11 Evolutie - biodiversiteit

11 Evolutie
- biodiversiteit
Leerdoelen
De natuurgids…
•
•
•
•
•
begrijpt hoe de evolutietheorie in elkaar zit en kan een drietal bewijzen voor die theorie toelichten;
kan beschrijven hoe soorten ontstaan;
kan toelichten wat seksuele selectie is en een concreet voorbeeld geven;
kan het begrip biodiversiteit omschrijven met inbegrip van de niveaus waarop die zich voordoet;
kan de verschillende ecosysteemdiensten beschrijven en toelichten met voorbeelden in het veld.
Inhoud
1 Evolutietheorie
2 Bewijzen voor de evolutietheorie en ondersteuning ervan door andere wetenschappen
2.1 De paleontologie
2.2 De vergelijkende anatomie
2.3 De geografie en de biogeografie (planten- en de dierenaardrijkskunde)
2.4 De vergelijkende ethologie
2.5 Het atavisme
2.6 De embryologie
2.7 Rudimentaire organen
2.8 De serologie
2.9 De moleculaire biologie, biochemie en genetica
2.10 Creationistische bezwaren weerlegd
3 Ontstaan van soorten
4 Biodiversiteit
4.1 Biodiversiteit op verschillende niveaus
4.2 Het leven komt en gaat, maar niet altijd door eenzelfde oorzaak
4.3 Biodiversiteit in dienst van de mens
4.4 Kijk op biodiversiteit
Evolutie en biodiversiteit worden samen in één les behandeld. Beide hebben veel met elkaar te maken. De biodiversiteit
zoals we die nu kennen op aarde is een product van de evolutie. Zonder inzicht in de mechanismen van evolutionaire
processen is ook de geweldige biodiversiteit niet te verklaren. In de cursus Natuur-in-zicht is uitvoerig ingegaan op
biodiversiteit. In deze cursus leggen we de nadruk op acties die je kunt ondernemen ten voordele van de biodiversiteit
en hoe je hier als natuurgids kunt op inspelen.
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
1
1 Evolutietheorie
Alle organismen die we nu aantreffen in de natuur zijn een momentopname in de evolutie, die nog steeds verder loopt.
Onder biologische evolutie verstaat men de cumulatieve veranderingen van de levende organismen op aarde, de
veranderingen in de eigenschappen van populaties. Het betekent dat de thans levende organismen de veranderde
afstammelingen zijn van vroeger levende organismen, en hun oorsprong vinden in de eenvoudigste levensvormen die
op deze planeet ontstaan zijn. De evolutietheorie geeft een verklaring hoe deze ontwikkeling is kunnen gebeuren.
Vanaf de opkomst van het christendom was tot in de 18de eeuw –in onze cultuur– de opvatting dat de verschillende
planten- en diersoorten er ‘vanaf het begin’ altijd al waren geweest, vanzelfsprekend. Soorten werden gezien als
onveranderlijk; ze waren het product van ‘de schepping’. De Ierse bisschop James Ussher (1581-1656) wist zelfs het
precieze moment van de schepping te berekenen: de avond voor 23 oktober 4004 voor Christus. Toch ontstonden al
vroeg twijfels. De Nederlandse filosoof Spinoza (1632-1677) was zijn tijd ver vooruit door God met de natuur gelijk te
stellen. De natuur is dus geen statische schepping van God, maar bestaat op zichzelf, als een zelfscheppend proces dat
geregeerd wordt door de natuurwetten. Spinoza ontwierp daarmee een moderne wetenschapsfilosofie.
In de 18de eeuw zien we een enorme toename van de drang naar kennis –denk aan het
succes van de encyclopedieën– ook inzake ‘natuurlijke histories’. De ontwikkeling van de
binaire nomenclatuur door Linnaeus (1707-1778) leverde een universeel instrument voor het
classificeren van organismen. Het aanleggen van verzamelingen (bv. van gedroogde insecten,
of een herbarium) werd een hobby in de hogere sociale lagen. De ontdekking van fossielen
van zeedieren op grote hoogte creëerde verwarring. Theologen hadden geen verklaring voor
aarde die ooit zee geweest was, met schelpen die in stenen veranderd waren en uitgestorven
diersoorten. Linnaeus zelf bleef aanhanger van de scheppingsidee, maar zijn iets oudere
Jean-Baptiste de Lamarck
tijdgenoot Pierre Louis Moreau de Maupertuis (1698-1759) ging ervan uit dat de variatie
aan dieren en planten het gevolg is van mutaties als gevolg van selectie. Ook de grote Franse natuurhistoricus GeorgesLouis Leclerc, Comte de Buffon (1707-1788) opperde de mogelijkheid dat de oorspronkelijk geschapen dieren onder
invloed van omgevingsfactoren gedegenereerd zouden zijn tot de huidige veelheid aan soorten. De natuur is dus in
voortdurende beweging. Ook Charles Darwins grootvader, Erasmus Darwin (1731-1802) was de idee van evolutie
genegen. Een eerste grote bijdrage aan de evolutiegedachte werd geleverd door Jean-Baptiste de Monet, Chevalier
