Het antwoord van prof. Han Zuilhof
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
inderdaad betrekt Gert Korthof 'the origin of life' bij zijn Third Evolutionairy Synthesis. Wat mij betreft voldoende aanleiding om origin-of-life-vraagstukken te zien in het verlengde van de origin of species. Dus de vergelijking van het gebouw en haar fundament is heel voor de hand liggend. Dat fundament ligt dan wel onder de grond (is niet zichtbaar) en vraagt dus om heel specifiek onderzoek en vraagt om een beetje geduld bij de toeschouwers... we zien slechts blauwdrukken en schetsen van het fundament, niet het fundament zelf. (Comment this)
Dat daargelaten, Zuilhof zegt in zijn oratie (mijn cursivering en vet):
“Wat impliceert dit nu voor ons perspectief op de evolutietheorie? Allereerst dat de opinie dat het leven ontstaan is op een dergelijke wijze momenteel nog niet ondersteund wordt door wetenschappelijke gegevens. Om beeldspraak te gebruiken:Het gebouw staat niet op een degelijk fundament, in de wolkenkrabber van de evolutieleer is de begane grond nog geen begaanbare grond. Hier is sprake van een significant probleem, zeker omdat de evolutietheorie zo’n grote rol speelt in de hedendaagse wetenschap. De onderbouwing en details daarvan, via prachtige fossielen, gestructureerde aardlagen, afstammingsketens, eiwithomologieën, etc., die kan ik als organisch chemicus niet allemaal overzien; ze gaan voorbij aan mijn competentie, en in de wolkenkrabber van de evolutietheorie kan ik vanaf de eerste verdieping eigenlijk alleen maar toeschouwer zijn. Als je eenmaal binnen bent, bieden al die hoge verdiepingen prachtige vergezichten, maar je kunt er momenteel als wetenschapper niet fatsoenlijk binnen komen.”
De vraag is dan wat Zuilhof als het “significante probleem” beschouwd. Als Zuilhof bedoelt te zeggen dat het eerste hoofdstuk in de beschrijving van geschiedenis van het leven ontbreekt of te schetsmatig is om een doorlopende tekst op te leveren, dan klopt dat. Onze kennis is verre van compleet: we weten zelfs niet of de voorstellen relevant zijn. Maar wat Zuilhof schrijft kan ook gelezen worden als een commentaar op de logische structuur van de evolutietheorie. Het kan zijn dat Zuilhof bedoelt dat de logische structuur van de evolutietheorie geen degelijk fundament heeft; en dat er geen wetenschappelijke manier is om de ‘hoge verdiepingen met de prachtige vergezichten’ te rechtvaardigen. Dat zou voor het Nederlands Dagblad interessanter zijn. Zo’n interpretatie, als kritiek op de structuur van de evolutietheorie, wordt bevorderd door de betiteling ‘evolutieleer’ voor de evolutietheorie, juist hier.
Ook in de blogpost komt deze interpretatie als logische onderbouwing van de evolutietheorie naar voeren. “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 kan moeilijk bedoelen dat de biologische evolutie niet begrepen kan worden zonder dat de oorsprong van het leven volledig bekend is – hij wil zich als chemicus niet over biologie vakmatig uitspreken. De logische structuur van de evolutietheorie is onafhankelijk van wat we al of niet weten over de oorsprong van het leven. De evolutietheorie berust op geologie en alle biologie, en geeft een omvattend verklarend kader, hoe het leven ook ontstaan mag zijn.
Zuilhof noemt geen middelbare-schoolboeken die ‘te stellig’ zijn over de oorsprong van het leven. Ik ken geen enkel middelbare-school boek, en wil gevoegelijk aannemen dat er iets in staat van: ‘oersoep en dan leven’. Nu noemt Gert Korthof twee boeken, een ‘te stellig’ en een met ‘open probleem’. Het zou prettig zijn als Zuilhof aangaf over welke boeken hij het heeft. Nu geeft Zuilhof een onbevestigd verhaal over schoolboeken.
Zuilhof schrijft op de blog: 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.. Niemand zegt “We weten hoe het leven is ontstaan”. Maar zelfs dan. Als we ooit zouden weten hoe het leven is ontstaan, zou dat dan iemands levensbeschouwing beinvloeden of veranderen?
Het viel me trouwens bij de oratie wel op dat de aangevoerde literatuur over het probleem van chiraliteit in verband met de oorsprong van het leven (nummers 11-16) geen primaire literatuur is over hoe chiraliteit kan ontstaan of over een RNA-wereld. Het lijkt een low-level benadering, zonder eigen inbreng.
(Comment this)
Ten eerste: wat bedoel je eigenlijk als je het over 'simpel' en 'complex' hebt? Het komt mij voor dat soortontwikkeling in vergelijking met de processen die tot het ontstaan van het leven leiden een relatief simpel proces is! En zelf benadruk je ook regelmatig dat zaken als chiraliteit en de stabiliteit van aminozuren niet simpel zijn.
Ten tweede: wat bedoel je als je zegt dat de bouwstenen *logisch* vooraf gaan aan datgene wat gebouwd wordt?
Ten derde: waarom zou uit het feit dat je niet begrijpt hoe de bouwstenen ontstaan zijn volgen dat je niet begrijpt hoe het gebouw in elkaar gezet is? Ik heb er geen idee van hoe plastic gemaakt wordt, maar ik begrijp wel hoe ik een legohuisje bouw. (Comment this)
Ad 2) In jouw metafoor bij 3: geen Legohuisje zonder Lego-blokjes.
Ad 3) Dat komt omdat we het begrip van 'hoe een Legohuisje gebouwd wordt' in andere termen formuleren, en acceptabel vinden, dan het begrip van hoe plastic gemaakt wordt. Het eerste doe je in termen van: rood steentje op wit steentje, het tweede in termen van moleculaire structuren. Dat zijn verschillende taaldomeinen, elk met een eigen doel (als ik lego met mijn kinderen valt het woord 'molecuul' echt niet...). Dat verschil zit echter niet in het overall plaatje dat de wetenschap wil geven van het leven en ontwikkelingen daarin: je wilt daarbij biologische processen uiteindelijk begrijpen op het nivo van moleculen (reductie van biologie tot biochemie). Zo'n reductie is echter niet goed te geven wanneer we de eigenschappen van die constituerende moleculen niet goed begrijpen. Dat laatste is nog steeds het geval.
(Comment this)
Nog sterker: we begrijpen zelfs de elementaire deeltjes (quarks etc.) ook nog niet helemaal; het bekende Higgs boson is nog steeds niet gevonden ... alhoewel de LHC daar misschien iets aan gaat doen. (Comment this)
Ten tweede: het zou wel nuttig zijn als chemici de functionaliteit van (onbekende) eiwitten konden voorspellen, want dan zouden evolutiebiologen kunnen voorspellen welke puntmutaties gunstige eigenschappen op zouden leveren en welke niet. En dat zou een stukje voorspellende evolutietheorie op leveren. Maar dan moeten chemici wel hun huiswerk doen! (Comment this)
Het vouwen van eiwitten is, voor zover ik weet, nog niet first principles verklaard, dus: aminozuur sequentie zus, dan is de 3D vorm zo.
Het vouwen van een eiwit is natuurlijk een thermodynamische kwestie. Er zijn wel veel configuraties denkbaar, maar die hebben niet allemaal dezelfde vrije energie. Het eiwit valt vanzelf in een energetisch putje, daarom duurt het maar een paar milliseconden. (Comment this)