Er is daarbuiten een groep mensen die gelooft dat de mens is geschapen door God, naar zijn evenbeeld. Of dat er een intelligente entiteit is die de evolutie zo geleid heeft dat er uiteindelijk de mens uitkomt. Het grootste argument dat deze mensen hebben is dat het heelal, de natuur en de mens zo perfect in elkaar zitten dat hij niet door symbiose, mutatie en natuurlijke selectie kan zijn ontstaan, zoals de moderne evolutie theorie leert. Maar zit de wereld wel zo intelligent in elkaar als wij denken? Is ons lichaam werkelijk zo perfect in elkaar gestoken als deze mensen beweren?

Kijken we bijvoorbeeld eens naar onszelf. In tegenstelling tot de meeste andere dieren lopen wij rechtop. Dat is heel erg handig, want het betekent dat je je voorpoten, je handen, voor allerlei andere dingen kunt gebruiken. Met deze handen kunnen we voorwerpen vasthouden terwijl we lopen. Een tas met spullen bijvoorbeeld, of een speer. Dat laatste komt goed van pas wanneer je op de savanne achter een wildebeest aanrent. Je kunt al rennend de speer gooien en de kans wordt veel groter dat je een lekker stuk vlees te pakken krijgt. En met die handen kunnen wij ook allerlei spullen maken. Er wordt zelfs beweerd dat door het rechtoplopen ons gezicht meer naar onze buikkant draaide waardoor er bovenop het hoofd meer ruimte kwam voor de hersenen, waardoor we ook nog slimmer werden. Twee vliegen in 1 klap.

Maar, aan het rechtoplopen kleven ook duidelijke nadelen. De meeste nadelen kennen we uit eigen ervaring of van iemand uit de naaste omgeving. Rugproblemen, pijnlijke voeten en spataderen. Blijkbaar is er niet overal in het lichaam rekening gehouden met deze rechtopgang. De rug kan lang niet altijd de last van het lichaam aan, en ook de voeten kunnen het niet altijd verwerken, resulterend in platvoeten e.d. Het opmerkelijkst is misschien nog wel het ontstaan van spataderen. De aderen in de benen, waardoor het bloed weer naar boven moet naar het hart zijn bij veel mensen niet opgewassen tegen de verhoogde druk ten gevolge van het rechtoplopen.

Bovengenoemde problemen zijn door een ontwerper makkelijk te verhelpen. Aderen kunnen steviger worden gemaakt. Ook de voeten en de rug zouden met gemak verstevigd kunnen worden. Desnoods zet je er een tweede ruggegraat naast.

Waarom is dat niet gebeurd? Wanneer je uitgaat van een intelligente ontwerper dan lijkt het er toch sterk op dat hij hier een paar steekjes heeft laten vallen. Eerder een niet-intelligente ontwerper dus.

Uit evolutionair oogpunt is het wel te verklaren. We lopen namelijk nog niet zo vreselijk lang rechtop. Het brengt ons bepaalde voordelen die gemiddeld gezien opwegen tegen de genoemde nadelen. De genoemde nadelen ontstaan (1)  vooral doordat bepaalde delen van het lichaam nog niet zijn ingesteld op de nieuwe manier van voortbewegen. Of dat in de toekomst nog verandert is niet te voorspellen. Wel is het zo dat de meesten van ons de savanne inmiddels hebben verlaten en dat de selectiedruk dus ook weer veranderd is.

De evolutietheorie zoals Darwin hem opstelde gaat uit van geleidelijke veranderingen of, zoals Darwin het schreef, gradual change. Maar wat bedoelde hij daarmee? Bedoelde hij echt geleidelijk, zoals de meeste mensen het nu interpreteren?