de Lamarck (1744-1829). Deze grondlegger van de biologie ontwikkelde als eerste een samenhangende, plausibele
theorie over het ontstaan en de transformatie van alle levende wezens. Het leven evolueert van eenvoudige naar steeds
complexere en volmaaktere structuren. Dit gebeurt door een blinde kracht, zonder doelgerichtheid. Maar op deze evolutie
werken uitwendige omstandigheden in waarin soorten zich bevinden. Nieuwe omstandigheden maken dat bepaalde
lichaamsdelen frequenter gebruikt worden of omgekeerd in onbruik geraken (‘La fonction crée l’organe’). Deze in de
loop van het leven van een organisme verworven kenmerken zijn erfelijk en worden in de loop van de opeenvolgende
generaties versterkt. Dit laatste concept wordt ‘Lamarckisme’ genoemd en vaak afgeschilderd als de ‘foute theorie’, in
tegenstelling met Charles Darwin, die het bij het rechte eind zal hebben. Hiermee wordt afbreuk gedaan aan de grote
wetenschappelijke verdienste van Lamarck. Met het opduiken van dit ‘transformisme’, de opvatting dat soorten in de
loop der tijden omgevormd werden tot andere, ontstond de reactie om de onveranderlijkheid van de soorten expliciet
te verdedigen. Toen werd dit ‘fixisme’ genoemd; vandaag wordt deze opvatting aangeduid met ‘creationisme’. Baron
Georges Cuvier (1769-1832), directeur van het Musée National d’Histoire Naturelle te Parijs, zag in het –toen nog erg
onvolledige– fossiele materiaal geen enkele aanwijzing voor een evolutie van één soort naar een andere. Bovendien is
de relatie tussen functie en vorm van de onderdelen van organismen zo nauw, dat elke verandering die functionaliteit in
het gedrang zou brengen. De complexiteit van organismen brengt mee dat ze wel onveranderlijk moeten zijn; een idee
die tot op vandaag bij creationisten doorklinkt.
Met de industriële revolutie van de 19de eeuw kwamen –o.a. door de mijnbouw en grote infrastructuurwerken, bv.
kanalen– zoveel fossielen naar de oppervlakte, dat ook die collecties sterk aangroeiden. Maar verzamelen en classificeren
betekent ook vergelijken en verwantschappen vastleggen. En zo groeide de opvatting dat soorten wel veranderden in de
loop der tijden. Hiervoor moest echter ook het tijdsperspectief worden uitgerekt. Hier kwam de geologie ter hulp, een
nieuwe wetenschap, waaraan vooral de mijnbouw behoefte had. William Smith (1769-1839) bedacht eind 18de eeuw
de manier om de ouderdom van sedimentaire gesteenten te bepalen aan de hand van de opeenvolging van fossielen. Dit
gaf op zijn beurt aanleiding tot het ontstaan van de paleontologie. Omwille van de grote breuken in deze opvolging van
fossielen kwam John Phillips (1800-1874), neef van Smith, in 1860 tot de grote tijdsindeling in drie era’s: paleozoïcum,
mesozoïcum en cenozoïcum. Hij introduceerde overigens tegelijk twee andere revolutionaire ideeën: die van massaal
uitsterven van soorten (massa-extinctie, zie punt 4) en de vervanging hiervan door een nog veel groter aantal soorten
(na verloop van tijd) in de daarop volgende periode.
2
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
De grondleggers van de moderne evolutietheorie zijn Charles Darwin (1809-1882) en
Alfred Russel Wallace (1823-1913). In 1858 zette Darwin hun opvattingen uiteen voor de
Linnaean Society in de zgn. Darwin-Wallace Papers. Een jaar later publiceerde Darwin
zijn beroemde werk On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the
Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life. In het voorwoord bij de tweede
uitgave onderstreept Darwin zelf daarin dat zijn verklaring (natuurlijke selectie) noch
exclusief (enig mogelijke), noch exhaustief (alles verklarend) is. In een later werk voegt
hij er zelf het principe van de seksuele selectie aan
toe (The Descent of Man and Selection in Relation
to Sex, 1871).
Charles Darwin
De theorie van Darwin luidt als volgt:
• levende wezens hebben meer nakomelingen dan er kunnen overleven, vandaar…
‘struggle for existence’; daar wordt competitie mee bedoeld. Organismen staan
in competitie met elkaar voor voedsel, partners en leefruimte;
• binnen een soort zijn de nakomelingen niet identiek aan hun ouders, en ze
zijn ook onderling verschillend (‘reproduction with modification’). Sommige
eigenschappen of kenmerken zijn erfelijk;
• het nageslacht dat het best aangepast is aan de eisen van het milieu maakt het
meeste kans te overleven en zich voort te planten.
De populaties met deze eigenschappen zullen dus toenemen ten nadele van de
andere: ‘natural selection’ of –het niet
meer gebruikelijke– ‘survival of the fittest’.
