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.