Fossielen in het DNA en hun betekenis voor het gesprek met creationisten

Inleiding
Biologen keken altijd naar het uiterlijk van planten, dieren en wat onder de microscoop krioelt. Paleontologen zochten altijd naar fossielen. Beide groepen zijn op zoek naar processen en wetmatigheden waarmee de veranderlijkheid van populaties en soorten begrepen kan worden. Zodra je begrijpt dat planten en diersoorten niet onveranderlijk zijn en waarom het niet statisch kán zijn, dan zal ook het gesprek over evolutie en schepping aan nuance winnen. Toch hebben waarnemingen aan het uiterlijk van planten, dieren of fossielen hun beperkingen. Tegenwoordig vormt het DNA de belangrijkste basis om de onderlinge gelijkenis en verwantschap van levensvormen te bestuderen. De grote lijnen van deze verwantschapsanalyse kunnen gelezen worden als een evolutionaire stamboom, die ook wel met de zeer pretentieuze term ‘the tree of life’ wordt aangeduid (http://www.tolweb.org/tree/). Dit artikel beschrijft hoe het uitpluizen van het DNA van diverse organismen op sleutelposities in de stamboom gebruikt wordt om inzicht te verkrijgen in evolutie van levensvormen. Vervolgens wordt ingegaan op de betekenis van deze inzichten in het gesprek met creationisten.

Loyaliteitsconflict
Ik heb lang geleefd met een soort loyaliteitsconflict op het gebied van geloof en wetenschap, in het bijzonder als het gaat om de evolutietheorie. Ik durfde niet volledig de wetenschappelijke literatuur te omarmen uit angst dat ik niet voldoende boven de stof stond en uit angst voor de ultieme conclusie op de oorsprongsvraag.
Lange tijd ben ik sceptisch geweest over de argumenten voor evolutie. Voor zover ik de evolutiebiologen kon volgen, kwam ik weinig overtuigende argumenten tegen. De argumenten werden ontleend aan de populatiegenetica, een heel gedegen discipline binnen de genetica die de veranderlijkheid van populaties, organismen en DNA bestudeert. Mutatie en natuurlijke selectie zijn de drijvende kracht achter de veranderlijkheid van populaties en soorten. Er is veel experimenteel bewijs voor populatiegenetische wetmatigheden en de plantenveredeling is een van de belangrijkste toepassingsgebieden. Maar de fundamenten van de populatiegenetica liggen in het onderzoek naar binnenssoortelijke variatie. De evolutiebiologie leek mij een bovensoortelijke extrapolatie van hetgeen binnensoortelijk oncontroversieel en bewezen is. Tot hoever is die extrapolatie geldig? Zodra je boven de soortsgrens uitkomt wordt het lastig om experimenteel bewijs te leveren voor je bewerkingen. Zulke experimenten vereisen honderden tot miljoenen generaties, waarvoor je de tijd niet hebt. Populatiegenetica biedt dus een deugdelijk theoretisch fundament voor evolutiebiologie, maar het blijft lastig om met experimenten evolutie te bewijzen of te falsificeren.
Ook werd ik beïnvloed door creationisten. Zo bleef ik steken bij lastige kwesties zoals het ontbreken van overgangsvormen (missing links), een tweedeling tussen micro- en macro-evolutie, waarbij de creationisten macro-evolutie onbestaanbaar achtten. Creationisten argumenteerden met onnoemelijk kleine kansen op zinvolle mutaties. Evolutionisten compenseerden dit door onnoemelijk lange tijd te introduceren, wat natuurlijk in conflict was de creationistische visie op de ouderdom van de aarde. Veel boeken over evolutie gaan slechts in geringe mate in op de vraag hoe de complexiteit van organismen kon toenemen. Mutatie en selectie zijn op zichzelf onvoldoende om te begrijpen hoe waarom een eencellige zoals bakkersgist kan functioneren met 6000 verschillende genen en waarom de mens kan functioneren met 22.000.
Voor een bijbelgetrouw evangelisch christen is Gods Woord van meer waarde dan alle overige kennis die opgeblazen maakt. Kortom, ik dacht dat ik gedwongen werd tot een keuze om of te kiezen voor blind geloof in een letterlijke lezing van de eerste hoofdstukken van Genesis, of voor een kritiekloze acceptatie van het evolutiedogma.
Als universitair docent Plantenveredeling is mijn vakgebied de micro-evolutie, namelijk de domesticatie van planten en het kweken van nieuwe variëteiten. Het proces van domesticatie is onvoorstelbaar radicaal! Vergelijk de huidige cultuurgewassen met hun wilde verwanten, en meteen ben je overtuigd van het effect van kunstmatige selectie van de beste nakomelingen door de kweker of de dierfokker. Evenzeer zal natuurlijke selectie of darwiniaanse selectie een drijvende kracht zijn achter evolutionaire processen. Collegae die met fruitvliegjes werken noemen zich evolutiebioloog en ik ben een plantenveredelaar. Kijk eens naar de enorme verschillen tussen hondenrassen. Toch zal een hondenfokker zich geen evolutiebioloog noemen. Voor het onderscheid tussen micro- en macro-evolutie heb ik dus wel sympathie gevoeld. Verderop in dit artikel zal echter blijken dat plantenveredeling en evolutiebiologie helemaal niet zover uit elkaar liggen. En wanneer je kijkt op DNA-niveau, dan blijkt ook het onderscheid tussen micro- en macro-evolutie een kunstmatig, onnatuurlijk en onwerkbaar begrip.

