' in de tweede druk werd toegevoegd onder druk van de publieke opinie en dat hij daar later spijt van kreeg. Maar hij heeft het tot en met de 6e en laatste druk laten staan. Weinig mensen lijken zich te realiseren dat deze bovennatuurlijke schepping van het eerste leven Darwins evolutietheorie niet ongeldig of waardeloos maakt. Je zou toch wel gek zijn om met die woordjes 'by the Creator' je hele theorie om zeep te helpen? Nee, natuurlijk deed hij dat niet. Wat ik hiermee wil betogen is dit: als het ontstaan van het leven zo belangrijk was voor Darwins evolutietheorie dan zou het fataal moeten zijn als het eerste leven door God geschapen was. Maar het was niet fataal. Het was irrelevant voor Darwin's evolutietheorie.

Waarom zeur ik steeds over dit soort dingen? Ten eerste als aanvulling en ondersteuning van mijn betoog in de vorige blogpost. Ten tweede om kennis over de evolutietheorie te bevorderen. En uiteindelijk omdat ik de evolutietheorie een belangrijke en zeer boeiende theorie vind waarop ik nog lang niet uitgekeken ben. Als mensen foute dingen zeggen over de evolutietheorie, dan ren ik naar mijn PC om daarover te bloggen. Als U bezwaren heeft tegen het betoog van dit blog, dan hoor ik het graag. En anders stop ik met de Zuilhof discussie. Over de evolutietheorie zelf zal ik nog vele malen bloggen. Ook als U daar bezwaar tegen hebt.


Noten

(1) Wetenschappers als Franics Collins (The Language of God) doen genomics onderzoek en de data die genomics produceert ondersteunen de neo-Darwinistische evolutietheorie. Zonder dat de oorsprong van het leven is opgelost. Ik kan iedereen aanraden het boek van Francis Collins De Taal van God te lezen, met name Han Zuillhof. Waarom? Hierom: "No serious biologist today doubts the theory of evolution to explain the marvelous complexity and diversity of life" (p.99). Merk overigens op dat de evolutietheorie de complexiteit en diversiteit van het leven verklaart (OOL staat er niet bij!). Het vervolg is nog leuker: "In fact, the relatedness of all species through the mechanism of evolution is such a profound foundation for the understanding of all biology that it is difficult to imagine how one would study life without it." (p.99). Dat is andere koek! Collins gebruikt niet de gebouw-metafoor, 'fundament' betekent bij hem gewoon 'onmisbaar'. Hij zegt hier dus dat je biologie niet kunt begrijpen zonder gemeenschappelijke afstamming van al het leven. Dat is wat anders dan zeggen: 'ik kan het niet ontkennen of bevestigen' zoals Zuilhof doet. Zuilhof wijkt dus ook nog eens af van andere christenwetenschappers. Dat is ook een reden dat ik er op dit blog aandacht aan besteed.

Postscript 25 juli 2008:
Een interessante vergelijking is die van Michael Behe met Han Zuilhof. Michael Behe is biochemicus en Han Zuilhof is organisch chemicus. Michael Behe (1996) schreef in Darwin's Black Box: ""I believe the evidence strongly supports common descent" (p.176) en dit standpunt heeft hij herhaald in The Edge of Evolution (2007). Conclusie: Han Zuilhof heeft geen mening over iets dat Michael Behe al sinds 1996 accepteert. Geen waardeoordeel, maar constatering. Een complicerende factor is dat ik niet weet of Zuilhof zijn 'geen-mening' baseert op de data of dat hij zich onthoudt juist omdat hij de data niet kent.

Zowel Zuilhof als Riemersma beschuldigen mij ervan dat ik Darwin er met de haren bij sleep om te bewijzen dat het probleem van de oorsprong van het leven niets met evolutie te maken heeft. Mijn belangrijkste reden is dat de evolutietheorie al 150 jaar uit tenminste twee deeltheorieën bestaat en dat 'evolutie' in ruimere zin pas recentelijk uit tenminste drie theorieën bestaat:

'Darwinisme' en 'Neo-Darwinsime' bestaat uit tenminste 'gemeenschappelijke afstamming van al het leven' (common descent) en het mechanisme van evolutie te weten mutatie en natuurlijke selectie (6). 'Abiogenese' (Origin of Life, OOL) of ontstaan van het leven geeft antwoord op de vraag: hoe zijn de eerste levensvormen ontstaan?

De eerste en de belangrijkste taak van het Darwinisme was om te bewijzen dat biologische soorten niet onafhankelijk van elkaar ontstaan zijn, en niet onveranderd waren sinds hun ontstaan, zoals Linnaeus dacht, maar dat ze uiteindelijk allemaal uit elkaar ontstaan waren en veranderlijk waren. Dat noemen biologen 'common descent'(2). Bij die probleemstelling hoort heel ander bewijsmateriaal dan bij het ontstaan van leven. Je kijkt naar overeenkomsten en verschillen van soorten. Je vergelijkt de lichaamsbouw van huidige en uitgestorven soorten. Je kijkt naar de chronologische volgorde van fossielen in de aardlagen. Je zoekt overgangsvormen (missing links). Tegenwoordig kijk je naar DNA om verwantschappen vast te stellen en daaruit de boom des levens (tree of life) te reconstrueren. Het punt is dat het niet uitmaakt of het nu oude of nieuwe gegevens (DNA) zijn, ze staan allemaal te dienste van de vraag die Darwin al stelde: vormt al het leven 'een boom des leven'?

