Wat is evolutie?

Evolutie is het langzame proces waarbij soorten onder invloed van natuurlijke selectie en geholpen door mutaties uit elkaar kunnen ontstaan. Elk organisme leeft in een specifieke omgeving. Zijn leefomgeving, zijn huis. De leefomgeving van elk organisme is opgebouwd uit een biotische component en een abiotische component. Voorbeelden van biotische componenten zijn de hoeveelheid beschikbare voedsel, parasieten waar het dier last van heeft, vijanden die ‘m willen opeten. Kortom biotische componenten zijn invloeden uit de levende natuur. Abiotische componenten uit het huis van het organisme zijn bijvoorbeeld de hoeveelheid beschikbaar vocht, de hardheid of zachtheid van de bodem waar het dier overheen moet lopen of bijvoorbeeld erg koude winters. Abiotische componenten zijn invloeden uit de levenloze natuur.
Deze biotische en abiotische invloeden oefenen druk uit op de organismen in het milieu. De organismen uit dat milieu moeten een manier vinden om om te gaan met deze vijandigheden uit zijn omgeving. Deze vijandigheden zorgen ervoor dat de organismen in het milieu het echt niet makkelijk hebben. Sterker: deze druk zorgt voor een constante strijd om het bestaan. Een organisme moet door deze selectiedruk dagelijks strijden om te overleven. Deze dagelijkse en levenslang durende strijd heet populair genoemd “the struggle for life”.

Veel organismen in een populatie zullen deze strijd tegen de natuur vroeg of laat verliezen. En deze strijd verliezen is serieus geen pretje. Organismen die niet fit genoeg zijn zullen ooit in hun bestaan, vroeg of laat: sterven van de honger, maagdelijk sterven, of verdwijnen in de maag van hun vijand.
Een klein aantal organismen uit de populatie kan per toeval genetisch zo zijn samengesteld door hun ouders dat ze de druk uit de natuur aan kunnen. Ze zijn in staat om uit de klauwen van hun vijanden te blijven. Ze zijn veilig. Ze zijn in staat om zichzelf te voeden. Ze vallen zelfs in smaak bij het andere geslacht en zullen zich uiteindelijk voortplanten. Deze groep goed aangepaste organismen noemde Charles Dawin “the fittest”. De fitheid van een organisme heeft dus niet direct te maken met hoe hard een individe kan lopen, of hoe hoog een individu kan springen, maar met hoe goed het individu is de druk uit de natuur te weerstaan. Te voldoen aan de 3V’s van Voeding, Veiligheid en Voortplanting.

Aanhangers van de evolutietheorie gaan ervan uit dat al het leven op aarde is begonnen met simpele eencellige organismen. Deze organismen moesten zich steeds aanpassen aan het veranderende milieu waar deze organismen in leven. In een ander milieu worden andere eigenschappen belangrijk. Doordat het milieu veranderd veranderen de soorten mee. Op basis van dit principe en voldoende tijd gaan evolutionisten ervan uit dat uit de simpele eencellige organismen uiteindelijk alle levende organismen op aarde zijn ontstaan. Volgens evolutionisten zijn alle soorten op aarde met elkaar verwant en stammen alle organismen, zowel plant als die af van een gemeenschappelijke voorouder.

In de natuur om ons heen zijn vele bewijzen van evolutie te vinden. Twee ervan zullen hieronder kort worden besproken. Homologe organen zijn organen met hetzelfde bouwplan waarvan de oorspronkelijk functie door veranderende omstandigheden in de loop van de evolutie zijn aangepast. Een bekend voorbeeld is dat van de voorpoten bij zoogdieren die alle hetzelfde bouwplan hebben, maar samenhangend met hun tegenwoordige functies duidelijk van elkaar verschillen. Darwin noemde als bewijs voor Evolutie het voorbeeld van de menselijke hand, met exact dezelfde positionering van botten als onder andere in de graafklauw van de mol en de vleugel van de vleermuis. Anatomische overeenkomsten worden gezien als bewijs dat twee soorten een gezamenlijke voorouder hebben.

Nog een sterk bewijs voor evolutionaire verwantschap komt uit de biochemie en moleculaire biologie. Deze wetenschappen zijn erin geslaagd de samenstelling van het DNA van organismes te bestuderen. Wetenschappers stelde stambomen op aan de hand van verwantschap van de structuur van het DNA. Uit dit verwantschapsonderzoek blijkt dat qua bouw, functie en werking van het DNA alle organismen op aarde erg op elkaar lijken. De bouw, functie en werking van het DNA is van alle organismen op aarde gelijk. Zo ontdekte men dat de samenstelling van het bloed van chimpansees en mensen maar heel weinig verschilt en hetzelfde geldt voor de basenvolgorde van hun DNA en hun genen. Mensen hebben voor meer dan 98% dezelfde genen als chimpansees en zijn nauwer verwant aan de chimpansee dan de chimpansee aan de andere primaten, de gorilla’s en de orang-oetan.

Met natuurlijke selectie, sexuele selectie en mutaties stuurt de evolutie de ontwikkeling van de soorten. De evolutie heeft geen einddoel in gedachte bij deze sturing. Alle organismen zijn een: fantastische toevals producten van een willekeurig proces zonder vooropgesteld einddoel en zonder enig streven naar complexiteit. Kortom: de evolutie doet maar wat. Het bevoordeeld soorten die op een bepaald moment bij toeval een goed pakket van erfelijke eigenschappen bezitten, en daardoor goed voldoen aan de eisen van het milieu en partners. Maar individuen die door toeval beschikken over een niet zo geweldige combinatie van erfelijke eigenschappen worden door die zelfde natuur genadeloos afgestraft door deze individuen te laten verhongeren, op te laten eten of kinderloos te laten sterven. Goed aangepaste organismen noemen we de fitste. Omdat de natuur verandelijk is, zijn individuen en soorten maar tijdelijk fit.  De natuur heeft geen lange termijn visie op de ontwikkeling van de soorten.