‘Fitness’ betekent: het vermogen van een
organisme om te overleven én nakomelingen
te produceren, die op hun beurt overleven en zich voortplanten; vruchtbaarheid
is even belangrijk als kunnen overleven. Darwin gebruikte de uitdrukking ‘The
survival of the fittest’ dus als synoniem voor natuurlijke selectie. Vandaag wordt
fitness gezien als de uitkomst van de natuurlijke selectie en niet als een intrinsieke
eigenschap van een organisme. Fitness bestaat ook uit verschillende componenten:
het aantal eitjes in een legsel, het aantal eitjes dat uitkomt, het aantal eitjes dat een
volwassen organisme oplevert,…
Darwin –en met hem Wallace– waren dus niet de eersten die uitgingen van een
evolutiegedachte. Maar ze waren wel de eersten om het mechanisme te ontsluieren
dat aan de basis van evolutie ligt: de natuurlijke selectie. Het probleem was dat
op dat moment nog geen idee bestond over het overervingsmechanisme. Darwin’s
tijdgenoot Mendel (zie hieronder) had al wel een tip van de sluier opgelicht, maar
diens ideeën waren toen nog niet verspreid binnen de wetenschappelijke wereld.
Het was te verwachten dat Darwin en Wallace veel tegenkanting ontmoetten.
Wetenschappers hadden moeite om te aanvaarden dat uitermate complexe
Het beroemde notitieboekje waarin
structuren zoals bepaalde organismen door toeval ontstaan zouden zijn. Bovendien
Darwin voor het eerst een stamboom
hebben volgens de evolutietheorie niet alleen het ‘eindproduct’ –b.v. een vogel–
van het leven schetst.
maar ook alle tussenliggende stadia een fitness-voordeel opgeleverd. Maar, zo
dacht men, welk voordeel kan verbonden geweest zijn aan een ‘halve vogel’? Daarnaast voelde de kerk zich in haar
fundamentele bijbelse waarheden aangevallen. Met cartoons werd geprobeerd Darwin belachelijk te maken.
De –toenmalige– Oostenrijkse Augustijnermonnik Gregor Johann Mendel (1822-1884) deed
kruisingsproeven met erwtenplanten. Hij ontdekte dat overerving van eigenschappen gebeurt
door het doorgeven van ‘partikels’ of ‘elementen’ van beide ouders aan hun nakomelingen. Wat
die ‘partikels’ waren, daar had Mendel nog het raden naar. Hij publiceerde zijn ontdekkingen in
1866 in een lokaal natuurhistorisch tijdschrift.
Gregor Mendel
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
3
Na herontdekking van zijn werk in 1900 door o.a. de Nederlandse bioloog Hugo De
Vries, wordt Mendel de ‘vader van de genetica’ genoemd.
Ook de Nederlandse botanicus Hugo De Vries (1848-1935) deed kweekexperimenten
met planten, o.a. de grote teunisbloem. De Vries was ervan overtuigd dat in een
organisme overerfbare ‘pangenen’ aanwezig zijn. Later is hieruit de term ‘genen’
afgeleid. De Vries zette zich evenwel af van Darwin’s idee dat evolutie heel geleidelijk
aan gebeurt. Volgens hem gaat die sprongsgewijs te werk, via het door hem gelanceerde
begrip ‘mutaties’.
Pas met de ontdekking in 1953 van de structuur van het DNA (zie verder) is het
overervingsmechanisme ontsluierd.
De dynamiek van de natuurlijke selectie werd o.m. aangetoond door de proef in de jaren
vijftig van vorige eeuw van Bernard Kettlewell (1907-1979) met de berkenspanner
Biston betularia. De grootte van populaties van deze vlinder zijn in Groot-Brittannië al vanaf 1848 bestudeerd. Van deze
soort bestaan er twee kleurvariëteiten: zwart en gespikkeld beige-grijs. Vóór de industriële revolutie was de beige vorm
in de meerderheid. In 1900 vormde de zwarte vorm echter 95 % van
de populatie in industriegebieden. De verklaring was de volgende:
beige motten vielen niet erg op tegen de bleekgekleurde stammen
van berkenbomen en de korstmossen die daarop groeiden. Vogels
vingen de meeste opvallende, zwarte exemplaren. Maar dan begon
de industrie op grote schaal zwarte zwavelrook te produceren met
hoge waarden voor SO2. Dit roet sloeg neer op de bomen en kleurde
de witte stammen zwart. Nu waren de beige motten erg opvallend,
en de zwarte gecamoufleerd. De frequenties van de kleuren in de
populatie veranderden.
Wanneer predatoren –hier de vogels– eerder opvallende variëteiten
van hun prooidier zullen vangen dan onopvallende, dan verlenen zij
aan de onopvallende variëteit een selectief voordeel. In ons voorbeeld
zijn de vogels de uitvoerders van de natuurlijke selectie. Maar het
zijn de milieuomstandigheden die bepalen op welke eigenschap
(i.c. kleur) de selectie zal gebeuren. Het voorbeeld illustreert ook
goed het dubbele mechanisme van natuurlijke selectie: er ontstaan
weliswaar toevallige variaties van eigenschappen van organismen,
maar die worden op een niet-willekeurige wijze geselecteerd door Boven: de oude Darwin voorgesteld als een aap.
het milieu. Die selectie schrijdt stapsgewijs verder, van generatie Onder: spotprent uit Punch. Deze cartoons tonen
aan hoe ongeloofwaardig Darwin’s tijdgenoten de
op generatie, en is dus cumulatief (zie 2.10).
evolutietheorie vonden.
Toch is de ‘natuurlijke selectie’ niet helemaal te vergelijken met de ‘kunstmatige selectie’ of teeltkeuze van de kweker
of de fokker: deze heeft immers een doel voor ogen; de natuur niet.
