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 maakt 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. 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 kwam. 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. 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)

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

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

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

Alweer een boek over altruïsme en moraal van Frans de Waal? Dat sla ik voorlopig maar even over, dacht ik in eerste instantie. Maar ik zag het liggen in de boekhandel en heb het toch maar meegenomen. Inderdaad, net als in zijn vorige boeken, vertelt de Frans de Waal vele anecdotes over diergedrag en komt hij met de nieuwste inzichten uit recente gedragsexperimenten met apen, olifanten en dolfijnen. Echter, de bedoeling van dit boek is ‘wat de natuur ons leert over een betere samenleving’ (=subtitel van het boek) en niet inzicht in diergedrag op zich. Hij vergelijkt de menselijke maatschappij met die van apen. “We kunnen de menselijke conditie niet begrijpen door slechts enkele eeuwen terug te kijken, we moeten miljoenen jaren terug kijken”. Apen en mensapen leven al miljoenen jaren in groepen, dus zij zullen lang voordat de mens ten tonele verscheen, een manier gevonden hebben om in vrede met elkaar te leven. Hoe doen zij dat? Zijn zij succesvol? En hoe brengt de mens het er van af vergeleken met ‘domme’ apen?

perspectief van een bioloog

Het perspectief van een bioloog op de samenleving verschilt van dat van een socioloog, een econoom, een historicus of een politicoloog. Het verschil zit er in dat een gedragsbioloog naar emoties als empathie, medegevoel, rechtvaardigheidsgevoel kijkt, en niet naar ingewikkelde menselijke uitvindingen zoals kilometerheffing, belastingstelsel, uitkeringsbeleid of bonusregelingen.
De menselijke samenleving tot de essentie teruggebracht is gewoon een groep mensen die moeten samenwerken. Op dat niveau is het mogelijk en nuttig de menselijke samenleving met die van dieren te vergelijken. Het werkt zeer verhelderend om alle complexe zaken er uit te filteren.

Mens - dier

Is de mens superieur aan dieren? Volgens sommige wetenschappers is de mens uniek omdat hij als enige grootschalige samenwerking aangaat met niet-verwanten (p.201). Presteert de mens werkelijk beter in samenlevingen? Hoe dan? Zijn we intelligenter? Helpt intelligentie wel?  Waaruit blijkt dat dan? Alleen al de vraag stimuleert tot nadenken. Daarom kunnen we sowieso iets leren van die vergelijking. Als dieren het kunnen, moeten wij, met 3x grotere hersenen (2), het zeker kunnen! Als dieren  gelijk of beter presteren, dan moeten wij ons schamen! Ik schaam me vaak voor de menselijke soort, en kijk met gepaste bewondering naar dieren, zonder ze te idealiseren.

Diagnose van onze samenleving

In zijn boek Een tijd voor empathie geeft Frans de Waal voorbeelden uit de recente economische crisis: de zelfverrijking van managers, bankdirecteuren, directeuren van autofabrieken. Daar kunnen nog vele, helaas vele, voorbeelden aan toegevoegd worden. Denk alleen maar aan tv programma’s zoals ‘Op de bon’, ‘Opgelicht’, ‘Opsporing verzocht’, ‘De rijdende rechter’, ‘Blik op de weg’, ‘Wegmisbruikers’, ‘Kassa’, ‘Radar’, ‘Knelpunt’,  ‘Missers’, ‘Ombudsman’, ‘Keuringsdienst van Waarde’, etc, etc. Deze programma’s signaleren week in week uit een onophoudelijke stroom misstanden in onze samenleving. Het zijn symptomen van een ongezonde samenleving waarin er grondig iets mis is met eerlijkheid en wederzijds vertrouwen.

Ik geef slechts één voorbeeld om duidelijk te maken wat ik bedoel:  het programma Missers dat ernstige medische fouten aan de orde stelt. Een bijna standaard ervaring van de slachtoffers van medische fouten is dat de betreffende arts of ziekenhuis geen excuses wil aanbieden, en daarom beide partijen dwingt tot een  juridische gevecht, medische tuchtraad, etc. Een voorbeeld van gebrek aan empathie. De slachtoffers willen primair nooit geld, maar medeleven en empathie. Wanneer dat niet lukt, en dat is helaas structureel, volgt escalatie tot het juridische circuit. Empathie is structureel uitgebannen uit dat systeem. Empathie moet structureel ingebouwd worden.

