De evolutietheorie

De evolutietheorie is de natuurwetenschappelijke verklaring van de evolutie van het leven op aarde. De evolutietheorie beschrijft hoe de erfelijke eigenschappen van een populatie veranderen van generatie tot generatie als gevolg van genetische variatie, natuurlijke selectie en voortplanting. Darwin wordt dikwijls gezien als de grondleggen van de evolutietheorie maar er zijn diverse personen die een bijdrage aan het ontwikkelen van de evolutietheorie hebben geleverd. Evolutie is een van de minst begrepen biologische processen. Dit is deels te verklaren door het gegeven dat in grote delen van de wereld, waaronder de Verenigde Staten, het onderwijzen van de evolutietheorie, ook wel evolutieleer genoemd, daar waar mogelijk vermeden wordt. De evolutietheorie wordt daar dikwijls enkel besproken wanneer men een sterk gerelateerd onderwerp behandelt.

Evolutie is een ogenschijnlijk complex proces dat door velen niet goed begrepen wordt. Velen veronderstellen nog steeds dat wij mensen afstammen van de apen. Dit is niet het geval. De aap en de mens hebben echter wel een gezamenlijke voorouder. Uit deze gezamenlijke voorouder zijn zowel de moderne apen als de huidige mens voortgekomen. Er zijn ook een aantal andere soorten uit voortgekomen welke vroegtijdig aan hun einde gekomen zijn.

De ontdekking van evolutie en principes die hieraan gerelateerd zijn is gedaan in het westen van Europa en werd mede mogelijk gemaakt door vooruitgang in het wetenschappelijk denken uit de 16e eeuw. Veel van de principes van evolutie werden hiervoor echter al beschreven door diverse andere culturen waaronder de oude Grieken en de oude Egyptenaren. Zij hebben hun ontdekkingen echter nooit samengevat in een theorie.

Charles Darwin was een Engelsman die een grote interesse voor de biologie had. Darwin was de eerste persoon die de basale mechanismen van de evolutionaire processen uitlegde. Op hetzelfde moment dat hij zijn theorie rondom natuurlijke selectie aan het ontwikkelen was kwam de Schotse natuuronderzoeker Alfred Russel Wallace tot dezelfde conclusies onafhankelijk van Darwin. Dit lijkt op het eerste gezicht een vreemd toeval. Echter, wanneer het Darwin of Wallace niet geweest was had een ander de ontdekking wel in korte tijd gedaan omdat er al een heleboel voorwerk gedaan was, ook in andere landen.

Geschiedenis van de evolutietheorie

Maar hoe konden Darwin en Wallace tot deze ontdekking komen? In de Middeleeuwen heerste het idee dat de diverse aspecten van de natuur nooit veranderden. Daarnaast was er de sterke invloed van het heersende religieuze systeem waarin het Christendom centraal stond en erg letterlijk genomen werd. Men was er van overtuigd dat God al het leven op aarde gecreëerd had op de manier zoals het nu bestond en dat het niet kon veranderen. Dit wordt ook wel "fixity of species" genoemd. Iedere ontkenning van of twijfel aan dit gegeven werd als godslastering beschouwd. Het idee van God was dat al het leven op zo'n manier vormgegeven was dat het aan de eisen die de omgeving aan het organisme stelt kon voldoen. Vleugels, armen, poten, allen hadden zij een nut en een doel.

Wetenschappelijke revolutie

In de 15e eeuw ontstond er een zogenaamde wetenschappelijke revolutie. De ontdekking van de "nieuwe wereld" en het rondreizen rondom de wereld veranderde de tot dan toe heersende opvattingen over de wereld. Men ontdekte nieuwe plant- en diersoorten die men nog nooit gezien had. Copernicus stelde in 1514 dat de planeten om de aarde draaien en niet andersom, zoals Aristoteles lang geleden beweerd had. Dit idee trok echter niet bepaald de aandacht van de kerk. Het was Galileo Galilei die begin 1600 in de intellectuele kringen door wist te dringen. Dit vormde de start van de wetenschappelijke revolutie waarin men zaken als zwaartekracht, het menselijk lichaam en diverse wetenschappelijke instrumenten ontdekte en ontwikkelde.