Genoombiologie
Het moderne veredelingsonderzoek richt zich de laatste tijd volledig op het DNA niveau. Met DNA diagnostiek wordt gekeken naar de erfelijke aanleg van zaailingen om te besparen op kostbare en tijdrovende veldproeven en analyse van resistentie tegen ziekten en plagen. Er is zelfs een geheel nieuw vakgebied ontstaan, namelijk de genoombiologie. Het genoom is een term waarmee al het geheel erfelijke materiaal wordt aangeduid. Erfelijk materiaal omvat coderende en niet coderende gedeeltes, waarbij ieder afzonderlijke coderend stukje aangeduid wordt als een gen. Een gen is dus een stukje DNA dat voor een eigenschap codeert in een alfabet van 4 letters. Die lettervolgorde wordt ook wel de DNA-sequentie genoemd en het aflezen ervan heet DNA sequencing. Genoombiologie richt zich op de bestudering van de organisatie van alle erfelijke materie van een organisme en het aflezen van DNA-sequenties.
In de afgelopen jaren is het aflezen van DNA-sequenties revolutionair sneller en goedkoper geworden. Was u al onder de indruk van de jaarlijkse verdubbelende snelheid van computers? Dan zult u nog meer onder de indruk zijn van de jaarlijkse vertienvoudiging van DNA-sequentie capaciteit die ook gepaard gaat met een tienvoudige afname van de kosten. De opheldering van de DNA-sequentie van de mens vroeg een tienjarig internationaal project van vele onderzoekers en kostte miljarden dollars. Door technische innovaties kan dit tegenwoordig in een paar weken voor minder dan een ton. Met ‘next-generation-sequencing’ apparatuur werd in het voorjaar van 2008 in Leiden in slechts een paar weken het complete genoom van een vrouw opgehelderd. Ze heet Marjolein Kriek, een woordgrap op Francis Crick, de medeontdekker van DNA. Het kostte 40.000 euro. Ik zal niet uitleggen hoe die nieuwe machines werken, maar het is zeer inventief. Met deze apparaten is de DNA-sequentie van talloze levensvormen opgehelderd, die sleutelposities in de evolutionaire ‘stamboom des levens’ innemen. In het plantenrijk zijn een aantal planten al volledig opgehelderd (zandraket, rijst, populier, maïs, soja, druif) en er wordt ook gewerkt aan een naaktzadige (naaldbomen) en aan sporenplanten (mos, varens, paardenstaarten). De alg Chlamydomonas was al eerder af. In het dierenrijk worden evenzo vertegenwoordigers van alle groepen dieren bestudeerd: poliepen, anemonen, koralen, insecten, aaltjes, en gewervelden (vogels, zoogdieren, amfibieën, reptielen). Al met al is nu van ruim 800 organismen een complete DNA-sequentie bekend (Liolios et al. 2007)

Aardappel en tomaat
We zijn in Wageningen bezig met de analyse van het aardappel-genoom (Solanum tuberosum). We werken ook aan tomaat (Solanum lycopersicon). Aardappel en tomaat zijn zustersoorten uit hetzelfde geslacht van de nachtschade familie, maar toch lijken ze nauwelijks op elkaar. De een maakt knollen en de ander maakt grote rode vruchten. Paprika en aubergine zijn neefjes, en tabak en petunia zijn verre familie.
Toch is de DNA-sequentie van aardappel en tomaat vrijwel identiek. Dit wordt uitgedrukt als 95% homologie, dus van alle DNA letters is 95% gelijk. Van de 12 verschillende chromosomen hebben zeven een identieke volgorde, echter vijf chromosoom hebben een zogenaamde ‘arm-inversie’. Het uiteinde zit nu aan het midden (centromeer) vast en het midden zit nu aan het uiteinde. Bij paprika is het nog wat sterker verknipt en gehusseld. Dat patroon zie je in alle plantenfamilies. In de grassenfamilie, bijvoorbeeld, verschilt het basisgetal voor het aantal chromosomen per soort: sorghum en maïs hebben 12 paar chromosomen, gerst en tarwe hebben er 7, en rijst 10. Als je al deze afgeleide genomen goed bestudeert, dan kun je een reconstructie maken van de meest recente gemeenschappelijke voorouder van deze soorten. Bij grassen zijn een aantal chromosomen met elkaar versmolten, waaruit we kunnen afleiden dat de gemeenschappelijke voorouder 12 chromosomen gehad heeft.
Het genoomonderzoek heeft veel inzicht verschaft in de mechanismen achter evolutionaire processen. Een van de meest krachtige processen is de genoomverdubbeling (polyploïdisatie). Hierdoor krijgt het individu een soort back-up van alle erfelijke eigenschappen. De oude kwestie van mutatie en selectie is niet zo relevant als je een back-up hebt. Het DNA kan zich veel ‘slordigheid’ permitteren nu er sprake is van redundantie in coderende DNA-sequenties. Een van de dubbele varianten van een erfelijke eigenschap kan zich meer vrijheid permitteren en los van selectiedruk kunnen nieuwe functies ontstaan voor de overtollige genen. Als evolutie vroeger vooral voorgesteld werd als het proces van mutatie en selectie, tegenwoordig gaat het vooral om het genoomverdubbeling en andere ‘verhaspelingen’ van grote brokstukken DNA met daarop de informatie van tientallen tot duizenden erfelijke eigenschappen. Men spreekt over duplications, fissions, fusions en contractions om de grootschalige veranderingen van het genoom te beschrijven. In het open access artikel van Nakatani et al. (2007) wordt dit met kleurrijke figuren geïllustreerd. Evolutie laat sporen achter in het DNA en de genoombiologie zoekt deze sporen om de processen en wetmatigheden van de evolutie te reconstrueren.
In de plantenveredeling wordt polyploïdisatie ook veel toegepast. Zo’n verdubbeling van het aantal chromosomen levert meestal grotere planten, bladeren, vruchten en knollen op. Ook wanneer je kruisingen maakt met wilde verwanten, met een ander aantal chromosomen die niet overeenkomen met de chromosomen van de cultuurplant, dan kan door middel van polyploïdisatie de steriliteit van de hybride soort worden opgeheven om nieuwe vruchtbare varianten te ontwikkelen.
Het onderkennen van polyploïdisatie als een belangrijk proces binnen de evolutietheorie was voor mij als plantenveredelaar een soort déjà vu.
Het onderzoek van plantenveredelaars naar de domesticatie van plantensoorten en de onderlinge relaties tussen gewassen en hun wilde verwanten is dus naadloos overgegaan van plantenveredeling via genoombiologie naar evolutiebiologie.
Door de genoombiologie is het wetenschappelijk onderzoek van de plantenveredelaar en de evolutiebioloog heel erg verwant aan elkaar geworden. Toch zijn de vragen rondom micro- en macro-evolutie nog niet van de baan. Immers domesticatie is een proces van hooguit tienduizend jaren en compatibel met een jonge aarde. De domesticatie van planten en dieren zou je kunnen zien als een groot experiment van tienduizend jaar. Evolutie kun je niet makkelijk in het lab herhalen.
Domesticatie en plantenveredeling zijn echter synoniem met gewasevolutie. De lading van de verschillende woorden is misschien iets anders, maar het gaat om één en hetzelfde proces. Als veredelaar vergeleek ik aardappel en tomaat, twee zijtakjes, maar in hoeverre kunnen we dit extrapoleren naar diepere delen van de stamboom van het leven? Hier zal ik later in dit artikel op in gaan.