Wederzijds vertrouwen, eerlijk delen

De Waal geeft verbazingwekkende voorbeelden van wederzijds vertrouwen bij dieren (poetsvissen, p.187) en kapucijnapen in Costa Rica. Mijn reactie: als zelfs poetsvissen en hun klanten wederwijds vertrouwen kunnen opbrengen, dan schaam ik mij voor de vele wanprestaties van de menselijke soort. Verder vertelt de Waal over eigen experimenten met kapucijnapen, waaruit blijkt dat ze een afkeer hebben van ongelijke verdeling van beloning/voedsel (druiven t.o.v. komkommer). Prachtig! Onthullend! Leerzaam! Chimpansees delen voedsel, vooral als erom gevraagd wordt door groepsleden. Meestal protesteert een dier als het te weinig krijgt, maar heel soms voelt een dier (een bonobo, p.211) zich ongemakkelijk als het te veel krijgt! Dat is een topprestatie voor een ‘dom’ dier met 1/3 van onze hersenomvang.

Conclusie

Ik denk dat ik De Waal met deze conclusie zal instemmen: onze samenleving is eigenlijk te groot en te complex geworden voor onze emoties, gevoelens, instincten die ontstaan en aangepast zijn voor groepsgroottes van enkele tientallen (1). Hij concludeert: we moeten de reikwijdte van medeleven vergroten (p.225). We moeten op zoek naar mechanismen die het functioneren van empathie onderdrukken (zie mijn voorbeeld Missers), die blokkades opheffen en empathie structureel een kans geven. Het wordt tijd dat ook de biologie empathie serieus neemt. Onze samenleving moet gebaseerd zijn/worden op elementaire waarden als empathie, eerlijk delen en wederzijds vertrouwen. De menselijke soort is van nature tot méér in staat dan conflicten ‘oplossen’ via de rechter. Dieren kunnen ons -hoe dan ook- een spiegel voorhouden.

Sterk aanbevolen voor iedere politicus, manager en iedereen die enige verantwoordelijkheid draagt in onze maatschappij.

Noten

1. Deze conclusie lijkt een beetje op de conclusie dat onze eet-instincten ontwikkeld zijn in een tijd van schaarste, maar in een tijd van overvloed onaangepast zijn
2. 3x groter ten opzichte van chimpanzee

Bronnen

• Frans de Waal  (2009) ‘Een tijd voor empathie. Wat de natuur ons leert over een betere samenleving’, Uitgeverij Contact (derde druk!)
• VPRO boekenprogramma 29 nov 2009. (over het boek ‘Een tijd voor empathie’).
• Profiel van Frans de Waal 22 nov 2009 (34 min) (HUMAN, IKON, KRO)
• Tinbergenlezing Frans de Waal 15 april 2007
• Frans de Waal op KNAW bijeenkomst 6 nov 2006

Met dank aan de leden van de HV-afdeling Zeist voor een kritische discussie.
Zondag 24 jan: inleiding van de tekst ietsje aangepast.

tags: boeken

Op 24 november (!) 2009 blogde ik over ‘The Origin of Species: het grootste waagstuk allertijden‘ en op 6 december 2009 over ‘Darwin’s bewijsmateriaal voor evolutie (1)‘. Ik vervolg nu de presentatie van Darwin’s bewijsmateriaal voor evolutie. Dat is van belang om een zuiver beeld te krijgen van Darwin’s bewijsmateriaal op 24 november 1859 (de verschijningsdatum van The Origin of Species) en ten tweede om dat bewijsmateriaal niet te ‘vervuilen’ met modern bewijsmateriaal, zoals moderne handboeken meestal doen. Tevens is het van belang in verband met een discussie op het blog van Gerdien de Jong over het classificatiesysteem van Linnaeus. Ik maak ook hier weer dankbaar gebruik van het boek ‘The Origin Then and Now‘ van evolutiebioloog David Reznick (2009, chapter 22).

Is het classificatiesysteem van Linnaeus een argument voor evolutie? Gebruikte Darwin (1859) het als een argument voor evolutie? Wat is het systeem? Is het alleen maar een systeem van ‘hoe berg ik iets in een ladenkast op’ zoals Gerdien de Jong schrijft? Of is het een echt hierarchisch systeem van groepen binnen groepen?

