DICK SLAGTER
Dit boek vertelt het opmerkelijke verhaal van onze evolutie. De inzichten die het oplevert, zijn net zo nieuw en verrassend als wetenschappelijk verantwoord en verhelderend. Nu, 150 jaar na Darwin, is het mogelijk de evolutie van alle kenmerkende eigenschappen van de mens, vanaf zijn ontstaan tot heden, volledig en sluitend te reconstrueren. Homo nudus, de naakte mens, dat zou een passende naam geweest zijn voor onze soort. Ongeveer 7 miljoen jaar geleden verloren onze allervroegste voorouders hun vacht en sindsdien ging de mens bloot door het leven. Door dit verlies splitste de mens zich als nieuwe soort af van zijn meest naaste familielid, de chimpansee. Het vachtverlies heeft vervolgens de basis gelegd voor alles wat ons tegenwoordig mens maakt: het rechtop lopen, de monogame relatie, onze taal en grote hersenen. Lang geleden waren onze voorouders terechtgekomen in het droge oosten van Afrika, om daar vervolgens het grootste deel van hun evolutie door te brengen. Gelukkig evolueerden daar nog net op tijd taal en grote hersenen, want anders was de mens als oorspronkelijke bosminnende en fruitetende primaat vrijwel zeker in het schrale en gevaarlijke oosten uitgestorven. De mens was vanaf zijn ontstaan een zeldzaamheid maar rond 1 miljoen jaar geleden was hij beslist het zorgenkindje in de familie van de mensapen. Niemand had toen kunnen voorspellen dat deze van nature zo kwetsbare en ongevaarlijke naakte verschijning ooit de hele wereld met vele miljoenen zou bevolken.
Dick Slagter
DE NAAKTE MENS
DE NAAKTE MENS
Hoe een aap zijn vacht verloor en mens werd
www.veenmedia.nl
Dick Slagter
9 789085 712398
DIT BOEK VERANDERT JE KIJK OP DE MENS Homo Nudus omslag def.indd 1
150 JAAR NA DARWIN EEN DOORBRAAK IN H E T D E N K E N O V E R D E E V O L U T I E VA N D E M E N S 12-11-12 11:39
DEEL 1
Evolutie en biologie
Nudus Deel 1 H1.indd 1
12-11-12 08:09
HOOFDSTUK 1
Evolutie Biologisch algoritme Eindeloze cirkels Alles wat de evolutie van het leven nodig heeft is een begin, reproductie, variatie, selectie en een zee van tijd. Om met het begin van het leven te beginnen, dat heeft lang op zich laten wachten. Vanaf het ontstaan van de aarde, ongeveer 4,6 miljard jaar geleden, heeft het nog zo’n 600 miljoen jaar geduurd voordat de eerste voorstadia van leven verschenen, want in de jonge jaren van de aarde was er nog geen leven mogelijk. De aantrekkingskracht van de zon was toen om te beginnen veel groter dan nu, waardoor de aarde zich in vergelijking met nu heel dicht bij de zon bevond, terwijl bovendien de straling van de zon veel intenser was dan momenteel. Het leven had door een overmaat aan straling geen schijn van kans. Pas ongeveer 4 miljard jaar geleden werden de condities voor het leven wat gunstiger. De afstand van de aarde tot de zon was groter dan daarvoor en ook de straling van de zon was afgenomen, en daardoor kon de temperatuur op aarde geleidelijk aan gaan dalen. Heel langzaam werden de omstandigheden gunstig genoeg om in een wereld van uitsluitend dode materie, spontaan de eerste zeer eenvoudige organische verbindingen te laten ontstaan.30-53 t/m 61* De meeste van die verbindingen waren zo zwak en instabiel dat ze snel weer uiteenvielen in de anorganische componenten waaruit ze waren opgebouwd, maar sommige waren stabiel genoeg om langer stand te houden. Je zou kunnen zeggen dat de omgeving dit soort verbindingen als passend selecteerde en ze liet voortbestaan. Enkele verbindingen waren zo fit, dat wil zeggen pasten zo goed in hun omgeving, dat ze konden uitgroeien tot grotere ketens. Sommige daarvan waren zelfs in staat zich tijdens hun bestaan te reproduceren voordat ze weer uiteenvielen, en dit gebeurde net zo Deel 1 | Evolutie en biologie