2 Bewijzen voor de evolutietheorie en ondersteuning ervan door andere
wetenschappen
Evolutie is een proces dat zich over zeer lange tijd –over vele generaties– voltrekt, vooraleer populaties met nieuwe
kenmerken opvallen. Toch is het fenomeen ‘evolutie door natuurlijke selectie’ (mechanisme van de veranderingen)
al een paar keer proefondervindelijk aangetoond (in 1990 bv. voor een kolonie guppies over een periode van 11 jaar;
in 1997 voor anolishagedissen over 13 jaar). Voor het ontstaan van nieuwe soorten is het probleem van de duur van
het evolutieproces veel groter. Daarom kan de evolutietheorie onmogelijk proefondervindelijk, ‘in het lab’ worden
‘bewezen’. Meer nog dan bij andere wetenschappelijke theorieën is het daarom noodzakelijk dat de resultaten van
andere wetenschappen niet in strijd zijn met deze theorie of, beter nog, dat ze deze theorie ondersteunen.
4
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
2.1 De paleontologie
In oudere aardlagen zijn fossielen van meer primitieve, minder gespecialiseerde planten en dieren gevonden. Ook
overgangsvormen tussen verschillende groepen zijn aangetroffen. Bekend in dit verband is de vogelhagedis of
Archaeopteryx. Dit fossiele dier vertoont enerzijds skeletkenmerken van een reptiel; anderzijds is het lichaam bedekt
met veren.
Het fossilisatieproces kan op verschillende manieren verlopen: door mineralisatie, door inkoling, door inbedding in
hars of ijs, door mummifiëring, door verdrinking in asfalt.
Paleontologen bestuderen fossielen en proberen hun ouderdom te achterhalen. Gidsfossielen zijn organismen met
een grote verspreiding en een enorme bloei gedurende een korte periode. Ze worden veel gebruikt om de relatieve
ouderdom van aardlagen te bepalen. De bekendste methoden voor de absolute dateringen berusten op het verval van
de radioactiviteit van bepaalde elementen die in de fossielen aanwezig zijn. De analyse van een geologische tijdschaal
met gidsfossielen geeft een beeld van de evolutie op aarde. We stellen vast dat er in de loop der tijden een toenemende
differentiatie en een grotere specialisatie optreedt. De onafhankelijkheid t.o.v. water wordt groter; vanuit het leven in
het water ontstaat leven op het land. Soorten komen en gaan: groei, bloei en verval zijn biologische gegevens.
2.2 De vergelijkende anatomie
Planten en dieren vertonen een onderlinge verwantschap in hun algemene structuur. Vergelijking van de gewervelde
dieren doet besluiten tot de aanwezigheid van een gemeenschappelijk bouwplan. Sterkere overeenkomsten wijzen op
een nauwe verwantschap; grotere verschillen zijn een aanwijzing voor minder nauwe verwantschap. Lange tijd berustte
hierop de indeling van het planten- en dierenrijk in hoofdafdelingen of stammen, klassen, orden, families, geslachten
(genera) en soorten. De laatste jaren wordt deze indeling gecorrigeerd op basis van nieuwe genetische inzichten (zie
verder in de tekst alsook voor de planten: hoofdstuk ‘Planten 1’).
Wanneer we de skeletten van een mens en die van andere gewervelden met elkaar vergelijken, stellen we vast dat de
voorste ledematen van al deze soorten opgebouwd zijn uit een opperarmbeen, spaakbeen en ellepijp, handwortelbeentjes,
middelhandsbeentjes en vingerkootjes. Er is een gemeenschappelijk basisplan; de organen zijn homoloog.
De voorouders van deze levende wezens zijn echter, in de loop der tijden, aangepast geraakt aan verschillende biotopen.
Gemeenschappelijk bouwplan van de ledematen van gewervelden
vingerkootjes
middelhandmiddelhandbeentjes
beentjes
ellepijp
handwortelhandwortelbeentjes
beentjes
opperarmbeen
spaakbeen
Er is divergentie vanuit een stamvorm opgetreden. De overeenkomstige beenderen verschillen onderling o.m. in lengte
en vorm.
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
5
a
b
c
d
e
f
g
Vergelijkende anatomie van ledematen bij
gewervelden: a) mol; b) salamander; c) walvis; d)
hagedis; e) mens; f) vogel; g) vleermuis.
Op te merken valt, dat de uitwendige vorm van levende wezens wordt bepaald door de biotoop waarin ze voorkomen.
Zo vertonen Amerikaanse, Afrikaanse en Zuideuropese cacteeën en vetplanten overeenkomsten in vorm, hoewel ze
evolutionair niet verwant zijn. Walvissen, vissen en zeehonden zwemmen rond in het water; ze hebben een spoelvormig
lichaam. Zo’n overeenkomst in aanpassing tussen niet-verwante organismen noemt men convergentie.