Taxonomie van Ray en Linneaus

Biologen werden ook steeds nieuwsgieriger naar diverse vormen van het leven en men wilde een overzicht maken en al de organismen beschrijven. Het was John Ray die ontdekte dat men organismen kan onderscheiden in aparte klassen op basis van hun mogelijkheid te paren met elkaar en nageslacht te produceren. Eind 1600 was het idee van soorten dus reeds vergelijkbaar met onze moderne opvatting van soorten. Ray ontdekte eveneens dat deze soorten vaak bepaalde overeenkomsten hadden en hij groepeerde deze in een tweede niveau van classificatie dat hij geslacht (genus) noemde.

Het was Carolus Linneaus die een methode ontwikkelde om planten en dieren verder te classificeren. Hij standaardiseerde Ray's ontdekkingen en ontwikkelde de "binomial nomenclature". Hiermee wordt bedoeld dat men het geslacht en de soort van een organisme gebruikt om de soort aan te duiden. Daarnaast voegde hij twee categorieën aan het classificatiesysteem toe: klasse en orde. Dit systeem vormde de basis voor de taxonomie die we vandaag de dag kennen. Linneaus stopte de mens in het geslacht Homo en de soort sapiens. Dit druiste in tegen de opvatting dat de mens als uniek en apart van het dierenrijk ontworpen was door God.

de Buffon en de veranderende omgeving

George-Louis Leclerc de Buffon was de eerste die de 'fixity of species" aan de kaak stelde. Hij ontdekte dat er dikwijls een relatie bestond tussen de omgeving waarin een soort zich bevond en de soort zelf. Hij stelde dat wanneer soorten migreerden naar een andere omgeving dat zij zich geleidelijk aanpassen door de veranderende omgeving.

Erasmus Darwin en zijn gedichten

Erasmus Darwin, jawel, de grootvader van Charles Darwin, was een beroemde poëet. In zijn gedichten beschreef hij hoe het leven uit de zee ontstaan was en dat alle soorten zich hadden ontwikkeld uit een gezamenlijke voorvader. Hij beschreef eveneens concepten als competitie voor bronnen en het belang van de omgeving voor evolutionaire processen in zijn gedichten.

Lamarck en de overerving van aangeleerde eigenschappen

Hoewel zowel Buffon als Erasmus Darwin geloofden dat soorten konden veranderen beschreef geen van beide hoe dit nu kon. Jean-Baptiste Lamarck was de eerste die hier een poging tot deed. Hij suggereerde een dynamische relatie tussen soorten en de omgeving, in die zin dat wanneer de omgeving verandert soorten veranderen om zich aan te passen aan de omgeving. Dit zou resulteren in een toegenomen of afgenomen gebruik van bepaalde lichaamsdelen. Volgens Lamarck verdwenen die lichaamsdelen die niet gebruikt werden op den duur. Naar de lichaamsdelen die extra gebruikt werden stroomden zogenaamde vloeistoffen en vitale krachten waardoor het lichaamsdeel aangepast raakte. En omdat deze aanpassing de soort in staat stelde beter te overleven werd deze verandering doorgegeven aan het nageslacht. Deze theorie is ook wel bekend als de "overerving van aangeleerde eigenschappen".

Cuvier en het catastrophisme

Lamarck's theorie was echter niet volledig genetisch correct. Veranderingen die tijdens het leven plaatsvinden worden niet één op één doorgegeven aan het nageslacht. Hierdoor werd Lamarck dikwijls bekritiseerd en zijn theorieën verworpen. Lamarck's grootste tegenstander was de Fransman George Cuvier. Cuvier introduceerde het concept van extinctie om gevonden fossielen van uitgestorven dieren te verklaren. Cuvier was een aanhanger van het catastrophisme, een stroming die er van uit gaat dat de aarde gecreëerd is door rampen. Hierbij stierven steeds diersoorten maar er kwamen nieuwe diersoorten voor in de plaats, welke beter aangepast waren aan het veranderde klimaat.