Mens en aap
Eerst wil ik nog kijken naar twee andere zijtakjes aan het uiteinde van de stamboom. Francis Collins beschrijft in zijn boek De taal van God (2006) hoe hij begon als arts, en via de humane genetica terecht gekomen is in de genoombiologie. Collins schrijft over de kleine verschillen tussen het menselijk genoom en het genoom van de mensapen zoals chimpansee, gorilla en orang-oetan. De mens heeft 23 chromosomen, maar deze apen hebben er 24. Door een chromosoomfusie heeft de huidige mens een chromosoom dat qua genetische inhoud overeenkomt met de fusie van twee aapchromosomen (Yunis and Prakash 1982). Toen de DNA-sequentie van het menselijk genoom opgehelderd werd, vond men een verrassing. Op het fusiechromosoom vond men halverwege het chromosoom de resten van sequenties die typerend zijn voor chromosoomuiteinden en er werd een tweede sequentie gevonden die typerend is voor het centromeer (het midden van een chromosoom).
Die restjes van het eerdere knip- en plakwerk zijn stille getuigen van de voorgeschiedenis. Het zijn fossielen, maar dan in het DNA van de mens. Collins noemt nog andere voorbeelden van DNA fossielen, die ook iets verraden van de voorgeschiedenis van ons DNA. Zo bestaan er ook transposons, stukjes DNA die zich uit hun chromosomale omgeving kunnen losmaken en ergens anders in het DNA kunnen innestelen. Als ze zich op een ongunstige plek innestelen, midden in een coderende sequentie dan heb je een probleem met het aflezen van de informatie. Net zoals een cd-tje hikt op een kras in het oppervlak. Het gen is dan gemuteerd en de functie van dat gen uitgeschakeld. Als DNA of een cd-tje gekopieerd wordt, dan zul je kunnen reconstrueren wanneer de kopieën gemaakt zijn. Hebben ze géén kras, dan zijn het kopieën voordat de kras ontstond. Heb je een kopie met kras, dan is deze van later datum. Op grond van deze voorbeelden verdedigt Collins de conclusie dat mens en aap een gemeenschappelijke voorouder hebben, hetgeen ik volledig kan onderschrijven. Genoomonderzoek heeft dus zijn eigen bewijzen opgeleverd voor evolutie via ‘Common descent’ (gemeenschappelijke afstamming), en wie op tv kijkt naar Crime Scene Investigation (CSI) kent de bewijskrachtkracht van DNA studies.

De grote overgangen
Nu pas komen we toe aan het onderwerp macro-evolutie. Voor evolutiebiologen is het erg boeiend om het genoom te vergelijken van organismen op sleutelposities rond de belangrijke grenzen en overgangen in de evolutie. Denk daarbij aan de overgang van eencellig naar meercellig, of van ongewerveld naar gewerveld.
Sinds kort is het genoom van Monosiga brevicollis bekend. Dit is een interessant eencellig organisme, dat ingedeeld is bij de choanoflagellaten, omdat het zich voortbeweegt met een zweephaartje. Het organisme wordt meer basaal geacht dan de sponzen, en krijgt in de stamboom van het leven een plek nog vóór het begin van het dierenrijk. Hoeveel genen heeft dit meest simpele ‘diertje’? Is een spons zonder specifieke organen al een diertje? Of moet je dan naar de zeeanemoon (Nematostella vectensis) kijken, met o.a. spier- en zenuwweefsel? Hoe ziet het genoom van de laatste ongewervelde eruit, in vergelijking met de meest simpele gewervelde? De zakpijp (Ciona intestinalis) is nog ongewerveld, maar als larfje lijkt het wel een visje met een begin van een ruggengraat. Van al deze organismen is de afgelopen jaren de complete DNA-sequentie vastgesteld. De wetenschappelijke artikelen over de genoomanalyse van deze organismen zijn recent gepubliceerd.
Toen ik las over de DNA-sequentie van eencellige Monosiga brevicollis (King et al 2008), de zeeanemoon Nematostella vectensis (Putnam et al 2007), en de zakpijp Ciona intestinalis (Dehal et al. 2002) viel ik keer op keer van verbazing van mijn stoel.
De eencellige Monosiga brevicollis heeft een genoom van 40 miljoen letters, met ongeveer 9200 genen, waaronder typische genen die nodig zijn voor meercelligheid en communicatie tussen cellen. De zeeanemoon heeft met 357 miljoen letters een veel complexer genoom, met een onverwacht omvangrijk repertoire van 18.000 genen die qua structuur en volgorde op het chromosoom al sterk lijkt op een gewervelde. De zakpijp heeft weer een wat compacter genoom van 160 miljoen letters en bevat ongeveer 16.000 eiwitcoderende genen. Alle genfamilies die we bij gewervelden aantreffen, zijn ook al aanwezig bij de zakpijp. Het menselijke genoom heeft 3 miljard letters en doet alles met 22.000 coderende genen.