Zowel vogels als insecten hebben vleugels om te vliegen. Een
vogelvleugel is echter een voorpoot, terwijl een insectenvleugel
een huidplooi is. Deze organen zijn verschillend van oorsprong;
men noemt ze analoog.
homologie
2.3 De geografie en de biogeografie (planten- en
dierenaardrijkskunde)
De theorie van de continentendrift werd in 1960 aanvaard. Dit
vanwege nieuwe inzichten in de bewegingen van de aardkorst: de
schollentektoniek (zie hoofdstuk 1 ‘Fysisch milieu’). Zo geraakte
Australië bv. 50 miljoen jaar geleden geïsoleerd van de andere
continenten, toen er al wel buideldieren, maar nog geen placentale
zoogdieren (met placenta of moederkoek) bestonden. Als gevolg
van dit isolement ontwikkelde zich in Australië een eigen
zoogdierenfauna bestaande uit buideldieren zoals de buidelbeer
(koala), de buidelwolf, de buidelrat, de buidelmuis.
analogie
In de evolutieleer vinden we een verklaring voor de verspreiding
van verwante diersoorten over de wereld. Van de wilde
kameelachtigen bestaan momenteel nog enkele soorten. De
vicunha en guanaco leven in Zuid-Amerika. Een klein aantal
exemplaren van de wilde kameel en de dromedaris komen nog voor
Homologie en analogie: de functie van b.v. de
springpoten van een kangoeroe en een sprinkhaan zijn in Azië. Fossielen werden noch in Azië, noch in Zuid-Amerika
analoog. Het bouwplan van hun (spring)poten is echter gevonden, wel in Noord-Amerika. Vanuit Noord-Amerika hebben
homoloog met dat van de poten van andere gewervelden
de kameelachtigen zich verspreid naar hun huidige gebieden,
resp. insecten.
maar in hun streek van herkomst zijn ze uitgestorven. Van
sommige soorten heeft men voldoende fossielen gevonden om een
doorlopende reeks op te stellen.
6
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
2.4 De vergelijkende ethologie
Vergelijken we het gedrag van verwante soorten, dan ontdekken we een groot aantal overeenkomsten in hun instincten
of aangeboren handelingen.
Mannetjes van winterkoning bouwen zowel in Europa als in Noord-Amerika zgn. speelnesten. Het vluchtgedrag van
krabben is over de hele aarde hetzelfde. Dergelijke verschijnselen kunnen als aanwijzing voor afstamming uit dezelfde
voorouders worden beschouwd.
2.5 Het atavisme
Een atavisme is een afwijking die men bij planten of dieren vaststelt en die aan veronderstelde voorouders herinnert.
Soms wordt een paard geboren waarvan de poten drie tenen hebben i.p.v. één met daarbij de griffelbeentjes. Zo’n paard
vertoont dan de kenmerken van een voorouderlijke vorm.
Toen in de negentiende eeuw de evolutietheorie doorbrak, ontstond de –foutieve– opvatting dat de verschillende
mensenrassen stadia in de evolutie vertegenwoordigden. De term ‘mongolisme’ werd door de Engelse arts John Down
(1828-1896) in 1866 gelanceerd omdat hij dacht dat personen die aan dit (later) naar hem genoemde syndroom lijden
een regressie vertegenwoordigen naar een vroeger menstype, de ‘fase van de Mongolen’.
2.6 De embryologie
In de ontwikkeling van een embryo van een hoger ontwikkeld dier –bv. van een zoogdier– vinden we verschillende
tussenstappen die corresponderen met bepaalde diergroepen.
Embryonale ontwikkeling
i) Klieving
Een bevruchte eicel deelt zich door opeenvolgende delingen in steeds kleiner wordende cellen. Dit geeft eerst aanleiding
tot een massief klompje cellen: de morula. Op het einde van de klieving zijn de cellen zo gerangschikt dat zij een hol
blaasje vormen: de blastula. De blastula bestaat uit een enkelvoudige wand van cellen, die een centrale holte omsluit.
Deze holte is met vocht gevuld.
Het bouwplan van Volvox, een kolonie van eencelligen uit het zoete water, stemt overeen met het blastulastadium.
ii) Kiembladvorming
Op de vorming van de blastula volgt een periode van
vormwijziging en materiaalverschuiving. De blastula
groeit en verandert tezelfdertijd van vorm. Uit de eenlagige
blastula ontstaat een tweelagige gastrula met een buitenste
(ectoderm) en een binnenste (entoderm) kiemblad. De
gastrula ontstaat door een instulping, omgroeiing of door
delaminatie van de cellen van de blastula. Zo ontstaat
een dubbelwandige zak die een holte omsluit. Deze
holte, het archenteron of oerdarm, staat door de oermond
(blastoporus) met de buitenwereld in verbinding.
Het bouwplan van de holtedieren (kwallen, poliepen) stemt
overeen met het gastrulastadium; ook bij de sponzen zijn
ectoderm en entoderm de enige kiembladen. Bij de andere
Vergelijking van embryonale stadia bij gewervelden, gebaseerd meercelligen gaat de ontwikkeling verder en vormt zich
op de zgn. recapitulatietheorie van Haeckel. Van boven naar
tussen ecto- en entoderm een derde laag: het mesoderm.
onder: vis, amfibie, reptiel, vogel en zoogdier.
iii) Mesodermvorming
Een derde kiemblad vormt zich doordat cellen zich verplaatsen naar de ruimte tussen ectoderm en entoderm.
