DossierDe Moderne Synthese kan echter nietalle aspecten van de evolutie van levenverklaren. Wanneer men aanneemt datleven evolueert op basis van natuurlijkeselectie, dan impliceert dit dat deevolutie van soorten een traag en gradueelproces is waarbij kleine mutatiesover een zeer lange tijdsspanne uiteindelijkzullen leiden tot speciatie.Homo habilisDergelijke attitude impliceert ook dater een serie van fossiele intermediairengevonden moet worden, een idee datDarwin reeds postuleerde. Wan neermen bijvoorbeeld aanneemt dat mensenzijn geëvolueerd uit aapachtigenop basis van natuurlijke selectie, danimpliceert dit dat paleontologischeopgravingen moeten leiden tot hetvinden van de beenderen van eenserie van tussenwezens, niet langeraap, maar nog geen mens. En hoeweler een hele reeks van hominiden(mensachtigen) zijn gevonden die wekunnen plaatsen na de evolutie van deaap en voor de evolutie van de mens,waaronder de welgekende Homohabilis en de Homo erectus, kunnendeze soorten niet echt intermediairengenoemd worden. We kunnen metgrote zekerheid zeggen dat ze onzevoorouders zijn en dat we uit hen zijngeëvolueerd, maar dit zijn reeds‘echte’ soorten. Er bestaan, voor zovergekend, geen tussenvormen tussenbijvoorbeeld Homo habilis en Homoerectus en toch zijn de beenderen vandeze verschillende soorten al dusdanigverschillend van elkaar om ze teerkennen als een nieuwe soort.Het gebrek aan intermediairen werdlange tijd toegeschreven aan eengebrek aan paleontologische opgravingen.Vandaag gaan een toenemendegroep van onderzoekers er echter va<strong>nu</strong>it dat evolutie zich niet steeds traag engradueel moet voltrekken, zoals Darwindacht. Integendeel, evolutie kan zichsprongsgewijs voordoen. Stephen J.Gould en Niles Eldredge (1993), beidepaleontologen, ontwikkelen in de jaren70 van de vorige eeuw in dit verband detheorie van punctuated equilibrium.Beide zijn experten in de cambrischeperiode. Dit is een periode die 540 miljoenjaar geleden begon en zo’n 55 miljoenjaar duurde. In deze periode deedzich rond 530 miljoen jaar geleden eenware explosie voor van phyla van meercelligeorganismen. Deze periode wordtmet andere woorden gekenmerkt dooreen explosie van meercellige organismenmet verschillende lichaamsvormen,veelal zonder dat er intermediairengevonden kunnen worden tussen dezeverschillende lichaamsvormen. Wel kaner een grote variatie van genera ensoorten binnen deze phyla onderscheidenworden. De theorie van punctuatedequilibrium stelt dat soorten vrij snelkunnen evolueren en eigenlijk relatiefweinig veranderen eens ze geëvolueerdzijn. De variatie van eigenschappen binneneen soort kan sterk verschillen,maar deze micro-evolutie leidt nietnoodzakelijk tot speciatie, enkel tot eenverschuiving van eigenschappen. Opdatspeciatie (macro-evolutie) zich voltrektmoeten andere biologische processenzich voordoen, biologische processen diede auteurs macromutaties noemden. Deonderliggende processen van zulkemacromutaties waren voor de auteurstoentertijd ongekend.Vandaag echter kunnen we wel verklarenhoe evolutie zich soms sprongsgewijskan voltrekken, dit wil zeggen hoenieuwe soorten kunnen evolueren uitoudere zonder intermediairen. Demoleculaire biologie heeft aangetoonddat genetisch materiaal kan opgedeeldworden in structurele genen en regulatievegenen. Structurele genen zijngenen die coderen voor bepaaldeeigenschappen zoals haarkleur, lengte,de vorm van lippen enz. Regulatievegenen daarentegen zijn genen dielangs de proteïnen waarvoor ze coderenandere genen kunnen aan en uitzetten.Op deze manier zijn regulatievegenen in staat de opbouw van eenorganisme, de lichaamsvorm enz. teorchestreren. We weten bijvoorbeelddat dezelfde regulatieve genen geactiveerdzijn bij de ontwikkeling van delichaamsvorm van een zeester en delichaamsvorm van een mens. En degenen die actief zijn bij de ontwikkelingvan vliegen hun facetogen zijn ookactief bij de ontwikkeling van onzeogen. Wat verschilt, is het tijdstip vanactivatie van deze regulatieve genenen de interactie die deze genen aangaanmet andere genen langs de proteïnenwaarvoor ze coderen. Een kleinemutatie in een dergelijk regulatief genkan daarom, van de ene generatie opde andere, leiden tot de ontwikkelingvan nieuwe structuren en lichaamsvormen.Degelijke mutaties kunnen zelfszorgen voor speciatie, indien de mutatiezorgt voor een seksuele incompatibiliteittussen de oude en nieuwegeneratie. Op deze manier kan evolutiezich dus zeer snel voltrekken, somszelfs van de ene op de andere