De tweede vraag van Darwin is: hoe zijn complexe aanpassingen (oog, immuun systeem, zenuwstelsel, hersenen, sex) ontstaan? Darwin's antwoord was bedoeld om Paley te weerleggen. Het is de vraag naar het mechanisme. Daarvoor heb je ander bewijsmateriaal nodig. Je kijkt naar mutatie's in het DNA, naar de fitness van verschillende mutanten, je doet selectie experimenten in het lab (kunstmatige selectie) en je verzamelt data in het veld. Al dit bewijsmateriaal heeft niets met het ontstaan van het leven te maken. Beide vragen van Darwin zijn tegenwoordig adequaat, maar niet compleet beantwoord.

Een kwestie van definitie
De vraag naar het ontstaan van het eerste leven (OOL) mag je wat mij betreft onder 'evolutie' laten vallen. Het punt waar het mij om gaat is dat het een heel andere probleemstelling en andere ondersteunende data en technieken heeft(1). Relevante data zijn hier: welke essentiële organische verbindingen kunnen er an-organisch geproduceerd worden? Kunnen eiwitten, DNA, RNA, vetten en suikers an-organisch geproduceerd worden? Konden die verbindingen spontaan geproduceerd worden onder de fysische omstandigheden van de jonge aarde? Dit zijn problemen die grotendeels opgelost kunnen worden in het laboratorium. Maar deze gegevens hebben ons niets te vertellen over de tree of life of over het mechanisme van evolutie die alle biologische soorten geproduceerd heeft.

De vraag of het ontstaan van het leven en het ontstaan van soorten nu wel of niet onder 'de evolutietheorie' vallen is helemaal niet interessant. Het is een kwestie van definitie. Wat je maar wilt. Hoe meer er bekend wordt over OOL, hoe meer er in de evolutiehandboeken zal verschijnen. De huidige stand van zaken is dat de data Darwin's eerste (gemeenschappelijke afstamming) en tweede (mechanisme: mutatie en natuurlijke selectie) theorie zeer goed bevestigen, maar er nog onvoldoende data zijn om de vraag naar het ontstaan van het leven te beantwoorden. Dat je alledrie probleemstellingen en gebieden onder de term 'evolutie' wilt laten vallen, is tamelijk onschuldig. Het werd overigens ruim honderd jaar niet gedaan. Maar het wordt minder onschuldig als je 'de' evolutietheorie vervolgens ongefundeerd noemt, zonder enige toelichting. De zwakke onderbouwing van een deel, kun je simpelweg niet toepassen op het geheel. Als je dat toch doet geef je een verkeerde voorstelling van zaken. Wetenschapsvoorlichting vraagt om helderheid.

Ik zeg niet dat iemand bewust misleidend bezig is, maar het effect is niettemin misleidend. Het is een misleidende uitdrukking omdat het suggereert dat het bewijsmateriaal voor 'evolutie' in de zin van gemeenschappelijke afstamming en het mechanisme ook zwak is. Waarom zou iemand willen zeggen dat het geheel ongefundeerd is, terwijl hij bedoelt dat een deel ongefundeerd is? (met 'ongefunderd' bedoel ik hier: géén of zwak bewijsmateriaal). Waarom had hij het niet kunnen laten bij de claim dat het ontstaan van het leven nog lang niet verklaard is? Waarom moest hij de evolutietheorie er bij betrekken, een gebied dat volgens eigen zeggen buiten zijn expertise ligt? Waarom?
Als Zuilhof had gezegd: de evolutietheorie is incompleet, dan had ik gedacht: beste professor vertel me aub iets nieuws. Maar het woord 'ongefundeerd' toepassen op de gehele evolutietheorie suggereert dat er onvoldoende bewijsmateriaal voor de gehele evolutietheorie is.

los zand
Wellicht hebben auteurs als Richard Dawkins bijgedragen aan de verwarring door over het ontstaan van het leven te speculeren in boeken over evolutie. En natuurlijk wil ik helemaal niet het ontstaan van het leven 'buiten de deur houden'. Daar is het veel te fascinerend voor! (4). En natuurlijk zou het absurd zijn te ontkennen dat het ontstaan van het leven 'chronologisch aan de evolutie van het leven vooraf gaat'. Er is maar één manier waarop ik 'de oorsprong van het leven rigoureus los wil knippen van de evolutieleer' en dat is het soort bewijsmateriaal dat nodig is. Ik mag de metafoor niet letterlijk nemen? Welke associaties zal de metafoor 'de evolutietheorie mist zijn fundament' oproepen bij toehoorders? Ik geef één voorbeeld van een toehoorder: "Hij [Zuilhof] bedoelt natuurlijk dat de evolutieleer enigszins op los zand staat als je niet weet hoe het leven is ontstaan" (3). Deze uitspraak toont aan dat een toehoorder die sympathie heeft voor Zuilhof's standpunt, de metafoor op dezelfde manier begrijpt als ik. Ik zie dus geen spoken. Maar die 'los-zand'-interpretatie is helaas precies het misverstand dat ik in deze blogpost geprobeerd heb te weerleggen: 'de' evolutietheorie staat niet op los zand (5).