Maar hoe gaat die blinde, richtingloze sturing van de natuur nu te werk. We nemen een populatie Fred Flinstone’s  als voorbeeld. Alle Fredjes zijn genetisch net iets anders. Daarom zien ze er fenotypisch (uiterlijk) ook in detail anders uit. Deze genotypische en fenotypische variatie in de Fred Flinstone populatie zorgt ervoor dat sommige individuen beter voldoen aan de eisen van het milieu en partners dan andere. Alleen die individuen die het makkelijkst voedsel kunnen vinden, het beste kunnen zorgen voor hun eigen veiligheid en eventueel voor de veiligheid van parner en kind zullen succesvol zijn. De individuen die het best voldoen aan de eisen van de natuur zijn “de fitste” en worden beloond met veel nageslacht. Hierdoor komt in ieder geval een deel van de gunstige genetische eigenschappen terecht komt in een volgende generatie.

Adaptatie

Maar nu even concreet: Hoe kan door de natuurlijke selectie en sexuele selectie nu een nieuwe soort ontstaan? De fred Flinstone populatie heeft te maken met vijanden. De individuen uit de populatie moeten de druk van deze vijanden zien te overwinnen. Binnen de Fred Flintone populatie zitten grote en sterke individuen. Deze sterke individuen kunnen de druk van de vijanden weerstaan door een gevecht aan te gaan. Ze maken dan gebruik van hun kracht. De sterkere individuen kunnen op deze manier overleven. Maar binnen deze poplatie zitten ook fysiek kleinere Fred Flinstones. Het kan zo maar zijn dat deze kleinere varianten de druk van de vijand kan weerstaan door gebruik te maken van andere vaardigheden dan kracht. Kleine individuen kunnen de druk van de vijanden trotseren door hard weg te rennen en in een klein holletje zich te verbergen. Beide overlevingsstrategien stellen andere eisen aan het lichaam. De Fred die het gevecht aangaat is gebaat bij zoveel mogelijk spieren, en de Fred die vlucht is gebaat bij hele lange benen en een tenger, maar flexibel lichaam. In de populatie zullen hele sterke Freds en hele snelle en flexibele Freds succesvol zijn en beloond worden met nageslacht. Als deze overlevingsstrategien door beide Fred Flinstones maar lang genoeg succesvol blijven worden de specifieke eigenschappen steeds nadrukkelijker aanwezig in de fenotypen. De individuen van de populatie gaan qua uiterlijk steeds minder op elkaar lijken. Zeker als ze ook nog migreren naar een omgeving waar hun fysieke eigenschappen nog beter tot hun recht komen, en ze dus eigenlijk gaan behoren tot twee verschillende populaties. Wanneer er uiteindelijk geen uitwisseling meer is van genetisch materiaal, ligt de weg naar het onstaan van nieuwe soorten open. Door adaptatie van de soort aan de verschillende eisen van het milieu is uit de fred Flinstone populatie een groep krachtpatsers onstaan (Bigfoots) en een populatie slanke, snelrennende flexiblele individuen (Homo erectus). De populatie Fred Flinstones is de gemeenschappelijke voorouder van beide populaties. Van beide soorten.

Exaptatie

Het aanpassen van soorten aan de eisen die de natuur stelt aan de soorten noemen we adaptatie. Maar ook de partners kunnen een rol spelen in de ontwikkeling van de soort. De vrouwtjes uit de Fred Flintone populatie zullen vooral willen paren met of de heel sterke mannen, of met de hele snelle, kleine flexibele mannen. Als het vrouwtje paart met deze mannen, dan paart het vrouwtje met een mannetje dat goed kan zorgdragen voor haar kinderen. Ze paart dan met een man die haar kinderen kan beschermen en met een man die voor voldoende voedsel kan zorgen. Kortom: de mannen uit de Fred Flinstone populatie moeten niet alleen voldoen aan de eisen van de natuur, maar moeten ook voldoen aan de eisen die de partners stellen. Als soorten zich ontwikkelen, aanpassen aan de druk die vanuit de populatie zelf komt dan noemen we dat exaptatie. In het voorbeeld van de Fred Flinsone populatie versterken de adaptieve aanpassing en de exadaptieve druk dezelfde kenmerken, maar exaptatie kan ook hele vreemde eigenschappen stimuleren, die haaks staan op de eisen die de natuur stelt. Een mooi voorbeeld hiervan is de staart van de mannenpauw. Voor het overleven in de jungle is zo’n lange staart niet handig. Je valt erg op en daarnaast is het moeilijk opstijgen en vluchten met zo’n staart. Maar…de vrouwtjes vallen juist weer wel op zo’n lange staart. Vrouwen paren met de mannen met de langste staart. Een dilemma is geboren. Mannen met een korte staart leven waarschijnlijk lang omdat ze niet ten prooi vallen aan de vijanden. Maar ze zullen oud en maagdelijk sterven omdat geen vrouw ze interessant vindt. Mannen met een lange staart zullen in trek zijn bij de vrouwtjes. Veel nageslacht produceren, maar waarschijnlijk vroeg sterven omdat hun staart belemmerend kan zijn in “the struggle for life”. 

Een video waarin alle facetten van de evolutie wordt besproken is hieronder te bekijken. Deze video is een samenvatting van het hele thema evolutie op het niveau van het vwo.