Linnaeus had 5 niveau’s:  Kingdom, Class, Order, Genus, Species. Tijdens Darwin’s leven werden het er 7: Kingdom, Phylum, Class, Order, Family, Genus, Species.

Laat ik mijn eigen mening nog even onderdrukken en evolutiebioloog David Reznick aan het woord laten:

“Instead, classification reveals the evolutionary history of organisms, meaning their descent with modification from common ancestors. Darwin’s alternative of evolution by natural selection predicts a nested hierarchy, but otherwise, makes no predicitons about any sense of order within the hierarchy” (p. 348-349).

Reznick citeert Darwin zelf als volgt:

“[the rules of classification] are explained, if I do not greatly deceive myself, on the view that the natural system is founded on descent with modification.” (Origin, p.420).

Concluderend schrijft Reznick:

“Darwin argues that the reason “natural” classifications take the form they do -groups nested within groups; each group united by some odd selection of stable traits; very little pattern in the number of species within any one group; and the differences both among and between groups being quite variable - is that their classification represents a mapping of their evolutionary history. All these patterns are consistent with what Darwin’s theory predicts about the history of life.”
“The next step in Darwin’s argument is to show how evolution by natural selection causes the hierarchical nature of taxonomic classification, with groups nested within groups.” (p. 353)

De evolutionaire interpretatie van Linnaeus systeem is dus wel letterlijk achteraf: “Het klinkt me in de oren als interpretatie achteraf” (hier) omdat Linnaeus (1707 - 1778)  vóór Darwin leefde. Natuurlijk was Linnaeus’ systeem niet evolutionair. Linnaeus was een ‘creationist’ en geloofde dat de soorten onveranderlijk waren, ongeveer zoals de schepper ze geschapen had (het was God’s plan). Hij kon geen evolutionaire interpretatie geven. Wat Linnaeus maakte was een natuurlijk systeem. Natuurlijk deed Darwin een evolutionaire verklaring achteraf, omdat Linnaeus eerder was. Maar het punt is dat Darwin specifieke, maar abstracte eigenschappen van het natuurlijke classificatiesysteem kon verklaren. Net zoals het uitsluitingsprincipe van Pauli (1) achteraf het Periodiek Systeem van Mendelejev kon verklaren.

Het gaat hier dus niet over over  ‘nageldieren’ of “De Glires zijn gesplitst in de hazen+konijnen en de knaagdieren”. Het gaat om de abstracte structuur van het classificatie systeem, zonder namen van planten of dieren. Net zo als de enige figuur in The Origin een abstracte Tree of Life was zonder namen van planten of dieren.

Wanneer nu de nieuwe systematiek (Phylogenetic Systematics) een methode gebruikt die per definitie alleen maar een vertakte boom op kan leveren (Gerdien: “Er komt altijd een vertakkingspatroon uit een moleculaire indeling, omdat alle methodes een vertakkingspatroon geven”), vervalt de classificatie als onafhankelijk argument voor evolutie. Ik ben niet tegen die methode, maar we moeten het nadeel dan wel duidelijk meedelen. Vooral in de handboeken. En nooit zeggen: deze phylogenie geeft een prachtige bewijs dat evolutie verloopt volgens een vertakkende boom.

Mocht het zo zijn dat Linnaeus’ systeem niet echt hierarchisch is, niet de groepen binnen groepen structuur heeft en niet de verdere eigenschappen heeft die Darwin (en Reznick) er aan toe schrijven, of gewoon een ‘verouderd’ systeem, dan vervalt het hele classificatie argument van Darwin (1859) voor evolutie. Dan had hij daarmee zijn tijdgenoten niet kunnen en mogen overtuigen.

Noten

1. Sander Bais (2009) Keerpunten, p. 127.

gastbijdrage Rinny E. Kooi

Het Darwinjaar is ten einde. Net als veel andere mensen heb ik mij in 2009 verdiept in de persoon Charles Darwin en zijn bijdrage aan de wetenschapsbeoefening. Ik verdiepte mij in de acceptatie van de evolutietheorie van Darwin in Nederland, met name de acceptatie onder wetenschappers bij de universiteit in Leiden. Het verslag van mijn onderzoek heb ik op 24 november 2009 gepubliceerd in mijn boek: ‘Darwin in Leiden. Een zoektocht naar de connectie tussen Darwin en Leiden. (Uitgeverij Ginkgo).

