Jop Kempkes – 24 november 2019

Menig Nederlandse dierenliefhebber droomt over de rijke, ongerepte natuur van tropische oorden overzees. Toch valt er ook heel wat te bewonderen in de polder: de trektochten van weidevogels, planten die in de zoute duinen bloeien, migraties van oervissen en de gladiatorenspelen van het edelhert. Of we het nou hebben over de Lage Landen, de ijzige pieken van de Andes of de eeuwig duistere troggen in de oceaan: het gehele oppervlak van de Aarde is bezaaid met levensvormen die gespecialiseerd zijn in het overleven in hun eigen habitat. De drijfveer achter dit alles is evolutie: een begrip voor ieder, maar door weinigen echt begrepen.

Met deze driedelige serie hoop ik licht te schijnen op wat velen bij voorbaat al zien als te complex om te begrijpen. Ja, evolutie is een uitgebreid fenomeen waar wetenschappers iedere dag nieuwe dingen over leren. Maar het is wel een heel reëel iets, dat vrij letterlijk de wereld van vandaag de dag heeft vormgegeven. Op deze dag, 160 jaar geleden, zette de befaamde bioloog Charles R. Darwin een punt achter zijn levenswerk On the Origin of Species. Dit is waar het zaadje werd geplant voor wat inmiddels een scala aan uiteenlopende onderzoeksgebieden is, de fundering van de moderne biologie. Daarom staan we de komende weken stil bij de evolutietheorie, hoe deze is veranderd sinds Darwins wereldreis en tot slot doen we een stap terug en volgen we het leven op Aarde op het pad van bacterie tot mens.

Darwins Doorbraak

Als kind in het landelijke Britse stadje Shrewsbury groeide Charles Darwin op in een welvarend gezin. Toen al was zijn liefde voor de natuur niet te missen: hij verzamelde onvermoeibaar kevers en vergaapte zich aan verhalen over ontdekkingsreizigers, die in onvoorstelbare landen de meest bizarre levensvormen tegenkwamen. Tot zijn verdriet werd wetenschap toentertijd nog niet gezien als een serieuze carrière en zijn vader hoopte dan ook dat zijn zoon in zijn voetsporen zou treden als arts. Charles, zo bleek, kon echter maar slecht tegen bloed en sloeg steeds meer anatomielessen over, om in plaats daarvan de colleges van zoöloog Robert Grant bij te wonen en te oefenen met het opzetten van dieren met de vrijgelaten slaaf John Edmonstone. Zijn keuze stuitte echter op kritiek van zijn vader en zo eindigde hij bij een opleiding tot geestelijke aan de Universiteit van Cambridge. Hij was niet blij met het verwateren van zijn oude vriendschappen, maar de bruisende leergierigheid van zijn campusgenoten, hun tijd vooruit, wakkerde zijn passie aan. Darwin studeerde af als een voorbeeldstudent, maar stelde zijn inwijding tot priester nog even uit op advies van een vriend. Diezelfde vriend zou hem later attenderen op de reis die een Brits marineschip, de HMS Beagle, zou gaan maken om de kust van Zuid-Amerika in kaart zou brengen. Men was nog op zoek naar een natuuronderzoeker en zo’n reis was precies waar Darwin zijn hele leven al van droomde – en zo geschiedde.

Afbeelding: R. T. Pritchett (The Popular Science Monthly). De HMS Beagle.

Darwin reisde de hele wereld over en besteedde onderweg veel tijd aan het lezen van boeken en, iets minder plezierig, overgeven. De arme Charles was naar verluidt gedurende zijn vijf jaar op zee vrijwel onafgebroken zeeziek, maar op het land voelde hij zich helemaal thuis. Aan de randen van de Amazone verzamelde hij fossielen die leken op reusachtige luiaards, capibara’s en gordeldieren en hij stelde de simpele, maar belangrijke vraag of deze overeenkomsten wellicht niet puur toeval waren. ”Een chaos van genot”, zo omschreef hij in een van zijn verslagen de ongerepte natuur van Zuid-Amerika. Overigens raakte hij op de Galápagoseilanden pas echt gefascineerd door zijn vak: hier krioelt het van de unieke diersoorten die opvallende verschillen vertonen van eiland tot eiland. Neem de vogels die later tot ‘Darwinvinken’ zouden worden gedoopt: qua uiterlijk leken ze erg op elkaar, maar hun snavels verschilden per locatie. Ook deed hij onderzoek naar reuzenschildpadden, die op ieder eiland een net iets andere schildvorm hadden. Waar het veel regende, hadden de schildpadden een glad, bolvormig schild en op drogere eilanden hadden de schilden een zogenaamde ‘zadelvorm’, wat inhoudt dat het schild boven de nek een soort puntdakje heeft. ”De natuurhistorie van deze archipel is erg opmerkelijk: het lijkt een kleine wereld op zichzelf te zijn, het merendeel van haar inwoners, zowel plant als dier, zijn nergens anders te vinden.”

