Het stukje ‘Singapore’ in Dagblad Suriname van 20 november 2018 ging over het ‘lamarckisme’, genoemd naar de Franse bioloog Lamarck. Die meende dat een plant of een dier soms geleidelijk verandert en complexer wordt door een kracht die wordt opgewekt door zijn omgeving. Zo reageert een wolf op verandering in zijn omgeving door een aanpassing te ontwikkelen die beter spoort met die nieuwe omstandigheden. Zou de temperatuur plotseling sterk en blijvend dalen dan ‘bespeurt’ het lichaam van de wolf de behoefte aan een dikkere vacht; het laat de vacht groeien en geeft die eigenschap van een dikkere vacht aan het nageslacht door. Het lamarckisme gaat over gerichte variatie: in dit geval direct gericht op de variëteit van een dikkere vacht.
Het stukje vervolgde: ‘Maar Darwin toonde aan dat voor aanpassing aan een veranderende omgeving niet één maar twee afzonderlijke gebeurtenissen nodig zijn: ten eerste een genetische variatie die willekeurig is, dus niet gericht op de handige aanpassing (een dikkere vacht) en ten tweede gerichte selectie. Sommige jongen van de wolf die toevallig een wat dikkere vacht hebben dan die van hun broertjes of zusjes hebben een grotere kans om te blijven leven en zich voort te planten. De wolvenpopulatie krijgt zo blijvend een dikkere vacht’. Ook uit de genetica blijkt niet dat omgevingsfactoren of wat mensen of dieren hebben geleerd in staat zouden zijn geslachtscellen in specifieke richtingen te laten muteren, zo schreef ik.
Briefschrijver
Maar de eerder (‘Bitcoins’; ‘Blinde Klokkenmaker) in deze krant geciteerde briefschrijver te Bangkok zond mij lectuur over een mogelijk nieuw onderzoeksgebied: ‘epigenetica’. Dat gaat ervan uit dat omgevingsfactoren er juist wèl toe doen bij de directe aanpassing – dus in één instantie – van planten, dieren en dus ook mensen aan hun omgeving. En dus kunnen die aanpassingen veel sneller gaan dan uitsluitend op basis van mutatie van genen. De briefschrijver meent dat deze zogenoemde epigenetica niet in tegenspraak hoeft te zijn met Darwins evolutieleer, want alleen wolven die door het bezit van specifieke genen reageren op verandering in hun omgeving door zich daaraan direct aan te passen zullen overleven. In casu sterven de anderen van de kou en planten zich niet voort.
Deze nieuwe tak van de evolutiebiologie claimt blijkens de geciteerde lectuur dat traumatische ervaringen kunnen worden overgedragen op volgende generaties en daaruit zou blijken ‘dat genen niet alleen het organisme controleren maar zelf ook worden gecontroleerd door hun omgeving’. We zouden dan ook volgens de epigenetica moeten afstappen van het idee dat genen niet van buitenaf beïnvloedbaar zijn bij het creëren van een levend wezen. Experimenten met muizen zouden hebben aangetoond ‘dat een bijzondere doelgerichte codering van individuele genen resulteert in veranderingen die worden doorgegeven aan het nageslacht’. Maar er wordt bij aangestipt dat epigenetische veranderingen wel ‘zachte veranderingen’ zijn en dat ze ongedaan kunnen worden gemaakt. Dat laatste zou volgens de aangehaalde lectuur interessant zijn voor de medische wetenschap, want het zou betekenen dat het mogelijk wordt van buiten te interveniëren in het genetische contrôle-mechanisme en zo ziekten aan de basis te bestrijden.
Holocaust
Epigenetici refereren aan diverse onderzoeken, bijvoorbeeld naar de gezondsheidstoestand van de Nederlanders gedurende de ‘hongerwinter’ van 1944-1945 tijdens de Duitse bezetting. De kinderen die in die periode werden geboren zouden volgens het onderzoek een achterblijvende lichamelijke ontwikkeling hebben en als volwassen een verhoogd risico op hart- en vaatziekten en neuro-psychiatrische aandoeningen. Maar ook hun kinderen zouden behept zijn met dezelfde kwalen, ofschoon die na de oorlog opgroeiden onder normale omstandigheden zonder voedselschaarste.
En het tijdschrift ‘Scientific American’ publiceerde een studie over de nazaten van overlevenden van de holocaust. Zij zouden afwijkende stress-hormonen bezitten die hen speciaal gevoelig maken voor angstcomplexen. Ook Elizabeth Blackburn, Nobel-laureaat voor haar onderzoek aan telomeren, meent dat stress genetisch materiaal zo kan veranderen dat het wordt doorgegeven aan volgende generaties. Hetzelfde zou gelden voor geweld, misbruik en armoede, hetgeen de vraag doet rijzen of de erfelijkheid van negatieve ervaringen uitsluitend schade oplevert voor volgende generaties of juist zou kunnen leiden tot een grotere resistentie tegen die schadelijke effecten, aldus het tijdschrift.
