Patronen in de natuur

Het hart van een zonnebloem of de patronen van een vlindervleugel vinden we mooi. Hoe ze ontstaan is dat ook, volgens bioloog Ben Scheres (1960). Hij is hoogleraar moleculaire genetica in Utrecht.

Schoonheid die zichzelf organiseert?

„Er zit een grote schoonheid in de manier waarop de biologie werkt. Eigenlijk zie je het in het hele bètaonderzoek, maar van de biologie kan ik het best getuigen. En dan bedoel ik de hele biologie. Zelf werk ik dan wel aan planten, maar ik denk net zoveel aan beestjes. Mensen hebben er vaak al moeite mee dat ze op chimpansees lijken, maar er zijn ook heel veel overeenkomsten tussen ons en een distel. De constructieregels daarvoor geven gratis de prachtige patronen in planten, zoals in bloembladeren of het hart van een zonnebloem. Die regels regelen ook patronen in dieren, bijvoorbeeld de tekening bij vlinders.”

Hoe gebeurt dat dan?

„Om te beginnen met op zichzelf simpele regels, die achter elkaar worden toegepast. Het is zoiets als het damspel. De regels daarvoor kun je in tien minuten aan een kind uitleggen, maar ze tot in de finesses toepassen kan een heel leven duren. Daar komt dan nog een terugkoppelingsregel bij. Die hangt af van de omgeving. Om bij de vergelijking met het dammen te blijven: stel dat op bepaalde momenten, afhankelijk van de stand van de damstenen, de regels veranderen. Dat levert een nieuwe situatie op. Door die feedback ontstaat complexiteit. Dit is de puzzel waaraan we werken.”

Maar waarover gaan de regels in de biologie?

„DNA, met daarin de genetische code, is daarvoor het beste aanknopingspunt. Maar we moeten af van de gedachte dat in het DNA alle code opgesloten zit. Want zonder alle moleculen eromheen, zonder een context dus, gebeurt er niets met de informatie. En wat er precies mee gebeurt, hangt af van de omgeving.

„We zijn geneigd te denken dat DNA een blauwdruk is, een ontwerp dat je als legoblokjes in elkaar kunt zetten. Maar dat is hoe mensen plegen te bouwen. De natuur werkt zo niet. Die moet zichzelf kopiëren, zonder apart bouwplan. Een bio-legodoos bevat als het ware zijn eigen bouwpakket.

„Dat is lastig te vatten. Onze hersenen zijn wel goed in simpele oorzaak-en-gevolgketens, maar die terugkoppelingsmechanismen kunnen ze niet aan. Daar heb je formele wiskunde en computers voor nodig. Ik heb het zelf een aantal keren gezien: laat een paar regels met elkaar spelen in de computer, en het levert vrijwel onvoorspelbare eigenschappen op, zoals de vorm van een plant.”

En dat vinden we dan mooi?

„Blijkbaar. Symmetrische patronen vinden we mooi. Waarom, dat is mysterieus. Maar overal in de natuur zie je dezelfde principes met herhaalde regels en terugkoppeling: bij de vlucht zwanen die hier net voorbijkomt, bij bloemen, bij vertakkingen, of het nu in bomen is of in bloedvaten.”

Vanavond spreekt prof. dr. Ben Scheres over ‘Zelforganiserende schoonheid’. 20.00 u. Paard van Troje, Prinsegracht 12, Den Haag. Toegang: € 8,50