Noten:
1) Er is andere expertise nodig voor OOL en neo-Darwinisme. Dit wordt ook erkend door Zuilhof. OOL wordt voornamelijk beoefend door chemici. Dat wijst er al op dat er ook ander bewijsmateriaal voor het ontstaan van het leven en het ontstaan van soorten zal zijn. In mijn blog van maandag 14 juli liet ik drie plaatjes zien. Dat is bewijsmateriaal voor de gemeenschappelijke afstamming en dat staat geheel los van het ontstaan van het leven.
2) Zelfs Michael Behe en Francis Collins erkennen gemeeschappelijke afstamming. Tegelijkertijd ontkent Michael Behe dat het Darwinistisch mechanisme voldoende is. Dat hij het één kan accepteren en het andere verwerpen suggereert al dat er ander bewijsmateriaal nodig is voor beide.
3) Zie comment #3 van de vorige blogpost.
4) Ik heb zelfs een aparte afdeling Origin of Life op mijn Introductie pagina.
5) De laatste 3 zinnen zijn zaterdag 19 juli 10:10 toegevoegd. De illustratie is aangepast om nog duidelijker te maken dat het om 3 deeltheoreën gaat met ieder hun eigen bewijsmateriaal. De illustratie is geïnspireerd door Popper's metafoor.
6) Ernst Mayr onderscheidt 5 theorieën. Zie:bv hoofdstuk 4 over 'Darwin's five theories' in: One Long Argument (1991). Aangezien de twee die ik noem tot die 5 behoren, maakt het geen verschil voor mijn betoog. Mayr rekent OOL niet tot Darwin's vijf theorieën.

Het woord 'fundament' zat me niet lekker. Er klopte iets niet met het hele idee 'fundament van een wetenschappelijke theorie'. Maar ik kon er geen vinger achter krijgen wat er nu precies mis was. Totdat me te binnen schoot dat Karl Popper iets over fundamenten, heipalen en moeras gezegd had. En inderdaad. Het was redelijk snel te vinden via google. Het bleek in het hoofdwerk van Popper The Logic of Scientific Discovery te staan:

"Science does not rest upon solid bedrock. The bold structure of its theories rises, as it were, above a swamp. It is like a building erected on piles. The piles are driven down from above into the swamp, but not down to any natural or ‘given’ base; and if we stop driving the piles deeper, it is not because we have reached firm ground. We simply stop, when we are satisfied that the piles are firm enough to carry the structure, at least for the time being."

Deze grandiose passage staat aan het slot van hoofdstuk 5 (in mijn exemplaat op pag 111). Omdat het zo'n belangrijke passage is, geef ik ook de vertaling:

"Wetenschap is niet gebaseerd op vaste grond. De indrukwekkende structuur van haar theorieën rijst als het ware op uit een moeras. Het is als een gebouw dat op palen staat. De palen zijn van bovenaf in het moeras gedreven, maar niet naar beneden naar een natuurlijke of vaste basis; en als we stoppen met de palen steeds dieper er in te drijven, dan is dat niet omdat we vaste grond hebben bereikt. We stoppen gewoon wanneer we menen dat de palen stevig genoeg staan om het gebouw te dragen. Voor zo lang het duurt."

Zelf heb ik het woord 'fundament' in vorige blogs een aantal keren gebruikt. Dat is ook fout. Een betere uitdrukking is: een theorie over de oorsprong van het leven (OOL) zou het sluitstuk van de toekomstige evolutietheorie kunnen zijn. Of: het maakt de toekomstige evolutietheorie completer. Maar een OOL zal nooit een fundament worden van de evolutietheorie. Wetenschappelijke theoriën hebben überhaupt geen fundament. Dus is het ook niet zinnig om over 'het ontbrekende fundament' te praten. Wetenschappelijke theoriën hebben ondersteunende feiten. Ze zijn meer of minder grondig getest.

Ik vermoed dat prof. Zuilhof het boek The Logic of Scientific Discovery in zijn boekenkast heeft staan. Want hij heeft filosofie gestudeerd. Hij is filosoof.

---

The Logic of Scientific Discovery is niet fulltext online beschikbaar, maar wel doorzoekbaar in google books. Mijn exemplaar van The Logic of Scientific Discovery is de 7e druk april 1974 van Hutchinson. Zie ook mijn vorige blog Praten over 'ontbrekend fundament' is misleidend (maandag 14 juli).

Praten over het 'ontbrekende fundament' van de evolutietheorie zonder het bewijsmateriaal voor evolutie te noemen is misleidend omdat het suggereert dat er geen bewijsmateriaal voor evolutie is. Vooral als je publiek leken zijn of lezers van het christelijke Nederlands Dagblad (zie mijn blog van zondag 13 juli en maandag 30 juni).