Doodsteek
Betekent nu de ‘ontdekking’ door de ‘epigenetica’ dat door organismen verworven eigenschappen tóch zouden kunnen worden doorgegeven aan het nageslacht, de doodsteek voor het Darwinisme ? Charles Darwin werd in de Victoriaanse samenleving van zijn tijd algemeen erkend als degene die de evolutie-gedachte ingang deed vinden. Niettemin bleef er veel weerstand, ook in wetenschappelijke kring, tegen zijn stelling dat natuurlijke selectie de drijvende kracht achter evolutionaire verandering is. Tot in de jaren twintig van de vorige eeuw werd evolutie als zijnde ‘afstamming met verandering’ door biologen algemeen aanvaard maar natuurlijke selectie of seksuele selectie als oorzaken van die verandering veel minder. Velen bleven soms naïeve theorieën huldigen zoals de orthogenese, het idee dat de evolutie door zijn eigen vaart wordt gaande gehouden . Anderen bleven de voorkeur geven aan Lamarcks theorie boven die van Darwin.
Voorkómen van evolutie
Het lijkt paradoxaal, maar bij veel verwijzingen naar natuurlijke selectie gaat het in de hedendaagse biologie niet zozeer om evolutie als wel om de afwezigheid daarvan. Als natuurlijke selectie de reden is waarom ijsberen een witte vacht hebben, dan voorkomt het ook dat die aanpassing door natuurlijke selectie verloren gaat. Dankzij een overvloed aan experimenten over het evolutionaire potentieel van organismen is bekend dat die veel sneller zouden kunnen evolueren dan we ze nu of in een fossiel vastgelegd verleden zien doen. De belangrijkste rol van natuurlijke selectie is te voorkomen dat organismen afwijken van het bereikte ontwikkelingsoptimum van hun eigenschappen. Als de gemiddelde mate van ontwikkeling van een eigenschap (dikte van een vacht, vleugellengte, insulineproduktie, kleur etcetera) voordelig is, spreekt men van normaliserende selectie of optimalisering. Dit type selectie treedt veel vaker op dan selectie die per generatie een verschuiving van de gemiddelde waarde tot gevolg heeft. De populatie zou naar een minder goed aangepaste toestand evolueren als natuurlijke selectie toevallige, ongunstige mutaties of plaatselijk minder aangepaste genen, geïntroduceerd door immigranten uit een gebied met andere omstandigheden, niet zou wegwieden. Het proces dat Darwin als belangrijkste oorzaak van evolutie beschouwde, wordt nu vooral geacht evolutie te voorkomen. De beschrijvingen die Aristoteles 2500 jaar geleden gaf van wilde planten en dieren zijn nog steeds van toepassing op hun huidige afstammelingen, vooral om dat natuurlijke selectie hun evolutie heeft tegengehouden.
Veel prominente biologen, zowel in de tijd van Darwin als nog lang daarna, gingen met volle energie op zoek naar mogelijke evolutionaire aanpassingen die tot veel snellere veranderingen kon leiden dan natuurlijke selectie. Zij konden zich niet voorstellen dat het zwakke en ongerichte proces van Darwin tot de waargenomen ingewikkeldheid en veelvormigheid van het leven kon leiden, zelfs niet bij de ruime schattingen van de daarvoor beschikbare tijd. Tegenwoordig vraagt men zich eerder af hoe de evolutie er gelukkigerwijs in slaagt zo traag te blijven. Het antwoord luidt dat het belangrijkste effect van natuurlijke selectie is de instandhouding van de status quo, de stabilisering van het fenotype. Het grote panorama van de evolutie moet worden toegeschreven aan een relatief klein restje verschuivingsselectie.
Mocht de nog zo jonge epigenetica dan ook snelle veranderingen in organismen en hun offspring door omgevingsfactoren kunnen aantonen – de aangehaalde voorbeelden kunnen vooralsnog niet als bijzonder overtuigend en nog minder als bewijsbaar worden bestempeld – ook dan is van een serieuze aanval op het Darwinisme geen sprake. Ook niet als die met overtuigende voorbeelden, gebaseerd op controleerbare experimenten zou worden gestaafd. De kans is immers groot dat snelle veranderingen van het organisme als gevolg van het rechtstreeks doorgeven van door omgevingsfactoren direct verworven eigenschappen aan het nageslacht, binnen de kortste keren weer worden weggewied door normaliserende selectie: de selectie ter voorkóming van evolutie. Ook al omdat de epigenetici menen dat epigenetische veranderingen ‘zachte veranderingen’ zijn, die zo weer ongedaan kunnen worden gemaakt.
Anton van den Broek