In 1875 werd Darwin door de universiteit van Leiden het eredoctoraat verleend. Dat ging niet zonder slag of stoot. ‘On the Origin of Species‘ werd na de publicatie in 1859 absoluut niet hartelijk welkom geheten. Daarvoor is een aantal oorzaken te noemen. Een aantal wetenschappers met een kerkelijke achtergrond had moeite met de acceptatie van de evolutie theorie. Anderen vonden de bewijzen die Darwin aanvoerde voor zijn evolutietheorie te zwak onderbouwd. Darwin heeft nooit geweten hoe erfelijke eigenschappen worden doorgegeven aan volgende generaties. Als hij kennis had genomen van de erfelijkheidsregels (’de Wetten van Mendel’) die door de Tjech Gregor Mendel (1822-1884) waren opgesteld had hij zijn slag kunnen slaan om zijn eigen theorie beter te onderbouwen. Tegenstanders van zijn theorie had hij dan mogelijk kunnen overtuigen van zijn gelijk. Hij moet wel in het bezit geweest zijn van de publicatie van Mendel maar heeft die niet gelezen omdat hij de Duitse taal niet beheerste. Daardoor heeft hij nooit van de inhoud ervan kennis genomen.

Sinds de herontdekking van de Wetten van Mendel in 1900, latere ontdekkingen en toegenomen mogelijkheden voor onderzoek naar evolutionaire processen zijn er veel meer mogelijkheden gekomen om de evolutietheorie beter te onderbouwen dan Darwin zelf ooit heeft kunnen doen.

Ook nu nog spelen ten opzichte van de acceptatie van de evolutietheorie argumenten een rol die vergelijkbaar zijn met die van rond 1860. Ik illustreer dat met twee discussiepunten.

Het eerste discussiepunt is de vraag of het mogelijk is de evolutietheorie te accepteren en tegelijkertijd gelovig te zijn. Of sluit het ene het andere uit? Voor mij is dit een onmogelijke discussie. De evolutietheorie kan met resultaten uit wetenschappelijk onderzoek worden onderbouwd. Dat geldt volgens mij niet voor het geloof. De Utrechtse student Nicolaas Dirk Doedes stelde in 1873 aan Darwin vragen over zijn visie op het bestaan van iets als een God. Darwin antwoordde daarop met de volgende woorden:

“The safest conclusion seems to me that the whole subject is beyond the scope of man’s intellect; but man can do his duty”

Darwin geeft volgens mij hiermee aan dat wij mensen dit niet kunnen bevatten.

Het tweede discussiepunt is de vraag of de evolutietheorie voldoende onderbouwd is om deze ook volledig te kunnen accepteren. Nog maar honderdvijftig jaar wordt er gericht onderzoek gedaan met betrekking tot deze theorie en de onderbouwing er van. Steeds worden nieuwe bewijzen gevonden voor het bestaan van evolutionaire processen. Dit draagt bij aan de erkenning van de evolutietheorie. Darwin heeft het ongetwijfeld bij het goede eind gehad maar zijn kennis had zijn beperkingen en er ontbraken technische mogelijkheden die wetenschappers nu wel hebben. Ook nu is er nog veel onderzoek nodig Ik geef daarvan twee voorbeelden.

De laatste jaren wordt een oude theorie in een nieuwe jas aan de evolutietheorie toegevoegd. Het idee dat verworven eigenschappen overerven wordt meestal aan Lamarck toegeschreven. Lang ging men er van uit dat dit weliswaar een plausibel idee is maar dat het niet klopt.
Recent is gebleken dat dit toch subtieler ligt. De epigenetica is een zich snel ontwikkelend vakgebied waarbinnen ‘opnieuw’ aandacht wordt geschonken aan dit onderwerp.

Zijn evolutionaire processen voorspelbaar? Carel von Vaupel Klein verzorgde aan de Universiteit van Leiden jarenlang onderwijs in de Systematische Dierkunde. Hij vergeleek de ontwikkeling van de buideldieren in Australië met de andere zoogdieren elders op de wereld. Diverse buideldieren (de Marsupialia) hebben hun tegenhangers in de groep zoogdieren met een placenta (de Placentalia). In hun habitat nemen ze min of meer dezelfde plaats in. Von Vaupel Klein stelde dat als men min of meer hetzelfde uitgangsmateriaal heeft en er in de omgeving een vergelijkbare (’dezelfde’) selectiedruk aanwezig is, een vergelijkbaar eindproduct zal ontstaan.