Deze mesodermcellen leggen zich in een laag tegen ectoderm en entoderm en omsluiten een holte: de secundaire
lichaamsholte of coeloom. Deze holte kan door tussenschotten in segmenten worden verdeeld. De oerdarm die blind
eindigt, zoals trouwens ook bij de holtedieren het geval is, breekt door. Zo ontstaat een doorlopende darm. Dit stadium
stemt in grote lijnen overeen met het bouwplan van de ringwormen. De gastrulatie kan bij de verschillende diergroepen
er zeer verschillend uitzien, maar heeft steeds dezelfde betekenis: het ter plaatse brengen bij de ontwikkelde kiem
van materiaal dat zich tot zeer diverse structuur kan differentiëren. Uit de drie kiembladen ontstaan de verschillende
weefsels waaruit dan organen worden gevormd.
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
7
De befaamde Duitse arts en bioloog Ernst Haeckel (1834-1919) was meteen een enthousiast aanhanger van Darwin’s
evolutietheorie. Hij ontwikkelde de recapitulatietheorie. Die stelt dat de evolutie van een soort herhaald wordt in de
ontwikkeling van elk individu (zie fig.). Zo vertonen embryo’s van zoogdieren in een bepaald stadium van de ontwikkeling
kieuwspleten zoals vissen. Hoewel de embryologie inderdaad bewijsmateriaal voor de evolutietheorie aandraagt, wordt
de recapitulatietheorie betwistbaar geacht. Het blijkt dat Haeckel zijn tekeningen enigszins had aangepast. Dit feit wordt
door creationisten dankbaar aangegrepen om de ganse evolutietheorie als bedrog te ‘ontmaskeren’. Haeckel is daarnaast
de uitvinder van het begrip ecologie (zie hoofdstuk ‘Ecologie’). Minder bekend maar minstens even belangrijk was
de inbreng van Karl Ernst von Baer (1791-1876), de meest vooraanstaande embryoloog van zijn tijd. Hij formuleerde
een aantal universele regels. Een ervan staat bekend als de wet van von Baer en luidt: ‘algemene kenmerken die een
soort deelt met de andere vertebraten verschijnen vroeger in het embryo dan de kenmerken die specifiek zijn voor de
betreffende soort’. Von Baer vergelijkt aldus embryo’s van gewervelde dieren en gaat niet zo ver als Haeckel die de
ganse evolutie in de ontwikkeling van een embryo meende terug te vinden.
2.7 Rudimentaire organen
Ook rudimenten van organen kunnen een aanwijzing zijn voor evolutie. De mens bezit de rest van een derde ooglid
of knipvlies, dat bij vogels en reptielen goed ontwikkeld is. Deze structuur wordt bij de mens nog wel aangelegd, maar
vervult geen functie. Andere rudimenten zijn o.m. de spieren waardoor de oorschelpen bewogen kunnen worden en het
staartbeen.
2.8 De serologie
De kennis van de aanwezige stoffen in serums biedt de mogelijkheid om verwantschap van dieren na te gaan. Als
een diersoort een antistof aanmaakt tegen een bepaald eiwit, dan zal deze antistof slechts met dit eiwit van eenzelfde
diersoort of met een eiwit van een verwante soort reageren en het eiwit doen neerslaan. Zo kan men verwantschappen
opsporen. Spuit men een konijn in met paardenbloed dan vormt dat konijn een antistof tegen dat paardenbloed. Met
deze antistof test men een paard, een zebra, een vogel en een krokodil.
neerslag
antistof tegen paardenbloed in:
paard
+
zebra
+
ezel
+
vogel
-
krokodil
-
Hieruit leidt men af dat paard, zebra en ezel met elkaar verwant zijn.
2.9 De moleculaire biologie, biochemie en genetica
De gelijkenissen in de biochemische processen en in de moleculaire opbouw van alle levende organismen wijzen op een
gemeenschappelijke oorsprong ervan. De stofwisseling (metabolisme) in de cellen verloopt bij alle organismen volgens
dezelfde biochemische processen. De vorming van eiwitten op basis van het genetisch materiaal verloopt overal op
dezelfde manier. De erfelijke eigenschappen zitten gecodeerd in de genen op basis van een zelfde patroon vervat in
DNA-moleculen (desoxyribonucleïnezuur).
Als eencellige organismen zich ongeslachtelijk vermenigvuldigen door zich te delen in twee dochtercellen, bezitten de
ouders en de nakomelingen dezelfde lichaamskenmerken of op elkaar gelijkende lichaamskenmerken. Variatie ontstaat
bij deze ongeslachtelijke vermenigvuldiging alleen wanneer er een fout optreedt tijdens het kopiëren van het DNA. Er
is dan een mutatie ontstaan. Maar van zodra organismen zich geslachtelijk vermenigvuldigen (zich voortplanten) zijn
er ook van elkaar verschillende lichaamskenmerken mogelijk. Deze verschijnselen zijn te verklaren door de genetica.
Bij gewone celdeling valt het erfelijk materiaal in de kern uit elkaar in een aantal chromosomen die twee aan twee
zichtbaar worden. (2n, waarbij ‘n’ het aantal chromosomen weergeeft.) Bij de mens zijn er 23 paar of 46 chromosomen.
Chromosomen zijn dragers van de erfelijke eigenschappen. Het aantal chromosomen in elke cel, evenals hun vorm en
grootte, zijn constant voor alle vertegenwoordigers van een soort.
