SENAAT K.U.LEUVEN “EYGEN HEERD” MINDERBROEDERSSTRAAT 5 B-3000 LEUVEN KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN, 021203 EMERITIFORUM Discussieplatform nr. 3 “A L’ECOUTE DU VIVANT” Inleider : Prof. C. de Duve Donderdag 25 september 2003 om 10.00 uur, Faculty Club, Lemairezaal Aantal ingeschrevenen: 91 Aantal verontschuldigden: 50 Aantal deelnemers aan de lunch: 48 _______________________________________________________ De Voorzitter verwelkomt Prof. Chr. de Duve, Nobelprijswinnaar Geneeskunde 1974, en verleent onmiddellijk het woord aan Prof. J. Van der Veken, die bij wijze van inleiding een diagram van de tijdschalen geeft : Vanaf de "Oerknal" (big bang) : 13,8 miljard jaren Vanaf het ontstaan van het zonnestelsel en de aarde: 4,6 miljard jaren. Ontstaan van het leven: tussen 3.6 en 4 miljard jaren. De weg van eencelligen naar meercelligen heeft een zeer lange tijd in beslag genomen (ong. 3 miljard jaren). Als we de tijd sinds de vorming van de aardkorst tot nu beschouwen als één jaar, dan zijn de eerste met zekerheid aangetoonde vormen van leven te situeren begin april. Eerste meercelligen rond 10 oktober. Eerste amfibieën half november. Eerste zoogdieren 15 december (200 miljoen jaren voor heden). Eerste primaten 26-27 december. Eerste mensapen 28-29 december. Eerste mensachtigen 30 december. De homo sapiens sapiens is om "5 voor twaalf" van de 31ste december de geschiedenis binnengetreden. Bron: schema van S. Bonting Prof. de Duve: Coördinatie : I. PENNE – [email protected] VOORZITTER : R. DILLEMANS, ONDERVOORZITTERS : R. STOUTHUYSEN EN M. VERSTRAETE Secretariaat : tel. 016/32 37 29 Fax 016/32 37 38 e-mail : [email protected] BLAD NR. 2 ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN, Het ontstaan van het leven Het leven is ontstaan 3.6 tot 4 miljard jaren geleden. De Duve stelt als "postulat nécessaire": het leven is ontstaan "naturellement", i.e. "sans intervention d'un principe vital". Dit is een "postulaat" en kan dus niet bewezen worden. Vergeleken bij de biochemie is de organische chemie eerder een banale vorm van chemie. Het hele universum kan gezien als "un laboratoire de chimie organique". Wolken van heel fijn stof komen samen om aminozuren te vormen. Dat zijn de bouwstenen van het leven. We vinden ze ook in meteorieten. Het leven is dus ontstaan vanuit een "kosmische chemie". De chemische zaden van het leven vallen overal, en wanneer ze een vruchtbaar terrein vinden, beginnen ze zich te organiseren tot meer complexe structuren. Men kan verschillende min of meer duidelijke étappes onderscheiden. De geschiedenis van het leven staat ingeschreven in onze moleculen. Een geheel van chemische verrichtingen mondt uit in de eerste levende cellen. Deze cellen zijn de "ancêtres" van alle levende wezen, de mensen inbegrepen. Er is dus een "forme ancestrale ultime", die heeft geleid naar een "ancêtre uiversel". Dat is een uitgemaakte zaak (établi). Vraag: wat is de waarschijnlijkheid dat er leven bestaat buiten de aarde? de Duve vertrekt van een visie die "essentiellement déterministe" is: de scheikunde gehoorzaamt aan dit determinisme. Dezelfde oorzaken hebben dezelfde gevolgen. Het ontstaan van het leven is "obligatoire". Als dezelfde oorzaken optreden, moeten ook dezelfde gevolgen zich voordoen. Zijn er andere planeten zoals de aarde? Planeet als de aarde, zelfde afstand t.o.v. de zon etc. Kosmologen niet akkoord. Zijn er andere vormen van leven, gebaseerd op andere elementen dan koolstof? Silicium, bij voorbeeld, in plaats van koolstof (waarvan de combinatorische mogelijkheden uniek zijn). Antwoord: silicium heeft niet dezelfde eigenschappen. Dat wordt fantasie. Vraag: waarom dan zo moeilijk leven te maken? Leven is niet één enkele reactie. Organische chemie is nog geen biochemie. Er zijn katalysatoren nodig. Grote hoeveelheden water kunnen door kometen op aarde terechtgekomen zijn. Hoe zag die "oersoep" eruit? Wat waren de bronnen van energie (waarschijnlijk van vulkanische aard) en wat waren de mogelijke katalysatoren? Hoe dan ook, wij (d.i. niet alleen mensen, maar alle leven) stammen allemaal af van "un ancêtre unique". De evolutie Gedurende 2 miljard jaren – de helft van de geschiedenis van het leven!