Evolutie is een van de grootste theorieën in de hele wetenschap. Het wil het leven verklaren: specifiek, hoe het eerste eenvoudige leven aanleiding gaf tot alle enorme diversiteit die we vandaag zien, van bacteriën tot eiken tot blauwe vinvissen.
Voor wetenschappers is evolutie een feit. We weten dat het leven is geëvolueerd met dezelfde zekerheid dat we weten dat de aarde ongeveer bolvormig is, dat de zwaartekracht ons erop houdt en dat wespen op een picknick vervelend zijn.
Niet dat je dat uit de media zou weten. in sommige landen, waar er fel over evolutie wordt gediscussieerd – neergezet als “slechts een theorie” of afgedaan als een regelrechte leugen.
Waarom zijn biologen hier zo zeker van? Wat is het bewijs? Het korte antwoord is dat er zo veel is dat het moeilijk is om te weten waar je moet beginnen. Maar hier is een zeer vluchtige samenvatting van het bewijs dat het leven inderdaad is geëvolueerd.
Het kan helpen om eerst te spellen snel uit wat Darwin’s evolutietheorie eigenlijk zegt. De meesten van ons hebben het algemene idee: soorten veranderen in de loop van de tijd, alleen de sterksten overleven, en op de een of andere manier heeft een aapachtig wezen menselijke wezens voortgebracht.
Het is moeilijk te accepteren dat je door ontelbare generaties afstamt van een worm
Darwins evolutietheorie zegt dat elk nieuw organisme subtiel anders is van de ouders, en deze verschillen kunnen het nageslacht soms helpen of belemmeren. Omdat organismen strijden om voedsel en partners, produceren degenen met de gunstige eigenschappen meer nakomelingen, terwijl degenen met onbehulpzame eigenschappen er misschien geen produceren. Dus binnen een bepaalde populatie is het voordelig eigenschappen worden algemeen en onbehulpzame eigenschappen verdwijnen.
Als er voldoende tijd is, nemen deze veranderingen toe en leiden ze tot het verschijnen van nieuwe soorten en nieuwe soorten organismen, kleine verandering tegelijk. Stap voor stap werden wormen vissen, vissen kwamen aan land en ontwikkelden vier poten, die vierpotige dieren kregen haar en – uiteindelijk – zo ik van hen begon op twee benen rond te lopen, noemde zichzelf “mensen” en ontdekte evolutie.
Dit kan moeilijk te geloven zijn. Het is één ding om te beseffen dat u niet identiek bent aan onze ouders: misschien heeft uw haar een andere kleur, of bent u langer, of heeft u een vrolijker karakter. Maar het is veel moeilijker te accepteren dat u door ontelbare generaties, van een worm.
Veel mensen accepteren dit zeker niet. Maar vergeet even alle drama. Begin in plaats daarvan zoals Charles Darwin deed: voor de deur.
Darwins boek On the Origin of Species, voor het eerst gepubliceerd in 1859, begint met de lezer te vragen om rond te kijken naar de bekende, niet onontgonnen tropische eilanden of verre oerwouden, maar het erf en de tuin. Daar kun je gemakkelijk zien dat organismen kenmerken doorgeven aan hun nakomelingen, waardoor de aard van dat organisme in de loop van de tijd verandert.
Deze veranderingen van generatie op generatie worden “afstamming met modificatie” genoemd.
Darwin legde de nadruk op het proces van teelt en veredeling. Generaties lang boeren en tuinders hebben doelbewust dieren gefokt om groter of sterker te zijn, en planten om meer gewassen op te leveren.
Fokkers werken precies zoals Darwin dacht dat evolutie werkte. Stel dat je kippen wilt fokken die meer eieren leggen. Eerst moet je die vinden kippen die meer eieren leggen dan de anderen, dan moet je hun eieren uitbroeden en ervoor zorgen dat de resulterende chi cks reproduceren. Deze kuikens zouden ook meer eieren moeten leggen.
