Wetenschappelijke argumenten voor evolutie

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Opvallende overeenkomsten tussen het skelet van een mens en dat van een gorilla
Een cladogram van de evolutie van de Tetrapoda met een aantal bekende overgangsfossielen. Beginnend onderaan met de vis Eusthenopteron, vervolgens Panderichthys, Tiktaalik, Acanthostega, Ichthyostega en bovenaan Pederpes, een tetrapode ofwel viervoeter

Wetenschappelijke argumenten voor biologische evolutie oftewel bewijzen voor evolutie komen vanuit verschillende wetenschappelijke vakdisciplines. Daarin wordt beargumenteerd dat natuurlijke selectie het mechanisme is waardoor adaptatie, soortvorming en biodiversiteit ontstaat, en dat alle soorten een gemeenschappelijke voorouder hebben. Het empirisch bewijs ondersteunt de "moderne synthese", dit is de combinatie van het darwinisme en de genetica die het ontstaan van verschillende levensvormen algemeen geaccepteerd verklaart. Binnen de evolutiebiologie worden hypothesen opgesteld. Door waarnemingen binnen een wetenschappelijk onderzoek worden deze hypothesen bevestigd of weerlegd wat wetenschappelijk bewijs oplevert over hun juistheid.

De morfologie en de vergelijkende anatomie laat zien dat vele soorten in hun lichaamsbouw nauwe verwantschap vertonen, bijvoorbeeld alle ongeveer 5500 soorten zoogdieren hebben hetzelfde bouwplan. De embryologie bevestigt dit door bestudering van de ontwikkeling van individuen.

Uit biochemisch onderzoek en de moleculaire biologie blijkt dat al het leven op aarde gebaseerd is op erfelijke eigenschappen opgeslagen in moleculen DNA. Vele essentiële eiwitten worden gedeeld door ver uiteenlopende organismen. De genetica en de populatiebiologie laten zien hoe mutaties ontstaan, selectief doorgegeven worden bij intraspecifieke concurrentie, populaties veranderen en soorten kunnen ontstaan. Natuurlijke selectie na mutaties is waargenomen in de natuur en het laboratorium.

Uit de opeenvolging van fossielen in lagen van oplopende ouderdom blijkt dat het leven op de planeet door de tijd sterk is veranderd. Sommige tegenwoordig levende soorten zijn veel ouder dan andere: de mens is een van de jongere soorten, veel reptielensoorten zijn erg oud. Vele tussenvormen tussen tegenwoordig in bouw verschillende diergroepen zijn als fossiel gevonden, zoals Tiktaalik, Acanthostega, Ichthyostega, Eohippus, Australopithecus afarensis ("Lucy"), Kenyanthropus platyops, Archaeopteryx en Confuciusornis, en de nog "levende fossielen" zoals coelacanten, degenkrabben en brughagedissen.[1][2]

Charles Darwin[bewerken]

Tijdens de reis van de Beagle verzamelde Charles Darwin tal van exemplaren die later de evolutietheorie ondersteunden.

Charles Darwin was de eerste die uitgebreid en nauwkeurig een evolutietheorie in de moderne zin opstelde, met natuurlijke selectie als hoofdmechanisme. Alfred Russel Wallace kwam later onafhankelijk ook op het idee van natuurlijke selectie, wat Darwin dwong tot een allereerste gezamenlijke publicatie. Bovendien was Darwin de eerste die de evolutie systematisch met wetenschappelijk bewijs heeft onderbouwd. Dit maakt hem de pionier van de moderne evolutiebiologie. Zijn werken hebben tot een paradigmaverschuiving in de wetenschappelijke gemeenschap gezorgd.

Darwin ontwikkelde zijn ideeën geleidelijk tijdens een Britse wetenschappelijke expeditie rond de wereld, de reis van de Beagle (1831-1836). Daarbij onderzocht hij vooral natuur en geologie, en ontdekte veel nieuwe soorten, zowel planten als dieren, die hij uitgebreid beschreef en verzamelde. Op de Galápagoseilanden viel hem op dat de reuzenschildpadden daar per eiland net iets verschilden. Dat bracht hem op de gedachte dat door geografische barrières aparte soorten tot ontwikkeling konden komen. Bij thuiskomst zou hij beseffen dat de op dezelfde eilanden voorkomende darwinvinken daar ook een mooi bewijs van vormden. Voor een dergelijke 'transmutatie van soorten' zoals het toen heette zou heel veel tijd nodig zijn. Darwin ging er echter van uit dat de Aarde zeer, of oneindig oud was, omdat hij een aanhanger was van de geoloog Charles Lyell die langzame uniforme veranderingen in de gesteldheid van het aardoppervlak aannam. Zo'n ouderdom had Darwin tijdens reis bevestigd gezien: hij vond zeefossielen duizenden meters boven de zeespiegel, en redeneerde dat het niet door een zondvloed kwam maar door de geleidelijke verhoging van grondverzet. Tijdens lezing van het werk van Thomas Malthus besefte Darwin dat de individuen van een bepaalde populatie elkaars concurrenten waren. Die ieder een zo groot mogelijk beslag probeerden te leggen op schaarse hulpbronnen, zodat tijdens deze strijd om het bestaan de sterksten overleefden. Dat werkte hij uit tot het begrip 'natuurlijke selectie'.