Deze stelling name is te vergelijken met de opstelling van de Britse paleobioloog Simon Conway Morris (zie Bionieuws, 31-10-2009). Hij stelt in tegenstelling tot Darwin dat de evolutie voorspelbaar is. Daarom is volgens hem de evolutietheorie nog niet af. Hij verrichtte jarenlang onderzoek aan de beroemde fossielen van de Burgess Shale, een gesteentelaag in de Canadese Rocky Mountains. Gebaseerd op dat onderzoek stelt hij dat er evolutionair maar een beperkt aantal oplossingen mogelijk is. Dat verklaart bijvoorbeeld waarom bepaalde succesvolle modules –zoals ogen, vleugels, vingers of het middenoor – meermalen in de evolutionaire geschiedenis en in verschillende groepen opduiken.

Volgens Conway Morris zijn sommige biologische oplossingen onontkoombaar, alleen snappen we nog niet op welke manier die toestand wordt bereikt. Conway Morris is zowel wetenschapper als lid van de Anglicaanse kerk. Volgens hem kunnen religie en wetenschap veel voor elkaar betekenen.

Al met al kan ik niet anders doen dan stellen dat er vanuit allerlei gezichtspunten nog veel spannend wetenschappelijk onderzoek is te verrichten.

Rinny E. Kooi is evolutiebioloog bij het IBL Universiteit Leiden. Eerder publiceerde zij Bomen in de buurt eveneens bij uitgeverij Ginkgo te Leiden.

tags: gastbijdrage, boeken

“Ga jij maar naar de HEMA, dan neus ik wel wat rond tussen de boeken, en dan zien we elkaar weer hier”.

Boeken -inclusief tweedehands boeken- oefenen een sterke aantrekkingskracht op mij uit. Een tweedehandsboekverkoper had een stuk of honderd sinaasappelkistjes op en naast en elkaar gestapeld op een pleintje in het winkelcentrum en volgestouwd moet boeken. Snel vond ik de weinige non-fictie kistjes met het label ‘Planten en Dieren’ temidden van een overvloedige en deprimerende hoeveelheid fictie. Binnen 3 minuten zag ik, net iets onder ooghoogte, twee vuil-groene deeltjes “Darwin’s Werken. Het Ontstaan der Soorten”.  Redelijk goede staat. Geen aantekeningen of beschadigingen. Op het titelblad geen jaartal, maar het voorwoord is gedateerd 1913. De vertaling lijkt gebaseerd op de 4e Engelse editie. Zoiets heb ik nog niet, ik ben geïnteresseerd in de Origin of Species, het is Darwinjaar, dus hoefde ik niet zo heel erg lang na te denken. Prijs: 17,50 euro voor beide delen. Ik had geen flauw idee wat antieke Nederlandse uitgaves van de Origin of Species moeten opbrengen, maar die prijs had ik er wel voor over. Zou de verkoper niet weten wie Charles Darwin was? Hoe dan ook, om ze in handen te hebben, en ze thuis te kunnen doorbladeren, dat is het leuke van het geheel. Ik heb niet verder gezocht.

Thuis gekomen: de vertaling is gebaseerd op de vertaling van T. C. Winkler van de eerste editie. Die naam kende ik. Maar wie is Eva de Vries? De vrouw van Hugo de Vries? Ligt voor de hand, maar kan een instinker zijn. De beroemde Nederlandse geneticus Hugo de Vries had volgens het titelblad medewerking verleend aan deze editie. Er zijn maar liefst drie voorwoorden: een kort voorwoord van Eva de Vries (ook daar wordt niet duidelijk wie dat is), een langer voorwoord van Hugo de Vries (beide 1913) en het voorwoord van Dr. H. Hartogh Heys van Zouteveen (1889).