Bij de vorming van de geslachtscellen gaat van elk paar homologe (gelijksoortige) chromosomen één chromosoom
naar een eerste geslachtscel en het andere chromosoom naar een tweede geslachtscel.
8
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
Meer over DNA
In gekleurde preparaten vertoont een chromosoom donkere en heldere banden. In die banden liggen de genen die de
erfelijke informatie dragen. Een gen bestaat uit een chemische
stof, het DNA (DesoxyriboNucleineAcid of in het Nederlands
desoxyribonucleïnezuur). In 1953 ontdekten James Watson
(1928), Francis Crick (1916-2004) en Rosalind Franklin (19201958) de structuur van de DNA molecule. Ze bestaat uit een
dubbele keten. Elke keten is opgebouwd uit een aaneenschakeling
van suiker-fosfaat eenheden. De suiker draagt telkens één van
de vier mogelijke organische basen: adenine, cytosine, guanine
en thymine, voorgesteld door A, C, G, T. De twee strengen zijn
helixvormig rond elkaar gedraaid, een beetje zoals een wenteltrap.
Ze raken elkaar met hun basen en daarbij liggen steeds dezelfde
basen tegenover elkaar. Tegenover A op de ene streng ligt altijd
een T op de andere streng. Tegenover een C ligt altijd een G.
Bij de gewone celdeling verdubbelt zich het DNA en gaan de
twee strengen uit elkaar. Tegenover elke streng wordt een nieuwe
opgebouwd. Daardoor ontstaan twee dubbelstrengen die allebei
identiek zijn aan de oorspronkelijke streng.
Bij de wedersamenstelling van het DNA kunnen fouten ontstaan,
mutaties, die alleen gevolgen hebben voor het organisme zelf. Doen
deze mutaties zich voor in de cellen die de voortplantingscellen
voortbrengen, dan wordt deze mutatie erfelijk doorgegeven.
Daar de ouders niet dezelfde
kenmerken hebben –en dus
ook hun geslachtscellen
verschillende kenmerken bevatten– worden deze kenmerken gemengd bij de
versmelting van de zaadcel en de eicel (bevruchting). Elke bevruchte eicel
bevat voor één lichaamskenmerk 1 gen van de vader en 1 gen van de moeder.
Geslachtelijke voortplanting (kruising) zorgt dus voor meer variatie in de
lichaamskenmerken. Als zich, in de cellen waaruit de voortplantingcellen ontstaan,
mutaties voordoen, dan worden die aan het nageslacht doorgegeven. Veranderingen
treden op als homologe chromosomen dicht bij elkaar liggen of over elkaar liggen.
Bij de verdubbeling van een chromosoom kan een streng breken en zich met een
ander stuk van de andere streng verenigen. Dit wordt crossing-over genoemd. In
de geslachtscellen heeft een chromosoom dan andere kenmerken, met als gevolg
dat er nog meer variatie mogelijk wordt. Minder voorkomend is het veranderen of
wegvallen van een stukje DNA of een base.
De meeste mutaties zijn ongunstig. Als een veranderd kenmerk wel gunstig is
om te overleven, zullen meer organismen overleven en dus deze mutatie weer
doorgeven aan hun nageslacht.
oud
nieuw nieuw
oud
Bij gewone celdeling verdubbelt het
DNA zich en gaan de 2 strengen uit
elkaar.
Sinds Crick, Watson en Franklin de structuur van dit DNA ontrafelden, is de genetica een nieuwe benaderingswijze
geworden om verwantschap tussen (en binnen) soorten na te gaan en te ‘meten’.
Doordat de bouwstenen van het erfelijk materiaal bij alle soorten dezelfde zijn, is het ook mogelijk delen hiervan
–en dus bepaalde erfelijke eigenschappen– van de ene soort naar de andere over te planten: genetische technologie
(-‘manipulatie’). Hiermee doorbreekt de mens de genetische scheiding die zich in de loop van de evolutie tussen alle
soorten, families, geslachten, enz. ontwikkeld heeft en zet hij nieuwe evolutionaire ontwikkelingen in gang.
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
9
2.10 Creationistische bezwaren weerlegd
Hiervoor (punt 1) werd er al op gewezen dat Darwin van in het
begin grote tegenstand ontmoette van wetenschappers die bepaalde
kerngedachten van zijn evolutietheorie in twijfel trokken. Diezelfde
bezwaren worden vandaag de dag nog steeds door creationisten
opgevoerd. Nochtans is de wetenschap er de laatste anderhalve
eeuw in geslaagd met steeds meer bewijzen voor de evolutietheorie
te komen. In die mate, dat wetenschappelijk eigenlijk niet meer
van een evolutie‘theorie’ gesproken moet worden; evolutie is een
bewezen begrip. Maar voor sommigen zijn de –vermeende– morele
implicaties van de evolutietheorie een brug te ver. Terecht schrijft
de Gentse professor Johan Braeckman over het creationisme
in zijn nieuwste gedaante, nl. ‘intelligent ontwerp’: Intelligent
Ontwerp, kortom, is een pseudo-wetenschap, of misschien beter,
een geloofsovertuiging die inspeelt op al dan niet reële filosofische,
morele en politieke aspecten van Darwins kerninzichten, maar met
de wetenschappelijke geldigheid ervan niets te maken heeft. We
overlopen enkele van de creationistische bezwaren.