Mijn belangrijkste punt is: het bewijsmateriaal voor evolutie is onafhankelijk van het probleem van het ontstaan van het leven:



de drie getoonde theoretische alternatieven (b,c,d) voor common descent (a) vallen daarmee af .

De reden dat ik Darwin noemde is omdat Darwin's bewijsmateriaal voor gemeenschappelijke afstamming ('common descent') en natuurlijke selectie overtuigend en voldoende was zonder een verklaring voor het ontstaan van het leven. Als Darwin éérst het ontstaan van het leven had moeten verklaren om overtuigend te zijn, dan was zijn hele theorie al in 1859 ingestort. En dat is absurd. Het bewijsmateriaal sinds Darwin is alleen maar overtuigender geworden, nog steeds zonder verklaring voor het ontstaan van het leven!

"volgens de evolutietheorie gaat het simpele (het ontstaan van de bouwstenen van het leven) logisch en chronologisch vooraf aan het complexe (soortontwikkeling). Het simpele begrijpen we echter niet. Daar de processen van het simpele nog steeds cruciaal zijn (bijv. stabiliteit van chiraliteit van verbindingen), kun je gewoon niet zeggen dat je het complexe echt wel begrijpt als je het simpele niet begrijpt" (Zuilhof).

Dat maakt helemaal niet uit! Het is wel relevant voor het ontstaan van het leven, maar niet relevant voor gemeenschappelijke afstamming!

Zelfs als de eerste levende cel door God geschapen was en vervolgens alle soorten door de wetten van evolutie ontstaan zouden zijn, zou al het bewijsmateriaal voor evolutie hetzelfde zijn en nog steeds overtuigend. Namelijk: gemeenschappelijke afstamming en natuurlijke selectie! Dat zijn de twee signaturen van evolutie.

Het komt wel erg handig uit dat de schoenmaker zich bij zijn leest moet houden precies op het moment dat het bewijsmateriaal voor evolutie aan bod zou moeten komen. Maar wat zien we? Zuilhof schrijft:

"Dat wil niet zeggen dat ik ontken dat er ontwikkeling van soort 1 naar soort 2 zal kunnen plaats vinden. Dat ik het ook niet bevestig, komt niet omdat ik het al dan niet zou geloven, maar simpelweg omdat ik als chemische schoenmaker bij mijn leest blijf" (Zuilhof).

Van soort 1 naar soort 2? Wat bedoelt U daarmee? Gemeenschappelijke afstamming? U weet niet of gemeenschappelijke afstamming waar is? U wilt het niet zeggen? Als U een einde wilt maken aan alle verwarring dan zegt U gewoon:
-> Het ontstaan van het leven is niet nog opgelost en het bewijsmateriaal voor de evolutietheorie (gemeenschappelijke afstamming en natuurlijke selectie) is voldoende overtuigend.
En als U dat laatste niet kunt zeggen, -omdat U terecht zegt geen expert te zijn op het gebied van de evolutietheorie-, dan dient U zich ook te onthouden van generaliserende uitspraken over 'het fundament van de evolutietheorie'. Wie niets weet over de evolutietheorie, weet ook niets over het fundament van de evolutietheorie.

Duidelijker kan ik niet zijn. Ik laat het hier bij, omdat anders mijn hoofdpunt verloren gaat in allerlei bijzaken.

PS 14 juli: De inhoud van deze post is om 16:29 iets aangepast omdat gebleken is dat sommige bezoekers afgeleid werden van de hoofdzaak.

L.S.,

Op verzoek per E-mail van Gert Korthof reageer ik op de blog t.a.v. mijn oratie, “Alles is altijd ingewikkelder” (Wageningen Universiteit, 10 april 2008; te bekijken via de door Gert gegeven link).

Allereerst moet ik melden dat ik het mooi vind dat mijn oratie het denken stimuleert, en de conceptuele zwaarden smeedt. Nu het ijzer van de vastgeroeste gedachten kennelijk heet is, wil ik het nog wel wat verder smeden met een reactie op deze blog.

Ten tweede: om de zaak zelf – conceptuele verheldering van het ontstaan van het leven – verder te helpen, is het gepast om de positie die mensen in deze innemen nauwkeurig te bekijken, en geen karikatuur van iets neer te zetten. De “aanval” op de karikatuur mag dan wellicht lukken of rethorisch gezien geslaagd zijn, maar dat iets anders dan een argument daadwerkelijk weerleggen.

Deze introductie acht ik nodig gezien de eerste blog van Gert (30 juni jl.). Hierin geeft hij aan dat 2 van mijn uitspraken niet deugen: 1) “De meest omvattende theorie voor het ontstaan van het leven op aarde is de evolutietheorie.” 2) Dat er grote leemtes zijn in onze kennis over het ontstaan van het leven impliceert dat je er geen ferme uitspraken over moet doen, zeker niet in leerboeken (geparafraseerd). In een interview in het Nederlands Dagblad merk ik ten aanzien hiervan verder op dat er hierover in middelbare schoolboeken nog wel wat meer voorzichtigheid betracht dient te worden.