Waarom twee delen? Het totaal aantal pagina’s is 427+324=751 pagina’s, waarvan niet minder dan 103 pagina’s Supplementen, verdeeld over 6 hoofdstukken. Dat verklaart een hoop. Die supplementen zijn interessant. De auteur staat er niet bij, maar het zijn publicaties van Darwin in Nature! Het wetenschappelijke weekblad dat voor het eerst verscheen in 1869 en dat is uitgegroeid (samen met Amerikaanse Science) tot het meest gezaghebbende natuurwetenschappelijke tijdschrift van vandaag. Bij mijn weten zijn die publicatie’s nooit in de Engelse editie’s bijgevoegd. Wel zijn ze terug te vinden op de Complete Works of Charles Darwin. Die supplementen zijn heerlijk om door te bladeren en de tijdgeest in te ademen.

Hoewel er ‘vierde uitgave’ op het titelblad staat, moet dit de tweede Nederlandse uitgave zijn. Gebaseerd op de 4e Engelse editie. Het verschil met de eerste druk van de Origin is dat Darwin een extra hoofdstuk heeft toegevoegd (’Verschillende tegenwerpingen tegen de theorie der natuurlijke teeltkeus’) ná het zesde hoofdstuk, dat óók al over ‘Bezwaren tegen de leer’ ging. Zodoende heeft de eerste druk 14 en de vierde druk 15 hoofdstukken. Dat mis je dus, als je alleen de eerste druk leest!

Al met al een leuke vondst, deze twee deeltjes, die voor mij een stimulans vormen om me te verdiepen in de geschiedenis van de Origin of Species, de Nederlandse vertalingen en de ontvangst van het werk in de decennia na het verschijnen. Ik kon het niet nalaten hier over te bloggen. Ik wens U nog een prettige voortzetting met veel mooi winterweer.

tags: boeken, geschiedenis

Wat ik in mijn vorige blog  ‘Het geniale inzicht van Richard Dawkins‘ heb willen zeggen is niet dat Richard Dawkins het anthropisch principe heeft ontdekt. Nee. Wat hij doet is de diversiteit van de cosmos en biodiversiteit naast elkaar zetten. Dat veroorzaakte bij mij een schok.

Wat ik ook niet bedoelde is dat de processen die de diversiteit in het heelal gecreëerd hebben dezelfde zijn als de processen die biodiversiteit hebben gecreëerd. Biodiversiteit ontstaat door Darwinistische evolutie: random variatie, erfelijkheid, en natuurlijke selectie. Sterrenstelsels, planetenstelsels, zonnestelsels worden niet door Darwinistische processen geproduceerd. Wel zie je ontzettend veel diversiteit in de eindproducten. Daar gaat het om. Gisteren kwam Chris Buskes op het congres God en Darwin in Nijmegen met een mooi voorbeeld: de planeten in ons zonnestelsel zijn divers. Ze hebben verschillende grootte, samenstelling, omlooptijden, aantal manen en afstand tot de zon. Diversiteit dus. Dus waarschijnlijk door stochastische processen geproduceerd. Die diversiteit is de signatuur van stochastische processen, niet van design.

Wat ik ook niet heb willen zeggen is dat het ontstaan van het leven onvermijdelijk is gezien de fysische omstandigheden. Dat laat ik even voor wat het is. Mijn vertrekpunt is het eerste leven.

Dawkins schrijft dat wij er niet zouden zijn als er geen planten waren. Dat is de triviale betekenis van de biodiversiteit. We hebben eten nodig. Maar we zouden kunnen leven van 4 soorten: kwartels, zalm, sla en tomaten. Punt. Dat zou voldoende zijn. Maar er zijn miljoenen soorten! Overdreven? Overdreven volgens het design denken. Het punt is: de onderliggende biologische processen genereren een overvloed aan soorten. Ze zijn doelloos, ongericht. De aarde zelf is groot én divers genoeg om die diversiteit te herbergen en te helpen ontstaan. Denk aan een planeet met alleen zee (GJ 1214b) en dus geen landdieren. Denk aan een planeet met alleen land (geen zeedieren).

Zolang je je nog afvraagt wat is het nut van de middelste bonte specht, heb je de betekenis van biodiversiteit nog niet begrepen. De biologische, Darwinistische processen die ons voortgebracht hebben, hebben ook de middelste bonte specht geproduceerd. En de malariamug. En nog een paar miljoen andere soorten. Vermenigvuldig dit met een factor X (X=100 of 1000) voor de uitgestorven soorten. Minder kan niet.