Eenmaal thuis verwierf Darwin met zijn gedetailleerde en levendige verslagen van zijn expeditie veel naamsbekendheid onder de geleerden van het Verenigd Koninkrijk. Hij nam de tijd om de duizenden opgezette dieren die hij had verzameld grondig te bestuderen en te documenteren. Een kanttekening bij de vinkensnavels leest: ”wegens deze gradatie en diversiteit in structuur van een onderling verwant groepje vogels, zou geloofd kunnen worden dat van de originele groep vogels op deze Archipel, één soort gemodificeerd is tot verschillende doeleinden.” Vooralsnog zou het bij deze opmerking blijven, simpelweg een observatie. Hij zette zijn liefde voor lezen voort en zodoende stuitte hij op een betoog van een andere onderzoeker, die stelde dat dieren zich sneller kunnen vermenigvuldigden dan natuurlijke grondstoffen aangemaakt worden. Het logische gevolg hiervan zou hongersnood zijn – en toen viel het kwartje bij Charles.

Op basis van zijn fossielen, zijn observaties en wat hij wist over ecologie en geografie concludeerde hij dat alle levende wezens met elkaar concurreren om voedsel. Alleen zij die het beste aangepast zijn aan hun leefgebied, overleven en kunnen zich voortplanten. Als het ware worden zij door de natuur geselecteerd, vandaar de term ‘natuurlijke selectie’, ook wel survival of the fittest genoemd. Het is het allesbepalende mechanisme achter het verschijnsel evolutie. Deze theorie ging rechtstreeks tegen de gebruikelijke christelijke leer in en wellicht duurde het daarom zo lang voordat Darwin ook daadwerkelijk zijn evolutietheorie publiceerde: op 24 november 1859, meer dan twee decennia nadat zijn wereldreis tot een einde was gekomen, verscheen het boek On the Origin of Species.

Natuurlijke selectie staat tegenwoordig bekend als een onomstotelijk fenomeen, dat wellicht het beste uit te leggen is aan de hand van een voorbeeld. Neem de Darwinvinken van zo-even: stel je voor dat een groepje vinken ooit naar de Galápagos emigreerde en zo op twee eilanden terecht kwam. Het ene eiland is een dorre woestijn, waar de zaadjes van cactussen de voornaamste bron van voedsel zijn. Net zoals geen twee mensen hetzelfde zijn, verschillen vinken per individu. De een heeft een net iets langere snavel dan de ander en kan zo beter aan zijn kostje komen, vooral wanneer er flinke concurrentie is om het schaarse voedsel. Vinken die beter in staat zijn om eten te verzamelen, hebben een grotere kans om te overleven en om voor nageslacht te zorgen. Die nieuwe generatie erft vanzelfsprekend de eigenschappen van hun ouders, maar ook zij verschillen weer een beetje onderling en ook hier hebben vinken met een gunstige eigenschap, in dit geval snavellengte, een betere kans om te overleven. Op het andere eiland zijn misschien veel meer noten te vinden, met een harde schaal. Ook hier vindt natuurlijke selectie plaats, maar dan op basis van de sterkte van de snavel. Het lijkt wellicht insignificant, maar als dit proces zich voor honderden of duizenden generaties herhaalt, is het resultaat dat er twee geheel andere vinkensoorten zijn voortgekomen uit dat ene groepje vinken dat eens de Galápagos koloniseerde: ze zijn geëvolueerd.

In On the Origin of Species durfde Darwin ook vragen te stellen. Hoe gaat het doorgeven van deze eigenschappen, gunstig of ongunstig, eigenlijk in zijn werk? En waar kwamen die kleine verschillen tussen individuen überhaupt vandaan? Het zijn vragen waar wetenschappers zich sindsdien in hebben verdiept en waar wij in het volgende deel van Aesthetica in Vivo antwoord op geven…

Foto: Eelko Tuurenhout (BB-Facebook)

Afbeelding: historiën.nl. De route van de HMS Beagle.