Het succes van een blind, passief proces

Charles Darwins `On the origin of species' is wel het boek van het tweede millennium genoemd, zoals de Bijbel dat was voor het eerste. Een nieuwe Nederlandse vertaling en een herschrijving van het boek voor onze eeuw bewijzen de kracht van zijn theorieën.

Op 13 januari 1881 hield Multatuli in Leiden een lezing over het darwinisme. De tekst is niet bewaard gebleven, maar als we het verslag van één van de toehoorders mogen geloven heeft de schrijver zich niet beperkt tot de evolutietheorie. Multatuli besprak niet alleen het ontstaan van planten en dieren, maar gaf onbekommerd `darwinistische' verklaringen voor culturele eigenaardigheden als `de lange nagels der Chinezen', de kleine voetjes van hun vrouwen en `de zondagse hemdmouwen van onze kruiëniers.' Hij erkende wel dat Darwin een bekwaam geleerde was, maar zó heel erg onder de indruk was hij nu ook weer niet. `Wat my betreft, ik heb het Darwinismus niet van Darwin', schreef hij elders, en hij voegde eraan toe: `Indien men my niet had gejaagd en geplaagd als 'n wild dier, zou ik lang vóór hem de hoofdeigenschap die z'n stelsel beheerst, geopenbaard hebben.'

Het is pretentieuze onzin, maar wie kon er zo geestig bluffen als hij?

Het meesterwerk van Charles Robert Darwin (1809-1882), voluit getiteld On the origin of species by means of natural selection, or the preservation of favoured races in the struggle for life (1859) is door de Britse geneticus Steve Jones het boek van het millennium genoemd. Dat klinkt wat gratuit uit de mond van een bevlogen darwinist, maar het zou best eens waar kunnen zijn. Dat On the origin ons wereldbeeld ingrijpend heeft gewijzigd, staat buiten kijf. Direct na de verschijning maakte het boek een lawine van heftige reacties los, onder meer zelfs een Hebreeuwse verhandeling waarin werd aangetoond dat Darwins theorie al te vinden zou zijn in het Oude Testament. De schrijver moet een haast benijdenswaardig vermogen tot onlogica hebben bezeten. Want als er in het Oude Testament iets over het ontstaan van planten en dieren te lezen valt, dan is het dat biologische soorten onafhankelijk van elkaar en onveranderlijk werden gecreëerd door een almachtige Schepper.

In de Amerikaanse staat Alabama hebben ze Darwin beter begrepen. Daar werd nog in 1995 een wet aangenomen die voorschrijft dat niet alleen On the origin, maar ook de duizenden boeken die erop voortbouwen, voorzien dienen te zijn van een etiket met de waarschuwing: `omstreden'. Het klinkt dreigend. Alsof de gezondheid ernstige schade zou kunnen oplopen door het lezen van deze duivelse werken. Gelukkig mogen de meeste Nederlandse schoolkinderen voorlopig zelf tot de conclusie komen dat Darwin met zijn evolutietheorie iets anders bedoelde dan de in het Hebreeuws schrijvende darwinistische creationist meende. Darwin maakte aannemelijk dat soorten juist niet onafhankelijk en onveranderlijk zijn geschapen, maar uiteindelijk alle afstammen van één gemeenschappelijke voorouder.

Honderdveertig jaar later staat rotsvast dat Darwin op dat punt gelijk had. Veel hypothesen van Darwin zijn nog altijd ijzersterk. Zijn theorie heeft met het verstrijken van de tijd meer gewonnen dan verloren. En dat terwijl hij zelf van de erfelijkheidswetten nog maar zo'n schimmig en voornamelijk onjuist beeld had. Erfelijke variatie en natuurlijke selectie zijn twee onontbeerlijke schakels om evolutie te laten plaatsvinden. Een blind, passief proces, dat zonder vooropgezet doel verloopt. Ook de mens is nooit bedoeld. Het zou me niet verbazen als zelfs de paus dat binnenkort knarsetandend toe gaat geven. Weg ziel, weg geest, weg diepere zin van het bestaan. Het is begrijpelijk dat het voor velen een moeilijk te dragen verlies zal betekenen, maar daarom is het nog niet onwaar. Evolutie is een feit.

Alleen, hoe zit het bijvoorbeeld met de rol van toeval? Bad genes or bad luck, een boektitel (1991) van de paleontoloog David Raup, geeft precies aan waar een belangrijk deel van de discussie over natuurlijke selectie nog altijd om draait: gaat het bij de verliezers om `slechte' genen, of gewoon om pech?