Als je het proces met elke generatie herhaalt, zul je uiteindelijk “kippen hebben die veel meer eieren leggen dan wilde kippen. Een vrouwelijk oerwoudhoen – de dichtstbijzijnde wilde verwant van de gedomesticeerde kip – legt misschien 30 eieren in een jaar, terwijl boerderijkippen misschien wel tien keer zoveel produceren.
Deze veranderingen van generatie op generatie worden “afstamming met modificatie” genoemd.
Onze oudste gedomesticeerde dieren zijn nog steeds in staat tot snelle verbetering of modificatie
Een jong kuiken zal in veel manieren lijken op zijn ouders: het zal herkenbaar een kip zijn, en zeker geen aardvarken, en het zal waarschijnlijk meer op zijn ouders lijken dan op andere kippen. Maar het zal niet identiek zijn.
“Dat” is wat evolutie is, “zegt Steve Jones van University College London in het VK.” Het “is een reeks fouten die zich opstapelt.”
Je zou kunnen denken dat fokken alleen een bijv w verandert, maar er lijkt geen einde aan te komen. “Er is geen enkel geval bekend dat een variabele niet langer variabel is onder cultivatie”, schreef Darwin. “Onze oudste gecultiveerde planten, zoals tarwe, leveren nog vaak nieuwe variëteiten op: onze oudste gedomesticeerde dieren zijn nog steeds in staat tot snelle verbetering of modificatie.”
Fokken, zo betoogde Darwin, is in wezen evolutie onder menselijk toezicht.Het laat ons zien dat de kleine veranderingen van generatie op generatie kunnen oplopen. “Het is onvermijdelijk”, zegt Jones. “Het moet gebeuren.”
Toch is het nogal een stap van het zorgvuldig fokken van kippen die meer eieren leggen naar de natuurlijke evolutie van nieuwe soorten. Volgens de evolutietheorie zijn die kippen uiteindelijk afstammelingen van dinosauriërs, en als je verder teruggaat, van vissen.
Het antwoord is simpelweg dat evolutie veel tijd kost om grote veranderingen aan te brengen. Om daar bewijs van te zien , je moet naar oudere records kijken. Je moet naar fossielen kijken.
Fossielen zijn de overblijfselen van lang geleden gestorven organismen, bewaard in gesteente. Omdat gesteenten in lagen zijn neergelegd, een bovenop de anders wordt het fossielenbestand over het algemeen in datumvolgorde uiteengezet: de oudste fossielen staan onderaan.
Ik denk altijd dat het meest overtuigende argument voor evolutie staat in het fossielenarchief
Het doornemen van het fossielenarchief maakt duidelijk dat het leven in de loop van de tijd is veranderd.
De oudste fossielen van alle zijn de overblijfselen van de zonde cel-cellige organismen zoals bacteriën, met meer gecompliceerde dingen zoals dieren en planten die pas veel later verschijnen. Onder de dierlijke fossielen verschijnen vissen veel eerder dan amfibieën, vogels of zoogdieren. Onze naaste verwanten, de apen, zijn alleen te vinden in de ondiepste – jongste – rotsen.
“Ik denk altijd dat het meest overtuigende argument voor evolutie te vinden is in het fossielenarchief”, zegt Jones. ‘Het valt op dat een op de zes pagina’s in de Origin of Species te maken heeft met het fossielenbestand. wist dat dat een onweerlegbaar geval was dat evolutie had plaatsgevonden. “
Hoe weten we echt dat de ene soort evolueerde naar een andere?
Door zorgvuldig fossielen te bestuderen, zijn wetenschappers in staat geweest om veel uitgestorven soorten te koppelen aan soorten die vandaag de dag nog overleven, waarbij soms wordt aangegeven dat de ene van de andere afstamt.
Voor In 2014 beschreven onderzoekers bijvoorbeeld de fossielen van een 55 miljoen jaar oude carnivoor genaamd Dormaalocyon, die mogelijk een gemeenschappelijke voorouder is van alle hedendaagse leeuwen, tijgers en beren. De vormen van de tanden van Dormaalocyon verraden het.