In zijn magnum opus On the Origin of Species, gepubliceerd in 1859, onderbouwt hij de evolutietheorie aan de hand van diverse onderwerpen en vakdisciplines. Zoals variëteit, gevonden fossielen, geografische distributie, morfologie, taxonomie, rudimentaire structuren, kunstmatige selectie en de embryologie.[3]

Anatomie[bewerken]

Het bouwplan van bijvoorbeeld gewervelden is homoloog.

Vergelijkende anatomie[bewerken]

Bewijs voor evolutie en de verwantschap tussen verschillende soorten kan vanuit de vergelijkende anatomie komen. Darwin noemde 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.

Embryologisch gezien (dus gekeken naar de ontwikkeling van het skelet in het embryonale stadium) ziet men zelfs dat dieren die bepaalde eigenschappen helemaal niet nodig hebben, deze toch in aanleg hebben in hun embryonale fase. Een walvis heeft bijvoorbeeld een zeer miniem ontwikkeld bekken. Het wordt niet gebruikt, maar toch is het aanwezig. Een menselijke foetus heeft in een bepaald embryonaal stadium kieuwbogen. Dergelijke structuren worden rudimentair genoemd.

Embryologie[bewerken]

Jonge embryo's van verschillende soorten vertonen enkele overgeërfde kenmerken, zoals de staart bij deze menselijke foetus.

Men was er zich al lange tijd van bewust dat de embryologie belangrijke aanwijzingen bevat voor de evolutie van organismen. Ernst Haeckel (1834-1919) ging aan het eind van de 19e eeuw zelfs zo ver te stellen dat de ontogenetische ontwikkeling van organismen een exacte weergave was van hun evolutie. Volgens Haeckels illustraties waren de vroege ontogenetische fasen tussen verschillende groepen gewervelde dieren nagenoeg gelijk. Haeckel formuleerde hierop zijn recapitulatietheorie die stelde dat de ontogenie (de ontwikkeling van het individu) een korte en snelle herhaling (recapitulatie) is van de fylogenie (de evolutie van de soort).

Tegenwoordig vindt men dat Haeckels voorstelling van zaken overdreven was. Dat neemt nog niet weg dat men veel over het evolutionaire verleden kan afleiden uit embryologische gegevens. Overeenkomsten in de verschillende stadia van het embryo en de foetus zijn terug te leiden op een gemeenschappelijk afstamming. Bijvoorbeeld kan men uit het delingspatroon van de cellen afleiden welke groepen ongewervelden een gemeenschappelijke voorouder delen met de gewervelde dieren. Tot de zogenaamde Deuterostomata behoren naast de gewervelde dieren, verschillende groepen chordaten en ook de stekelhuidigen. De verschillende groepen chordaten worden weer bijeengehouden door het bezit van een chorda, in elk geval in een vroeg stadium van de ontogenetische ontwikkeling.

Nog recenter onderzoek geeft aanwijzingen hoe verschillende kenmerken zich hebben kunnen ontwikkelen. De zogenaamde homeoboxgenen, die alleen tijdens de ontogenie actief zijn, reguleren het ontstaan van verschillende macroscopische kenmerken zoals ledematen en lichaamsindeling. Men heeft ontdekt dat een klein verschil in het patroon van expressie van deze homeoboxgenen het verschil uit kan maken tussen het ontstaan van een vin of van een been.

Voor de evolutie van organismen geldt dat ze enkel eigenschappen kunnen ontwikkelen welke embryologisch mogelijk zijn. Dit soort ontwikkelingen komt zeer vaak voor, bijvoorbeeld een bestaand lichaamsdeel dat verdwijnt of vergroot wordt. Zeldzaam is evolutie op embryologisch niveau. Deze ontwikkelingen hebben niet zozeer invloed op het organisme zelf als wel op de evolueerbaarheid van de soort. Enkele van deze zeldzame ontwikkelingen zijn:

  • De overgang van eencellig naar meercellig;
  • De ontwikkeling van symmetrie in de lichaamsbouw;
  • Segmentering van lichaamsdelen - het sprekendste voorbeeld is de duizendpoot, die uit vele gelijke delen bestaat, maar de menselijke ruggengraat (inclusief de schedel) is ook een voorbeeld.
Menselijke oorschelpspieren ontwikkelen niet dezelfde beweeglijkheid zoals andere primaten. De pijlen geven het knobbeltje van Darwin aan.