Om met 2) te beginnen: In de replieken op de blog wordt het voorbeeld gegeven van 1 boek dat wel voorzichtigheid betracht, maar dat toont natuurlijk niet de onwaarheid van 2) aan: veel leerboeken zijn gewoon veel te stellig, en één voorzichtige zwaluw maakt nog geen verantwoorde zomer. Er is echt nog veel te verbeteren, m.n. omdat leerlingen en studenten daarmee leren kritisch te staan t.o.v. het aangeboden leermateriaal.

Ten aanzien van 1) wil Gert wel schieten, maar eigenlijk helemaal niet – zoals hij lijkt te suggereren – op 1); die stelling onderschrijft hij nl. net als ik. Wat hij mij toerekent is dat ik het begip ‘evolutietheorie’ dubbelzinnig gebruik, en komt dan met Darwin en soortontwikkeling op de proppen. Maar dit is een voorbeeld van voornoemde karikatuur: wanneer je het over de ‘meest omvattende’ theorie hebt, dan heb je het over wat Gert zelf als ‘Third Evolutionary Synthesis’ aanduid (zie: www.wasdarwinwrong.com). Dat is natuurlijk ook het enige waar een chemicus vanuit zijn vakachtergrond iets significants over kan zeggen. Gert weet dit ook, maar gaat dan toch maar even doen alsof IK het over soortontwikkeling heb, en stelt dan vervolgens dat IK aan begripsverwarring doe. Hiermee wordt de discussie niet verder geholpen. Wie schrijft dat Darwin helemaal nog geen theorie over het ontstaan van het leven had, etc., en dat Zuilhof daarom “vreselijk de mist in gaat”, heeft kennelijk niet gelezen dat ik helemaal niks over Darwin meld.

Wel meld ik iets over het ontstaan van chiraliteit, de stabiliteit van homochirale aminozuren en de hypothese van een RNA-wereld. Die zaken zijn zeker niet simpel, en leveren tot op heden niet overkomen problemen voor de evolutietheorie. Gert draagt voor die problemen ook geen enkele suggestie aan. Dat geeft niet, maar DAAR ligt een cruciale begrenzing van onze huidige kennis. [Er zijn er wellicht meer, maar ik beperk me tot de organische chemie.] Het is altijd goed die onder ogen te zien, want alleen dan kom je verder.


Een laatste opmerking t.a.v. hiervan is wat Gert op 9 juli als de ‘Zuilhof’-redenering kenschetst: Ik betoog dat het gebouw van de evolutietheorie niet op een stevig fundament staat, omdat er nog geen degelijke wetenschappelijke ondersteuning is voor het spontaan ontstaan van het leven. Gert geeft dan aan dat deze beeldspraak niet opgaat, omdat je dan ook wel kunt redeneren dat de natuurkunde geen degelijk fundament heeft omdat de zwaartekracht nog niet ondergebracht kan worden bij de andere fundamentele krachten.

Deze redenering gaat echter mank: volgens de evolutietheorie gaat het simpele (het ontstaan van de bouwstenen van het leven) logisch en chronologisch vooraf aan het complexe (soortontwikkeling). Het simpele begrijpen we echter niet. Daar de processen van het simpele nog steeds cruciaal zijn (bijv. stabiliteit van chiraliteit van verbindingen), kun je gewoon niet zeggen dat je het complexe echt wel begrijpt als je het simpele niet begrijpt.

[De relatie tussen de 4 natuurkrachten is conceptueel heel anders dan de relatie tussen de ‘simpele’ chemische reacties, en de ‘complexe’ biologische processen. Doen alsof die relaties hetzelfde zijn, en dan redeneren op basis van analogie is incorrect.]

Dat wil niet zeggen dat ik ontken dat er ontwikkeling van soort 1 naar soort 2 zal kunnen plaats vinden. Dat ik het ook niet bevestig, komt niet omdat ik het al dan niet zou geloven, maar simpelweg omdat ik als chemische schoenmaker bij mijn leest blijf. De chemie snappen we niet of nauwelijks; Gert laat niet zien dat dat wel zo zou zijn…

Die claim wordt niet opgeheven door het recente artikel van Mansy et al. (Nature 2008, 454, p. 122). Gert zegt hierover (blog van 6 juli 2008): “Volgens Zuilhof weten we vrijwel niets van het ontstaan van het leven. Vervolgens publiceert Nature van deze week een belangrijke doorbraak op dat gebied. Zo gaat het nu altijd. Je kunt maar beter niet hard roepen dat we iets niet weten.”

Dit laatste algemene statement lijkt me weinig zinvol: de grenzen van onze huidige kennis scherp aanduiden is namelijk juist noodzakelijk voor verdere wetenschappelijke progressie.