Er is nog een andere interpretatie mogelijk. Op zijn reis met de Beagle kwam Darwin in Concepcion in Chili aan, vlak nadat daar een aardbeving was geweest. De aardbeving had veel huizen vernield, en had een groot aantal doden en gewonden veroorzaakt. Een, voor de wetenschap interessanter, gevolg was dat de kustlijn een metertje of wat omhoog was geschoven. Allerlei schelpen hingen hoog in de lucht terwijl ze eerst nog onder water hadden gezeten. Het opmerkelijke is dat Darwin  deze plotselinge verschuiving in zijn notitieboekje beschreef als gradual!

Om dit te begrijpen moeten we even een stukje etymologie doen. De basis van het woord gradual is het latijnse woord gradus, wat zoiets als stap betekent. De geologische verandering van de kustlijn van Chili was duidelijk niet geleidelijk, maar stapsgewijs en zo werd het ook door Darwin genoteerd.
Dit niet bijster duidelijke onderscheid tussen geleidelijk en stapsgewijs heeft voor wat spanningen gezorgd in de evolutietheorie met als gevolg 1 van de belangrijkste vernieuwingen van de theorie: Punctuated equilibrium van Eldredge en Gould. Zij stelden dat soorten in een stabiele omgeving morphologisch over lange tijd gelijk kunnen blijven, maar dat onder invloed van veranderingen in de omgeving de snelheid van evolutie plotseling veel hoger kan zijn.

Bewust of onbewust heeft Darwin, door gebruik van het woord gradual, deze veranderlijkheid in de snelheid van evolutionaire processen voorzien.

Het biologievak ecologie bestond 150 jaar geleden nog niet. Het was onder andere Darwin die ideeen ontwikkelde rond wat hij the economy of nature noemde. Die ideeen gingen over de relaties tussen dieren van dezelfde soort (seksuele selectie), de relatie tussen dieren van verschillende soorten (coevolutie) en de relatie die die individuele dieren hebben met hun omgeving (natuurlijke selectie). Hij zag hierin parallellen met producenten en consumenten in de economie (hebben we ook reducenten in de mensen economie?).

Had de natuur er voor Darwin uitgezien als een uitgebalanceerd geheel van naast en door elkaar levende soorten, na Darwin werd de natuur een omgeving die voortdurend in beweging was en waar iedereen maar moest zien hoe hij overleefde en zijn kostje bij elkaar scharrelde (sommigen spreken zelfs over oorlog en wapenwedlopen). De wisselwerking tussen dieren onderling en met hun omgeving bepaalde wie er zou overleven en vruchtbaar nageslacht zou voortbrengen.


Darwin legde hierbij de nadruk op competitie tussen dieren van dezelfde soort, de wisselwerking tussen jagers en gejaagden en onder wat voor omgevingsomstandigheden dieren al dan niet overleven. Allemaal zaken die nu nog steeds de hoofdmoot vormen van het onderzoek in de ecologie.


Afbeelding: Een glazen bol met een compleet ecosysteem van algen garnalen en bacteriën. Met wat zonlicht en warmte blijft dit systeem in evenwicht, totdat de garnalen van ouderdom sterven.

We kennen Darwin allemaal als degene die de basis legde voor de huidige evolutietheorie. Minder bekend is dat hij (toch meestal juist om die basis te leggen) allerlei verschillende, meestal biologische fenomenen onderzocht.
 

Bij mijn studie biologie was de eerste kennismaking met Darwin niet vanwege de evolutietheorie, maar omdat hij in zijn boek The Structure and Distribution of Coral Reefs (1842) heeft beschreven hoe een atol eiland ontstaat. Dit blijkt een langdurig proces te zijn wat weer een argument opleverde voor de ouderdom van de aarde.


In een ander boek Various Contrivances by which Orchids are Fertilised by Insectsand on the Good Effects of Intercrossing uit 1862 beschrijft hij een orchidee uit Madagascar met een bloemdiepte van 30 cm. Dit type orchidee wordt meestal bezocht door een soort motjes en Darwin leidde hieruit af dat er een mot moest bestaan met een enorm lange tong. Toen het dier uiteindelijk werd gevonden  (20 jaar na Darwins dood!) kreeg het, vanwege deze voorspelling, de ondersoortnaam praedicta.