Een ander twistpunt betreft het tempo van evolutionaire veranderingen. Blijven planten en dieren door de inwerking van natuurlijke selectie zo goed mogelijk aangepast aan hun omgeving? Of is daarvan geen sprake? Paleontologen vinden nog al eens een trilobiet of slakkensoort die vele miljoenen jaren niet verandert en dan ineens wel. Binnen enkele duizenden jaren (wat voor een paleontoloog zeer plotseling is) wordt er aan de trilobiet of slak druk gesleuteld. Uit de moedersoort die zolang zichzelf bleef, ontstaat een aantal dochtersoorten. Daarvan sterven de meeste al snel weer uit; de overblijvende dochtersoorten veranderen vervolgens nauwelijks meer.

Tempowisselingen zijn in de evolutie soms dus groter dan Darwin dacht. Is deze observatie voldoende reden om aan te kondigen dat de evolutiebiologie op zijn kop staat, zoals Stephen Jay Gould en Niles Eldredge deden? Dat valt te betwijfelen. Je moet wel iets weghebben van een Multatuli om daarvan zo hoog op te geven. Vast staat wel dat ze hun idee van de `onderbroken evenwichten' (punctuated equilibria) zo goed wisten te verkopen dat biologen het er bijna twintig jaar later nog steeds over hebben.

De hamvraag blijft: hoe ontstaan precies nieuwe soorten? Darwin ontdekte dat een bepaald deel van de individuen binnen een plant- of diersoort zich kan ontwikkelen tot een zelfstandige variëteit. Op den duur kan zo'n variëteit `genetisch afgegrendeld' raken, zoals dat tegenwoordig heet, van de moederpopulatie en dan is er een nieuwe soort ontstaan.

Darwin was een heel eind op weg dit `raadsel der raadselen' op te lossen. Toch heeft hij nooit in detail begrepen hoe soortvorming werkt. Tot voor kort werd door de meeste biologen gedacht dat een vergaande vorm van isolatie tussen variëteit en moedersoort voorwaarde was voor de splitsing van één biologische soort in twee nieuwe soorten. Zonder zo'n geografische isolatie zou immers altijd uitwisseling van genen blijven bestaan tussen de twee groepen, en er is maar weinig voor nodig om beginnende genetische differentiatie in bouw, kleurpatronen of gedrag weer uit te wissen.

Inmiddels is aangetoond dat het zo wel kán, maar niet altijd hóeft te gaan. Nieuwe soorten insekten, vissen en vogels kunnen ook zonder geografische isolatie ontstaan. Omdat de kans op het geïsoleerd raken van individuen het grootst is aan de rand van het verspreidingsgebied van een soort, zochten paleontologen als Gould juist op die plaatsen naar overgangsvormen. Dat was slim, maar ik voorspel dat er binnenkort ook in het centrum van het verspreidingsgebied van gefossiliseerde soorten opeens overgangsvormen zullen opduiken. Wie zo'n overgangsvorm vindt, mag sinds kort van de biomathematici zijn ogen weer geloven en loopt dus geen gevaar meer door vakgenoten onmiddellijk te worden verstoten.

Hoe is het mogelijk dat Darwins betoog in het Nederlands bijna een eeuw lang niet leverbaar is geweest? De zoöloog Hartogh Heys van Zouteveen publiceerde in 1883 een wat houterige vertaling van On the origin, maar die is alleen antiquarisch verkrijgbaar en bovendien verouderd. De pas verschenen vertaling van Ludo Hellemans, voorzien van een beknopte receptiegeschiedenis en samenvatting, is dus niet alleen welkom, maar zelfs urgent. Hellemans weet Darwins sympathieke toon en eenvoudige maar precieze stijl bovendien goed te treffen. On the origin is nog altijd verrassend goed leesbaar voor elke geïnteressseerde leek die affiniteit heeft met biologie en geologie, al moet hij tegen enige inspanning niet opzien.

Darwin was ervan overtuigd dat het ontstaan van de biologische diversiteit op aarde kon worden begrepen door de processen te bestuderen die in zijn eigen wereld werkzaam waren. `Natuurlijke selectie' was het sleutelbegrip en geheel in de geest van de geoloog Charles Lyell, geloofde Darwin niet in het overheersende belang van wereldwijde zondvloeden en bijna alles vernietigende vulkaanuitbarstingen. Het heden is de sleutel tot het verleden, was het motto. Een meteorietinslag zoals die bij Yucatan 65 miljoen jaar geleden plaatsvond, maakt overigens waarschijnlijk dat dit niet altijd opgaat. Soms worden wel degelijk hele plant- en diergroepen bij zo'n reusachtige explosie weggevaagd. Welke soorten zoiets overleven en welke niet, zal voor een belangrijk deel van het toeval afhangen. Maar tussen de klappen door blijft de invloed van natuurlijke selectie indrukwekkend.