Toch ben je misschien niet overtuigd. Die dieren hebben misschien allemaal dezelfde tanden, maar leeuwen, tijgers en Dormaalocyons zijn nog steeds verschillende soorten. Hoe weten we echt hoe we het weten? dat de ene soort in een andere is geëvolueerd?
Het fossielenarchief is hier slechts een beperkte hulp, omdat het onvolledig is. “Als je naar de meeste fossielenbestanden kijkt, zie je eigenlijk een vorm die vrij lang duurt. tijd en dan het volgende stel fossielen dat je “hebt, is heel anders dan wat je daarvoor had”, zegt Jones.
Het is ook mogelijk om observeer de evolutie van een nieuwe soort terwijl deze plaatsvindt
Maar terwijl we steeds meer overblijfselen hebben opgegraven, is er een schat aan “overgangsfossielen” ontdekt . Deze “ontbrekende schakels” zijn halverwege tussen bekende soorten.
Eerder zeiden we bijvoorbeeld dat kippen uiteindelijk afstammen van dinosauriërs. In 2000 beschreef een team onder leiding van Xing Xu van de Chinese Academie van Wetenschappen een kleine dinosaurus genaamd Microraptor, die veren had die vergelijkbaar waren met moderne vogels en mogelijk had kunnen vliegen.
Het is ook mogelijk om de evolutie van een nieuwe soort.
In 2009 beschreven Peter en Rosemary Grant van Princeton University in New Jersey hoe een nieuwe soort vink ontstond op een van de Galápagos-eilanden: dezelfde eilanden bezocht door Darwin.
Deze kleine groep vogels had een nieuwe soort gevormd
In 1981 arriveerde een enkele middelgrote grondvink op het eiland Daphne Major. Hij was ongewoon groot en zong een ietwat ander lied dan de lokale vogels.
Hij slaagde erin te broeden en zijn nakomelingen erfden zijn ongewone eigenschappen. Na een paar generaties waren ze reproductief geïsoleerd: ze zagen er anders uit dan de andere vogels en zongen verschillende liedjes, dus konden ze alleen onderling broeden. Deze kleine groep vogels had een nieuwe soort gevormd: ze hadden “gespecificeerd”.
Deze nieuwe soort verschilt slechts subtiel van zijn voorouders: hun snavels zijn anders en ze zingen een ongewoon lied. Maar het is mogelijk om veel meer dramatische veranderingen te zien terwijl ze plaatsvinden.
Richard Lenski van de Michigan State University heeft de leiding over ’s werelds langstlopende evolutie-experiment.
Het” is een zeer directe demonstratie van Darwins idee van aanpassing door natuurlijke selectie.
Sinds 1988 heeft Lenski volgde 12 populaties van Escherichia coli-bacteriën in zijn laboratorium. De bacteriën worden aan hun lot overgelaten in opslagcontainers, met voedingsstoffen om zich van te voeden, en het team van Lenski vriest regelmatig kleine monsters in.
De E. coli zijn niet meer hetzelfde als in 1988.”In alle 12 populaties zijn de bacteriën geëvolueerd om veel sneller te groeien dan hun voorouder”, zegt Lenski. Ze hebben zich aangepast aan de specifieke mix van chemicaliën die hij ze geeft.
“Het” is een zeer directe demonstratie van Darwins idee van aanpassing door natuurlijke selectie. Nu, 20 jaar na het begin van het experiment, is het typische afstamming groeit ongeveer 80% sneller dan de voorouder. “
In 2008 meldde het team van Lenski dat de bacteriën een enorme sprong voorwaarts hadden gemaakt. Het mengsel waarin ze leven bevat een chemische stof genaamd citraat, die E . coli kan niet verteren. Maar na 31.500 generaties in het experiment begon een van de 12 populaties zich te voeden met citraat. Dit zou zijn alsof mensen plotseling het vermogen ontwikkelen om boomschors te eten.