Rudimentaire structuren[bewerken]

Sterk en vrijwel direct bewijs voor evolutie komt voort vanuit rudimentaire structuren.[4] Dit zijn bepaalde eigenschappen die hun functie grotendeels of helemaal hebben verloren. Ze zijn nog wel behouden door evolutie, maar blijven meestal onderontwikkeld. Deze organen zijn meestal nog wel functioneel in voorouderlijke soorten. In vergelijking met atavismen zijn rudimentaire organen veelal nog wel standaard en duidelijk aanwezig.

Er zijn talloze voorbeelden van rudimentaire structuren bij organismen, enkele voorbeelden van niet-menselijke dieren zijn bijvoorbeeld de rudimentaire beentjes van walvissen, die voorouderlijk gezien als achterpoten functioneerden.[5] Sommige slangen hebben rudimentaire pootjes, momenteel niet meer dan nauwelijks zichtbare uitsteeksels. Sommige vogels hebben hun vleugels verloren, of kunnen er niet meer mee vliegen.[6] Er zijn ook vissen die in donkere grotten leven, waarbij het pigment en de ogen hun functie hebben verloren.[7]

Er zijn ook vrij veel rudimentaire organen van mensen bekend zoals: het staartbeen, het wormvormig aanhangsel, de verstandskiezen, de oorschelpspieren (Darwins tuberkel) en het knipvlies (plica semilunaris). Ook een aantal spieren in het menselijk lichaam worden als rudimentair beschouwd, zoals de voetzoolspier. Ook kippenvel heeft evolutionair gezien geen functie meer.[8] Voor de rest zijn er ook rudimentaire structuren op moleculair gebied, zoals een gen die in de meeste zoogdieren voorkomt, dit gen produceert een enzym voor het aanmaken van vitamine C. Een mutatie heeft het gen uitgeschakeld, alleen de resten zijn nog aanwezig in het menselijke genoom, ofwel als genetisch rudimentair, beter bekend als pseudogen.[9]

Het interne achterbeen van een Groenlandse walvis is rudimentair, maar ontwikkelt zich soms als atavisme.

Atavismen[bewerken]

Argumenten kunnen ook voortkomen vanuit atavismen, dit is de aanleg hebben om weer terug te vallen op voorouderlijke eigenschappen, dit kan op verschillende manieren voorkomen. Bijvoorbeeld in de loop van de evolutie zijn functionele eigenschappen verloren gegaan, omdat deze niet meer noodzakelijk ofwel weggeselecteerd zijn. In de genen kunnen deze gegevens bewaard zijn gebleven, en hebben daarmee de kans om als mutatie weer op te duiken met voortplanting. Wanneer dit voorkomt toont het aan dat deze voorouderlijke eigenschappen bestonden en een functie hadden. Deze zijn grotendeels weggevallen in vergelijking met rudimentaire organen, waarbij de kenmerken nog wel duidelijk aanwezig zijn.

Aantoonbare voorbeelden van atavismen zijn bijvoorbeeld paarden die geboren worden waarvan de poten drie tenen hebben, in plaats van één teen met daarbij de griffelbeentjes. Of bij 1% van de mensen komt polythelie voor, ofwel het hebben van meerdere echte tepels of verheven roze plekjes. Er zijn ook uitzonderlijke gevallen zoals het weerwolfsyndroom, een extreme vorm van hypertrichose ofwel overbeharing. In zeer uitzonderlijke gevallen worden mensen met staartvorming geboren. Deze congenitale aandoening is sinds 1884 tenminste drieëntwintig keer gerapporteerd in de medische literatuur.[10][11] De langste staart ooit gemeten bij een mens is 33 cm.[12]

De Euphorbia en de Astrophytum, beide vetplanten vertonen gelijkenis maar zijn niet sterk verwant van elkaar.

Convergente evolutie[bewerken]

Convergente evolutie is het evolueren van dezelfde eigenschappen maar dan in verschillende taxonomische groepen. Deze bezetten een ecologische niche, dit zijn gelijkmatige omstandigheden waarin een specialisatie of eigenschap vaker kan floreren. Convergentie is een vorm van homoplasie, en kan daarom in verwantschapsonderzoek voor misleiding zorgen, organismen kunnen namelijk sterk op elkaar lijken doordat hun leefomstandigheid vergelijkbaar is, terwijl ze niet familie van elkaar zijn. Het gaat bij convergente evolutie om analoge structuren, daarnaast zijn er ook homologe structuren om het verschil aan te geven in de vergelijkende anatomie. Een indeling maken vereist daarom veel zorgvuldigheid wat bewijsvoering betreft, door middel van bijvoorbeeld dna verwantschapsonderzoek kan uitsluitsel worden gegeven.