Malthus en de competitie voor voedsel en water

Thomas Malthus was een Engelse econoom welke een theorie had ontwikkeld over populaties en populatiegroei. Hij stelde dat een populatie van nature in grootte toeneemt terwijl de hoeveelheid beschikbaar voedsel en water relatief stabiel blijft. Hierdoor ontstaat dus een soort competitie voor deze voedselbronnen omdat er te weinig voedsel en water voor iedereen is. Zijn artikelen stimuleerden zowel Charles Darwin als Alfred Russel Wallace omdat beide tot de conclusie kwamen dat competitie tussen soorten een sleutelbegrip is in natuurlijke selectie.

De evolutietheorie gepubliceerd

Charles Darwin

Charles Darwin groeide op in een intellectuele familie en als kind al vermaakte hij zich dagen achtereen met vissen en het verzamelen van diverse spulletjes uit de natuur, waaronder schelpen, stenen en eieren. Toen hij geneeskunde ging studeren aan de universiteit van Edinburgh kwam in aanraking met de theorieën van Lamarck en anderen over evolutionaire processen. Toen hij 22 jaar was werd hij uitgenodigd om deel te nemen aan een wetenschappelijke expeditie rond de wereld. En zo stapte Darwin op 17 december 1731 aan boord van de HMS Beagle.

De Beagle en de vinken

De Beagle ondernam een toch die circa vijf jaar geduurd heeft. Toen Darwin op de boot stapte was hij er van overtuigd dat soorten onveranderlijk waren. Op de boot namen de twijfels echter toe. Darwin kwam in contact met fossielen van uitgestorven gigantische dieren en ontdekte tijdens een stop op de Galápagos eilanden dat de dieren en planten die zich daar bevonden vergelijkbaar waren met de dieren in zijn eigen omgeving, hoewel ze subtiele verschillen vertoonden. Hij begon nieuwsgierig te worden en verzamelde 13 varianten van vinken. De vinken verschilden in vorm en grootte van hun bek, hoewel zij tot dezelfde soort leken te behoren. Hij ontdekte dat de vinken een gezamenlijke voorouder hadden maar dat zij zich allen aangepast hadden aan hun dieet en verschillende omgevingsinvloeden op het eiland.

Terug op het vasteland

Op het eiland zelf besteedde Darwin niet heel veel aandacht aan de vinken. Dat kwam pas toen hij terug op het vasteland was, waar hij Emma Wedgwood trouwde en naar een plaatsje in de buurt van Londen, Down, verhuisde. Daar ontwikkelde hij zijn theorie van natuurlijke selectie. Darwin kwam in aanraking met het werk van Malthus en toen begonnen er puzzelstukjes op hun plek te vallen. Darwin ontdekte dat soorten om te overleven zo goed mogelijk aangepast moesten zijn aan de omgeving omdat er een constante competitie voor bronnen is.

In 1844 schreef Darwin een korte samenvatting van zijn bevindingen maar hij dacht dat hij onvoldoende bewijs had voor zijn theorieën om deze te publiceren. In 1855 publiceerde Wallace een artikel met een zelfde strekking en contacteerde Darwin. Deze laatste was vervolgens bang dat Wallace er vandoor zou gaan met zijn theorie dus publiceerde in december 1859 zijn artikel "On the origin of species".

Natuurlijke selectie

Darwin had al eerder ontdekt dát selectie de sleutelfactor bij evolutie was maar het hoe en waarom begreep hij niet. Totdat hij in contact kwam met het werk van Malthus. In de strijd om het bestaan overleven en reproduceren die individuen met wenselijke eigenschappen en degene die deze eigenschappen niet bezitten sterven. Darwin stelde een aantal basisprincipes rondom natuurlijke selectie:

• Alle soorten groeien in een sterkere mate dan beschikbare voedselbronnen
• Er is biologische variatie in alle soorten
• Omdat er steeds meer nageslacht geproduceerd wordt dan er kan overleven is er steeds een competitie voor bronnen
• Individuen die wenselijke eigenschappen bezitten hebben een voorsprong op individuen die dit niet hebben
• De omgeving bepaalt welke eigenschappen wenselijk zijn en welke niet
• Eigenschappen zijn overerfbaar en worden doorgegeven aan het nageslacht
• Over langere tijdsperioden stapelen wenselijke eigenschappen zich op tot er mogelijk een nieuwe soort ontwikkeld wordt
• Geografische isolatie draagt eveneens bij aan de ontwikkeling van nieuwe soorten