Mansy et al. leveren zeer interessante data, maar ze zijn wel voorzichtiger dan Gert in hun statements. Dat is ook wel nodig, want als je het artikel goed leest dan blijken hier wel een aantal cruciale zaken onbelicht te blijven: de genoemde vesicles worden geacht zich te bevinden aan het water-lucht interface. Echter: de reactie-omstandigheden voor bijv. de polymerisatie wordt gedaan bij 4 – 25 graden Celcius (zie experimental section), en niet bij de daadwerkelijke temperaturen van de vroege aarde (60 – 70 graden Celcius volgens het ‘News and views’-commentaar van Deamer, p. 22, zelfde issue van Nature; volgens veel anderen nog hoger). Dat die realistische temperaturen hoogst problematisch zouden zijn blijkt uit het ‘Methods’ stuk van de paper: je STOPT de templace-geïnduceerde polymerisatie door verhoging van de temperatuur. Bij een realistische temperatuur voor de vroege aarde zou deze reactie vermoedelijk dus niet werken (je moet je afvragen waarom Mansy et al geen reacties bij 70 graden doen, terwijl ze ook wel weten dat niemand denkt dat het water op de vroege aarde 4 - 25 graden Celcius was….). Daarnaast zijn bij die realistische temperatuur de voornoemde vesicles vermoedelijk aanmerkelijk permeabeler, en zou je moeten kijken of ze sowieso stabiel zouden zijn. Tot slot: aan het water-lucht interface wordt op de vroege aarde een zeer intense belichting met kort UV licht aangenomen, en veel van de gebruikte chemicalieen gaan onder die condities simpelweg snel kapot. Mansy et al. doen veel meer dan niets, maar om nu te zeggen dat dit artikel nu ontkracht dat we nauwelijks iets weten over het ontstaan van het leven, zoals Gert suggereert, is zonder basis.

Ook zijn statement “Als wetenschappers geen flauw idee hadden hoe het leven ontstaan zou kunnen zijn, zoals prof. Zuilhof ons wil doen geloven, dan zouden er ook niet zoveel concurrerende theorieën zijn!”, verdient het uitroepteken niet: een veelvoud aan theorieën geeft doorgaans aan dat er nog geen wetenschappelijke overeenstemming is. Dat betekent niet dat er geen wetenschappelijke overeenstemming over te verkrijgen zou zijn (anders gezegd: dat we het zouden kunnen weten), maar nu is die overeenstemming er nog niet (anders gezegd: we weten het nu nog niet). Wie dat ontbreken van inzicht problematisch vind, mag zich afvragen wat voor rol het statement “We weten hoe het leven is ontstaan.” speelt in diens wereldbeschouwing. Tijd om wat vastgeroest ijzer om te buigen op het aambeeld van de moderne wetenschap?!

Tot slot: als wetenschapper droom ik over betere theorieen, niet over het instorten ergens van. Wel bedenk ik me vaak dat er pas zo’n 350 jaar serieus wetenschap bedreven wordt (ter illustratie: meer dan 90% van alle chemici uit alle tijden leeft nu!), en dat ons dus voorzichtigheid past over de reikwijdte van onze theorieen. Dat bewijst niet dat God bestaat, noch dat Hij niet bestaat. Wel geeft het m.i. aan dat enige voorzichtigheid en grote nauwkeurigheid passend en noodzakelijk zijn voor wetenschappelijke vooruitgang. Het zou mooi zijn als daar op diverse fora, zoals deze blog, invulling aan kan worden gegeven.

Han Zuilhof
Hoogleraar Organische Chemie, Wageningen Universiteit
http://www.orc.wur.nl

tag: gastbijdrage

In mijn post van afgelopen maandag over de oratie van prof. Zuilhof blogde ik o.a. over het ontstaan van het leven. Volgens Zuilhof weten we vrijwel niets van het ontstaan van het leven. Vervolgens publiceert Nature van deze week een belangrijke doorbraak op dat gebied. Zo gaat het nu altijd. Je kunt maar beter niet hard roepen dat we iets niet weten.

In laboratorium experimenten bleken cellen met een membraan, die veel eenvoudiger is dan die van huidige organismen, voedingsstoffen op te kunnen nemen uit hun omgeving, maar toch voldoende stabiel te zijn. Met andere woorden: die eenvoudige celmembraan bleek permeabel te zijn zonder uiteen te vallen. Moderne cellen hebben membranen die selectief permeabel zijn en tegelijk zeer stabiel. De membraan helemaal weglaten geeft natuurlijk maximale doorlaatbaarheid maar dat is geen optie want een cel is geen cel zonder membraan. Deze eenvoudige membraan kan spontaan ontstaan uit bouwstenen die zelf zonder toedoen van levende organismen kunnen ontstaan. Dit heet spontane zelf-assemblage. Als die bouwstenen eerst geproduceerd moeten worden door levende organismen, dan schiet je er nog niets mee op.
Nu moet er iets gebeuren in zo'n cel, anders is deze niet levend. De onderzoekers brachten een beginstukje DNA in zo'n primitieve cel en zorgden voor een voorraad DNA bouwstenen buiten de cel. Wat gebeurde er? De DNA streng binnen de cel groeide spontaan zonder enzymen. Dit kan alleen verklaard worden als de bouwstenen door de celmembraan gemigreerd zijn. Dat is het nieuwe van dit experiment. Men heeft bewezen dat een primitieve cel met een membraan die lang genoeg stabiel is om een DNA keten te laten groeien, tevens permeabel genoeg kan zijn om DNA bouwstenen door te laten.
Bovendien toonden de onderzoekers aan dat de cellen ook nog spontaan groeiden en deelden. En dat zijn onontbeerlijke eigenschappen voor levende cellen.