Nudus Deel 1 H1.indd 3
3
12-11-12 08:09
spontaan als het ontstaan ervan. Dit soort verbindingen werd door het vermogen zich te vermenigvuldigen talrijk en dominant, en na verloop van tijd was daardoor een grote hoeveelheid levende materie ontstaan. Op dat moment was de biologische geschiedenis begonnen, er was voor het eerst sprake van een biologische soort met een levende populatie die zichzelf in stand hield. De reproductie van nieuwe individuen van die eerste biologische soort zal meestal identieke nakomelingen hebben voortgebracht, maar zal niet altijd het geval zijn geweest. Sommige nakomelingen bevatten kleine kopieerfouten en waren net wat anders, een kleine toevallige variatie in de biochemische samenstelling. De meeste variaties waren geen lang leven beschoren. Ze zullen zijn gestorven voordat ze zich konden reproduceren, omdat ze zich niet konden handhaven in hun omgeving. Die omgeving was intussen Ăets complexer geworden dan voorheen. Ze bestond niet meer alleen uit anorganisch materiaal, maar ook uit de eerste populatie van levende organismen, en daardoor werkten meer invloeden in op de eerste variaties dan voordien het geval was geweest. De selectiedruk van de omgeving was, met andere woorden, voor nieuwe variaties groter dan voor de allereerste soort. Niet alle variaties stierven echter, sommige konden zich handhaven, ze werden door hun omgeving als fitte variaties geselecteerd. Door middel van hun passende eigenschappen veroverden ze zich naast de allereerste soort een eigen plaats in de omgeving. Daarmee was het vroege leven voor het eerst toegenomen in complexiteit, want er waren nu twee verschillende soorten in de biologische wereld geĂŤvolueerd. Ook deze twee soorten reproduceerden zich allebei afzonderlijk, en dat leverde onvermijdelijk weer nieuwe variaties op waarvan sommige konden voortbestaan en de meeste niet. In dit biologische proces werden de stappen reproductie, variatie en selectie voortdurend herhaald, omdat de laatste stap telkens als vanzelf weer tot de eerste leidt. Dergelijke zichzelf herhalende processen worden wel algoritmes genoemd. Dit biologisch algoritme heeft sinds het werd opgestart door het ontstaan van het eerste leven, steeds weer nieuwe soorten voortgebracht. Ongeveer 600 miljoen jaar nadat dit proces op gang was gekomen, ontstonden de eerste levende cellen met DNA, de erfelijkheidsdrager waarin het bouwplan van alle moderne uit levende cellen opgebouwde organismen is vastgelegd. Klein als ze waren hebben deze vroegst bekende eencelligen toch nog fossiele sporen nagelaten en daarom weten we nu dat ze er op zijn minst 3,4 miljard jaar geleden al waren.30-55 Het DNA van cellen of uit cellen opgebouwde organismen wordt door celdeling of geslachtelijke voortplanting net als bij het allereerste leven met lichte variaties steeds weer opnieuw doorgegeven aan volgende generaties, en iedere generatie opnieuw selecteert de omgeving waarin het organisme leeft, de individuen die fit genoeg zijn om in die omgeving voort te bestaan en zich te reproduceren. In een schier eindeloze oceaan van tijd, ontelbare generaties en een nog veel grotere stoet individuen, heeft de evolutie op die manier stapsgewijs de grote en pluriforme soortenrijkdom voortgebracht die 4
Nudus Deel 1 H1.indd 4
HOMO NUDUS | De naakte mens
12-11-12 08:09