Een bekend voorbeeld van convergentie zijn bijvoorbeeld de vergelijkbare lichaamsvormen van haaien, dolfijnen en ichthyosaurussen. De optimale stroomlijn hebben zei ieder verkregen door gelijkmatige leefomstandigheden. Ze lijken aan elkaar verwant als vissoort, maar alleen de haaien behoren tot de vissen, dolfijnen tot de zoogdieren en ichthyosaurussen tot de reptielen. Een ander voorbeeld van convergentie zijn bijvoorbeeld de vleugels van een: pterosauriër, vleermuis, vogel, vliegende vis en een insect. Ze zijn wat betreft soort niet sterk verwant van elkaar, maar hebben ieder wel vleugels als eigenschap, deze zijn evenwel onafhankelijk van elkaar geëvalueerd.

Genetica[bewerken]

Fylogenetische stamboom volgens de indeling in drie domeinen
door Carl Woese. Rood zijn eukaryoten; groen zijn Archaea en blauw
zijn bacteriën.

Genetisch onderzoek kan bewijs vinden voor mutaties, wijzigingen in het DNA waardoor bij transcriptie daarvan andere eiwitten ontstaan, en dus andere eigenschappen van het resulterende organisme. Sommige DNA-veranderingen geven geen ander eiwit (als het resulterende codon voor hetzelfde aminozuur codeert); sommige geven neutrale veranderingen (het nieuwe eiwit werkt even goed als het vorige) en weer andere geven een slechter resultaat. In een klein aantal gevallen kan er echter wel eens een positief effect zijn, waardoor een adaptatie plaatsvindt. Zelfs door dit soort kleine stapsgewijze veranderingen kunnen - indien over zeer lange tijd en talloze generaties plaatsvindend - uiteindelijk grote wijzigingen ontstaan in organismen, zoals het ontstaan van een oog uit wat oorspronkelijk slechts een lichtgevoelige cel was.

Charles Darwin stelde dat kenmerken van organismen die essentieel zijn voor het overleven, niet makkelijk kunnen evolueren. Eigenschappen die minder essentieel zijn en dus minder onder selectiedruk staan, kunnen veel makkelijker evolueren. De biochemie heeft hiervoor het bewijs geleverd door de ontdekking dat enkele voor het leven essentiële eiwitten bij alle organismen exact gelijk zijn. Deze vindt men bijvoorbeeld terug in zowel zoogdieren als planten. De genen die voor zulke belangrijke eiwitten coderen konden (in ieder geval) van het moment dat de wegen van planten en dieren uiteengingen niet meer veranderen omdat mutatie ervan onmiddellijk de dood tot gevolg heeft.

Biochemie en moleculaire biologie[bewerken]

Sterk bewijs komt uit de biochemie en moleculaire biologie. Deze zijn erin geslaagd de samenstelling van organismes te bestuderen. Ook zij stelden fylogenetische stambomen op aan de hand van verwantschap van de structuur van eiwitten en het DNA, waarin blijkt dat groepen qua opbouw van eiwitten op elkaar lijken. 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. Dit percentage in overeenkomst verschilt wel per onderzoeksmethode, de meest recente onderzoeksmethode uitgevoerd door Roy Britten komt uit op een overeenkomst van 95%. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat bij dit soort onderzoeken naar overeenkomst niet al het DNA is onderzocht; er is maar een klein deel vergeleken en op basis daarvan is een schatting gemaakt.

Menselijke migraties volgens mitochondriale populatiegenetica. De getallen zijn het aantal millennia voor het heden, de letters zijn groepen mensachtigen die tot dezelfde mitochondriale haplogroep behoren.

Genografie[bewerken]

Door de combinatie van genetica en geografie wordt het perspectief op evolutiegebied niet alleen verbreed, maar ook onderstreept. Zoals de genografie, een jonge wetenschappelijke discipline die de afstammingsgeschiedenis van organismen onderzoekt aan de hand van DNA. Bijvoorbeeld door een weergave van kleine verschillen in het menselijke DNA kan er in principe een stamboom worden opgesteld van de gehele mensheid. Hierbij wordt gebruikgemaakt een mannelijke lijn, het Y-chromosomaal DNA, en een vrouwelijke lijn, het mitochondriaal DNA. Deze vallen uiteindelijk terug te herleiden tot de recentste gemeenschappelijke voorouders, bekend als Y-chromosomale Adam en mitochondriale Eva. De resultaten worden op individueel niveau meestal weergegeven door personen in te delen in zogenaamde haplogroepen. Ieder mens behoort tot een bepaald haplotype en daarmee tot een bepaalde haplogroep, die vervolgens ook geografisch ingedeeld kunnen worden zodat hun oorsprong kan worden weergegeven.