Lang niet alle problemen voor het ontstaan van het leven zijn nu opgelost. De onderzoekers claimen ook niet dat het ontstaan van het leven precies zo gegaan is als in hun experiment. Dat blijkt al direct uit de titel van hun aritkel. Ze hebben tenminste drie randvoorwaarden geschapen om hun experiment te laten slagen: complete DNA bouwstenen G toegevoegd, een geprepareerd beginstukje enkelstrengs DNA in de cel gebracht, en de bestanddelen van de membraan en hun onderlinge verhouding zorgvuldig gekozen. Deze drie onderdelen zijn dus niet spontaan ontstaan. Dat wilden ze ook niet aantonen met deze proef. Ze wilden aantonen dat, gegeven de beginconditie's, er primitieve membranen gevormd kunnen worden die toch doorlatend zijn voor DNA bouwstenen. Wel is het zo dat de bestanddelen van de membraan opzich door puur chemische reacties kunnen ontstaan. Hoe het zit met de andere begincondities zoals de DNA bouwstenen (C, G) vermeldt het artikel niet. David Deamer schrijft in zijn begeleidend artikel dat ze 3-4 miljard jaar geleden spontaan ontstaan zijn. Andere scenarios hebben dat niet nodig.

Wetenschappers discussieren al lang niet meer of het leven spontaan is ontstaan, maar stellen modellen op over hoe het leven ontstaan kan zijn. Er bestaan nu een stuk of tien verschillende modellen. Als wetenschappers geen flauw idee hadden hoe het leven ontstaan zou kunnen zijn, zoals prof. Zuilhof ons wil doen geloven, dan zouden er ook niet zoveel concurrerende theorieën zijn! En het zijn modellen die je in het laboratorium kunt testen. Dus vooruitgang is mogelijk. Het besproken onderzoek is daar een voorbeeld van.

David W. Deamer (2008) 'Origins of life: How leaky were primitive cells?', Nature 3 Jul 2008.
Sheref S. Mansy et al (2008) 'Template-directed synthesis of a genetic polymer in a model protocell', Nature 3 Jul 2008.

Een Nederlands boek over het ontstaan van het leven ken ik niet. In het boek van Carl Zimmer komen 3 pagina's voor over het ontstaan van het leven. Het Nederlandstalige wiki artikel Abiogenese is aardig maar geeft geen overzicht van de huidige stand van zaken (de twee hoofdmodellen: autotrofe en heterotrofe model komen er niet in voor). Het Engelse wiki artikel Abiogenesis is zeer informatief; geeft goed overzicht huidige modellen; maar geeft als hoofdindeling de bekende 'genes first / metabolism-first' en dus niet de 'autotroph / heterotroph' tweedeling van Deamer. In het recentste evolutiehandboek van Barton et al (2007) Evolution komt een hoofdstuk voor over het ontstaan van het leven (hoofdstuk 4, 20 pag). Ook daar komen de begrippen autotroph/heterotroph niet aan bod, zeker niet als twee concurrerende modellen. Een lijstje van Engelse boeken vind je hier. Zie ook: De inaugurele rede van Han Zuilhof.

In het late deel van het Devoon, de geologische periode tussen circa 385 en 360 miljoen jaar geleden, vond er een bijzondere evolutionaire overgang plaats. In deze tijd zijn uit een bepaalde groep vissen, de Sarcopterygii (spier- of kwastvinnigen) de eerste gewervelde dieren ontstaan die het land zijn geen kolonialiseren. Deze groep is onder biologen bekend als de Tetrapoda, oftewel de viervoeters. Deze overgang, die volgens creationisten nooit heeft plaatsgevonden, is weer wat beter bekend geworden door fossiel skeletmateriaal van de vroege tetrapode Ventastega curonica, beschreven in het tijdschrift Nature van 26 juni (Ahlberg et al., 2008).

Ventastega is geen nieuwe soort, maar werd voor het eerst beschreven in 1994 aan de hand van vrij fragmentarisch materiaal (Ahlberg et al., 1994). Verdere opgravingen hebben gelukkig meer onthuld van dit dier. Door de nieuwe vondsten is nu bijna de gehele schedel bekend, een groot deel van de schoudergordel en een deel van het bekken. Aan de hand hiervan hebben de onderzoekers kunnen bevestigen dat dit dier eigenschappen had die het tussen Tiktaalik en Acanthostega plaatsen in de fylogenetische boom. Tiktaalik en Acanthostega zijn ook vroege tetrapoden, maar al wat beter bekend.

Door vondsten als deze wordt de overgang van water naar land steeds beter gedocumenteerd. Nu er steeds meer fossielen van deze transitie bekend worden, wordt ook steeds duidelijker dat er niet één rechte lijn is geweest van vissen naar landdieren. Het blijkt dat tijdens het late Devoon verschillende soorten tetrapoden naast elkaar bestaan hebben, waarvan er een aantal doodlopende takken zijn. Het is dan ook onmogelijk om aan te wijzen wie precies een voorouder was van wie. Hedendaagse evolutiebiologen spreken daarom over mate van verwantschap, wie de meest recente gemeenschappelijke voorouder heeft met wie. Deze verwantschappen zijn relatief objectief met statistische technieken te bepalen en worden grafisch weergegeven met fylogenetische bomen
Veel mensen denken nog steeds over evolutie als een lijn die van bacteriën naar mensen loopt, waarbij alle overgangsvormen keurig op die lijn liggen. Sommige leken denk zelfs dat wij afstammen van de huidige vissen en amfibieën, dat ook zij dus op die lijn liggen. Het werkelijke pad van evolutie laat zich echter beschrijven als een boom of struik, niet als een lijn. Deze boom kent vele vertakkingen, waarvan veruit de meeste doodlopend zijn. Wij hebben het geluk dat we, net als alle andere organismen om ons heen, nog steeds op een van de vele takken zitten die (nog) niet doodgelopen (uitgestorven) zijn.