- is het leven onzichtbaar gebleven. Er waren dan enkel bacterieën; dit zijn zeer kleine ééncelligen. Op het einde van de twee miljard jaren komt zuurstof in het spel. Gedurende twee miljard jaren was het leven anaërobisch (zonder zuurstof). Op een bepaald moment hebben blauwwieren een nieuwe manier uitgevonden om met behulp van zonne-energie watermoleculen te ontbinden. Hier ligt de basis voor het ontstaan van koolhydraten, gluciden, suikers. Deze 21% zuurstof in de atmosfeer heeft waarschijnlijk verschrikkelijke ravages aangericht in de levende wereld. Er zijn overlevenden geweest, die in staat waren voordeel te halen uit de nieuwe situatie: dat zijn de voorgangers van de mitochondriën die ons toelaten zuurstof te gebruiken. Twee miljard jaren, om over te gaan van prokaryoten (een chromozoom maar geen kern) naar eukaryoten (karion= kern): veel groter dan bacterieën (20 micron i.p.v. één micron). Is die overgang maar eenmaal gebeurd? Mogelijk dat die meerdere malen gebeurd is. De "oervorm" van alle nu bestaand leven moet "une forme caryotique ancestrale" geweest zijn. Indien er andere vormen zouden geweest zijn, dan is ons in ieder geval geen overgang bekend van die vormen naar de mens. 2 BLAD NR. 3 ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN, Waarom dàn? Mitochondriën (mitochondrie : organite d'origine endosymbiontique présent dans la plupart des cellules eucaryotes et jouant un rôle capital dans le métabolisme respiratoire et la récupération d'énergie) gebruiken zuurstof. De meeste levensvormen zijn wellicht allemaal dood tengevolge van zuurstof, behalve deze vormen die gered zijn door hun mitochondriën die zich van zuurstof konden bedienen. Energie is heel belangrijk voor scheikunde. De evolutie zelf De bewijzen voor de evolutie zijn evident. Op 6 oktober 1996 zegde Johannes Paulus II "que l'évolution est plus qu'une hypothèse". Wat interessant is: het mechanisme. Darwin vond het mechanisme in de erfelijkheid (al kende hij DNA niet). We weten nu hoe de erfelijkheid "werkt": door het tot stand brengen van een "copie conforme de génération en génération". Veronderstel dat één transcriptiefout op 1 miljard optreedt, foutjes zijn er. We hebben 6 miljard nucleotides, dus 6 fouten bij elke kopie. Deze variabiliteit maakt evolutie mogelijk, door competitie tussen de verschillende mutanten voor de aanwezige overlevingsmogelijkheden. Bijvoorbeeld: indien een bacterie of molecule in staat is om aan penicilline te weerstaan gaat de molecule die door toeval die mutatie heeft ontwikkeld overleven. Dus: accidentele wijzigingen + filtering door natuurlijke selectie volgens de aanwezige omstandigheden. de Duve spreekt eerder van "accidentele wijziging, gevolgd door selectie" dan van "toevallige" wijziging. Er zijn geen intentionele mutaties. Want dat onderstelt al vlug "iets" dat naar de toekomst kijkt ! Wel: accidentele mutaties. Bijvoorbeeld wanneer het klimaat warmer wordt zal een organisme dat weerstand biedt aan de warmte meer overlevingskansen hebben. Dit mechanisme is nu aanvaard. Maar de gevolgen ervan verschillen volgens de individuen, en deze gevolgen zijn min of meer filosofisch. De enen zeggen: omdat het toevalligheden zijn die het spel leiden, is het toeval dat de evolutie beheerst. Alles is gevolg van toeval, gefilterd door natuurlijke selectie. Dat is het standpunt van Jacques Monod: de mens is alleen in het universum, waaruit hij geëmergeerd is. Anderen –en de Duve maakt deel uit van die tweede categorie- zijn van oordeel dat het toeval "onvermijdelijkheid" (inévitabilité) niet uitsluit. Er is geen intentionele kracht die werkzaam is achter het toeval. Maar als het aantal mogelijkheden dat aangeboden wordt zeer groot is, kan de probabiliteit van een gegeven mogelijkheid (erreur de copie) dat ook zijn. Alles hangt af van het aantal kansen. Gegeven het groot aantal individuen die het spel spelen en gegeven de miljoenen jaren, hebben de meeste mutaties een behoorlijke kans op te treden. De rol van het toeval wordt dus zeer ingeperkt door het aantal individuen en de tijd. Er is dus volgens de Duve méér noodzakelijkheid en minder toeval dan bij Monod. Er zijn auteurs die spreken van een convergente evolutie. Het is mogelijk dat de evolutie herhaaldelijk dezelfde oplossing vindt voor dezelfde problemen. Zo