Nieuwe inzichten
Wat is nu zo opmerkelijk aan deze kennis? Toen biologen tot een indeling van het dierenrijk kwamen, leek het mogelijk om organismen in discrete groepen in te delen, en om tussen diergroepen discrete overgangen aan te wijzen. Maar op DNA niveau is het meer gradueel. De overgang van eencellig naar meercellig is op DNA niveau niet een eenduidige grens. Voorts lijkt het erop dat erfelijke eigenschappen voor meercelligheid al aanwezig zijn in de eencellige. De ongewervelde zeeanemoon heeft allerlei eigenschappen klaar liggen om gewerveld te worden. Denkt de evolutie dan vooruit? Nee, het lijkt eerder zo te zijn dat je met de bestaande complexiteit makkelijk iets nieuws kan beginnen en de oorspronkelijke functie van die genen kunt hergebruiken om innovaties te realiseren. De gereedschapskist (het DNA) staat los van de producten (organismen) die je met dat gereedschap kunt maken. Het erfelijke materiaal codeert ook niet alleen voor gereedschap (enzymen), maar ook voor structurele eiwitten om body te geven aan een organisme.
Denk aan cellulose (hout) of collageen (bot). Tenslotte zijn er ook veel genen die aan DNA binden om op die manier DNA beschikbaar te maken voor expressie van andere genen. Deze regelaars (transcriptiefactoren) zorgen ervoor dat speekselenzymen niet in mijn nieren gemaakt worden en het ooglenseiwit niet in mijn teen zit. Achter regelgenen zitten weer andere regelaars, die op hun beurt ook weer gereguleerd worden. Een compleet nieuw bouwplan, zoals dat van vogels of zoogdieren, zou ‘slechts’ een kwestie te zijn van dezelfde gereedschapskist combineren met een paar andere regelaars. Voor een compleet nieuw bouwplan heb je geen andere genetische complexiteit nodig, maar een andere regulatie van de het aflezen van de informatie tijdens de (embryonale) groei van het organisme
Het is ook boeiend om te kijken naar de volgorde van de genen op de chromosomen. Zeer verwante planten of diersoorten vertonen grote gelijkenis in genvolgorde. Eerder beschreef ik de gelijkenis in de genoomstructuur van aardappel en tomaat met slechts vijf omkeringen van stukken DNA. Nu blijkt dat ook in zeer onverwante soorten nog steeds allerlei eigenschappen in dezelfde volgorde van genen teruggevonden worden. De mate van gemeenschappelijke volgorde van genen lijkt een reflectie te zijn van de mate waarin die soorten een gemeenschappelijke voorouder hebben. En dat valt te begrijpen, omdat door een proces van kopiëren het DNA van ouder op nakomeling wordt doorgegeven. Mijn genoom is een kopie van het genoom van mijn ouders en dat is weer een kopie van het genoom van Noach, en dat is weer een kopie van een organisme waarvan alle mensapen afstammen, en dat is een kopie van een ongewervelde. Als er in de evolutionaire geschiedenis een keer een kopieerfout gemaakt wordt, of wanneer er een stuk DNA van plaats of in volgorde gewisseld wordt, dan zullen alle afstammelingen deze verandering erven. Dus als ooit een keer een kopieerfout gemaakt is, dan zullen alle latere kopieën die bewuste fout gemeenschappelijk hebben. Welk beeld ontstaat nu als we genvolgordes op het DNA vergelijken? Vanaf het ontstaan van het vertebrate bouwplan (gewervelden) zijn vele buurgenen nog steeds buren gebleven en lijkt de genvolgorde niet meer compleet veranderd te zijn. De conclusie is dat alle gewervelden dus een gemeenschappelijke voorouder hebben. Deze puzzel, naar de evolutionaire opeenvolging in de opbouw van het genoom en de volgorde van genen, is de grote uitdaging van de wetenschap en met snelle computers en een exponentiële toename van het aantal puzzelstukjes (complete DNAsequenties) wordt optimistisch gekeken naar de oplossing hiervan. Een eerste versies van de reconstructie van alle gewervelden is al gepubliceerd (Nakatani et al. 2007).