wij vandaag op de wereld aantreffen. Soms met een tussensprintje en soms wat kalmer aan, maar altijd weer eindeloos dezelfde stappen uit de procedure algoritmisch herhalend.24-489 | 16-43 In onze tijd heeft dat een levende natuur opgeleverd die tussen de 10 en 100 miljoen verschillende soorten organismen omvat, uiteenlopend van bacteriën, algen en schimmels, tot alle mogelijke soorten planten en dieren in de meest uiteenlopende vormen en levend in alle denkbare omgevingen.124-xii De soortenrijkdom van vandaag is zo enorm dat we er eigenlijk nog steeds geen idee van hebben hoeveel soorten er precies zijn; de spreiding tussen het minimaal en maximaal geschatte aantal soorten is niet voor niets zo groot. Het biologisch algoritme draait nu zo’n 4 miljard jaar lang zijn eindeloze rondjes, en onvoorziene catastrofes daargelaten, kan dit nog ruim 5 miljard jaar zo doorgaan. Dan zal de zon na in totaal 9 miljard jaar vrijwel zijn opgebrand en loopt het biologisch algoritme bij gebrek aan energie ten einde. Algoritmespiraal Het biologisch algoritme heeft, nadat het is opgestart, de onbedwingbare neiging steeds meer en steeds ingewikkelder soorten voort te brengen. Dit heeft twee oorzaken. De eerste is dat een nieuwe soort die over nieuwe of betere eigenschappen beschikt dan al bestaande soorten, daardoor een nog onbezette nis in de omgeving in kan nemen, waardoor de soortenrijkdom toeneemt. De tweede is dat een nieuwe soort die beschikt over nieuwe of betere eigenschappen dan een reeds bestaande soort in dezelfde nis, de oude soort overvleugelt waardoor de minder fitte soort uiteindelijk uitsterft. Het effect daarvan is dat de oude nis wordt bezet door een soort met complexere eigenschappen. In beide gevallen is het leven pluriformer en ingewikkelder geworden. Organismen die geen onbetwiste nis opvullen en die nis minder goed benutten dan andere organismen, maken grote kans uit te sterven. De evolutie van het leven is daarmee een weg van eenvoud naar complexiteit met slechts één richting. Alleen catastrofale gebeurtenissen, zoals grote inslagen van meteorieten en enorme vulkaanuitbarstingen, kunnen de complexiteit van het leven verminderen, en hebben dat in het verre verleden ook daadwerkelijk gedaan. Dit soort gebeurtenissen verhindert dat het biologisch algoritme ongestoord doorloopt en breekt af wat is opgebouwd. Zolang het algoritme echter loopt kan het slechts één kant op. Daarmee is niet gezegd dat elke soort afzonderlijk, altijd en noodzakelijkerwijs ingewikkelder moet worden. Dit zal niet gebeuren als die soort een nis bezet die niet door andere soorten wordt betwist. Dan kan hij gewoon voortbestaan, hoe simpel zijn biologisch bouwplan ook is. Kwallen illustreren dit treffend. Zij drijven in alle eenvoud al ongeveer 700 miljoen jaar onbekommerd en vrijwel onveranderd rond in de oceanen, en zijn ondanks, of misschien wel juist dankzij, hun eenvoud extreem succesvol.30-539 Het is zelfs zo dat soorten eenvoudiger kunnen worden. Dit kan gebeuren als de selectiedruk op een eerder verworven eigenschap toevallig verdwijnt in een nieuw betrokken nis. Dit is onder meer de Mexicaanse blinde grotvis overkomen. Hun voorouders Deel 1 | Evolutie en biologie
Nudus Deel 1 H1.indd 5
5
12-11-12 08:09
waren net als vrijwel alle andere vissen nog met ogen toegerust en leefden ooit in oppervlaktewater waar zonlicht goed kon doordringen. Sommige van hun nazaten zijn toevallig in de Mexicaanse grotten terechtgekomen waarin geen daglicht doordrong. In de loop der tijd raakte deze populatie daardoor het vermogen tot zien kwijt omdat ogen in het permanente donker geen concurrentievoordeel meer boden. Ook individuen die slecht zagen konden in het duister kennelijk goed overleven en plantten zich voort. De selectiedruk op lichtgevoeligheid viel weg, waardoor het vermogen tot zien in de loop van vele generaties steeds verder achteruitging om uiteindelijk geheel verloren te gaan, een biologisch verschijnsel dat regressieve evolutie wordt genoemd.60 | 30-175 t/m 180 | 74-235 t/m 239 Dit soort uitzonderingen op de regel