Dit onderbouwt met name de enkele-oorspronghypothese, ook wel de 'Out of Africa-theorie' genoemd, die naast de evolutie van de mens meer het ontstaan van de moderne mens probeert te verklaren. Dankzij andere onderzoeksterreinen zoals archeologie, paleoantropologie, taalkunde en klimatologie kunnen onderwerpen als relatieve verwantschap tussen volken, en menselijke migratie beter in kaart worden gebracht. Zoals bijvoorbeeld archeologische vondsten vanuit de geslachtengroep Hominini komen ook overeen met het DNA-onderzoek. Het gaat hierbij vooral om de overeenstemming tussen gevonden fossielen en DNA-onderzoek.

Het samensmelten van de 2 mensaap-chromosomen tot chromosoom 2 van de mens.

Chromosoom 2[bewerken]

Bewijs voor een gemeenschappelijke voorouder van mensen en chimpansees is gevonden in chromosoom 2. Dit is een van de 23 paar chromosomen in het menselijke lichaam. Behalve mensen, neanderthalers en denisovanen hebben alle soorten mensachtigen 24 paar chromosomen.[13] Chromosoom 2 is het resultaat van een samensmelting tussen twee uiteinden van twee voorouderlijke chromosomen.[14]

Het bewijs hiervoor omvat:

  • Het onderlinge verband tussen de twee mensaap-chromosomen en chromosoom 2 van de mens. De sterkst nog levende verwant van de mens, de bonobo, heeft een vrijwel identieke DNA-volgorde als chromosoom 2, alleen dan verdeeld over 2 chromosomen. Hetzelfde geldt voor verdere verwanten zoals de gorilla's en de orang-oetangs.[15][16]
  • De aanwezigheid van een rudimentaire centromeer. Normaliter heeft een chromosoom één centromeer, maar in chromosoom 2 zitten restanten van een tweede centromeer.[17]
  • De aanwezigheid van rudimentaire telomeren. Deze worden normaliter alleen in de uiteinden van een chromosoom gevonden, maar in chromosoom 2 zijn er in het midden extra telomeersequenties aanwezig.[18]

Paleontologie[bewerken]

Archaeopteryx is bewijs voor de evolutie van Theropoda dinosauriërs naar vogels.

Fossiele overgangsvormen[bewerken]

De paleontologie - het onderzoek naar fossielen - is één van de belangrijkste bronnen van bewijzen voor evolutie. Paleontologie is vooral behulpzaam bij het reconstrueren van de geschiedenis van het leven en het ontstaan van moderne levensvormen aan de hand van fossiele overgangsvormen. Een fossiele overgangsvorm tussen vissen en gewervelde landdieren is Tiktaalik. Een ouder voorbeeld, uit Darwins tijd, is Archaeopteryx, een fossiele vogel uit Duitsland met veerafdrukken en vele kenmerken van reptielen in het skelet. Het is een van de bekendste en meest tot de verbeelding sprekende fossiele overgangsvormen. Inmiddels is er door de ontdekking van veel meer overgangsvormen in vooral China en de vogelachtige kenmerken van bepaalde dinosauriërs steeds meer bekend geraakt over de evolutie van vogels uit andere dinosauriërs.

De term 'overgangsvorm' wekt overigens veel verwarring. Ieder gevonden fossiel was natuurlijk ooit een op zich staand individu. Het had een bepaalde structuur en van een overgang is binnen de levenspanne van een individu geen sprake. Het kan wat betreft bepaalde kenmerken tussen andere fossielen van oudere en jongere datering in liggen. Maar dit bewijst op zichzelf geen genetische verwantschap; en tussen ieder paar sterk op elkaar gelijkende maar niet-identieke fossielen kan men zich natuurlijk weer een daar weer tussenin liggend, nog niet gevonden exemplaar voorstellen.

Biostratigrafie[bewerken]

Er bestaan wel situaties waarin grote aantallen fossielen gevonden zijn die tot naadloze reeksen te leggen zijn; er bestaan echter ook situaties waarin een nieuwe vorm schijnbaar uit het niets opeens opduikt. Paleontologen vermoeden daarom dat soortvorming soms heel snel kan gaan, zodat er geen tussenvormen bewaard zijn gebleven. Een andere verklaring is dat de plotseling verschenen soort zich heeft ontwikkeld in een ander gebied dan waar men opgravingen doet en zich in korte tijd over het nieuwe gebied heeft verspreid. Het lijkt dan alsof de soort plotseling is ontstaan, maar indien men het oorsprongsgebied zou vinden zou men daar ook een naadloze reeks fossielen kunnen vinden. Iets dergelijks kan men zien bij door de mens op andere continenten geïntroduceerde soorten. Als bijvoorbeeld iemand over een paar miljoen jaar opgravingen doet in Australië, zal het lijken alsof de reuzenpad (die geïntroduceerd is om insecten te bestrijden in de landbouw) uit het niets is verschenen.

Biogeografie[bewerken]

De biogeografie van glossopteris, een ringsoort van 300 tot 250 miljoen jaar geleden, verspreid over supercontinent Gondwana.

De biogeografie bestudeert het verspreidingsgebied van organismen. Het omvat de studie van biodiversiteit in hun verleden, heden en eventueel de toekomst, bijvoorbeeld hun tussentijdse woonplaatsen en overlevingskansen. De geografische gebieden kunnen verklaard worden door historische factoren samen met evolutie, bijvoorbeeld soortvorming, uitstervingen, plaattektoniek en continentverschuiving. Biogeografie is het best waarneembaar op eilanden, vanwege de overzichtelijkheid en de geconcentreerde ecosystemen kunnen soorten beter geobserveerd worden, zoals het waarnemen van soortvorming in de natuur.

Ringsoorten[bewerken]

Duidelijke voorbeelden van levende soortvorming komen ook voort uit ringsoorten. Een ringsoort is een organisme bestaande uit variëteiten die geografisch gezien een ring vormen, waarbij minstens twee variëteiten onderling niet meer kunnen voortplanten. Een ring ontstaat wanneer het centrum van de ring qua leefomstandigheden ontoegankelijk is, bijvoorbeeld door een berg, meer of woestijn. Vervolgens verspreidt de soort eromheen zich totdat ze elkaar weer tegenkomen, waarna ze dusdanig zijn geëvolueerd in variëteit dat onderlinge voortplanting onmogelijk is geworden. En daarmee zijn het twee nieuwe soorten ten opzichte van elkaar. Dit is de laatste fase van micro- naar macro-evolutie, mocht er één of meerdere tussensoorten wegvallen, dan zijn er twee nieuwe onafhankelijke soorten ontstaan.

Bekende voorbeelden hiervan zijn de salamander ensatina eschscholtzii, enkele vogelsoorten als de larus, de grauwe fitis, en de zanggors, en enkele plantensoorten als de glossopteris en de euphorbia tithymaloides.

De middelste grondvink is een voorbeeld van zowel adaptieve radiatie als zichtbare soortvorming.

Adaptieve radiatie[bewerken]

Met adaptieve radiatie wordt soortvorming bedoeld die van een gemeenschappelijke voorouder afstamt die vervolgens ecologische niches innemen. Een unieke eigenschap die het voordeel met zich meebrengt de concurrentie tegen te gaan. Het betreft nakomelingen uit een sympatrische soortvorming binnen een klein geografisch gebied. Bijvoorbeeld op eilanden of een eilandengroepen waar de favorabele niches zeer goed van pas komen.

Een van de bekendste voorbeelden zijn de darwinvinken afkomstig van de Galapagoseilanden. Deze stammen uit één vooroudersoort, uit de familie van deze tangaren zijn vijftien soorten voortgekomen. Met ieder een eigen unieke niche, het verschil zit bijvoorbeeld in de snavels met betrekking tot verschillende soorten voedsel. Bijvoorbeeld boszangervinken hebben een vrij kleine spitse snavel en eten vrijwel uitsluitend insecten. De middelste grondvink heeft daarentegen een vrij grote stompere snavel waarmee zaden gekraakt kunnen worden.

Overigens verscheen er in 2007 een publicatie waaruit blijkt dat er op het eiland Santa Cruz twee populaties van middelste grondvinken aanwezig zijn, waarvan de snavelgrootte verschilt. Er werd aangetoond dat individuen met vergelijkbare snavelgrootte eerder met elkaar paartjes vormden, en nakomelingen produceerden, dan individuen met een verschillend formaat snavel. Dit is ook een voorbeeld van zichtbare (sympatrische) soortvorming.[19]

Endemie[bewerken]

Endemie is een ecologische toestand van een soort die uniek is en daarmee alleen voorkomt in een afgrenzend geografisch gebied. Met name op eilanden in de oceaan, maar ook in geïsoleerde bergen, meren en riviersystemen. Veel endemische soorten zijn wel verwant aan andere soorten van nabijgelegen eilanden of continenten.

De verwantschap tussen de nabijgelegen soorten en de endemische soorten (van veelal eilanden) toont aan dat de nabijgelegen soorten verder zijn geëvolueerd tot endemische soorten. Een voorbeeld daarvan is de relatie tussen endemische soorten van Madagaskar en die van het continent Afrika, ongeveer 90% van alle planten en diersoorten van Madagaskar zijn endemisch. Zoals lemuren, aangezien zij heel lang weinig concurrentie hadden en in een afgrenzend geografisch gebied leefden, zijn er veel verschillende soorten uit voort gekomen, in 2012 zijn er officieel 103 soorten beschreven. De vele voorbeelden van endemische soorten tonen aan dat deze onafhankelijk verder zijn geëvolueerd in geïsoleerde gebieden, en worden nergens anders op aarde gevonden, hierbij wordt peripatrische soortvorming vanuit een groter perspectief waargenomen.

Kunstmatige selectie[bewerken]

Een chihuahua-bastaard en een Duitse dog tonen grote verschillen, terwijl alle honden dezelfde ondersoort van de wolf zijn.

Kunstmatige selectie toont biodiversiteit aan bij organismen die een relatief jonge gemeenschappelijke voorouder delen. Een soort wordt geselecteerd met bepaalde eigenschappen, deze kunnen ook zodanig worden beïnvloed iedere generatie. Kunstmatige selectie was al langer succesvol voordat de wetenschap de genetische basis ontdekte.

Charles Darwin gebruikte de term als eerste en zag het begrip als tegenhanger van natuurlijke selectie. Beide processen werken met dezelfde genetische principes en achtergrond.

Domesticatie[bewerken]

Domesticeren is ook een vorm van kunstmatige selectie omdat de mens bepaalde dieren en planten selecteert. Door middel van fokken en plantenveredeling worden eigenschappen geselecteerd die gunstig zijn voor de mens. Van planten zijn de geselecteerde eigenschappen bijvoorbeeld voedsel, medicijnen en bouwmateriaal, van dieren eveneens voedsel, en werk verzetten of als gezelschapsdier worden gehouden. Aangezien er constant en bewust op bepaalde kenmerken wordt geselecteerd, veranderen de eigenschappen evolutionair gezien in een sneller tempo. Natuurlijke selectie verloopt doorgaans veel geleidelijker, en veroorzaakt een langzamere aanpassing van soorten waardoor het minder goed opvalt. Onder controle van de mens kunnen bepaalde geselecteerde kenmerken sneller evolueren die eerder opvallen.

Bijvoorbeeld tegenwoordig zijn er meer dan 350 erkende hondenrassen die qua uiterlijk veel verschillende kenmerken vertonen. Anderzijds geeft DNA-bewijs ook aan dat alle honden een gezamenlijke voorouder delen met de wolf, die qua uiterlijk niet zo veel veranderd is. Dit geeft aan dat soorten binnen een respectievelijk korte tijd al veel kunnen veranderen.

Een populatie van bananenvliegen wordt onderverdeeld in subpopulaties, ze worden uiteengezet om te adapteren aan de hand van verschillende soorten voedsel. Na een aantal generaties worden beide populaties weer bij elkaar gezet. De daaropvolgende paringen vinden plaats tussen individuen van de voorgaande subpopulatie. Hierbij wordt allopatrische soortvorming waargenomen.[20]

Experimentele evolutie[bewerken]

De experimentele evolutie is een vakgebied dat zich bezighoudt met het testen van evolutie door gebruikt te maken van gecontroleerde experimenten. Evolutie wordt waargenomen in het laboratorium wanneer populaties zich aanpassen aan hun nieuwe omgevingsomstandigheden, door middel van bijvoorbeeld genetische drift. Met moderne moleculaire technieken is het mogelijk om mutaties te lokaliseren waar de selectiedruk zich uitoefent, te zien wat de adaptaties teweegbrengen, en de werking van mutaties zelf te achterhalen.

Er is vaak een groot aantal generaties nodig voordat er adaptaties optreden. Evolutie-experimenten worden daarom meestal uitgevoerd met micro-organismes, zoals bacteriën, gist of virussen.[21][22] Dergelijke laboratoriumstudies met vossen en knaagdieren hebben aangetoond dat er aanzienlijke aanpassingen kunnen optreden tussen de 10 tot 20 generaties.[23] In experimenten met wilde guppy's zijn ook adaptaties waargenomen met een vergelijkbaar aantal generaties.[24]

Vanaf het jaar 1880 tot 1980 is de experimentele evolutie bij tussenpozen uitgeoefend door een aantal evolutiebiologen, waaronder door de zeer invloedrijke Theodosius Dobzhansky. Een van de eerste en veelgebruikte moderne experimenten is die met Drosophila melanogaster ofwel de bananenvlieg.

De moderne experimentele evolutie is op allerlei manieren toegepast om de evolutionaire processen in een gecontroleerd systeem te begrijpen. Experimentele evolutie wordt uitgevoerd met meercellige en eencellige eukaryoten, prokaryoten en virussen.[25][26][27][28]

Genetische technologie[bewerken]

Een andere vorm van kunstmatige selectie is genetische technologie, waarmee het DNA van een organisme direct wordt aangepast. In tegenstelling tot bijvoorbeeld domesticatie, zoals bij fokken, waarmee het DNA op een indirecte wijze wordt aangepast. Met genetische technologie is het mogelijk om bepaalde erfelijke eigenschappen van soorten over te brengen. Een aantal toepassingen zijn bijvoorbeeld de ontwikkeling van geneeskunde zoals gentherapie en de voedselproductie zoals gouden rijst.

Als het bij een genetisch gemodificeerd organisme gaat om soorteigen DNA spreekt men van cisgenese, gaat het om het DNA van een andere soort noemt men het transgenese. Beide vormen kunnen ook plaatsvinden bij natuurlijke selectie door middel van mutaties. Volgens natuurlijk proces is cisgenese (ongemodificeerd) gebruikelijk, maar transgenese komt ook voor. Men spreekt dan van hybriden. In de meeste gevallen van transgenese is er sprake van menselijke handeling in de vorm van genetische modificatie.

Genen bestaan uit nucleotiden die in sequentie met elkaar zijn verbonden. Wanneer er door middel van genetische technologie in zo'n sequentie iets wordt veranderd, toegevoegd of verwijderd, wordt het een mutatie genoemd. Dit proces is in principe een nabootsing van hoe evolutie werkt. Het verschil is dat deze mutaties kunstmatig en bewust worden beïnvloed.

Interdisciplinariteit[bewerken]

Antibiotica worden o.a. ontwikkeld door de evolutionaire wapenwedloop tussen ziekteverwekkers en de antistoffen te onderzoeken.

Bepaalde andere vakgebieden worden met het oogpunt op de evolutietheorie nader verklaard. Het gaat hierbij om vakgebieden die zich niet vasthouden aan hun oorspronkelijke discipline of vakgebied, een zogenaamde interdisciplinariteit. Het gaat om een gecreëerde tussenpositie, die perspectieven van andere wetenschappen combineert. Evolutiebiologie zelf is ook een interdisciplinair vakgebied, er zijn overeenkomsten en overlappingen met verschillende vakdisciplines. Dit laat zien dat de evolutieleer gekoppeld is, en werkt in verschillende vakgebieden, een aantal van deze tussenposities zijn:

Zie ook[bewerken]

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. Dawkins, Richard: Het grootste spektakel ter wereld, Ned. vert. van The greatest show on earth, ISBN 978-90-468-0651-7
  2. Coyne, J.A.: Why evolution is true, Oxford, Oxford University Press 2009
  3. (nl) Darwin, Charles, De oorsprong der soorten ISBN 9789021001708.
  4. (en) Slifkin, Natan, The Challenge of Creation, 2006, 258 – 259 ISBN 1933143150.
  5. (en) Coyne, Jerry A., Why Evolution Is True, 2006, 69–70 ISBN 9780670020539.
  6. (en) Energy Conservation and the Evolution of Flightlessness in Birds. American Naturalist (1994)
  7. (en) Regressive Evolution in Astyanax Cavefish. PNAS (2009)
  8. (en) The Expression of the Emotions in Man and Animals Gene. John Murray (1872)
  9. (en) Cloning and Chromosomal Mapping of the Human Nonfunctional Gene. PubMed (1994)
  10. (en) Detailing the human tail. PubMed (1988)
  11. (en) Human tails and pseudotails. PubMed (1984)
  12. (nl) De langste menselijke staart ter wereld. Kennislink (2014)
  13. (en) A high-coverage genome sequence from an archaic Denisovan individual. PubMed (2012)
  14. (en) Human Chromosome 2 is a fusion of two ancestral chromosomes. Alec MacAndrew
  15. (en) The origin of man: a chromosomal pictorial legacy. PubMed (1982)
  16. (en) Comparison of the Human and Great Ape Chromosomes as Evidence for Common Ancestry
  17. (en) Evidence for an ancestral alphoid domain on the long arm of human chromosome 2. PubMed (1992)
  18. (en) Origin of human chromosome 2: an ancestral telomere-telomere fusion. PMC (1991)
  19. (en) Reproductive isolation of sympatric morphs in a population of Darwin's finche. NCBI (2007)
  20. (en) Reproductive Isolation as a Consequence of Adaptive Divergence in Drosophila pseudoobscura. Society for the Study of Evolution (1989)
  21. (en) Review Article The Beagle in a bottle. Nature (2009)
  22. (en) Evolution experiments with microorganisms: the dynamics and genetic bases of adaptation. Nature (2003)
  23. (en) Early Canid Domestication: The Farm-Fox Experiment. American Scientist (1999)
  24. (en) Evaluation of the Rate of Evolution in Natural Populations of Guppies. Science (1997)
  25. (en) Aerial performance of Drosophila melanogaster from populations selected for upwind flight ability. NCBI (1997)
  26. (en) Experimental evolution of multicellularity. NCBI (2012)
  27. (en) Genome evolution and adaptation in a long-term experiment with Escherichia coli. NCBI (2009)
  28. (en) Evolutionary robustness of an optimal phenotype: re-evolution of lysis in a bacteriophage deleted for its lysin gene. NCBI (2005)