Vandaag de dag kennen we allerlei planten met hun insecten, gastheren met parasieten, algen samen met schimmels(korstmossen) en allerlei andere, meer of minder voordelige samenwerkingen die moeten zijn ontstaan vanuit een evolutionair process over miljoenen jaren. Dit proces van voortdurend aan elkaar aanpassen is een andere kracht in de evolutie en wordt, heel toepasselijk,  co-evolutie genoemd.

Natuurlijke selectie wordt, wanneer men praat over de evolutietheorie, vaak naar voren gebracht als de grote bepaler van wie overleeft en wie er in staat zal zijn om vruchtbare nakomelingen voort te brengen. Maar er is nog een andere selector die actief is in het veld van de evolutie.


Al voordat Darwin de Origin of species publiceerde wist men dat er bij veel soorten verschil is in  het uiterlijk van mannetjes en vrouwtjes. Je ziet het bij kevers, vogels (ziehier de fazant, het mannetje is uiteraard mooier dan het vrouwtje), zoogdieren, noem maar op... Darwin dacht dat deze verschillen wellicht belangrijk zouden kunnen zijn bij het kiezen van een partner om je mee voort te planten. Deze keuze (selectie) heeft een invloed op het reproductieve succes van de (niet) gekozenen.


Zijn boek The descent of man (1871) heeft als ondertitel Selection in relation to sex en in dit boek gaat Darwin dieper in op deze vorm van selectie die de naam seksuele selectie kreeg.


Vanaf toen konden verschillen tussen mannetjes en vrouwtjes verklaard worden als het resultaat van processen die te maken hebben met parnterkeuze en competitie om een territorium, ipv het resultaat zijnde van Goddelijk design.

Bij het denken over evolutie was het voor Charles Darwin duidelijk dat hij er rekening mee moest houden dat dieren zich niet alleen zouden kunnen aanpassen aan een (nieuwe?) omgeving, maar ook dat ze kunnen migreren en dat het klimaat waarin de dieren leven kan veranderen.  Beide zaken zouden van invloed zijn op de plaats waar bepaalde planten en dieren (kunnen) voorkomen. Tegenwoordig heet dit onderzoek de biogeografie.
 
Darwin zag zelf al dat de overeenkomsten van knaagdieren in de bergen en in de dalen van Noord en Zuid Amerika groter was binnen een continent dan tussen de dieren die in bergen of in dalen leven. Een eigenaardige eigenschap wanneer je veronderstelt dat dieren ontworpen zijn puur om aangepast te zijn aan een bepaald ecosysteem (berg of dal), maar begrijpelijk wanneer je er vanuit gaat dat dieren op hetzelfde continent qua afstamming dichter bij elkaar staan en via een evolutionair process zich hebben kunnen aanpassen.

In de tijd van Darwin was migratie de enige mogelijke verklaring om de verspreiding van soorten over de verschillende continenten te verklaren. Een eeuw later kwam daar het concept van platentektoniek bij. En ook plaattectoniek blijkt zeer goed te passen bij de biogeographische distributie die we nu zien bij verschillende soorten.

...is een relatief nieuwe term die slaat op de tijd nodig om het uiterlijk van de aarde te verklaren door middel van langzame geologische processen.


Bij het schrijven van de Origin of Species was het voor Charles Darwin al duidelijk dat hij voor zijn theorie van biologische evolutie ontzettend veel tijd nodig had. Als het waar was moest de aarde ontzettend oud zijn.


Al in de 18e eeuw (een eeuw voor Darwin) schreef James Hutton dat de aarde veel ouder moest zijn dan de 6000 jaar die de Kerk toen voorschreef. De geoloog Charles Lyell nam dit concept over en beinvloede op zijn beurt Darwin. Darwin deed zelf ook geologische analyses. Hij berekende bijvoorbeeld de tijd die nodig was om bepaalde rotsformaties in Engeland te laten vormen. Hiermee benadrukte hij nogmaals de ouderdom van de aarde.

Lord Kelvin dreigde nog roet in het eten te gooien. Op basis van een afkoelingscurve van de aarde kwam hij tot een veel jongere leeftijd dan Darwin nodig had, maar de ontdekking van radioactiviteit (radioactief verval produceert warmte) zette deze berekeningen op losse schroeven.

Tegenwoordig wordt de leeftijd van de aarde op ongeveer 4,5 miljard jaar geschat. Echte deep time dus. In ieder geval meer dan genoeg om biologische evolutie te laten plaatsvinden. 

Naast het ontstaan van soorten moet er in de evolutietheorie, wanneer de natuurlijke selectie  heel streng selecteert, ook rekening worden gehouden met het uitsterven van soorten.


Al vanaf het midden van de 18e  eeuw was het duidelijk dat soorten kunnen uitsterven. Tenzij de soort een fossiel achterlaat, maar dat komt niet zo heel erg vaak voor (heeft u nog de schedel van uw overgrootvader bij de hand om te bewijzen dat u voorouders had en niet uit een schutting bent gezaagd?), zorgt dit uitsterven van een soort voor een gat in onze biologische kennis.


Het leven dat wij nu op aarde zien is niet de keten van soorten van primitief naar complex of van eencellig naar meercellig. Alle soorten hebben een evenlange evolutie ondergaan en geen van de huidige soorten kan gezien worden als een voorouder van een andere soort. Ze staan allemaal aan de punt van een tak van     DE LEVENSBOOM  en alle takken zijn even lang. De gemeenschappelijke voorouders en tussenvormen zijn gestorven en verdwenen.


Soms worden er fossielen gevonden die op de voorspelde tussenvorm lijken (bijvoorbeeld een voorspelde tussenvorm tussen landdier en walvis), maar dat vinden vraagt een grote portie geluk (en vaak, zie ook weer de walvis, een berekende inschatting waar je zou moeten zoeken).

Deze schets, gemaakt door Charles Darwin in 1837 vlak nadat hij teruggekeerd was naar Engeland van zijn reis rond de wereld met de Beagle, is zijn eerste schets van een ‘levensboom' (tree of life). Het laat zien hoe hij dacht over het ontstaan van verschillende variaties en soorten als vertakkingen uit 1 enkele ‘ouder' soort.


De schets ontwikkelde zich uiteindelijk tot de enige afbeelding die in 1859 in The origin of species is te vinden (zie onder).


Vele bomen zijn er nadien opgetekend, in het begin vaak alleen maar op basis van anatomische (en evt fysiologische) overeenkomsten, maar na de ontdekking van DNA ook op basis van het erfelijk materiaal van verschillende soorten, waarvan ik een mooi voorbeeld hier al eens heb laten zien (en hier op 30-11- 2007 09:51 gebruikt om aan een tweetal evolutie ontkenners uit te leggen wat genetische overeenkomsten en verschillen nou eigenlijk betekenen)

.



Voor de tijd van Darwin werden organismen ook al ingedeeld in een klassificatiesysteem (het systeem van Linnaeus was al een tijd in gebruik). Het concept van Darwins boom hield in dat de klassificatie in het vervolg op basis van de genealogische relatie van de soorten zou moeten worden gedaan. Soms zijn de overeenkomsten en verschillen tussen soorten vrij duidelijk en is dat geen probleem. Soms lijkt een soort alleen maar op zichzelf en dan lukt het niet. Een reden hiervoor kan zijn dat de mogelijke tussenvormen allemaal uitgestorven zijn. Om een goede klassificatie te doen is het altijd handig wanneer er fossielen zijn die mogelijke tussenvormen representeren. Tegenwoordig kan er ook op basis van het DNA nog een poging worden gedaan om de soort in te delen in het grotere geheel.