Struik of boom
De reconstructie van dit evolutionaire stambomen (fylogenie-reconstructie) is aan de uiteinden niet moeilijk, maar diepe fylogenie-reconstructies zijn wel lastig en speculatief. Evolutiebiologen hebben door de analyse van DNA-sequenties de evolutionaire stamboom van placentale zoogdieren gereconstrueerd (Kriegs et al. 2006; Springer et al. 2004). Hier zijn transposon-inserties zeer bruikbaar gebleken om oude zwaar bevochten stambomen van de zoogdieren te herzien. Met de computer zijn 160.000 van deze ‘fossiele kopieerkrasjes’ geanalyseerd, en met de verkregen informatie kon een zeer robuuste indeling gereconstrueerd worden (Kriegs et al. 2006). De moleculaire systematiek komt nu uit op vier basale groepen. Met basale groepen bedoel ik niet een stam met vier takken, maar een struik met vier stammen. Drie groepen blijken goeddeels congruent zijn met de verspreiding van soorten over de continenten (Springer et al. 2004). Dit laatste suggereert dat platentektoniek (het schuiven van continenten) een rol gespeeld kan hebben in de manier waarop zoogdieren evolueerden.
Vervolgens splitsen deze basale takken zich verder en krijgen alle zoogdieren een plekje aan het uiteinde van de takjes. Individuele diersoorten kunnen ingedeeld worden in groepen, zoals knaagdieren, hoefdieren, roofdieren, primaten enz., omdat de leden van zo’n groep een patroon van transposon-inserties gemeenschappelijk hebben. De DNA-sequenties van individuele diersoorten bevatten dus fossiele signalen die over grote aantallen generaties in het DNA van kopie op kopie, van vader op zoon zijn overgedragen.
Deze en andere reconstructies laten steeds meer een beeld van een struik zien en dus geen boom (Rokas and Carroll 2006). De boom analogie veronderstelt dat op verschillende hoogtes langs de stam levensvormen bestaan hebben, waarvan je zou mogen verwachten dat je die ook als fossiel aantreft in aardlagen uit dat tijdperk. Als vissen, vogels, zoogdieren verschillende takken aan de boom zijn; de vissen een vroege tak en zoogdieren een late tak, dan moet je een levensvorm postuleren die deze overgang representeert. Als je een struik analogie veronderstelt, dan starten de takken voor vis, vogel, zoogdier op een veel lager gelegen punt. Dit kan het genoom zijn van de laatste ongewervelde, dat een zodanige kritische massa aan functionele genen bevatte, waaruit meerdere gewervelde bouwplannen gerealiseerd konden worden. Dit lijkt wel in overeenkomst met de waarneming dat in een bepaalde geologische laag plotseling een rijke variatie aan bouwplannen wordt waargenomen (punctuated equilibria). De oude kwestie van het ontbreken van fossiele overgangsvormen (‘missing links’) verliest nu ook aan waarde. Die overgangsfossielen verbinden in het boommodel de lagere en de hogere takken. Een struikmodel heeft geen overgangsfossielen nodig.
Van een struik is het niet makkelijk om de structuur aan de basis te beschrijven. Opeens zijn er allemaal takken. Onder de grond zijn al die takken al voorbereid.
Evenzo blijkt dat in het genoom van eenvoudige diersoorten, allerlei ingrediënten en bouwstenen al beschikbaar voor nieuwe creatieve variaties die zo kenmerkend zijn voor hogere levensvormen.

Wat betekenen deze nieuwe inzichten uit de genoombiologie voor het gesprek met creationisten?
Hierboven is uitgelegd dat het aflezen en vergelijken van DNA heel veel bewijzen bevat voor gemeenschappelijke afstamming, en dat je dit kunt extrapoleren van zeer verwante soorten tot aan de basis van de evolutionaire stamboom. Wat zouden creationisten zich nu moeten afvragen? Als de mens voortkomt uit een soevereine scheppingsdaad van God, waarom zou God die transposon-insertie (kras) dan op het DNA van de mens achterlaten? Zou die insertie ook kunnen betekenen dat al die levensvormen beschouwd moeten worden als afgeleid van dezelfde voorouder? Waarom zou God de mens een set chromosomen geven waarin je knip- en plakwerk van de apenvoorouder herkent? Waarom zou je kunnen accepteren dat aardappel en tomaat als broer en zus zijn, maar een probleem maken van de afkomst van de mens? Ik vind die laatste vraag niet de makkelijkste, maar ik heb geen wetenschappelijke kritiek op de onvermijdelijke conclusie dat mens en aap van eenzelfde voorouder afstammen. Al kan ik als christen wel zeggen, wat de bioloog niet zal zien, dat de mens behalve dierlijk ook vervuld kan zijn met Gods Geest, zodat hij zich niet langer als beest hoeft te gedragen.
In februari sprak Philip Bell op het congres ‘R-evolutie op het christelijke erf’ in Drachten. Ik kon zijn bijdrage zeer waarderen, omdat hij een van de betere creationisten is. Hij is niet blijven hangen in zwaar achterhaalde standpunten en wist waarover hij sprak. Ik heb hem geen ‘broodjes aap’ horen verkondigen, maar ik was het niet altijd eens met zijn benadering en ook niet met zijn conclusies. Hij erkende dat natuurlijke selectie kon leiden tot veranderlijkheid van soorten: kijk naar de producten van hondenfokkers om de vormende kracht van fokkers te herkennen (geen natuurlijke, maar artificiële selectie). Philip Bell kwam zelf met het voorbeeld dat ezel, paard en zebra in duizenden jaren door natuurlijke selectie gedivergeerd waren tot drie aparte soorten. Zo zijn ook alle katachtigen kruisbaar en in dierentuinen met slechte hekken wordt wel eens een tigron (van tiger en lion) geboren, als de tijger een leeuwin nam. In de natuur komen ze elkaar niet zo gauw tegen.
Philip Bell vergeleek het standpunt van de evolutietheorie met een grote wijdvertakte boom: één eerste oorsprong waaruit alle soorten door natuurlijke selectie zijn ontstaan. Bell wees deze voorstelling af, maar hij ging er dus ook niet van uit dat elke planten- of diersoort een aparte scheppingsdaad van Gods is geweest.
Deze, naar zijn idee, misvatting illustreerde Bell als de graslandkarikatuur: aparte lijnen die zich van het allereerste begin nooit vertakken. Elke lijn een aparte scheppingsdaad. Bell koos voor een middenpositie: een scheppingsbos waar elke stam een scheppingsdaad van God voorstelt, en de vertakkingen de divergerende soorten representeren die samen tot een gemeenschappelijke voorouder herleid kunnen worden.
Ik zou Philip Bell willen vragen naar hoe hij in zijn scheppingsbos voor elke scheppingsboom de mijns inziens arbitraire omvang heeft kunnen vaststellen. Hij accepteert de familie van de paardachtigen, maar waarom niet de orde met alle hoefdieren? Waarom niet alle dieren uit de superorde van de Laurasiatheria? Waarom niet een boom met alle zoogdieren? Het proces van vertakken is zo’n continu proces, dat ik geen reden zie om ergens een streep te trekken. Paleontologen graven de aarde af op zoek naar fossielen, maar evolutiebiologen realiseren zich dat elke DNA-sequentie anno 2009 een levende en fossiele kopie is van een voorouderlijke DNA-sequentie. Vergelijking van DNA-sequenties in samenhang met het principe dat genetische veranderingen alleen gevonden worden in de latere kopieën van hun gemeenschappelijke voorouder, lijkt me geen speculatieve vorm van wetenschap die makkelijk door creationisten genegeerd kan worden. Als ik dan het scheppingsbos van Philip Bell als model gebruik, en al zijn stammen op een klein oppervlak samenbreng, dan krijgt dit bos de vorm van een struik. En dat plaatje is nauwelijks meer in tegenspraak met de moderne inzichten uit de fylogenie- reconstructie. Toch zal Philip Bell zijn scheppingsbos niet op een stam willen samenbrengen, want dan worden vele scheppingsdaden teruggebracht tot soortsvorming vanuit één voorloper via een evolutionair proces. Ik vrees dat Philip Bell bewust kiest, om een zeer specifieke Bijbelse interpretatie te laten prevaleren boven wetenschappelijke consistentie.