Alle levende wezens dragen genen, in de vorm van DNA
Het citraat was er altijd, zegt Lenski, “dus alle populaties hebben in zekere zin de mogelijkheid om het vermogen om dit te gebruiken te ontwikkelen … Maar slechts een van de 12 populaties heeft zijn weg gevonden om dit te doen. “
Op dit punt, Lenski’s gewoonte om regelmatig te bevriezen Monsters van de bacteriën bleken cruciaal. Hij was in staat om terug te gaan door oudere monsters en de veranderingen te traceren die ertoe leidden dat E. coli citraat at.
Om dit te doen, moest hij onder de motorkap kijken. Hij gebruikte een hulpmiddel dat in de tijd van Darwin niet beschikbaar was, maar dat een revolutie teweeg heeft gebracht in ons begrip van evolutie als geheel: genetica.
Alle levende wezens dragen genen in de vorm van DNA.
Genen bepalen hoe een organisme groeit en zich ontwikkelt, en ze worden doorgegeven van ouder op nageslacht. Wanneer een moederkip veel eieren legt en die eigenschap doorgeeft aan haar nakomelingen, doet ze dat via haar genen.
Het hele moderne leven stamt af van een enkele gemeenschappelijke voorouder
In de afgelopen eeuw hebben wetenschappers de genen van verschillende soorten gecatalogiseerd. Het blijkt dat alle levende wezens informatie op dezelfde manier in hun DNA opslaan: ze gebruiken allemaal dezelfde ‘genetische code’.
Bovendien delen organismen ook veel genen. Duizenden genen die worden aangetroffen in menselijk DNA kan ook worden gevonden in het DNA van andere wezens, inclusief planten en zelfs bacteriën.
Deze twee feiten impliceren dat het hele moderne leven afstamt van één gemeenschappelijke voorouder, de ‘laatste universele voorouder’, die leefden miljarden jaren geleden.
Door te vergelijken hoeveel genen organismen delen, kunnen we erachter komen hoe ze verwant zijn. Mensen delen bijvoorbeeld meer genen met apen zoals chimpansees en gorilla’s dan met andere dieren. 96%. Dat suggereert dat ze onze naaste verwanten zijn.
We hebben een gemeenschappelijke voorouder met chimpansees
“Probeer dat op een andere manier uit te leggen dan het feit dat die relaties gebaseerd zijn op een reeks veranderingen door de tijd heen”, zegt Chris Stringer van het Natural History Museum in L op. “We hebben een gemeenschappelijke voorouder met chimpansees, en wij en zij zijn sindsdien afgeweken van die gemeenschappelijke voorouder.”
We kunnen ook genetica gebruiken om de details van evolutionaire veranderingen te volgen.
“Je kunt verschillende soorten bacteriën vergelijken en de genen vinden die ze delen”, zegt Nancy Moran van de Universiteit van Texas in Austin. “Als je deze genen eenmaal herkent … kun je kijken hoe ze zich hebben ontwikkeld in verschillende soorten populaties.”
Toen Lenski zijn E. coli-monsters opnieuw doornam, ontdekte hij dat de citraatetende bacteriën verschillende veranderingen in hun DNA die de andere bacteriën niet deden. Deze veranderingen worden mutaties genoemd.
Lenski’s E. coli laat ons zien dat evolutie organismen kan geven radicaal nieuwe vermogens
Sommigen van hen waren al gebeurd lang voordat de bacteriën hun nieuwe vermogen ontwikkelden. “Bood op zichzelf niet het vermogen om op citraat te groeien, maar vormde de weg voor latere mutaties die dat vermogen verleenden”, zegt Lenski.
Deze complexe reeks gebeurtenissen helpt verklaren waarom er maar één populatie evolueerde het vermogen.
Het illustreert ook een belangrijk punt over evolutie. Een bepaalde evolutionaire stap lijkt misschien buitengewoon onwaarschijnlijk, maar als er genoeg organismen worden aangespoord om die stap te nemen, zal een van hen dat waarschijnlijk doen – en er is er maar één nodig.