daargelaten brengt het biologisch algoritme al 4 miljard jaar lang onophoudelijk en slechts af en toe serieus gestoord, steeds complexer leven voort. Na eindeloos veel rondjes is daardoor een algoritmespiraal ontstaan die ooit uiterst dun en fragiel begon met het enkele draadje van de allereerste levende soort. Naarmate de tijd vorderde en het aantal afgelegde rondjes toenam, groeide dit uit tot een kabel die zo dik werd dat de omvang ervan in onze tijd nog niet eens bij grove benadering kan worden vastgesteld.30-168 Elk van de drie stappen in het biologisch algoritme heeft in de voortdurende toename van de complexiteit van het leven een bijzondere functie. De stap reproductie zorgt ervoor dat het leven doorgaat en niet stopt, het is de bron van de noodzakelijke continu誰teit. Elk organisme heeft slechts een beperkte levensverwachting omdat DNA niet eindeloos stabiel is. Na verloop van tijd desintegreert het onherroepelijk tot zijn anorganische componenten, en dit gegeven brengt met zich mee dat elk organisme ooit zal sterven. Als het leven geen reproductie zou kennen dan zou het doek snel vallen. Variatie is de bron van de pluriformiteit van het leven. Zonder variatie zouden alle nakomelingen altijd volkomen identiek zijn aan hun ouders en zou het leven nooit verder gekomen zijn dan de eerste organische ketens van 4 miljard jaar geleden. De rijkdom van nu zou zonder variatie niet kunnen bestaan. Selectie ten slotte ver wijdert varianten die niet goed passen in hun omgeving en daarin, anders gezegd, niet voldoende fit zijn. Zonder selectie zou het leven door voortdurende reproductie met eindeloze variatie uiteindelijk vormloos worden omdat er geen criterium is waaraan de variatie getoetst wordt, en zonder criterium zijn alle vormen goed. Het geheel overziend laten reproductie en variatie het aantal individuen en soorten groeien en vormen zodoende de motor van het algoritme. Selectie remt de groei af door alleen fitte individuen tot reproductie te laten komen en fungeert op die manier als vormgever van het leven. Soorten Soorten zijn een sleutelbegrip in de evolutie. Het onderscheid in afzonderlijke soorten brengt orde in de overweldigende hoeveelheid levensvormen die we 6
Nudus Deel 1 H1.indd 6
HOMO NUDUS | De naakte mens
12-11-12 08:09
om ons heen waarnemen, en daardoor wordt het mogelijk in te zien op welke wijze de verschillende soorten zich tot elkaar verhouden en welke patronen er in die onderlinge relaties zijn te ontdekken. Soorten kunnen op heel veel verschillende manieren met elkaar in verband worden gebracht. Verwantschap is er daar één van. Op basis van de overeenkomsten en verschillen tussen twee onderscheiden soorten kan bijvoorbeeld worden achterhaald in welke mate ze aan elkaar verwant zijn, waardoor ze kunnen worden ingedeeld in hiërarchisch aan elkaar gerelateerde groepen. Het ordenen van soorten in aan elkaar gerelateerde groepen, de taxonomie, is een van de oudste deelgebieden in de biologie. Als we de mens als voorbeeld nemen, dan wordt hij taxonomisch gerekend tot het geslacht of genus Homo en de soort sapiens, en maakt hij achtereenvolgens deel uit van de familie van de mensapen of hominidae, de orde der primaten, de klasse van de zoogdieren, het fylum van de gewervelden en het rijk van de dieren. Naarmate de trap in de hiërarchie hoger wordt, verzwakt de verwantschap tussen alle in de groep ondergebrachte soorten. Zo zijn in het fylum van de gewervelde dieren naast de mens ook de stekelbaars en de mus opgenomen. Dit zijn soorten waarmee de meeste mensen zich niet direct in hoge mate verwant voelen. Vissen en vogels beschikken echter net als de zoogdieren over een ruggengraat, en het is deze overeenkomst in de bouw van