Struik of boom
Na de kritiek op het scheppingsbos van de creationisten moet ik ook kritisch kijken naar de evolutiebomen die sinds jaar en dag aan onze beeldvorming hebben bijgedragen. Het wordt dan snel duidelijk dat veel biologieboeken van de middelbare school achterhaald zijn. Daarin wordt het dierenrijk afgebeeld als een boom met takken op volgorde van organismale complexiteit. Eerst holtedieren, dan aaltjes, wormen, geleedpotigen, gewervelden, en dat aan steeds hogere takken van de evolutionaire stamboom. Maar deze toename van organismale complexiteit is misleidend. Nu blijkt dat rondwormen en geleedpotigen al aan de basis van de stamboom afgesplitst zijn en samen een eigen groep vormen. De wormen en geleedpotigen zijn nu samengebracht in een nieuwe basale tak. Dit is de tak van de Ecdysozoa, gebaseerd op het gemeenschappelijke van deze diergroepen, dat ze vervellen en overgaan van larve naar imago.
Op alledaags en huishoudelijk niveau is het gedoe over de stamboom van het leven niet zo belangrijk, zoals uit een voorbeeld zal blijken. Volgens evolutiebiologen vormen de dieren en schimmels samen de groep van de Opistokonten, maar de planten vormen een heel onverwante groep. Grappig toch, dat op je bord eten, het stukje vlees en de champignon behoorlijk verwant zijn aan elkaar. Toch koop je champignons bij de groenteboer en niet bij de slager. Hoewel, aan de andere kant is het wel degelijk van alledaags belang dat we medicijnen eerst uittesten op ratten en niet op champignons...