is het mogelijk dat de nu bestaande genetische code "de best mogelijke is"; de evolutie heeft ertoe bijgedragen die te vinden. Vraag: de mogelijkheden moeten dus reeds bestaan. Inderdaad. En dat gaat in tegen wat Monod zegt: "L'univers n'était pas gros de la vie". De Duve: wat significant ("significatif") is: het feit dat wij er zijn. Dat wij het resultaat zouden zijn van het toeval, wat zou dat veranderen? Wij leven in een Universum dat de mogelijkheid heeft ons te laten geboren worden, een "univers qui est gros de la vie et de la pensée". Vraag: wat moeten wij verstaan onder "significatif"? "Significatif" betekent: "meaningful". Het tegenovergestelde is "absurd" ("It does not make sense"). De Duve neemt het tegenovergestelde standpunt in dan dat van degenen die zeggen dat het leven absurd is. Wij zijn niet de bekroning. Wij zijn het meest geëvolueerde stadium van een proces dat verder gaat. 3 BLAD NR. 4 ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN, De mens De laatste gemeenschappelijke voorouder die wij hebben met de chimpansees dateert van 6 miljoen jaren. Dit is het laatste honderste van de geschiedenis van de dieren. De eerste dieren dateren van 600 miljoen jaren. De gemeenschappelijke voorouder (l'ancêtre commun) van 3600 miljoen jaren. Er zijn ook zijlijnen. Wat werkelijk "fabuleux" is, is de ontwikkeling van de hersenen. In 2 miljoen jaren, bijna exponentiële uitzetting tot 1200 cm 3. De inhoud van de hersenen is verdrievoudigd. De oppervlakte van de cortex (zetel van het bewustzijn) is verviervoudigd. Een chimpansee (bestudeerd door Jane Goodall) kon een twijg in een mierenhoop steken. Hij had dus reeds het niveau van bewustzijn dat voldoende is om instrumenten te maken. Bevers kunnen noten breken. Vogels laten soms een steen vallen op een ei. De "aussie" (met dubbel hersencapaciteit en 1000 cm 2 cortex) is begonnen met stenen te bewerken. We kunnen hier spreken van een "histoire fulgurante du développement du cerveau". Er waren 2 miljoen jaren nodig om van het gebruik van een steen te evolueren naar het fabriceren van een min of meer geraffineerde bewerkte steen. En in die tijd nam het hersenvolume toe van 600 tot 1200 cm 3. 200.000 jaar geleden ontstond de homo sapiens in Afrika. Dat is veel en weinig. Die heeft de hele aarde overweldigd. De laatste tak was de Homo Neandertalensis (een homo sapiens). De homo sapiens sapiens: de hele mensheid is ingeschreven in onze genen. Er is één "groupe ancestral commun". Lucy had 1000 cm 3 hersenvolume. Wij 1200 cm 3.Die toename is het gevolg van de wet van de natuurlijke selectie. De conclusie moet dus zijn dat nog grotere hersenen mogelijk zijn. Wat daarvan het resultaat is kunnen wij ons niet inbeelden (evenmin als Lucy zich kon voorstellen wie of wat wij zouden zijn). Deze mogelijke nieuwe vorm kan ontstaan vanuit ons, of vanuit een andere tak. Alles zou dus kunnen herbeginnen, 10 maal, 100 maal, naar hersenen die tot meer in staat zijn ("plus performants"). Maar er is ook een andere mogelijkheid: het optreden van de mens is een scharniermoment: een soort breuk in de continuïteit. Voor de eerste keer is het universum in staat om zich te begrijpen, en om de aard van het leven te begrijpen, met als correlaat: handelen. Het leven is niet meer overgeleverd aan de wisselvalligheden van de natuurlijke selectie. Dat brengt een schrikbarende verantwoordelijkheid mee. de Duve is wat dit betreft eerder pessimistisch. De evolutie bevoordeelt de individuen die het best uitgerust zijn om te winnen. Wat heeft ze bevoordeeld? De intelligentie. Er zijn andere faculteiten, zoals de artistieke gaven. Maar wat niet schijnt bevoordeeld te zijn door de evolutie is de noodzakelijke wijsheid om de producten van de intelligentie te beheersen. Zonder wijsheid is het intellect "suicidair". En wijsheid is uitzonderlijk. Kunnen wij hopen op de emergentie van uitzonderlijke wijzen? Hier zijn de religies noodzakelijk, als morele gidsen. Vraag: eerder opwerping. Wat de vraagsteller bijzonder mist is de aandacht voor de taal (de vraagsteller schreef dan ook een boek over Het taaldier mens). Het laatste half miljard jaar is er niet alleen ontwikkeling van de hersenen, maar ook van het strottenhoofd. Als je meer plaats geeft aan de taal