het lichaam die de verder sterk van elkaar verschillende soorten toch met elkaar verbindt. Combineren we de verwantschappen tussen soorten vervolgens met goed gedateerde fossielen en de verwantschap in het DNA, dan wordt het mogelijk om een chronologische stamboom op te bouwen waarmee de evolutionaire geschiedenis van het leven gereconstrueerd kan worden.16-65 t/m 68|30-542 t/m 547 Het onderscheid in soorten is verder bijzonder nuttig om te achterhalen welke relaties er tussen de verschillende tegelijkertijd levende soorten bestaan. Alle hedendaagse levensvormen leven tenslotte met en van elkaar tegelijkertijd op dezelfde planeet en hebben daarom invloed op elkaar, bijvoorbeeld omdat de een jager is en de ander prooi, zoals bij de wolf en het hert het geval is, of omdat twee soorten elkaars concurrenten zijn, zoals het rund en het paard die beide leven van gras. Ook grotere verbanden komen daarmee aan het licht, zoals de voedselketen. In die keten vormen de planten en de algen de basis. Zij kunnen zonder tussenkomst van andere levensvormen bijna letterlijk leven van de lucht. Samen met zonlicht, water en andere bouwstoffen uit de dode natuur zijn ze in staat zich te voeden. Ze zijn zo talrijk dat ze verreweg het grootste aandeel hebben in de totale biomassa op aarde, en al het andere leven is daarvan afhankelijk.30-995 t/m 1001 Het onderscheid in soorten is in heel veel gevallen eenvoudig. Wanneer we bijvoorbeeld zeggen dat een paard gras eet, dan is zonneklaar dat het paard en het gras twee verschillende soorten zijn. Beide soorten zijn opgebouwd uit cellen met DNA en reproduceren zich met variatie in de nakomelingen waarop selectie door de omgeving plaatsvindt, maar daarmee houden de overeenkomsten wel zo ongeveer op. Voor het overige overheersen de verschillen. Dit duidt Deel 1 | Evolutie en biologie
Nudus Deel 1 H1.indd 7
7
12-11-12 08:09
erop dat de verwantschap tussen het paard en het gras uiterst beperkt is en dat zij al heel erg lang geleden evolutionair uit elkaar moeten zijn gegaan. Moeilijker wordt het als het paard wordt vergeleken met de ezel. De uiterlijke gelijkenis, het gedrag en het DNA van deze twee soorten lijken zo op elkaar dat de vraag gerechtvaardigd is of het in hun geval nog wel zinvol is om van twee verschillende soorten te spreken. Dat dit toch zo is, blijkt als het paard en de ezel met elkaar paren. Dan brengen zij een muildier of muilezel voort, en beide zijn niet vruchtbaar, ze kunnen zich niet voortplanten. Daardoor lopen de lijnen van muildieren en muilezels dood. Kennelijk zijn de verschillen tussen het paard en de ezel ondanks de grote gelijkenis toch zo groot dat de eerste stap uit het biologisch algoritme niet door een paard en een ezel kan worden gezet, en als dat zo is, dan wordt het vanuit die optiek zinvol om van verschillende soorten te gaan spreken. Hieruit kan worden afgeleid dat het bijdraagt aan het begrip van de natuur om soorten te onderscheiden als de verwantschap tussen verschillende individuen uit een samenhangende groep zo groot is dat ze onderling vruchtbaar kunnen kruisen, maar dat niet kunnen met individuen buiten die groep. Anders gezegd zijn soortgenoten reproductief ge誰soleerd van andere soorten.73-21 Vanuit een genetisch perspectief vormen alle individuen van een soort gezamenlijk wat wel een genenreservoir genoemd wordt. Dit is een denkbeeldige genetische databank met daarin het DNA van alle individuen binnen een soort. Die databank bevat de hoofdkenmerken van alle individuen die hen smeden tot een reproductief ge誰soleerde biologische soort, samen met alle individuele kleine variaties die daarbinnen voorkomen. Voor het in stand houden van het genenreservoir is het nodig dat