Is alles nu verklaard?
In ieder geval is duidelijk dat het onderscheid tussen micro- en macro-evolutie geen stand kan houden, en dat hetgeen zich in de tijdsschaal van de domesticatie heeft afgespeeld een goede afspiegeling is van hetgeen zich in evolutionaire tijdsschalen afspeelt. Toch is er nog genoeg ruimte voor wetenschappelijk gefundeerde scepsis, want het probleem is verplaatst. De grote vraag is voor mij niet langer hoe een mens van de zeeanemoon kan afstammen. Belangrijker is de vraag hoe dit complexe genoom van de zeeanemoon is ontstaan. Als de meest primitieve diersoorten, die miljoenen jaren eerder ontstonden dan de hogere levensvormen, al een zodanig complex genoom hebben, waar komt die aanvankelijke complexiteit dan vandaan?
Een vraag die nog verder reikt is die naar de oorsprong van het leven. Onlangs hield Eörs Szathmáry hierover een voordracht in Wageningen. Hij geldt als de autoriteit op dit terrein en zijn openingszin luidde: we weten nog niets, dus laten we koffie gaan drinken. Inderdaad, over het ontstaan van leven, de eerste cel weten we niets. Er is geen vruchtbaar empirisch onderzoek, geen vruchtbaar theoretisch onderzoek. Er is slechts hypothesevorming die helpt onze gedachten te sturen door tenminste een aantal randvoorwaarden in beeld te krijgen. Die randvoorwaarden voor het ontstaan van leven omvatten: autokatalyse, omdat er nog geen enzymen zijn die chiraliteit (ruimtelijke structuur van biomoleculen, vergelijkbaar met links- of rechtshandig) kunnen sturen, en compartimentalisatie om diffusie te beperken. Een in dit verband toepasselijk citaat van de Wageningse hoogleraar biochemie Han Zuilhof in zijn inaugurele rede in 2008: “in de wolkenkrabber van de evolutieleer is de begane grond nog geen begaanbare grond” (Zuilhof 2008).
Met deze wetenschap is het lachwekkend dat in voorname musea zoals Naturalis en Nemo de bezoekers nog steeds kritiekloos een experiment uit 1953 voorgeschoteld krijgen: de vonken in de glazen bol van Harold Urey en Stanley Miller als illustratie voor de oersoep. Oersoep heeft geen wetenschappelijke waarde meer, hooguit voor wetenschapsgeschiedenis, maar de soep wordt in de biologieboeken van de middelbare school nog warm geserveerd. In die zin wordt evolutionisme wel als een volksgeloof gepredikt en als je er iets van zegt dan wordt de sfeer al snel ongemakkelijk. Met evolutionisme bedoel ik niet de evolutiebiologie (the origin of species), maar opvattingen omtrent dieperliggende oorsprongsvragen (the origin of life). Deze opvattingen krijgen al gauw de status van een naturalistisch wereldbeeld, dat in de meest extreme vorm atheïsme propageert. Zoals een gek met een mes een schilderij bewerkt, zo kreeg ik zin om in Naturalis een statement te maken, en die bol in scherven te slaan. Nee, dit was een onbetamelijke gedachte, zeker voor een christen, maar je haalt wel de krant! Je zou je kunnen afvragen waarom ik hier zo heftig op reageer. Wordt God hiermee verdedigd of is het de angst dat mijn geloof niets meer zou voorstellen als iemand morgen een experiment doet dat wel goede inzichten geeft in het ontstaan van het leven? Hoe dan ook vind ik wel dat je het volksgeloof evolutionisme moet bestrijden, maar dan met andere middelen dan vandalisme. Bijvoorbeeld door meer zorgvuldigheid te verlangen van degenen die wetenschap toegankelijk maken voor het bredere publiek (journalisten en schrijvers van schoolboeken). En het probleem zit niet in de oersoep. Ook onbetwiste natuurwetenschappelijke kennis kan niet zomaar gebruikt worden als argument voor of tegen het bestaan van God.

De bijl aan de wortel
Maar nog liever dan het bestrijden van het evolutionisme wil ik in eigen christelijke kring de bijl aan de wortel leggen. In het christelijke kamp is Philip Bell een goed voorbeeld van iemand die zijn zaakjes kent. Ik vind het jammer dat zijn scepsis een basis vind in zijn geloof. Daarmee roept hij een beeld op dat wetenschap atheïstisch is en dat geloof en wetenschap elkaar tegenspreken. Dat komt terug als een boemerang. Waarom wordt de sfeer snel ongemakkelijk wanneer je in wetenschappelijke kring het evolutionisme als volksgeloof aan de kaak stelt? Men denkt dan snel in karikaturen en concludeert dat je dus een ander geloof voorstaat en dus van mening bent dat de aarde in zes dagen van 24 uur geschapen is zo’n 6000 jaar geleden. Terecht roept dit weerstand op, omdat dit standpunt wetenschappelijk onhoudbaar is. Creationisten maken dezelfde fout als Richard Dawkins. Hij verbindt zijn wetenschapsbeoefening met zijn atheïstisch wereldbeeld en concludeert dat er dus geen God bestaat. Het is onwetenschappelijk om op grond van geloofsargumenten een wetenschappelijk debat te beslechten. Ik kan evolutionisme alleen bekritiseren vanuit wetenschappelijke argumenten.
Het is ook vervelend voor een geloofsgesprek met collegae. Als men al geïnteresseerd is, dan is daar toch snel een angst dat je de full package moet accepteren.
Geloven in Jezus is misschien niet verkeerd, maar moet de collega dan ook het eerste hoofdstuk van de bijbel geloven? Kend Hovind (ook wel bekend als Dr. Dino (www.drdino.com) en zijn pretpark dinosaur adventureland) heeft wat mij betreft veel kwaad aangericht. Zijn kritiek op wetenschap en zijn bewijzen tegen evolutie kunnen echt niet door de beugel. Dit soort pseudo-wetenschappers bezorgen het christendom een reputatie van blind geloof in de meest negatieve betekenis. Wendel (2008) heeft onderzoek gedaan naar een Amerikaans creationistisch instituut en een lezenswaardige, maar ook onthutsende dissertatie geschreven. Wendel beschrijft dat Ken Hovind zijn doctorstitel ontleent aan Patriot Bible University: een correspondentiecursus zonder onderwijs of docenten, waar geldt dat ‘Our primary teacher is the Holy Spirit’. Veel van zijn voorbeelden ontleent hij aan ‘the Reader’s Digest Mysteries of the Unexplained’. Voorts mag de rol van internet niet onvermeld blijven. Hierop verschijnt veel ongecensureerde informatie, en de broodje-aap-verhalen worden massaal op duizenden internet pagina’s rondgepompt.
Het is duidelijk dat ik geen creationist ben. Dat zal ik ook nooit worden, omdat ik me niet kan voorstellen dat je de werken Gods wetenschappelijk kunt bewijzen.
Het is toch erg pretentieus als je denkt dat je God kunt bewijzen. Je hoeft ook geen creationist te zijn om evolutionisme te bestrijden, want evolutionisme kun je op zijn eigen merites afrekenen. Daarbij wil ik niet in de valkuil stappen om motieven uit mijn geloof te gebruiken in mijn wetenschapsbeoefening. Geloof en wetenschap zijn me allebei kostbaar, maar ik wil ze niet vermengen.

