211service.com
Het darwinistische intermezzo
Carl Woese publiceerde een provocerend en verhelderend artikel, A New Biology for a New Century, in het juni 2004 nummer van Microbiologie en moleculaire biologie beoordelingen . Zijn hoofdthema is de veroudering van de reductionistische biologie zoals die de afgelopen honderd jaar is beoefend, en de noodzaak van een nieuwe biologie die gebaseerd is op gemeenschappen en ecosystemen in plaats van op genen en moleculen. Hij stelt ook een andere zeer belangrijke vraag: wanneer begon de darwinistische evolutie? Met darwinistische evolutie bedoelt hij evolutie zoals Darwin die zelf begreep, gebaseerd op de intense competitie om te overleven tussen niet-kruisende soorten. Hij presenteert bewijs dat de darwinistische evolutie niet terugging tot het begin van het leven. Vroeger was het proces dat hij horizontale genoverdracht noemt, het delen van genen tussen niet-verwante soorten, gangbaar. Het komt vaker voor naarmate je verder teruggaat in de tijd. Carl Woese is 's werelds grootste expert op het gebied van microbiële taxonomie. Wat hij ook schrijft, zelfs in speculatieve zin, moet serieus worden genomen.
Woese postuleert een gouden tijdperk van pre-darwiniaans leven, waarin horizontale genoverdracht universeel was en er geen aparte soorten bestonden. Het leven was toen een gemeenschap van verschillende soorten cellen, die hun genetische informatie deelden, zodat slimme chemische trucs en katalytische processen die door één schepsel waren uitgevonden, door hen allemaal konden worden geërfd. Evolutie was een gemeenschappelijke aangelegenheid, de hele gemeenschap ging vooruit in metabolische en reproductieve efficiëntie omdat de genen van de meest efficiënte cellen werden gedeeld. Maar toen, op een slechte dag, bleek een cel die op een primitieve bacterie leek, in efficiëntie een sprong voor te zijn op zijn buren. Die cel scheidde zich af van de gemeenschap en weigerde te delen. Zijn nakomelingen werden de eerste soort. Met zijn superieure efficiëntie bleef het bloeien en afzonderlijk evolueren. Enkele miljoenen jaren later scheidde een andere cel zich af van de gemeenschap en werd een andere soort. En zo ging het door, totdat al het leven in soorten was verdeeld.
Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van maart 2005
- Zie de rest van het nummer
- Abonneren
De fundamentele biochemische machinerie van het leven evolueerde snel gedurende de paar honderd miljoen jaar die voorafgingen aan het Darwiniaanse tijdperk en veranderde heel weinig in de volgende twee miljard jaar van microbiële evolutie. De darwinistische evolutie verloopt traag omdat individuele soorten, als ze eenmaal gevestigd zijn, maar heel weinig evolueren. De darwinistische evolutie vereist dat soorten uitsterven, zodat nieuwe soorten ze kunnen vervangen. Drie innovaties hielpen het tempo van de evolutie in de latere stadia van het darwinistische tijdperk te versnellen. De eerste was seks, een vorm van horizontale genoverdracht binnen soorten. De tweede innovatie was meercellige organisatie, die een hele nieuwe wereld van vorm en functie opende. De derde was hersenen, die een nieuwe wereld van gecoördineerde sensatie en actie opende, culminerend in de evolutie van ogen en handen. Gedurende het hele Darwiniaanse tijdperk hielpen incidentele massale uitstervingen om kansen te scheppen voor nieuwe evolutionaire ondernemingen.
Nu, na zo'n drie miljard jaar, is het darwinistische tijdperk voorbij. Het tijdperk van soortenconcurrentie kwam ongeveer 10 duizend jaar geleden ten einde toen een enkele soort, Homo sapiens , begon de biosfeer te domineren en te reorganiseren. Sinds die tijd heeft culturele evolutie de biologische evolutie vervangen als de drijvende kracht achter verandering. Culturele evolutie is niet darwinistisch. Culturen verspreiden zich meer door horizontale overdracht van ideeën dan door genetische overerving. Culturele evolutie gaat duizend keer sneller dan de darwinistische evolutie, en brengt ons in een nieuw tijdperk van culturele onderlinge afhankelijkheid dat we globalisering noemen. En nu, in de afgelopen 30 jaar, Homo sapiens heeft de oude pre-darwinistische praktijk van horizontale genoverdracht nieuw leven ingeblazen, waarbij genen gemakkelijk van microben naar planten en dieren worden verplaatst, waardoor de grenzen tussen soorten vervagen. We gaan snel het postdarwinistische tijdperk binnen, wanneer soorten niet langer zullen bestaan en de evolutie van het leven weer gemeenschappelijk zal zijn.
In het postdarwinistische tijdperk zal biotechnologie gedomesticeerd worden. Er komen doe-het-zelfkits voor tuinders, die via genoverdracht nieuwe soorten rozen en orchideeën gaan kweken. Ook biotech-spellen voor kinderen, gespeeld met echte eieren en zaden in plaats van met afbeeldingen op een scherm. Genetische manipulatie, als het eenmaal in de handen van het grote publiek komt, zal ons een explosie van biodiversiteit geven. Het ontwerpen van genomen wordt een nieuwe kunstvorm, even creatief als schilderen of beeldhouwen. Weinig van de nieuwe creaties zullen meesterwerken zijn, maar ze zullen allemaal vreugde brengen aan hun makers en diversiteit aan onze fauna en flora.
Freeman Dyson is emeritus hoogleraar natuurkunde aan het Institute for Advanced Study in Princeton, NJ. Zijn onderzoek heeft zich gericht op de interne fysica van sterren, subatomaire deeltjesbundels en de oorsprong van het leven.