tussen de individuen van de soort een regelmatige genenstroom op gang wordt gehouden, waarmee wordt bedoeld dat de individuen van die soort ongehinderd genen met elkaar moeten kunnen uitwisselen. Zolang dat het geval is blijft de soort in stand en kan hij verder evolueren.16-69 De eis van vruchtbare kruising is zinvol voor zich seksueel voortplantende soorten, maar verliest zijn toegevoegde waarde voor de talrijke soorten die zich niet seksueel maar door celdeling of zelfbevruchting vermenigvuldigen. Om in die gevallen soorten toch zinvol van elkaar te kunnen onderscheiden, moet sprake zijn van eenduidige genetische afstamming die door vergelijking van de erfelijkheidsdragers kan worden aangetoond. Deze uitbreiding van de soortdefinitie kan heel gemakkelijk worden ingepast in de definitie voor zich seksueel voortplantende soorten, en daardoor ontstaat een soortdefinitie die van toepassing is op al het leven. Een soort wordt in dit universele soortconcept gevormd door een groep organismen die reproductief ge誰soleerd is van andere groepen, een eenduidige genetische afstamming heeft, of beide.124-xi Soortvorming Wanneer de genenstroom tussen twee of meer deelpopulaties van een soort om wat voor reden dan ook langdurig wordt verbroken, zullen na verloop van voldoende tijd onherroepelijk en onafwendbaar verschillende soorten ontstaan. 8
Nudus Deel 1 H1.indd 8
HOMO NUDUS | De naakte mens
12-11-12 08:09
Daarvoor zijn drie oorzaken aan te wijzen. De eerste is dat de samenstelling van de genenreservoirs in de verschillende deelpopulaties nooit exact hetzelfde is. Geen enkel individu is uiteindelijk precies gelijk aan een ander en de toevallige verdeling van de individuen over de gescheiden deelpopulaties zal de samenstelling van de genenreservoirs daarom op zijn minst licht doen verschillen, waardoor de startpositie van elke deelpopulatie nooit precies gelijk is.48-35 In de tweede plaats zullen in elke deelpopulatie verschillende variaties optreden als nieuwe generaties verschijnen. De verschillende variaties in nieuwe generaties komen boven op de verschillen die direct na de splitsing in deelpopulaties al aanwezig waren in de afzonderlijke genenreservoirs, en dit vergroot na verloop van tijd de initiĂŤle verschillen nog verder. 48-54, 58 Als derde en laatste zullen de omgevingen waarin de gescheiden deelpopulaties leven nooit exact aan elkaar gelijk zijn. Er zullen altijd op zijn minst kleine verschillen bestaan in temperatuur, licht, vochtigheid, grondsamenstelling, de hen omringende dieren- en plantenwereld, of wat dan ook, en die verschillende omstandigheden oefenen een andere selectiedruk uit. In elke deelpopulatie zullen daardoor verschillende variaties worden geselecteerd op het voortbrengen van nageslacht.48-27 Deze drie effecten samen, de initiĂŤle verschillen in het genenreservoir, de verschillende variaties in volgende generaties en de uiteenlopende selectiedruk in andere omgevingen, zorgen ervoor dat zich na verloop van voldoende generaties zodanig grote verschillen in de gescheiden deelpopulaties ophopen dat kruising niet langer tot vruchtbare nakomelingen kan leiden. Eenmaal op dat punt aangekomen is soortvorming of speciatie een feit. Het is daarvoor niet nodig dat de ontstane verschillen tussen de populaties groot zijn. Het gaat er slechts om dat verworven eigenschappen, hoe klein ook, dominant zijn geworden in een populatie waardoor die reproductief van andere populaties geĂŻsoleerd is geraakt.124-62, 69 Soortvorming kan op twee verschillende manieren plaatsvinden. De meest voor de hand liggende vorm is die waarbij sprake is van daadwerkelijke geografische scheiding van populaties, waardoor deelpopulaties elkaar niet meer kunnen