Lenski’s E. coli laat ons zien dat evolutie kan organismen radicaal nieuwe vermogens geven, maar evolutie maakt de dingen niet altijd beter. De effecten zijn vaak, in onze ogen althans, nogal willekeurig.
De mutaties die tot veranderingen in een organisme leiden, zijn zelden ten goede, zegt Moran. In feite hebben de meeste mutaties geen invloed of een negatieve invloed op de manier waarop een organisme functioneert.
Dieren die in donkere grotten leven, verliezen vaak hun eyes
Wanneer bacteriën beperkt zijn tot geïsoleerde omgevingen, nemen ze soms ongewenste genetische mutaties op die direct worden doorgegeven aan elke generatie.Na verloop van tijd belemmert dit geleidelijk de soort.
“Het laat echt het evolutieproces zien”, zegt Moran. “Het is niet alleen aanpassing en dingen die beter worden, er is ook een groot potentieel dat dingen erger worden.”
Bovendien verliezen organismen soms hun vaardigheden. Dieren die leven in donkere grotten verliezen vaak hun ogen.
Dit lijkt misschien vreemd. We hebben de neiging om evolutie te zien als een proces van biologische verbetering, van soorten die verbeteren en minder primitief worden. Maar dit is niet noodzakelijk wat er gebeurt.
Het idee van verbetering is terug te voeren op een wetenschapper genaamd Jean-Baptiste Lamarck, die het idee opperde dat organismen evolueren voordat Darwin was. Zijn bijdragen waren van vitaal belang.
Wat bedoelde hij dat ze wilden verbeteren? Hoe zou je dat testen?
Maar in tegenstelling tot Darwin dacht Lamarck dat organismen werden beter in het leven in hun omgeving als een bewuste reactie op die omgevingen, alsof ze inherent wilden verbeteren.
De theorie van Lamarck zou zeggen dat giraffen lange tijd geen cks omdat hun voorouders zich uitstrekten om hoge bomen te bereiken en vervolgens hun nieuw verworven lange nek doorgaven aan hun nakomelingen.
“Darwin schreef privé over Lamarck en zei dat zijn theorie volstrekte onzin is, het is niet te testen, ‘zegt Jones. “Wat bedoelde hij dat ze wilden verbeteren? Hoe zou je dat testen?”
Darwin had een alternatieve theorie: natuurlijke selectie. Het biedt een heel andere verklaring voor de “lange nek van giraffen.
Stel je een voorouder van moderne giraffen voor, zoiets als een hert of antilope. Als er veel hoge bomen waren waar dit dier leefde, zouden de dieren met de langste halzen zouden meer voedsel krijgen en het beter doen dan degenen met een kortere nek.
Dieren zoals giraffen zijn zo opvallend omdat ze zo perfect aangepast lijken
Na een paar generaties zouden alle dieren een iets langere nek hebben dan hun voorouders. Nogmaals, degenen met de langste zouden het het beste doen, dus gedurende vele jaren, De nek van giraffen werd geleidelijk langer, omdat degenen met een korte nek meestal geen nakomelingen hadden.
De mutaties die hieraan ten grondslag lagen, gebeurden allemaal willekeurig en produceerden net zo goed korte als lange nekjes. Maar die korte-nekmutaties hielden niet lang stand.
Dieren zoals giraffen zijn zo opvallend omdat ze zo perfect aangepast lijken. Ze leven in gebieden waar de bomen hoog zijn en alleen bladeren hoog boven de grond hebben , dus ze hebben natuurlijk een lange nek om ze te bereiken.
“Dat soort beeld is eigenlijk wat mensen in de war brengt, denk ik, omdat het er zo perfect uitziet, het ziet er ontworpen uit”, zegt Moran. Maar als je kijk dichterbij, het is het resultaat van een lange reeks kleine veranderingen. “Je realiseert je, oh, het is niet ontworpen, het is eigenlijk een vreemde gebeurtenis die zich heeft kunnen verspreiden en tot een andere vreemde gebeurtenis heeft geleid.”