Tijd en Ruimte

(zaterdag 19 december)

Het heelal had er zo’n 8 miljard jaar voor nodig om het ruwe materiaal te produceren voor planeten zoals de aarde (1). Het is dus geen wonder dat wij ons bevinden in een heelal van 8 miljard jaar oud. Evolutie had er 4 miljard jaar voor nodig om de mens te laten verschijnen. Het is dus geen wonder dat het leven véél en véél ouder is dan wij. Beide processen kosten tijd. Het opbouwen van (bio)diversiteit kost dus tijd. In 6.000 jaar had het niet gekund. (Bio)diversiteit kost ook ruimte. Zonder (oneindig?) groot heelal zou er geen grote diversiteit kunnen bestaan in het heelal. Ook het leven heeft een voldoende grote aarde nodig om biodiversiteit op te bouwen. Geen wonder dat het heelal zo groot is. De mens heeft er plm. 100.000 jaar voor nodig gehad om tot 6 miljard individuen te komen.

Specifieker

(dinsdag 22 december)

Dawkins’ Inzicht kan nog specifieker en kwantitatiever onder woorden gebracht worden:

* het is geen toeval dat wij als mensen omringd zijn door duizenden zoogdieren, het is noodzakelijk zo
* het is geen toeval dat we omringd zijn door honderden apesoorten, een handvol mensapen, en tientallen uitgestorven homonoïden, het is noodzakelijk zo
* Het eerste zoogdier zag zich omringd door duizenden gewervelden, het is noodzakelijk zo
* De eerste gewervelde zag zich omringd door duizenden andere soorten dieren, het is noodzakelijk zo
* het eerste dier zag zich omringd door duizenden meercelligen, het is noodzakelijk zo
* de eerste cel zag zich omringd door duizenden, miljoenen proto-cellen, het is noodzakelijk zo.

Iets dergelijks zou ook moeten gelden voor de cosmologie, alleen mis ik de kennis.

Minimum aantal individuen per soort

(woensdag 23 december)

Niet alleen moet er een minimum aantal soorten zijn om de mens te laten ontstaan, maar ook moet iedere soort een minimum populatiegrootte van 5000 individuen hebben om een evolutionaire levensduur te hebben van 1 - 10 miljoen jaar (3). Dat wil zeggen dat de soort bestand is tegen tijdelijke voedselschaarste en voldoende nieuwe voordelige mutatie’s produceert om zich evolutionair aan te passen. Ook hier is het scheppingsdenken (dat je met 1 paartje een plant of dier soort creëert) naief.

Conclusie

(zondag 20 dec, update 23 dec)

De diversiteit en het aantal van fysische objecten in het heelal en de bio-diversiteit op aarde geven een sterk signaal: beide zijn het resultaat van processen die noodzakelijkerwijze veel tijd en ruimte in beslag hebben genomen. Noodzakelijkerwijze: omdat het doelloze processen zijn. De fysische diversiteit was een noodzakelijke voorwaarde om zo iets onwaarschijnlijks als planeet aarde te produceren. De enorme biodiversiteit op aarde was noodzakelijk om zoiets onwaarschijnlijks voort te brengen als een soort die vragen stelde over zijn eigen bestaan.

Het idee dat een schepper dit alles 6.000 jaar in één klap heeft geschapen is fundamenteel fout omdat het de noodzaak van deze processen miskent. Maar ook de gedachte dat we de middelste bonte specht wel kunnen missen omdat we al de grote bonte specht hebben (2), maakt dezelfde fundamentele fout: het miskent de aard van de processen die diversiteit genereren. Die gedachte toont net zo veel onbegrip als de vraag: Wat is het nut van de poolster?

Tenslotte is er nog een derde fout, en dat is het idee dat de mens als volwassene geschapen zou kunnen zijn zonder voorafgaande ontwikkeling (Adam en Eva). De fout is hier dat vergeten wordt dat een volwassen persoon noodzakelijkerwijs het resultaat is van een proces dat tijd kost, ook al is de tijdschaal decennia in plaats van miljoenen jaren.

Noten

1. Sander Bais (2009) ‘Keerpunten. Momenten van waarheid in de natuurwetenschap‘, p. 135.
2. Wat is het nut van de Middelste bonte specht?
3. A Magic Number? American Scientist, Jan-Feb 2010.