bereiken en het biologisch algoritme de deelpopulaties zolang zij voortbestaan onherroepelijk uit elkaar drijft. Dit kan zich voordoen als bergketens verrijzen, lange scheuren in de aarde vollopen met water, woestijnen en moerassen ontstaan, brede rivieren het land doorsnijden enzovoort. Deze wijze van soortvorming wordt allopatrisch genoemd, naar het Griekse allos dat anders betekent, en patria dat gelijk is aan vaderland.73-hoofdstuk VII Soortvorming kan echter ook op gang komen zonder dat sprake is van geografische isolatie. Dit kan bijvoorbeeld doordat binnen een grote populatie voedselconcurrentie ontstaat, waardoor zich subgroepen ontwikkelen die zich toeleggen op een specifieke voedselbron en daarin zo ver gaan dat voedselspecialisatie in de deelpopulatie evolueert. Eventueel samen met andere aanpassingen, zoals andere paringsrituelen, kan dit op den duur kruising met Deel 1 | Evolutie en biologie
Nudus Deel 1 H1.indd 9
9
12-11-12 08:09
de hoofdpopulatie in de weg staan en dan zijn opnieuw soorten gevormd.48-141, Deze manier van soortvorming heeft zich onder andere voorgedaan bij de cichliden, een vissoort die voorkomt in het grote en voedselrijke Victoriameer in Oost-Afrika. In dat meer zijn uit één oorspronkelijke soort die daar naar schatting 12,5 duizend jaar geleden terechtkwam, ongeveer 500 nieuwe soorten ontstaan die allemaal hun eigen hoekje in de ecologische ruimte van dat meer hebben opgezocht. Sommige soorten hebben zich gespecialiseerd in het eten van algen, andere in insecten en weer andere in het roven van kleinere vissoorten of het kraken van slakken. Na vele generaties kruisten de op verschillende voedselbronnen gespecialiseerde deelpopulaties niet meer met elkaar en raakten reproductief van elkaar geïsoleerd. De soortvorming vond in dit geval plaats zonder dat de deelpopulaties geografisch van elkaar waren gescheiden. Die deelden steeds hetzelfde leefgebied en waren in principe in staat een genenstroom tussen alle individuen uit de verschillende populaties op gang te houden, maar door de voedselspecialisatie werd die uiteindelijk toch verbroken.44-258 Deze wijze van soortvorming wordt daarom sympatrisch genoemd, ze ontstond in hetzelfde vaderland.16-72 De evolutie van de cichliden is niet alleen een voorbeeld van sympatrische soortvorming maar ook het schoolvoorbeeld van een evolutionair verschijnsel dat adaptieve radiatie wordt genoemd. Typisch daaraan is dat uit één oorspronkelijke soort in korte tijd een hele zwerm nieuwe soorten ontstaat.124-86 t/m 123 | 48-2 Daar is in dit geval duidelijk sprake van. Bij de cichliden vond dit plaats op sympatrische wijze, binnen hetzelfde gebied, maar adaptieve radiatie kan ook op allopatrische wijze tot stand komen. Dit is onder meer gebeurd bij de Darwinvinken op de Galapagoseilanden. Daar leven momenteel 14 verschillende soorten van deze vinken. Ze zijn vermoedelijk voortgekomen uit een dertigtal vogels van één enkele soort, die afkomstig was van het Zuid-Amerikaanse vasteland. Tussen 3 en 2 miljoen jaar geleden is dat kleine aantal vogels waarschijnlijk als dwaalgast op de eilandengroep verzeild geraakt. De Galapagoseilanden bestaan uit 15 verschillende eilanden die in de loop der tijd allemaal door de vinken zijn bewoond. Elke keer als zich op een eiland een populatie vestigde, verschilde die licht in de genetische samenstelling van andere populaties op andere eilanden. Vervolgens kwamen daaruit verschillende variaties in de nakomelingen voort en werden door de laatste stap in het biologisch algoritme door uiteenlopende omgevingsfactoren op elk eiland op een andere wijze variaties geselecteerd. Na verloop van voldoende tijd evolueerde in deze archipel zodoende op allopatrische wijze de soortenzwerm van de Darwinvinken.48-13 t/m 25, 120, 153 De evolutie van een soort kan sterk van richting veranderen als een kleine deelpopulatie om een of andere reden van de grote bronpopulatie duurzaam wordt afgescheiden en daarmee het contact zodanig verliest dat tussen de deelpopulatie en de bronpopulatie geen uitwisseling van genen meer mogelijk is. In een dergelijk geval kan zich het zogenoemde stichterseffect voordoen. 152, 153