generatie.De studie van deze genetischeinteracties omhelst vandaag een specifiekveld dat de epigenetica wordtgenoemd, ook wel bekend als de disciplinedie onderzoek doet naar de relatietussen de evolutie van individuenen hun ontwikkeling tijdens hunlevensloop (evo/devo: evolution/evolutieen development/ontwikkeling).Evolutie op basis van natuurlijke selectieimpliceert tevens dat evolutie eenlineair proces is. Grootouders gevenhun erfelijke eigenschappen door aanouders die hun eigenschappen doorgevenaan hun kinderen. Kinderen kunnenhun genetische eigenschappenniet doorgeven aan hun grootouders.Nieuwe soorten ontstaan derhalve uitoude soorten door diversificatie en speciatie.Evolutie op basis van natuurlijkeselectie wordt daarom vaak voorgesteldals een boomstructuur, waar eenindividuele stam leidt tot een serie vandikke takken (genera), gevolgd dooreen geweldige variatie van twijgjes10 MAART-APRIL 2009
(soorten) aan die takken waaraan danbladeren groeien (individuen). Vandeze takken, of met andere woordenvan soorten, wordt bovendien aangenomendat ze niet kunnen kruisen of inelkaar smelten en ze kunnen evenmin,eens gegroeid, krimpen of ‘teruggroeien’tot de knop waaruit ze eens ontstonden.Stamboom van de mensToch kunnen dergelijke processen,zoals kruising van soorten zich voordoenin de natuur. Meer zelfs, er wordtvandaag aangenomen dat dergelijkeprocessen zich wel eens meer kunnenvoordoen dan splitsingen, alleen kanmen deze kruisingen niet verklaren opbasis van de theorie van evolutie opbasis van natuurlijke selectie.De theorie die dergelijke kruisingenwel kan verklaren heet de endosymbi-ogenetische theorie en deze werd, inhaar moderne vorm, voor het eerstgeformuleerd door Lynn Margulis(1998) in de jaren 60 van de vorigeeeuw. Alle organismen die de aardebevolken kunnen opgedeeld worden intwee grote celtypen: prokaryoten,meestal eencelligen en voornamelijkbacteriën, en eukaryoten, meercelligeorganismen zoals planten, dieren enschimmels. De cellen van alle meercellige,eukaryotische organismen bevattennaast een celkern, met daarin het genetischmateriaal dat georganiseerd is opchromosomen, ook kleine cellichaampjes.Voorbeelden van zulke cellichaampjeszijn mitochondria, die betrokkenzijn bij de verwerking van zuurstof, enchloroplasten, cellichaampjes die aanwezigzijn in alle plantencellen en dieeen rol spelen bij de fotosynthese.Kenmerkend aan deze cellichaampjes isdat zij ook genetisch materiaal bezitten.De studie van dit genetische materiaaltoont echter aan dat deze cellichaampjesooit op zich levende bacteriënwaren. Twee miljard jaar geleden zijnverschillende bacteriën in symbiosegaan leven met elkaar. Symbiose houdtin dat verschillende soorten in zeernauw contact met elkaar gaan leven,soms zelfs in elkaar, vergelijkbaar metdarmflora, bacteriën die in onze darmenleven. De symbiose van deze vroegebacteriën werd permanent en onomkeerbaar,en leidde op deze manier totsymbiogenese: het ontstaan van nieuwemeercellige soorten door de samensmeltingvan eencelligen. Mitochondriabijvoorbeeld zijn afkomstig van purperbacteriën,die lang geleden andere eencelligeorganismen penetreerden, enchloroplasten zijn geëvolueerd uit cyanobacteriën.Symbiogenese is derhalveeen evolutionair mechanisme dat zichvoltrekt langs symbiose. Het verklaarthoe soorten kunnen ontstaan doorsamensmelting in plaats van afsplitsing.Darwins principe van natuurlijke selectieis vandaag nog steeds een belangrijkmechanisme dat deels verklaart hoesoorten kunnen evolueren door afsplitsingvan oudere soorten. Het is echterniet het enige mechanisme dat aan debasis ligt van evolutie. Symbiogenese iseen evolutionair mechanisme dat verklaarthoe soorten kunnen ontstaandoor samenvoeging van bestaandesoorten. En punctuated equilibrium,gecombineerd met epigenetica, verklaarthoe evolutie zich niet enkel traagvoltrekt, zoals Darwin dacht, maar hoeevolutie snel kan plaatsvinden.Bronnen• Burrow, J.W. 1972 ‘Introduction.’ In Darwin, C. Theorigin of species by means of natural selection or thepreservation of favoured races in the struggle for lifeedited with an introduction by J.W. Burrow.Harmondsworth: Penguin.• Darwin, C. 1859 The origin of species. London: Murray.• Gontier, N. De oorsprong en evolutie van leven, 15 vanhet standaardparadigma afwijkende thesen? Brussel:VUBPRESS.• Gould, S.J. & Eldredge, N. 1993 Punctuatedequilibrium comes of age. Nature 366 (6452,1993): 223-227.• Margulis, L. 1998 The symbiotic planet. London:Phoenix, Orion Books.MAART-APRIL 2009 11