Darwin schrijft in beschaafde wetenschappelijke bewoordingen, op de toon van een vriendelijke gentleman. Hij belicht zijn ideeën ook altijd vanuit verschillende gezichtspunten, inclusief die van zijn opponenten. Hij was er zeker niet op uit de zwakke plekken in zijn theorie te verdoezelen, maar wees ze zelf aan en besprak ze uitvoerig. Zo worstelde hij al met het gegeven dat er zo weinig fossiele overgangsvormen werden gevonden. Hij gaf daarvoor de wat onbevredigende verklaring dat je eigenlijk niets anders kunt verwachten. Het `fossiel-archief' was nu eenmaal slecht bijgehouden en bovendien was er nog nauwelijks paleontologisch onderzoek gedaan. Dat Darwin over deze kwesties nadacht was nogal uitzonderlijk. Niet lang daarvóór werd een fossiele vis in de bergen nog aangezien voor een versteend restant van het lunchpakket van een pelgrim. De enige andere verklaring werd eventueel gezocht in de waterstand tijdens de zondvloed.

Steeds weer komt Darwin in opstand tegen de idee van onafhankelijke schepping. Het oog van de blinde grotrat kun je strelen, het is met huid en vacht begroeid, maar het dier ziet niets. Waarom zou het de Schepper hebben behaagd de grotrat te voorzien van nutteloze ogen? Of neem de blinde grotkrab, die helemáál geen ogen meer heeft. Wel zijn de steeltjes gebleven waarop die ogen bij zijn voorouders gestaan moeten hebben. `Het statief is er, maar de telescoop met zijn lenzen is verloren gegaan,' schreef Darwin. Het is erg onwaarschijnlijk dat de Schepper met zijn dichtgesneeuwde agenda de tijd zou hebben gevonden om een krab te scheppen met oogstelen, maar zonder ogen. Het voorbeeld doet denken aan het overbodige moederinstinct van het koekoekwijfje. Als broedparasiet die de verzorging van haar jongen aan anderen over laat, heeft ze niet veel meer aan moederlijke gevoelens, maar ze is ze nooit helemaal kwijt geraakt.

Steve Jones heeft met Almost Like A Whale nu een ambitieuze poging ondernomen om On the origin van Darwin geheel te herschrijven voor de 21ste eeuw. In zijn boek is wél plaats voor reusachtige meteorietinslagen en hun gevolgen voor het leven van plankton, dinosauriërs en zoogdieren. Jones heeft aan zijn boek, dat ongeveer even dik is als dat van Darwin en dezelfde hoofdstukindeling aanhoudt, bovendien een hoofdstuk toegevoegd over het ontstaan van de mens.

Dat had Darwin niet aangedurfd. Zelfs nu nog willen sommige mensen niet weten dat ze uiteindelijk maar apen zijn. Een kennis van mij die ooit door haar vriend werd gewezen op de overeenkomsten tussen het gedrag van mens en chimpansee beende uiteindelijk stampvoetend door de kamer en scandeerde met stemverheffing: `ik ben geen aap, ik ben geen aap.' Daar zit ook wel iets in, natuurlijk. Darwin heeft er waarschijnlijk verstandig aan gedaan om de mens, een enkele Vuurlander daargelaten, buiten zijn werk te houden.

Het is een wat merkwaardige onderneming, zo'n hybride boek, maar het werkt overtuigend. Jones geeft veel bekende anekdotes en uitgekauwde voorbeelden, maar schrijft daar zo informatief en vaak geestig over dat je het hem steeds weer vergeeft. Wie de moeite neemt zowel Darwin als Jones te lezen, is weer geheel op de hoogte. Ook op het terrein van de moleculaire genetica en biotechnologie geeft Jones de laatste weetjes. Eén van de treffendste voorbeelden is het ontstaan van de twee aids-veroorzakende virussen HIV-1 en HIV-2 uit één gemeenschappelijke voorouder. Het ontstaan van deze virussoorten heeft zich voltrokken in het bestek van één mensenleven en verschilt niet fundamenteel van het ontstaan van twee nieuwe kangoeroesoorten.