en het taalvermogen, alleen dan kan je spreken van intelligentie en wijsheid. de Duve stemt ermee in dat het "neerdalen" van het strottenhoofd een belangrijke rol heeft gespeeld bij het ontstaan van de taal. Iemand verwondert er zich over dat de Duve de Neandertalensis "sapiens" noemt. Hij had hersenen, groter dan die van de hedendaagse mens. Maar sprak hij? deDuve suggereert dat "homo sapiens" zich gediversifieerd heeft in Neanderthaliensis en sapiens. De hedendaagse mens is dus "homo sapiens sapiens". Om de discussie rond het laatste hoofdstuk ("Et Dieu dans tout cela?") in te leiden las prof. Van der Veken het mooie citaat voor van een interview verschenen in La libre Belgique in 1990 (naar aanleiding van het boek Construire une cellule): 4 BLAD NR. 5 ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN, "Quand j'écoute la musique, quand je me promène dans une galerie d'art, quand je régale mes yeux des lignes pures d'une cathédrale gothique, quand je lis un poème ou un article scientifique, quand je regarde jouer mes petits-enfants ou simplement quand je réfléchis sur le fait que je peux faire toutes ces choses, y compris réfléchir sur mon pouvoir de les faire, il m'est impossible de concevoir l'univers dont je fais partie comme n'étant pas contraint, par sa nature même, de donner naissance quelque part, à quelque époque, peut-être en de nombreux endroits et à de nombreuses époques, à des êtres capables d'apprécier la beauté, de ressentir l'amour, de chercher la vérité et d'appréhender le mystère. Cela me met, sans doute, dans la catégorie des romantiques. Qu'il en soit ainsi". [Uit die tekst blijkt zonneklaar dat de Duve een voorstander is van "de continuïteitsthese", en dat –gegeven de aard van het Universum en de beschikbare tijd- het leven essentieel te verwachten was.] Zijn antwoord: "Dat was de Duve 1990. En dit is de Duve 2002: "Envoi. A l'écoute du vivant, p. 361": "Bien des choses ont changé, en moi et autour de moi, depuis le jour où, devant la flamme d'un feu de camps, j'ai pris conscience pour la première fois des mystères de l'Univers. Les croyances naïves de mon enfance ont été sévèrement ébranlées. Mais ma faculté de m'émerveiller est restée inchangée. Toute ma vie de scientifique a été pénétrée de la conviction que je participais à une approche signifiante et révélatrice de la réalité. J'ai connu la joie d'apprendre, le plaisir presque voluptueux de comprendre, le rare éclair d'illumination, l'austère satisfaction d'observer les règles du jeu scientifique, foncées sur la rigueur et l'intégrité intellectuelles. Ces émotions et ces impératifs, je les ai partagés avec d'autres scientifiques. Et j'ai aussi vibré dans d'autres registres, en résonance avec des poètes, des écrivains, des artistes et des musiciens qui m'ont ému par leurs oeuvres et leurs interprétations. Exceptionellement, je me suis senti proche de quelque chose d'ineffable, totalement mystérieux mais réel, du moins pour moi, une entité qu'à défaut d'un meilleur terme, j'appelle "Ultime Réalité". J. Van der Veken merkte op: het gaat hier niet over "une entité" die zou zijn: "l'Ultime Réalité", maar over "le caractère ultime de la Réalité". Gelovigen hebben al sinds lang afgeleerd om over "God" te spreken als over een hoogste Zijnde, dat zou ingrijpen in de evolutie. Het feit dat de mens in staat is tot "waarheid, goedheid, schoonheid" werpt licht op de uiteindelijke aard van de Werkelijkheid zelf. [Professor Dondeyne zegde destijds: l'Etre en entier doit être tel que l'être empirique soit possible"]. Welnu, waarheid, goedheid, schoonheid zijn, volgens de filosofie van Sint Thomas, de "transcendentalia". Ze zijn dus op alle werkelijkheid toepasselijk. Ze tonen dus ook iets over God. Dat God geen hoogste Zijnde is, dat zou ingrijpen in het proces van de evolutie kon de Duve natuurlijk best aanvaarden. Hij scheen enigszins verwonderd dat andere manieren om over God te denken reeds zo ingeburgerd waren. Helemaal op het einde zegde hij, als het ware terloops: "Ik beschouw mijzelf als christen, omdat ik instem met de morele boodschap van Jezus van Nazareth. Maar ik geloof niet dat hij "Zoon van God" is, en ook niet in "een leven na dit leven". (Verslag opgesteld door prof. em. J. Van der Veken) 5