We hebben nu alle bewijsstukken die, wanneer ze worden samengevoegd, aantonen dat het leven is geëvolueerd.
Menselijke evolutie is altijd een moeilijk concept geweest voor sommigen om te verteren
Afdaling met modificatie, die wordt veroorzaakt door willekeurige mutaties in genen, leidt uiteindelijk tot geleidelijke veranderingen en de vorming van nieuwe soorten – veel van het rijdt en door natuurlijke selectie, die die organismen verwijdert die minder geschikt zijn voor hun omgeving.
Laten we tot slot dit alles op onszelf toepassen.
Menselijke evolutie is altijd een concept geweest Voor sommigen moeilijk te verteren, maar het is onmogelijk om er nu een oogje voor te knijpen, zegt Stringer.
Men neemt aan dat homo sapiens in Afrika is geëvolueerd voordat het zich over de hele wereld verspreidde.
Mensen van Europese en Aziatische afkomst dragen Neanderthaler-genen in hun DNA
Uit het fossielenbestand blijkt een geleidelijke verandering van aapachtige dieren die op handen en voeten lopen naar tweevoetige wezens die geleidelijk grotere hersenen ontwikkelden.
De eerste mensen die Afrika verlieten, kruisten elkaar met andere mensensoorten, zoals de Neanderthalers. Het resultaat is dat mensen van Europese en Aziatische afkomst Neanderthaler-genen in hun DNA hebben, maar mensen van Afrikaanse afkomst niet.
Dit gebeurde allemaal duizenden jaren geleden, maar het verhaal is nog niet voorbij. nog in ontwikkeling.
Bijvoorbeeld, in de jaren vijftig bestudeerde een Britse arts genaamd Anthony Allison een genetische aandoening die sikkelcelanemie wordt genoemd en die veel voorkomt bij sommige Afrikaanse populaties. Mensen met de aandoening hebben misvormde rode bloedcellen , die niet zo goed mogelijk zuurstof door het lichaam vervoeren.
Voor die mensen was het de moeite waard om de sikkelcelmutatie bij zich te dragen
Allison ontdekte dat de Oost-Afrikaanse bevolking was verdeeld in groepen laaglandbewoners, die vatbaar waren voor de ziekte, en mensen die in de hooglanden woonden, die waren niet.
Het bleek dat mensen met de sikkelcel-eigenschap een onverwacht voordeel kregen. Het beschermde hen tegen malaria, die alleen echt een bedreiging vormde in de laaglanden. Voor die mensen was het de moeite waard om de sikkelcelmutatie bij zich te dragen, zelfs als hun kinderen bloedarmoede zouden kunnen hebben.
Daarentegen liepen mensen in de hooglanden geen risico op malaria. Dat betekende dat het geen voordeel had om de sikkelcel-eigenschap te dragen, dus de anderszins schadelijke aard ervan had betekend dat het verdwenen was.
Natuurlijk zijn er allerlei vragen over evolutie die we nog steeds niet hebben beantwoord. .
Hun voorouders gaan meer dan 3 miljard jaar op een ononderbroken lijn terug
Stringer biedt een simpele: wat was de genetische verandering waardoor mensen rechtop konden lopen, en waarom was die mutatie zo succesvol? Op dit moment weten we het niet, maar met meer fossielen en betere genetica, zouden we ooit wel eens kunnen.
Wat we wel weten, is dat evolutie een feit van de natuur is. Het is de basis voor het leven op aarde zoals wij dat kennen.
Dus neem de volgende keer dat u op pad bent, of het nu in uw tuin is of op een boerderij of gewoon over een weg loopt, kijk naar de dieren en planten om je heen en bedenk hoe ze daar allemaal terecht zijn gekomen.
Elk van de organismen die je ziet, of het nu een klein insect is of een hele grote olifant, is het nieuwste lid van een oud familie. Hun voorouders gaan in een ononderbroken lijn terug voor meer dan 3 miljard jaar, naar de dageraad van het leven zelf. Dat geldt ook voor die van jou.