Darwin kende zoals gezegd twee noodzakelijke schakels voor evolutie, erfelijke variatie en natuurlijke selectie. De eerste ontstaat door recombinatie en mutatie van DNA. De werking van natuurlijke selectie staat of valt ermee. Zijn alle individuen genetisch identiek, dan vallen er ook geen varianten met relatief nuttige erfelijke eigenschappen te selecteren die met succes concurreren om bestaansbronnen. Zo kwam Darwin een heel eind. Maar hij had slecht zicht op de werking van de derde essentiële schakel: doorgifte van die geselecteerde eigenschappen aan de volgende generatie. Darwin heeft nooit geweten hoe genen overerven, zodat hij de genetica nooit de centrale plaats in zijn theorie heeft kunnen geven die ze is gaan opeisen.

Op ten minste één punt heeft Darwin het ronduit mis gehad: `De kans is oneindig klein,' schreef hij, `dat er een verslag bewaard is gebleven van de trage, variërende en onmerkbare veranderingen' die planten en dieren in de loop van de evolutie ondergingen. Jones lezen betekent ook: ervan doordrongen raken dat dat verslag er nu juist wél is, zij het niet in de vorm die Darwin bedoelde. Het verslag valt te reconstrueren door de basenvolgorde in het DNA te bepalen en daarmee moleculaire taxonomie te bedrijven.

Briljant was daarentegen Darwins idee om zich te verdiepen in het fokken van dieren en kweken van planten. De modificatie van duiven, paarden, honden en cultuurgewassen die tot stand was gekomen door midddel van kunstmatige selectie kon inzicht geven in het evolutieproces in de natuur. Gedomesticeerde dieren en cultuurgewassen waren door mensen gekneed in vele richtingen. Neem de postduif, kropduif, kapduif, lachduif, meeuwduif, barbarijse duif en tuimelaar die verschillen in bouw, verenkleed, koergeluiden en gedrag, maar alle ontstonden door kunstmatige selectie uit de rotsduif.

Dieren worden niet zo maar tam. Onze voorouders zullen de wildste exemplaren misschien niet mee naar huis hebben genomen, maar van de dieren die ze meenamen fokten ze de tamste en vitaalste verder. Wie een nieuw duivenras wil fokken, moet een scherp oog hebben voor kleine afwijkingen in de gewenste richting en daarop selecteren. De `tuimelaar', een duif die hals over kop gaat in de lucht, is ontstaan door mannetjes met de neiging te tuimelen uitsluitend te kruisen met vrouwtjes die dezelfde neiging vertoonden. Zo ontstonden de tuimelverslaafden die nauwelijks van de grond kunnen komen zonder van de gelegenheid gebruik te maken om even over de kop te gaan.

Dierentuinen zijn plaatsen waar goed gelet wordt op zulke kunstmatige selectie. Alleen: daar wordt tegenwoordig alles in het werk gesteld om níet te selecteren op voor de mens wenselijke eigenschappen, maar juist om de wilde soort te behouden. In Darwins tijd kregen de gorilla's in de dierentuin voor het ontbijt nog worstjes met bier, bij de lunch boterhammen met kaas en ze dineerden met een lamskoteletje, gekookte aardappelen en nog meer bier, vertelt Jones. Hier werd een onbewuste vorm van kunstmatige selectie gepleegd, maar in plaats van te veranderen in mensen, stierven de vegetarische gorilla's. Ook dieren zijn niet onbeperkt kneedbaar in alle richtingen.

In Noord-Amerika, schreef Darwin, `is de zwarte beer gezien door Hearne terwijl hij urenlang met wijd geopende muil rondzwom en op die wijze, als een walvis, insecten in het water ving'. Hij meende dat als er maar voldoende insecten waren, de beer door natuurlijke selectie steeds aquatischer zou kunnen worden in structuur en gewoonten, met een almaar grotere muil, totdat er uiteindelijk een walvisachtig wezen zou zijn geproduceerd. Jones ontleende aan deze veronderstelling de titel voor zijn boek, maar weet dat het zo niet gegaan is. De voorouder van de walvis was geen beer, maar een hyena-achtig zoogdier. Een aas- en viseter die steeds meer op water ingesteld raakte, zodoende blootgesteld werd aan de druk van selectie in een heel nieuw medium, de zee, totdat de geleidelijke transformatie volgde tot oerwalvis. Vaak gaan veranderingen in gedrag vooraf aan anatomische verbouwingen.

Darwin had gelijk. Het fossiel archief is uiterst gebrekkig bijgehouden. Maar af en toe worden er toch overgangsvormen gevonden, en is het mogelijk de beer te schrappen en er een hyena van te maken.

Charles Darwin: Over het ontstaan van soorten. Vertaald door Ludo Hellemans. Uitgeverij Nieuwezijds, 402 blz. ƒ59,90

Steve Jones: Almost like a whale. The origin of species updated.

Anchor, 409 blz. ƒ74,95 (geb.),

519 blz. ƒ42,95 (pbk)