De overgang van water naar land is ook gradueel gegaan, zoals de veranderingen in vorm van tetrapoden laten zien en ook blijkt uit de fossielen van Ventastega. Ventastega onderscheidt zich slechts in details van Tiktaalik en Acanthostega. Dit maakt de grens tussen vissen en landdieren vaag en min of meer willekeurig. De dieren die deze overgang illustreren, laten een mengeling zien van vis- en landdierkenmerken. Net als Ventastega is ook Tiktaalik hier een prachtig voorbeeld van (Daeschler et al., 2006). Dit dier had bijvoorbeeld vinnen, maar in die vinnen zitten deels dezelfde botten als in onze ledematen (Shubin et al., 2006). Door naar de details van deze botten te kijken, is duidelijk geworden dat de vinnen gespierd waren en aardig wat bewegingsmogelijkheden hadden.

Ook wij zijn tetrapoden, ondanks dat we onze voorste voeten hebben verwisseld voor handen. Zelfs walvissen en slangen zijn viervoeters, omdat ze oorspronkelijk vier voeten hadden (wat nog te zien is aan hun embryonale ontwikkeling), maar deze secundair verloren hebben. Tegenwoordig classificeren biologen dieren op grond van afstammingsrelaties, niet op grond van uiterlijke kenmerken. Omdat mensen, walvissen en slangen afstammen van dieren met vier voeten, behoren ook deze tot de tetrapoden. Om te weten waar onze handen en voeten vandaan komen, moeten we dus kijken naar vroege tetrapoden, zoals Tiktaalik en Ventastega.

Ook in de schedel zijn de nodige veranderingen opgetreden. Dieren als Tiktaalik en Ventastega hadden geen kegelvormige kop met de ogen aan de zijkant, zoals stereotype vissen dat hebben, maar een platte kop met de ogen aan de bovenkant, vergelijkbaar met moderne amfibieën. Van Tiktaalik is ook bekend dat hij een nek had, waar door hij zijn hoofd onafhankelijk van zijn romp kon bewegen (vissen hebben geen nek en kunnen dit dus niet). Op grond van de fylogenetische positie van Ventastega is te verwachten dat ook dit dier een nek had, maar hiervan zijn nog geen fossielen beschreven. Door een platte kop, naar bovengerichte ogen, gespierde en bewegelijke vinnen waren deze dieren in staat om in ondiep water en later op moerassig land te leven. Het lopen op het land is dus ontstaan vanuit het poedelen door ondiep water en modder, zoals de vroege tetrapoden laten zien.

Wat vondsten als Tiktaalik en Ventastega ook mooi laten zien is het voorspellende karakter van evolutiebiologie. Evolutiebiologen weten in wat voor aardlagen ze moeten zoeken (uit het late Devoon en wat destijds de waterkant was) en wat voor mengeling van kenmerken ze mogen verwachten (vis-amfibie). Dit maakt evolutie ook vatbaar voor weerlegging, zoals dat hoort in de wetenschap. Vind één fossiel van een tetrapode uit een laag ouder dan het Devoon en het hele afstammingsverhaal van spiervinnige vis naar landdier kan overboord.

Tot slot is dit het zoveelste voorbeeld dat creationisten in het ongelijk stelt. Volgens hen zouden dieren als Tiktaalik en Ventastega nooit bestaan kunnen hebben, er heeft immers nooit een transitie van water naar land plaatsgevonden. Wat we echter aantreffen is een verscheidenheid aan dieren in de juiste aardlagen die zowel vis- als landdierkenmerken hebben, die deze overgang dus prachtig bewijzen. Ventastega is slechts één van de vele getuigen hiervan.

Referenties:

Ahlberg, P.E., Lukevis, E., Lebedev, O. (1994) The first tetrapod finds from the Devonian (Upper Famennian) of Latvia. Phil. Trans. R. Soc. B 343:303–328.

Ahlberg, P.E., Clack, J.A., Luksevics, E., Blom, H., Zupiņs, I. (2008) Ventastega curonica and the origin of tetrapod morphology, Nature, 453:1199-1204.

Daeschler, E.B., Shubin, N.H., Jenkins, F.A. Jr. (2006) A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan. Nature, 440:757-763.

Shubin, N. H., Daeschler, E.B., Jenkins, F.A. Jr. (2006) The pectoral fin of Tiktaalik roseae and the origin of the tetrapod limb. Nature, 440:764-771.

Zie ook: blog van 25 mei 'De vis in ons' (Neil Shubin)