10
Nudus Deel 1 H1.indd 10
HOMO NUDUS | De naakte mens
12-11-12 08:09
Dit effect treedt op als de geïsoleerde deelpopulatie toevallig een sterk afwijkende samenstelling van het genenreservoir heeft of afwijkend gedrag vertoont. Als de afgescheiden deelpopulatie voldoende fit is en zich weet te handhaven, komen de afwijkende genen of het afwijkende gedrag versterkt terecht in volgende generaties. Dit kan de evolutie van een soort in hoge mate beïnvloeden. Stel bijvoorbeeld dat in een grote populatie van enige miljoenen paarse vogeltjes af en toe een enkel geelgekleurd exemplaar rondvliegt, dan is de invloed van de genen die coderen voor gele vogels normaal gesproken zo klein dat de gehele populatie daardoor nooit van kleur zou veranderen. Wanneer nu door een storm of een andere willekeurige gebeurtenis een groep van slechts 50 vogels het contact met de rest definitief verliest, terwijl zich in die groep geheel toevallig 40 geelgekleurde vogels bevinden, een naar verhouding erg groot aandeel, dan kan dat bepalend zijn voor de verdere evolutie van die kleine groep. Als de verdwaalde kleine populatie in zijn nieuwe woongebied in stand blijft of zelfs toeneemt in omvang, dan krijgen de toevallige bijzondere genetische variaties die daarin aanwezig zijn onverwacht een kans door te breken en dominant te worden in de groeiende nieuwe populatie. Mogelijk ontstaat in dit voorbeeld daardoor, in samenhang met de selectiedruk door de omgeving, een nieuwe gele vogelsoort. Als dit gebeurt, dan kan achteraf worden vastgesteld dat de kleine afgedwaalde groep met relatief veel gele vogels de stichterpopulatie was van een nieuwe soort.48-38 Voordat de stichterpopulatie gescheiden werd van de genetische hoofdstroom, ging het gefluister van de bijzondere genen nog verloren in het geschreeuw van de massa maar toen het stil geworden was, werd het hoorbaar en kon het op zijn beurt aanzwellen tot lawaai. Door het stichterseffect dat op de meest uiteenlopende aspecten van het uiterlijk en het gedrag betrekking kan hebben, en zowel allopatrisch als sympatrisch van aard kan zijn, kan soortvorming versneld plaatsvinden en kan de evolutie in hoog tempo nieuwe wegen inslaan, zeker als daarbovenop de selectiedruk in de nieuwe omgeving sterk verschilt van die van de bronpopulatie waaruit zij voortkwamen.16-71, 72 Voedsel, veiligheid en voortplanting Selectie door de omgeving is de grote vormgever van soorten en scheidt het kaf van het koren. De selectie op fitte individuen draait in essentie om drie elementen: voeding, veiligheid en voortplanting. Individuen die erin slagen zich goed te voeden, niet gegeten te worden en voldoende nakomelingen voort te brengen, leveren een bijdrage aan het succesvol voortbestaan van hun soort in het bijzonder en het leven in het algemeen. Individuen die falen op een van de drie terreinen leveren die bijdrage niet. Dit geldt voor elke denkbare soort, er is geen enkele soort die zich daaraan kan onttrekken. Voeding, veiligheid en voortplanting zijn daarmee de centrale thema’s van het leven waaromheen het biologisch algoritme zijn eeuwigdurende rondjes draait. Het zal geen verbazing wekken dat juist rond deze thema’s het Deel 1 | Evolutie en biologie
Nudus Deel 1 H1.indd 11
11
12-11-12 08:09