Loyaliteitsconflict
Tenslotte wil ik nog terugkomen op het loyaliteitsconflict waarmee ik begon. Als christendom en wetenschap allebei waarheidszoekende bewegingen zijn, dan kunnen ze elkaar niet tegenspreken. Dat wist ik al lang geleden, maar het was volledig ondergesneeuwd door de onheuse dilemma’s waarmee je soms geconfronteerd wordt. Wetenschap is geen samenzwering van atheïsten, maar een democratisch proces dat door anonieme peer review niet toestaat dat goede argumenten niet gepubliceerd worden. Dit neemt niet weg dat een paradigmashift wel moeite kan kosten
Het loyaliteitsconflict maakte mijn wetenschappelijke denken ook onzuiver.
Als ik vandaag nog sceptisch sta tegenover evolutiebiologische beweringen, dan vind ik dat die scepsis zijn oorsprong moet hebben in de merites van die wetenschappelijke bewering, en niet zijn oorsprong mag hebben in mijn geloofsstandpunt. Een fraai citaat illustreert dit: “The scientist, even when he is a believer, is bound to try as far as possible to reduce miracles to regularities: the believer, even when he is a scientist, discovers miracles in the most familiar things.” van professor Reijer Hooykaas (1963: 206). Inderdaad, overdag word ik betaald om hypothesevormend bezig te zijn, om zodoende niet de uitzonderingen (wonderen), maar de wetmatigheden achter complexe processen beter te leren begrijpen.

Ik wil besluiten met een leuk voorval afgelopen winter. Wij hebben nog een melkboer die aan huis komt. Hij kerkt in de gereformeerde gemeente en hij weet dat ik evangelisch ben. De melkboer vroeg me of ik ook zo genoten had van de rijp aan de bomen. Ja, melkboer, we hebben dit jaar een fantastische winter. Hij vroeg me vervolgens: “Stel je voor, dat God ons zou vragen, om al die rijp aan de bomen te hangen.”. Ik begreep niet goed waar hij heen wilde, dus antwoordde voorzichtig: “Dat lijkt me een flinke klus”. De melkboer zei toen: “God vergeet geen takje!”. In een flits gingen meerdere gedachten door mij hoofd. Zou hij niet weten dat waterdamp onder het vriespunt…. Wat is dit voor primitief geloof, vergelijkbaar met “Sinterklaas vergeet geen kinderschoen”? Nee, er bleef maar één reactie over. Ik antwoordde volmondig: “Amen, broeder!”, en ik rekende zonder loyaliteitsconflict de melk af. De wetenschapper moet soms zijn mond houden.
Het voorbeeld illustreert tevens dat niet altijd meteen duidelijk is wat voor soort literatuur gebruikt wordt. Dit wordt ook wel gezegd over Genesis 1 en 2. De tekst van mijn melkboer was geen poëzie, geen natuurkunde, en het was ook niet figuurlijk bedoeld. Het laat zien dat God spreekt door de natuur, en dat de melkboer die ochtend iets verstaan had over Gods trouw.

Literatuur
Collins, F.S. (2006). De Taal van God. Kampen: Ten Have.
Dehal, P. et al (2002). The draft genome of Ciona intestinalis: insights into chordate and vertebrate origins. Science 298(2157): 2157-2167.
Hooijkaas, R. (1963). Natural Law and Divine Miracle: The Principle of Uniformity in Geology, Biology, and Theology. Leiden: Brill.
King et al. (2008). The genome of the choanoflagellate Monosiga brevicollis and the origin of metazoans. Nature 451(7180): 783-788.
Kriegs, J.O. et al. (2006). Retroposed elements as archives for the evolutionary history of placental mammals. PLoS Biol 4(4): e91. Geraadpleegd via http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.0040091
Liolios, K., Mavrommatis, K., Tavernarakis, N., Kyrpides, N.C. (2007). The Genomes On Line Database (GOLD) in 2007: status of genomic and metagenomic projects and their associated metadata. Nucleic Acids Res. 36: D475-D479. Geraadpleegd via http://www.genomesonline.org/
Nakatani, Y., Takeda, H., Kohara, Y., Morishita, S. (2007). Reconstruction of the vertebrate ancestral genome reveals dynamic genome reorganization in early vertebrates. Genome Research 17(9): 1254-1265. Geraadpleegd via http://dx.doi.org/10.1101/gr.6316407
Putnam, N.H. et al. (2007). Sea anemone genome reveals ancestral eumetazoan gene repertoire and genomic organization. Science 317(5834): 86-94.
Rokas, A., Carroll, S.B. (2006). Bushes in the Tree of Life. PLoS Biol 4(11): e352. Geraadpleegd via http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.0040352
Springer, M.S., Stanhope, M.J., Madsen, O., De Jong, W.W. (2004). Molecules consolidate the placental mammal tree. Trends in Ecology & Evolution 19(8): 430-438. Geraadpleegd via http://dx.doi.org/10.1016/j.tree.2004.05.006
Wendel, P.J. (2008). Creationism at the grass roots: a study of a local Creationist Institution. Dissertation Kent State University College. Geraadpleegd via http://www.ohiolink.edu/etd/send-pdf.cgi/Wendel%20Paul%20J.pdf?acc_num=kent1207843937
Yunis, J.J., Prakash, O. (1982). The origin of man: a chromosomal pictorial legacy. Science 215 (4539): 1525-1530.
Zuilhof, H. (2008). Alles is altijd ingewikkelder: het leven, het heelal en de organische chemie. Inaugurele rede Wageningen Universiteit. Geraadpleegd via http://library.wur.nl/way/bestanden/clc/1874696.pdf

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen