Login

De Gebroken Kolom

Verzamelpunt voor bouwstukken

Gaia Danst

GAIA DANST 

(de weg van chaos naar kosmos) 

 

P. Romeijn, oktober 1990

 

De titel van dit verhaal is de titel van het boek dat mij inspireerde het te schrijven. Dat boek is geschreven door de Griekse professor Elisabet Sahtouris. Ze stopte op een gegeven moment met haar wetenschappelijk werk, ging weer op haar geboorte-eiland wonen, nadenken, lezen en het boek schrijven. Het boek heeft een voorwoord van James Lovelock, die samen met Lynn Margulis in de 70-er jaren de Gaia-hypothese lanceerde. Die hypothese is inmiddels bevorderd tot een theorie, dat is een erkenning als basis voor wetenschappelijk onderzoek en toetsing. De theorie houdt in dat de aarde met alles erop en eraan een zelfregulerend organisme is. Let U op het woord "organisme", als tegenstelling tot "mechanisme", want die tegenstelling komt later terug. 

 

De theorie heeft zijn naam te danken aan de Griekse mythologie, maar ook niet meer dan de naam: Lovelock had een hypothese en zocht naar een naam voor publicatie. Zijn buurman, classicus, suggereerde Gaia als naam: zij was het eerste schepsel dat uit de oerchaos ontstond. Haar nakomelingen waren de geesten of de goden of godinnen die stonden voor de hemel, de bergen, de zee, enz., en tenslotte Rhea en Cronos, de ouders van Zeus van de Olympus.

 

Mijn verhaal gaat over de oorsprong en de aard van de planeet aarde, van het leven op aarde, en van de mens. Het bevat gegevens uit heel veel verschillende wetenschappen. Alles wordt verteld in de context van evolutie. U zult mij vaak de naam Gaia horen gebruiken als ik de aarde bedoel. 

 

Sahtouris waarschuwt de lezer dat ze ter vermijding van moeilijke vaktermen vaak metaforen gebruikt, beeldspraak in gelijkenissen, en dat we die vooral niet letterlijk moeten nemen. Als zij zegt "Gaia doet dit of dat", of "het leven stond voor een probleem", dan is dat pure beeldspraak. Gaia doet niet of denkt niet, en het leven is een proces, meer niet. Er is geen doel, er is geen plan. Ze gebruikt vaak de beeldspraak van de dans, en dat loopt dan van de dansende energiepakketjes binnen de atomen tot de reidans van de sterren uit de Timaios van Plato.

Je leest haar boek als een boeiende roman, en het was moeilijk om er een compact verhaal van te maken. Af en toe zult U de ‘helicopterblik’ nodig hebben, gedachtensprongen van het allergrootste naar het allerkleinste en omgekeerd, of van de oertijd naar het heden en terug.

 

Eerst het ontstaan van de aarde: het heelal begon als een hete, snel bewegende, explosieve energie, die zich verspreidde en afkoelde. Energie vormde zich tot subatomaire deeltjes. Sommige daarvan bleven bij elkaar als eenvoudige atomen. Atomen dreven samen tot gaswolken. Gaswolken werden en worden nog steeds sterren. Binnen in die sterren ontstaan kernfusie (dus zwaardere atomen) en onvoorstelbare samentrekkende en afstotende krachten. Ze klappen dan in elkaar of spatten uit elkaar als supernova. In de sterren van de tweede generatie ontstaan dan nog weer zwaardere atomen, totdat nagenoeg alle elementen van het heelal gevormd zijn. Als genoeg atomen te zwaar worden om nieuwe sterren te vormen, worden het planeten, die dan om een ster gaan cirkelen. Onze aarde is zo'n planeet, en die cirkelt om een ster van de tweede generatie, onze zon.

 

U zult mij vaak het begrip "holon" horen gebruiken. Dat is een term uit de wetenschapsfilosofie voor elk geheel in de natuur dat bestaat uit zijn eigen delen, maar ook zelf onderdeel is van een groter natuurlijk geheel. In die terminologie is een mensenlichaam dus een holon, bestaande uit organen of orgaanstelsels, die elk ook een holon zijn. Maar een mens is weer een onderdeel van het holon volk of stam, en daarboven het holon samenleving, en daarboven weer het holon aarde, enzovoort. Het is een nuttige term voor het beschrijven van strukturen. Zo'n hiërarchische reeks van holons heet een holarchie.

 

Ons zonnestelsel, inclusief onze aarde, is ontstaan uit de materie van de ster die vóór onze zon explodeerde, zo'n 5 miljard jaar geleden. De radioactiviteit en de hitte van onze aardkern zijn daar nog restanten van. De aarde begon als ronddraaiend gas en stof. Hitte, druk, zwaartekracht en kernreacties maakten er een vloeibare vuurbal van. De buitenkant koelde af tot een dunne korst van steen. Vulkanisme en andere fysische krachten, regens van nieuw gevormd water, enz. maakten bergen en oceanen. Een atmosfeer was er nog niet of nauwelijks, en bevatte in ieder geval geen zuurstof. De planeet lag dus open voor alles wat maar uit de ruimte kwam, meteoren zo groot als kleine planeten, rondvliegend puin van de ontplofte ster, rauw zonlicht, rauwe UV-straling, en misschien nog wel meer.

 

Je kunt je afvragen waarom nu juist op onze planeet leven ontstond. Daar bestaan alleen nog maar speculaties over, maar zeker heeft de temperatuur op aarde daarbij een rol gespeeld. Die maakte dat water steeds in vloeibare vorm aanwezig bleef, en daardoor de funktie kon blijven vervullen die het nog steeds vervult, namelijk als het transportmiddel voor de grote Gaiaanse kringloop die we leven noemen. Dezelfde atomen van de gaswolk werden steen, toen levende schepsels, weer steen, weer levende schepsels, enz. Die kringloop is nog steeds aan de gang.

We moeten het nu even hebben over leven. Over de twee vragen "hoe is het ontstaan" en "wat is het precies" kun je eindeloos discussiëren. Toen godsdienst en wetenschap nog niet gescheiden waren was het voor de christenen heel simpel: God had de planten, dieren en mensen zoals we ze nu kennen geschapen, ze neergezet op een niet-levende wereld die hij ook zelf gemaakt had, en tot slot had hij in Adam de levensadem geblazen. Tegenwoordig gaat men er van uit dat leven ontstaan is toen kleine klompjes moleculen op een bepaalde manier aan elkaar gingen kleven,

 

Maar de wetenschappers hebben nog steeds geen eensluidende definitie van wat leven precies is. Sahtouris gebruikt een definitie uit de wetenschap die ze veelbelovend vindt. Leven is een proces van "autopoiese" (Gr. zelfproduktie). Een autopoietisch systeem of holon produceert zelf de delen waaruit het bestaat, en houdt die zelf in conditie door voortdurende vernieuwing. Het werkt volgens eigen regels, heeft dus zelfbestuur. Het creëert een grens tussen zichzelf en zijn omgeving, en wisselt met die omgeving materie en/of energie uit. Het kan oneindig groot of oneindig klein zijn.

 

Volgens die definitie is de planeet aarde een levend organisme. Voor mij was dat een hele sprong: van de visie op de aarde als een niet-levende steenklomp die door levende schepsels wordt bewoond, naar de visie op de aarde als een levend organisme, waarvan levende schepsels onderdelen zijn, net zoals lichaamscellen onderdelen zijn van een mensenlichaam.

 

De kringloop van Gaia begon met chemische reacties: atomen werden moleculen, toen grotere moleculen waaronder suikers en zuren, en tenslotte ook de zogenaamde reuzenmoleculen, met steeds als basis koolstof. Drie soorten moleculen, namelijk proteïnen (eiwitten), RNA en DNA (zuren), vormden samen het systeem dat het leven opbouwde, en eindeloos heeft herhaald. Nog steeds bestaan alle levende wezens op aarde uit twee soorten moleculaire bouwstenen van miljarden jaren geleden, namelijk een collectie van ruim 20 aminozuren, en een collectie van 5 nucleotiden. Die moleculen bevatten maximaal 30 atomen, koolstof, stikstof, zuurstof en waterstof, en dat is in alle wezens hetzelfde. van de oudste tot de jongste. De verschillen zitten alleen in de manier waarop ze gerangschikt zijn in een eindeloos aantal variaties.

 

DNA b.v. bestaat uit lange, gedraaide ritsen van vier soorten moleculen, en de tanden van zo'n rits werken met een alfabet van vier letters. Ze kunnen dus informatie opslaan en teruggeven. Iedere levende cel, van welk organisme dan ook, heeft zijn eigen specifieke DNA-codes. In allerlei partnerschappen tussen proteïnen en DNA wordt het DNA ertoe aangezet zich te openen, zichzelf te kopiëren, informatie te leveren voor het maken van nieuwe proteïnen, nieuwe informatie op te slaan, processen te bewaken, enz.. Ziedaar het recept van de instandhouding, de voortplanting en de evolutie van het leven. Het is nooit meer fundamenteel veranderd, alleen maar gevarieerder en ingewikkelder geworden. Al die fundamentele ontwikkelingen speelden zich af in de warme dikke soep aan de oppervlakte van de afkoelende aarde.

 

Om een stel grote moleculen heen gingen zich zakken of vliezen vormen van liposomen, vetlichaampjes. Denkt U maar aan microscopisch kleine zeepbelletjes. Die gingen werken als membranen, d.w.z. ze konden selektief bepaalde stoffen wel of niet naar binnen of naar buiten doorlaten. Daardoor kon zo'n cel met zijn omgeving materie uitwisselen, en dus tevens zijn eigen scheikundige samenstelling onderhouden. Sommige proteïnen gingen zich specialiseren in het versnellen van chemische reacties van voeding en voortplanting. Die noemen we nu enzymen, kenmerk van alle leven. Zo ontstonden dus de eerste cellen.

 

In essentie hebben we nu het begin gezien van de Gaiaanse kringloop. Van de aardkorst verdampte een deel tot atmosfeer, een deel vormde zich tot zeeën, een deel werd afgebroken en de zeeën in gespoeld, en een deel vormde zich tot de grote moleculen die geleidelijk levende schepsels werden. Dit alles met behulp van enorme hoeveelheden energie, die toen rijkelijk aanwezig was.

 

Als tussenstation in mijn verhaal wil ik U nu alvast twee bestaande denkrichtingen noemen: de oudere versie dat het leven begon als een verzameling micro-organismen die uit de een of andere toevallig ontstane oercel te voorschijn kwam, of de jongere versie dat het leven begon als een versnellen van scheikundige reacties van de aardkorst, als de transformatie van die korst tot micro-organismen die tenslotte levende schepsels werden. Die laatste denkrichting past in de Gaia-theorie, de eerste niet.

 

Terug naar de evolutie: Bedreigingen van het prille leven op aarde waren er genoeg, onder andere door het ontbreken van een atmosfeer. Het regende dus meteoren, van het puin van de recente supernova onder andere, en die brachten materie, maar ook vernietiging. De zonne-energie was nuttig bij het splitsen en hergroeperen van moleculen, maar in ongefilterde toestand waarschijnlijk ook gevaarlijk voor de jonge micro-organismen, en zeker ook de ultraviolette straling, want die brak DNA-moleculen af. Een van de eerste "uitvindingen" na de voortplanting moeten enzymen geweest zijn die UV-schade konden herstellen.

 

De jonge micro-organismen werden volwassen bacteriën, met veerkrachtige celwanden, gevuld met cytoplasma van eigen samenstelling, waarin het DNA als lange slingers vrij ronddreef. Ik moet nu even iets uitleggen over benamingen: de term "microben" is in de biologie verouderd. Men spreekt nu van "monera", dat zijn alle schepsels die bestaan uit één cel, zonder celkern, omringd door een wand. Alle bacteriën zijn monera, maar niet alle monera zijn bacteriën. Ik gebruik de twee termen willekeurig door elkaar, omdat het onderscheid in mijn verhaal niet relevant is.

 

De zee was vol voorraadmoleculen. De bacteriën konden dus naar hartelust evolueren tot een enorme verscheidenheid, verspreid over de hele aarde, aangepast aan nagenoeg ieder denkbaar leefmilieu. Alles wat ze ontwikkelden en uitvonden, werd opgeslagen in hun DNA. Qua evolutie zijn ze superieur, ze hebben geen andere levensvormen nodig. Toch kennen wij ze pas sinds de vorige eeuw, en in eerste instantie als ziekteverwekkers, in plaats van schepsels die voor ons leven onmisbaar zijn.

 

De eerste bacteriën kregen hun energie door het afbreken van voorraadmoleculen Dat proces noemen we nu fermentatie of gisting. De vrijkomende energie werd opgeslagen in een speciaal soort moleculen, die ze zelf maakten, adenosinetrifosfaat of ATP. Datzelfde ATP wordt nog steeds door alle levende schepsels op aarde gebruikt. Bacteriën vonden nieuwe chemische processen uit, nieuwe levenswijzen, nieuwe soorten, nieuwe voedselketens. Letterlijk levensbelangrijk was dat ze leerden de vrije stikstof uit de atmosfeer aan andere stoffen te binden. Wie weet hoe het zonder die laatste uitvinding gelopen zou zijn, want het leven kan niet zonder stikstof, maar anderzijds kan het leven met stikstof als vrij gas niets beginnen.

 

Ik geef nu even een voorbeeld van die helicopterblik waar ik het over had: om te leven, d.w.z. zijn cellen voortdurend te vernieuwen, heeft elk schepsel uit zijn omgeving materiaal en energie nodig, en anderzijds moet het schepsel restmateriaal en afgestoten delen van zichzelf aan zijn omgeving kwijt. Als je dit beginsel uitvergroot tot b.v. een mensenlichaam, dan wordt het: eten, ademhalen, ontlasten en zweten. Nog iets verder uitvergroten, tot de menselijke samenleving, wordt het: grondstoffen aan de omgeving onttrekken, energiedragers aan de omgeving onttrekken, produceren voor menselijke behoeften, en afval teruggeven aan de omgeving.

 

Bezien door de bril van leven en evolutie heb je het dan drie keer over precies hetzelfde: de wisselwerking tussen levende wezens en hun omgeving. Die bestaat op elk niveau van de holarchie. Neem b.v. het holon "lever". Dat moet zichzelf in stand houden, maar ook z'n bijdrage leveren aan het functioneren van het lichaam, het grotere holon. Het lichaam heeft dezelfde tweeledige taak in omgekeerde richting. Als een van beide partijen tekort schiet, dan sterven beide. Er moet dus voortdurend evenwicht zijn tussen eigen belang en groter belang, en dat evenwicht wordt ‘wederzijdse consistentie’ genoemd. Dat die er is tussen de lever en het spijsverteringsstelsel, en tussen het spijsverteringsstelsel en het lichaam, wordt vanzelfsprekend gevonden. Dat komt omdat er geen denken voor nodig is, het regelt zichzelf. 

 

Maar we beginnen nog maar net te beseffen dat die wederzijdse consistentie even essentieel is voor alle holarchieën boven de mens: gezinnen, families, volken, naties, de samenleving, de natuur, de planeet, of hoe je het maar noemen wil. En daar is wel nadenken voor nodig, daar moeten bewuste beslissingen voor worden genomen, en dan komt de mens in het spel.

 

Voordat ik verder ga over de evolutie kijken we even naar de tijd. De leeftijd van de aarde wordt op circa 4 1/2 miljard jaar geschat, en de tijd dat er leven was op circa 3 1/2 miljard jaar. Omdat zulke getallen weinig zeggen, stel ik vor dit verhaal die 3 1/2 miljard jaar gelijk aan een etmaal, van middernacht tot middernacht. Een miljoen jaar is dan 24 seconden. De bloeitijd van de gistende bacteriën valt dan rond vier uur 's morgens.

 

We gaan verder met de evolutie: in het tijdperk van de gistende bacteriën moet een hoge wederzijdse consistentie geheerst hebben. Maar toen werden de voorraadmoleculen in de zeeën schaars. De chemische elementen die de bacteriën nodig hadden waren er wel, maar niet in de juiste vorm. Koolstof zat vast in de kooldioxyde in de atmosfeer. De vrije stikstof in de atmosfeer konden ze niet gebruiken, en de stikstof in de zoutnitraten van de zee konden ze niet bereiken. Er ontstond honger. Dat was waarschijnlijk de prikkel tot misschien wel de belangrijkste ontdekking van de gistende bacteriën: ze leerden zonlicht rechtstreeks omzetten in ATP-energie, en met die energie leerden ze moleculen kooldioxyde, water en steenzouten splitsen in atomen, waarmee ze hun suikers en hun DNA-delen konden aanmaken. Dat proces noemen we nu fotosynthese. Die werd in hoofdzaak gedaan door de blauwwieren, een zeer geslaagde levensvorm. Er was maar één probleem: die prachtige nieuwe uitvinding vervuilde het milieu. Het afvalprodukt was namelijk vrije zuurstof, en dat was voor alle toen levende wezens een dodelijk vergif.

 

Die vergiftiging van de atmosfeer ging natuurlijk heel geleidelijk (net als nu), maar tenslotte gingen de zeeën als een levende pomp werken: ze haalden kooldioxyde uit de atmosfeer, haalden de koolstof er uit, en pompten zuurstof terug. Gelukkig haalden ze ook stikstof uit de opgeloste steenzouten en pompten hun surplus daarvan ook de atmosfeer in. Dat was het begin van het zeer ingewikkelde proces waarmee Gaia het delicate evenwicht in onze unieke aardatmosfeer handhaaft. Het is een van de sterkste steunpilaren van de Gaia-theorie.

 

Vanwege de samenhang loop ik nu even op de tijd vooruit. Zuurstof is een agressief gas, denk maar aan de moderne snijbrander. Het vernietigt de reuzenmoleculen van levende organismen, nog veel erger dan UV-straling. Onze atmosfeer bevat al een paar miljard jaar 21% zuurstof. Een paar procent meer, en er zouden overal op aarde spontaan branden uitbreken, zelfs van nat gras b.v. Een paar procent minder, en alle ademhalende levensvormen zouden uitsterven. Onze atmosfeer is chemisch onstabiel, hij is onafgebroken chemisch aan het opbranden. De evolutie zou al lang gestopt zijn, of misschien een heel andere richting ingeslagen zijn als Gaia niet voortdurend gezorgd had voor de juiste samenstelling van de atmosfeer, ongeacht ijstijden, klimaatveranderingen, ups en downs van het leven op aarde en wisselende invloeden uit het heelal. 

 

Hoe ze dat doet weten we niet precies, alleen dat het een buitengewoon ingewikkeld proces is, en dat het door levende schepsels gebeurt, onder andere door het plankton in de zeeën. Levende schepsels daarin leveren b.v. 4 miljard ton nieuwe zuurstof per jaar, andere schepsels ook stikstof en methaan. Dat betekent dat een evenwichtige atmosfeer afhankelijk is van wederzijdse consistentie in de zeeën.(Zonder zeeën geen plankton en zonder plankton geen atmosfeer) De honderden miljoenen tonnen steenzouten en mineralen die jaarlijks in zee spoelen, zouden die zee al lang onleefbaar hebben gemaakt als niet levende wezens er iets aan deden, waardoor de zee niet dichtslibt, maar ook niet te zout wordt voor leven. Iedere luchtmolecule die we inademen is kort tevoren door levende schepsels geproduceerd. Laten we blij zijn dat Gaia tot nu toe alle menselijke bedreigingen van het leefmilieu in zee heeft weten te keren.

 

Je gaat toch denken dat voor zulke ingewikkelde processen, die niet alleen moeten ontstaan, maar ook nog constant aangepast moeten worden aan wisselende omstandigheden, intelligentie nodig is, of iets wat daar op lijkt. Dat was het begin van de Gaia-hypothese, die inmiddels tot theorie is verheven. Voor sommigen gaat dat een beetje te ver, en daarom hebben b.v. de fysiologen de term "lichaamswijsheid" bedacht. Gaia heeft dus lichaamswijsheid, dezelfde wijsheid die in ons lichaam de fundamentele levensprocessen regelt zonder dat wij daarvoor hoeven te denken. Met diezelfde lichaamswijsheid heeft Gaia ook al miljarden jaren haar temperatuur binnen de vereiste grenzen voor leven gehouden, terwijl de zon toch in die tijd groter en veel heter is geworden, en de atmosfeer afwisselend meer en minder ging isoleren. We weten nog bijna niets van hoe dat werkt. We weten dus ook niet wat we riskeren door onze moderne levenswijze. We weten alleen dat het gehalte aan kooldioxyde in de atmosfeer een peil nadert dat - voor zover wij weten - alleen vlak vóór ijstijden werd bereikt. Je kunt je afvragen wat Gaia zal doen, een beetje afkoelen door een nieuwe ijstijd? Of de thermostaat iets hoger zetten, naar een temperatuur die voor menselijk leven ongeschikt zou kunnen zijn? We weten het niet, maar wel daagt het besef dat het Gaiaanse systeem best voor zichzelf kan zorgen, met of zonder haar jongste onderdeel de mens. Tenslotte zijn er vóór ons door klimaat-veranderingen al miljoenen soorten uitgestorven. Zie het boek "Uitsterven".

 

Misschien is het goed om nog even die waarschuwing te herhalen over mijn taalgebruik. Er was natuurlijk niets of niemand die nadacht, problemen herkende, uitvindingen deed, of iets dergelijks. Het leven is een evoluerend proces, en niet meer dan dat, en wat de fysiologen lichaamswijsheid noemen is niet meer dan een etiket op een mysterie.

 

Ik ga terug naar de evolutie, naar het begin van de zuurstofcrisis. Het is rond 10 uur in de ochtend. Het schaarsteprobleem leek opgelost door die prachtige uitvinding van de fotosynthese, maar de meeste soorten redden het niet en stierven uit. Gistende bacteriën die het zonder licht konden stellen, doken diep de modder in. Dat zijn nu de zogenaamde anaerobe bacteriën die je nog in de koeienmaag vindt, of in de wortelknopen van erwten en bonen. Blauwwieren vonden enzymen uit die ervoor zorgden dat zuurstof voor henzelf niet meer schadelijk was. Allerlei andere geïmproviseerde oplossingen maakten dat het uitstervingsproces over miljoenen jaren werd uitgesmeerd.

 

Maar intussen deden de blauwwieren nog een vérstrekkende uitvinding. Behalve dat ze hun eigen voedingsmoleculen maakten door fotosynthese, leerden ze ook hun afvalzuurstof gebruiken om diezelfde moleculen te verbranden voor lichaamsenergie. Dat was de ademhaling, de derde en de meest efficiënte manier om ATP-energie te maken. Al het leven gebruikt nog steeds deze drie manieren: gisting, fotosynthese en ademhaling. Aan een vierde manier is kennelijk tot nu toe geen behoefte geweest.

 

En passant werd door de zuurstofcrisis het leven op aarde een stuk veiliger. Want zuurstof hielp een beschermende deken van lucht rondom de planeet vormen, waardoor de meeste meteoren verbranden voordat ze de grond bereiken. En ook de UV-straling werd minder. UV slaat zuurstofatomen uit elkaar maar een deel wordt dan ozon, en dat houdt weer UV tegen. De hele zuurstofepisode toont dat grote uitdagingen het leven zeer inventief kunnen maken in het vinden van grote oplossingen. 

 

Natuurlijk ga je je afvragen hoe simpele organismen als bacteriën kans zagen zoveel vernieuwingen te realiseren. Een deel van het antwoord zit in het feit dat de bacteriën miljarden jaren geleden al een kunst verstonden, die wij mensen net bezig zijn te ontdekken, de DNA-recombinatie. Onder de microscoop kunnen we sinds kort zien hoe twee bacteriën, als ze vlak bij elkaar komen, vaak delen van hun celwand oplossen en stukjes DNA uitwisselen. Heel geleidelijk groeit ons inzicht dat je alle bacteriën als één holon zoudt kunnen beschouwen, met een min of meer gezamenlijke genenbank. Via dat netwerk konden ze, en kunnen ze nog steeds naar behoefte genen uitwisselen als ze daaraan behoefte hebben. Het wordt nu ook begrijpelijker hoe bacteriën het klaarspelen om bijvoorbeeld in betrekkelijk korte tijd resistent te worden tegen antibiotica of andere verdelgingsmiddelen die de mens uitvindt.

 

Op onze 24-uursklok was het ongeveer 2 uur in de middag. De bouwstenen voor alle levende organismen waren aanwezig. 99,9% van alle bestaande moleculen waren uitgevonden. Alle fundamentele levensprocessen waren ook uitgevonden: energieopwekking, celvernieuwing, voortplanting, en informatie-uitwisseling. De atmosfeer was geschikt gemaakt om te ademen, en tot een schild gemaakt tegen agressieve stralingen en meteoren, met de oceanen als wereldwijd regelmechanisme. Gaia zou gedacht kunnen hebben "klaar is kees, het karwei is geklaard". Maar de evolutie ging door. Tot miljoenen soorten van steeds maar complexere levensvormen. Waarom? Het enige dat we kunnen vaststellen is dat het leven door toenemende verscheidenheid kennelijk aan stabiliteit wint. In het boek "Uitsterven" lees je dat de aarde heel wat rampen heeft meegemaakt, met enorme verliezen aan levensvormen. Door een veelheid van redenen zijn 99% van alle soorten die ooit geleefd hebben, nu uitgestorven. Dat er toch nog leven is, is waarschijnlijk mede te danken aan de verscheidenheid van de levensvormen. Kennelijk wil Gaia niet alles op één kaart zetten, of: niet al haar eieren in één mandje doen.

 

De variatie in vorm en levenswijze van de bacteriën was enorm. Er waren specialisten in ademhaling, fotosynthese, stikstofbinding, enz. Ze konden de meest vreemde stoffen gebruiken of produceren. Maar hoe meer specialisatie, hoe meer ze van elkaar afhankelijk werden. Voedseleters hadden voedselmakers nodig, ademhalers hadden zuurstofmakers nodig, enz. enz. Er ontstonden voedselketens, ecologische systemen waarin elke soort zorgde voor andere soorten, maar op zijn beurt werd verzorgd door weer andere soorten. Specialisatie leidt weliswaar tot systemen die flexibeler en effectiever zijn dan de delen afzonderlijk, maar die delen worden dan wel sterker van elkaar afhankelijk, een wetmatigheid die we steeds opnieuw tegenkomen in ons verhaal. (Johan Cruyf: ‘elk voordeel hep z’n nadeel’ - grote wijsheid)

 

In de loop van de middag, in ons verkleinde tijdschema, maakte de evolutie weer eens een grote sprong, naar men aanneemt getriggerd door schaarste. De voorraden werden minder, recycling door natuurlijke dood was nog niet uitgevonden, dus: overbevolking en schaarste. Waarschijnlijk is het begonnen als nog zo'n verschijnsel van de evolutie: afwisseling van conflict en samenwerking. Kleine, energierijke bacteriën drongen binnen in grote bacteriën met voorraden, net zoals nu het ene land een ander land verovert vanwege grondstoffen of energiedragers. Maar er zijn ook fossielen gevonden van twee soorten bacteriën binnen één celwand, die bij deling hun samenwerking keurig in stand hielden, en ook fossielen van partnerschappen die samen op alle drie manieren ATP maakten. De keus tussen strijd of samenwerking zal menigmaal in de waagschaal gehangen hebben, want iedere bacterie had z'n eigen DNA, met zijn eigen eisen voor het voortbestaan van de soort. 

 

Dat werd anders toen een aantal bacteriën besloot niet langer op de oude manier genen uit te wisselen, maar allemaal een stukje van hun DNA in een gemeenschappelijke genenbank te deponeren. Dat werd de celkern, de nucleus. Afzonderlijke bacteriën droegen een stukje onafhankelijkheid over aan een groter geheel, maar werden daardoor veiliger, sterker, en ze kregen als nieuw holon onafhankelijkheid terug. 

 

Die nieuwe schepsels waren gemiddeld 1000 maal zo groot als een bacterie, en hun celkernen bevatten gemiddeld 1000 maal zoveel DNA als hun voorouders. Het is niet zo'n grote gedachtensprong om deze evolutiestap te vergelijken met landen die lid worden van de Europese Gemeenschap of de Verenigde Naties en die nu dubben hoeveel soevereiniteit ze aan de Europese Centrale Bank, of aan de Veiligheidsraad zullen afdragen.

 

Die nieuwe schepsels, nog steeds ééncellig, maar wel veel groter, worden eukaryoten genoemd, van het Griekse karyon, dat kern betekent. Een oudere naam is "protisten", en ik gebruik die twee namen verder door elkaar. Tegenover de eukaryoten staan qua indeling de "prokaryoten", hun voorlopers, die hun DNA los hebben liggen in hun cytoplasma. Eukaryoten hebben hun celkern in een apart membraan zitten, met een eigen chemische huishouding. Zij waren de eerste grote herschikkers van de fundamentele levens-componenten die ik eerder noemde. Alle levende wezens na de bacteriën zijn opgebouwd uit eukaryoten: de planten, de dieren, en de mensen.

 

Die celkernen zijn in veel opzichten even complex als moderne steden. We weten wát ze doen, maar nog niet hoe. De vergelijkingen variëren van autoritair bestuurscentrum dat commando's uitdeelt, tot computercentra waar zelfbesturende celdelen informatie komen halen. Ik denk dat dat meer zegt over de onderzoekers dan over de celkernen. Celdelen, organellen, hebben gespecialiseerde functies als wegen, gebouwen, boodschappers, producenten, afvalruimers, reparateurs, enz. We zlen ze functioneren onder de microscopen, maar weten nog niet hoe het komt dat het altijd en overal zo soepel verloopt.

 

Je kunt die stap van de bacteriën, dus van de prokaryoten naar de eukaryoten, in vier woorden samenvatten: concurrentie - strijd - samenwerking - symbiose. Het wonderlijke is dat dit proces kort geleden in een laboratorium met succes is nagespeeld: in een paar jaar tijd leerden eukaryoten binnendringende bacteriën eerst tolereren, toen met ze samenwerken, en tenslotte een nieuw schepsel vormen. Het lijkt op een terugkerend patroon in de evolutie, en het roept de vraag op of wij mensen, als soort, misschien ook nog zo'n proces voor de boeg hebben. Daar zijn interessante fantasieën over geschreven.

 

Nog een bouwsteentje voor ons wereldbeeld: we weten dat iedere soort, en zelfs ieder individu binnen een soort, zijn eigen specifieke DNA-patroon heeft. In rechtszaken lees je daar b.v. over. Dat heet genetische identiteit.

 

In alle menselijke lichaamscellen zitten onder andere organellen (celdelen), die de ATP aanmaken voor energie-opslag, de mitochondrieën, onmisbaar voor ademhaling en dus voor alle lichaamsenergie. In ons huidige mechanistische wereldbeeld werd verwacht dat hun DNA-patroon zou lijken op het DNA-patroon van de cel waar ze onderdeel van zijn. Maar dat is helemaal niet zo. Het DNA-patroon van de mitochrondrieën is totaal afwijkend, maar het lijkt wèl op het DNA-patroon van de blauwwieren uit de oertijd die de ademhaling uitvonden. Hetzelfde blijkt het geval te zijn met de chloroplasten, de delen van de plantencel die voor de fotosynthese zorgen. Hun DNA-patroon lijkt op dat van de uitvinders van de fotosynthese uit de oertijd. Wat wij als ‘onze’ onderdelen beschouwen, blijken dus nakomelingen te zijn van schepseltjes uit de oertijd. Gaia gooit kennelijk niets weg dat goed is gebleken.

 

Deze ontdekkingen waren voor het heersende wereldbeeld op twee manieren een schok: ten eerste dat in de evolutie samenwerking een even belangrijke rol speelt als concurrentie, en dus niet alléén maar concurrentie, zoals Darwin beweerd had. En ten tweede dat dingen die de biologen als "mechanismen" van de cel hadden beschouwd, in feit schepsels waren met een eigen identiteit.

 

We gaan verder met de evolutie. Op onze 24-uursklok is het nu een uur of vijf in de middag. De wereld is bevolkt met bacteriën en ééncellige eukaryoten, grotendeels levend in zee. Voordat we de stap naar de meercelligen gaan bekijken wil ik er op wijzen dat de eencelligen nog lang niet afgedaan hebben. Wat ik zojuist beschreef van het ingewikkelde systeem waarmee onze atmosfeer adembaar en de zeeën leefbaar worden gehouden, is bijna helemaal het werk van ééncellige wezens. Daarmee zijn zij voor het voortbestaan van alle leven nog steeds onmisbaar..

 

L'histoire se répète. Sommige eukaryoten dreven na deling niet uit elkaar, maar gingen als individuen in kolonies samenleven. Ze leerden communiceren door chemische boodschappen. Ze gingen zich specialiseren in taken t.b.v. de kolonie, tenslotte zelfs in de voortplanting van de hele kolonie, nog niet met ei- en zaadcellen, maar met gameten, chromosomenpakketjes, en daar waren er wel al twee van nodig om een nieuw schepsel te vormen. Zo ontstonden de eerste schepsels die zich niet vermenigvuldigden door deling, maar zich in elke generatie tot eencellige wezens reduceerden om zich voort te planten. En het was tevens de ontwikkeling naar natuurlijke dood door oud worden. Evolutie ging dus niet meer door rechtstreekse uitwisseling van DNA zoals de bacteriën nog steeds doen, maar door het doorgeven van genen aan volgende generaties.

 

Uit de eerste meercellige schepsels evolueerden planten of dieren. Dat hing er van af of ze van hun voorouders alleen mitochondrieën hadden meegekregen (voor ademhaling), of ook chloroplasten (voor fotosynthese). Planten hadden weinig verdere evolutie nodig, want die konden ter plekke met zonlicht hun eigen voedsel maken. Maar dieren kunnen dat niet. Die moeten het hebben van het eten van planten of van andere dieren, en die moesten ze dus kunnen zoeken of vangen. Vandaar een enorme verscheidenheid aan uitvindingen om te zien, te horen en te ruiken, kaken, tanden, en andere organen, plus zenuwstelsels en een begin van eenvoudige hersenen om al dat nieuws te coördineren In miljoenen jaren raakten de zeeën letterlijk vol met leven, een soort levende soep.

 

In ons 24-uurschema zitten we met die enorme diversiteit van mariene levensvormen zo tussen half acht en half negen 's avonds. Dan komen daar de vissen bij. De grote sprong naar het land begint rond kwart voor negen. Eerst de planten en een kwartiertje later de dieren. Het aantal soorten neemt toe, maar het aantal individuen per soort neemt af naarmate de lichamen groter worden. Het is dan ruim negen uur in de avond. (in werkelijkheid ongeveer 300 miljoen jaar geleden).

 

Voor die aanpassing aan het land waren natuurlijk weer uitvindingen nodig. De eerste planten waren mossen, maar latere planten moesten wortelstelsels, stevige stengels en interne watertransport-systemen ontwikkelen. De dieren moesten nog veel meer ontwikkelen, onder andere longen om lucht te kunnen ademen, en veel skeletten en bewegingsorganen. Sommige dieren gingen een dubbelleven leiden, de amfibieën. Daar zijn er nog enkele van over, zoals de kikkers en de salamanders. Sommige amfibieën evolueerden tot reptielen, onder andere tot dinosaurussen. Sommige reptielen werden later vogels, andere werden zoogdieren. Enkele zoogdieren vormden hun poten weer om tot vinnen en gingen terug de zee in, de walvissen, dolfijnen en zeehonden. 

 

Bij de reptielen blijven we even stilstaan, omdat ze het nogal lang hebben uitgehouden, 160 miljoen jaar, ruim een uur op onze kleine tijdschaal, zeker veertig keer langer dan de mens tot nu toe. Ze waren zeer geslaagde schepsels, maar toch verdwenen ze vrij plotseling, vermoedelijk door de een of andere planetaire calamiteit. Het enige dat we zeker weten is dat hun leefmilieu zo snel veranderde dat hun evolutie het niet kon bijhouden, en dat ze daardoor geologisch snel, maar toch nog in miljoenen jaren, uitstierven, althans de grote soorten. Op het land bleven alleen kleine levensvormen over, de enige grote dieren na de crisis waren de walvissen in zee.

 

Reptielen zijn al dieren met hersenen, maar dan wel in de allereenvoudigste vorm. En ze zijn daarom een goed begin om verband te gaan zien tussen hersen omvang en gedrag. Reptielen zijn koudbloedig. Ze leggen eieren, maar ze broeden niet, en bekommeren zich maar zelden om hun jongen. Hun eenvoudige hersenen kunnen ze niet van andere eetbare dingen onderscheiden, en dus eten ze ze vaak op. Gaia zorgt daarom dat de jongen al heel vroeg kunnen weglopen. Reptielengedrag ontstaat rechtstreeks uit de genen, zonder tussenstations van denken, voelen of kiezen. Hun gedrag is dus 100% automatisch en stereotiep: jagen, paren, blazen naar indringers in hun territorium, en zo nodig vechten. Slapen kunnen ze niet.

De aarde ging al een beetje lijken op wat we nu kennen, alleen de continenten waren nog volop in beweging. Als er weer eens een groot continent op een van de polen terecht kwam, ontstond er een ijstijd, met massaal uitsterven van soorten, maar nooit van alle soorten.

 

De voorlopig laatste soort dieren waren de warmbloedige zoogdieren. Die houden zelf hun lichaamstemperatuur op peil, en kunnen dus veel langer achter elkaar actief zijn dan de koudbloedige reptielen. Ze houden hun jongen in hun lichaam in plaats van eieren leggen. De buideldieren waren een soort tussenstation, en waren waarschijnlijk ook de eerste levensvormen die konden slapen en dromen. Dat laatste moet wel haast een funktie gehad hebben of nog hebben in de evolutie, maar die kennen we niet.

Belangrijk is dat de zoogdieren grotere hersenen ontwikkelden. Als we amfibieën, reptielen en zoogdieren naast elkaar zetten, zien we toenemende omvang en complexiteit van zenuwstelsel en hersenen, en ook toenemende flexibiliteit van gedrag. Naarmate de hersenen groter worden, is het dier minder gebonden aan aangeboren, automatische gedragspatronen, en is er dus meer sprake van keuzen bij het reageren op omgeving en op innerlijke impulsen. Bij zoogdieren kun je voor het eerst spreken van gevoel. Zoogdieren herkennen hun jongen, hebben een gevoel van zorg, de behoefte om de jongen te voeden, te beschermen en te instrueren. Vogels hebben dat ook. Moederdieren willen bij hun jongen in de buurt blijven, en als dat niet lukt zijn ze ongelukkig, en daar geven ze dan blijk van. Iedere honden- of paardeneigenaar herkent de stemmingen van zijn dier. Er is bij zoogdieren een begin van communicatie per stem, uiteraard veel en veel simpeler dan bij mensen. Spelen is ook een nieuwe eigenschap bij de zoogdieren.

 

Tussen 1 en 2 minuten voor middernacht op onze vergelijkingsklok deed Gaia haar tot nu toe laatste stap: de ontwikkeling van hersenen die groot en flexibel genoeg waren om met andere hersenen te kunnen communiceren via een taal die veel expressiever was dan lichaamstaal, knorren, fluiten of blaffen. Geologisch gezien is dat dus nog maar net gebeurd. Pas luttele miljoenen jaren geleden zijn we samen met b.v. de chimpansees van gemeenschappelijke voorouders afgetakt. Ons DNA is voor 99% gelijk aan het DNA van chimpansees. Het is nog een raadsel hoe onze soort desondanks zo sterk van chimpansees kan verschillen. Waarschijnlijk heeft neotenie er iets mee te maken, maar dat verhaal heb ik uit tijdnood weg moeten laten.

 

De eerste mensen hadden het moeilijk. Fysiek waren ze tegenover vele dieren in het nadeel. Hun voordelen waren alleen hun grotere hersenen en hun handige handen. Maar opnieuw zien we dat verschijnsel in de evolutie dat grote uitdagingen tot grote creativiteit leiden, want tot nu toe hebben de mensen het gered. Ze leerden dieren vangen en voegden vlees aan hun dieet toe. Ze deden uitvindingen als wapens, gereedschappen, enz. De menselijke taal begon waarschijnlijk met lichaamstaal, iets uitbeelden door dansen, zoals de bijen doen. Toen er eenmaal gesproken taal was, en toen die wat gestructureerd raakte, word het natuurlijk gemakkelijker om aan elkaar en van elkaar te leren. Over de evolutie van de eerste mensen naar de mens van heden valt veel te vertellen, maar met het oog op de tijd moet ik dat bewaren tot een volgende keer. Ik wou nu even resumeren hoe ver we gekomen zijn.

 

Om te beginnen de vraag of we de planeet aarde wel of niet als een levend organisme mogen beschouwen. Ik vind van wel, "what is in a name", maar daar kan natuurlijk ook anders over gedacht worden. Ik stel dat onze planeet alle kenmerken vertoont van een autopoietisch systeem, en dat houdt naar mijn mening in dat de mens gewoon als het jongste onderdeel daarvan gezien moet worden, zonder superioriteitsgevoelens als ‘bekroning van de schepping’ of zo. Laten we ons niet verbeelden dat wij het systeem kunnen besturen, we storen het alleen maar zolang we niet proberen er in harmonie mee te leven. Wel meen ik dat de ons geschonken extra vermogens het mogelijk maken dat wij invloed kunnen uitoefenen op ons eigen voortbestaan als soort. In de termen van dit verhaal betekent dat: veel méér streven naar wederzijdse consistentie met de planeet dan we tot nu toe hebben gedaan. Ik meen ook dat de primitieve mensen meer in wederzijdse consistentie met de planeet leefden dan wij moderne mensen.

 

Het lijkt alsof Gaia een min of meer terugkerend patroon volgt bij het ontwikkelen van nieuwe levensvormen. Ik heb daar een schema voor gemaakt, waarover iedere bioloog waarschijnlijk ach en wee zal roepen, maar dat niet meer beoogt dan toe te lichten wat ik bedoel. De drie linkse kolommen geven drie manieren aan waarop je de geschiedenis van het leven op aarde als een proces kunt zien. De vier rechtse kolommen geven voor vier groepen van schepsels aan in welke vormen je naar ik meen dat proces kunt herkennen. Meer kennis van biologie zou het schema misschien nog kunnen verfijnen, of het de grond in boren. Duidelijk is dat de evolutie een versnelling toont, voor ons moderne mensen geen verrassing. Ook duidelijk is dat mijn invulling van de meest rechtse kolom zeer discutabel is, maar dat wou ik bewaren tot een volgend verhaal.

 

Ik wil U deelgenoot maken van enige ervaringen uit de tijd dat ik met de stof voor dit verhaal bezig was:

 

1. als je je voorneemt alles door de bril van de evolutie te bekijken, dan lukt dat best, totdat je bij de mens aankomt. Dan wordt het zien van analogieën b.v. gehinderd door gedachten als "ja maar, wij mensen zijn toch anders", of "wat voor bacteriën geldt, geldt toch niet voor mensen", of "wij zijn toch zeker wel knap genoeg om de planeet naar onze hand te zetten". Die gedachten moest ik eerst kwijt raken voordat ik objectief over evolutie kon nadenken.

 

2. In ons spraakgebruik bestaan naast elkaar de begrippen "biologische evolutie" en "culturele evolutie". Ik was eerst geneigd om interacties tussen bacteriën of tussen konijnen als iets héél anders te zien dan tussen mensen. Het duurde even voordat ik accepteerde dat de verschillen alleen maar uiterlijk zijn. Als je consequent door de bril van de evolutie blijft kijken, is er alleen maar gradueel verschil tussen een mierenvolk dat bladluizen houdt, en de oude Grieken die slaven hielden, of tussen een leeuw die een antilope doodmaakt en een natie die een zwakkere natie verovert om grondstoffen. En dan is het nog maar een klein stapje om ons experimenteren met regeringsvormen, van monarchie via democratie tot multinationale bestuurseenheden te vergelijken met de ontwikkeling van zenuwstelsels in de eerste meercellige schepsels miljoenen jaren geleden. Het verschil tussen biologische en culturele evolutie zit dan alleen in het tempo ervan. Dat was voor mij een nogal moeizame conclusie.

 

Als afsluiting leg ik U een paar conclusies voor:

a. In de evolutie van het leven is enig patroon te ontdekken, waar we misschien iets aan hebben.

b. Het leven op aarde moge dan als regel wederzijdse consistentie vertonen, die is tussen de mensen en de rest van de planeet ver te zoeken.

c. Als verscheidenheid meer stabiliteit van het leven betekent, dan is onze moderne samenleving op de verkeerde weg.

d. Als soort zijn wij mensen nog niet eens aan de puberteit toe, maar we schijnen nu al op de een of andere botsing met Gaia aan te sturen.

 

In een volgend verhaal wil ik het laatste stukje geschiedenis van de mens afmaken, en dan proberen te antwoorden op de terechte vraag "Wat moet ik nou met het verhaal?". De voorlopige titel van dat verhaal is "Het belang van ons wereldbeeld". 

 

Aanbevolen lectuur:

Elisabet Sahtouris: Gaia danst: De weg van chaos naar kosmos (Kosmos, 1990) ISBN 90 215 1617 9

J.E. Lovelock: Gaia, de natuur als organisme (Bruna, 1980) ISBN 90 229 7829 X

Fritjof Capra: Het keerpunt (Contact, 1987) ISBN 90 254 6522 6

Roman Smoluchowski: Het zonnestelsel (tijdschrift Natuur en techniek, 1986) 

Stanley: Uitsterven (tijdschrift Natuur en techniek, 1989)

Richard Lewontin: Menselijke verscheidenheid (tijdschrift Natuur en techniek, 1985)

Woordenboek Biologie (Kijk, 1986) ISBN 87 10722 83250 7

 

 


Voor het onderhoud van deze website zijn wij afhankelijk van donaties. Klik hier voor meer informatie