Gewone celdeling
Reductiedeling
2n
Een eerste bezwaar was al voor Darwin’s geboorte geformuleerd
2n
n
door de Nederlandse filosoof Bernard Nieuwentyt (1654-1718)
in diens boek Het Regt Gebruik der Werelt Beschouwingen
(1715). Nieuwentyt beschrijft in dit werk de ‘parabel van de kei
Bij de gewone celdeling of mitose worden identieke
cellen gevormd als de oorspronkelijke cellen. Ze
en het horloge’. Deze laatste werd zonder meer geplagieerd door
bezitten alle een dubbele set chromosomen (2n).
de Engelse geestelijke William Paley (1743-1805) in Natural
Theology (1802). De parabel gaat als volgt. Iemand vindt op
Bij de vorming van geslachtscellen (reductie-deling
of meiose) worden cellen gevormd die de helft van het
zijn weg een kei. Hij stelt zich daar geen vragen bij. De kei
aantal chromosomen van de oorspronkelijke cellen
beantwoordt aan geen enkele functionaliteit; die is gewoon
bezitten (n).
onder invloed van natuurkrachten ontstaan. Maar stel dat hij
een zakhorloge vindt. Iets dat zo complex in elkaar zit, dat moet toch ergens voor dienen? En dat moet toch door
iemand gemaakt zijn? Want zo’n horloge kan niet toevallig, door loutere natuurkrachten ontstaan zijn. Dan zou het
zijn alsof je alle onderdelen van het horloge in een doos stopt, er eens goed mee schudt en er vervolgens een horloge
uit tevoorschijn komt. Dit is uiteraard ondenkbaar. Welnu, als je de complexe structuren in de natuur bekijkt, dan
moet daar ook een ontwerper achter zitten. Miljoenen structuren in de natuur zijn als even zovele ‘horloges’. Paley
verwijst hier o.m. naar het menselijk oog (zie volgende paragraaf). In Darwin’s tijd werd deze natuurtheologische idee
opgepakt om aan te vechten dat evolutie op toeval zou berusten. Hoe vaak je ook met de doos met horlogeonderdelen
zou schudden, de kans dat alle onderdelen op de juiste plek terechtkomen is astronomisch klein. Maar deze kritiek
houdt geen rekening met de selecterende invloed van het milieu, gekoppeld aan het cumulatief effect bij de overgang
van de ene naar de volgende generatie.
De selectie begint bij elke generatie niet van voor af aan, maar vertrekt waar de selectie de vorige generatie geëindigd
is. Uit een experiment bleek dat uit een willekeurige greep letters en spaties na 43 stappen een vooraf gekozen zin kan
worden samengesteld.
Een ander bezwaar betreft de aangepastheid van de tussenstappen in de evolutie: een oog en een vogel zijn
‘volmaakte’ structuren, maar hoe overleeft een organisme met een ‘half oog’ of een dier met ‘halve vleugels’ de
natuurlijke selectie? Door vergelijkende anatomie is vastgesteld dat er tientallen vormen van ‘ogen’ terug te vinden
zijn, van de meest primitieve lichtgevoelige cellen tot het complexe vertebratenoog. Overigens bevat dit oog, als
het geschapen zou zijn door een goddelijk wezen, enkele markante ‘designfouten’, zoals de blinde vlek. Wat de
ontwikkeling van vleugels betreft, is dit inmiddels overtuigend aangetoond voor insectenvleugels. Die zijn ontstaan uit
kieuwen van waterbewonende soorten, die eerst gebruikt werden om zich onder water voort te bewegen en nadien ook
om scheervluchten over het water te maken.
10
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
3 Ontstaan van soorten
Hoewel ‘evolutie’ een voortdurend dynamisch proces is, blijkt een zekere stabiliteit van ‘soorten’ ook de regel,
tenminste zolang de levensomstandigheden niet betekenisvol veranderen. Men neemt aan dat voor die soort in die
omstandigheden een bepaald evolutionair optimum van ‘aanpassing’ is bereikt. Toch doen zich in het erfelijk materiaal
voortdurend wijzigingen voor, die tot nieuwe eigenschappen bij de nakomelingen kunnen leiden: recombinatie van
genen (bv. door de hiervoor al vermelde crossing-over van chromosomen waarop de genen gerangschikt liggen) en
mutaties (wijzigingen in het erfelijk materiaal onder invloed van temperatuur, energierijke straling of chemische
stoffen). Precies omdat deze erfelijke nieuwe eigenschappen toevallig tot stand komen, is evolutie niet doelgericht.
Meestal zijn mutaties negatief of neutraal. Ze leveren voor de nakomelingen geen voordeel op. Maar af en toe duikt
een nieuwe eigenschap op die in de gegeven omstandigheden wel positief is. Ofwel wijzigen de levensomstandigheden
zich, waardoor een voorheen ‘neutrale’ eigenschap positief wordt. In beide gevallen kan de ‘natuurlijke selectie’ haar
rol spelen (zie punt 1, de theorie van Darwin). Zolang de individuen met de nieuwe (gunstige) eigenschap(pen) blijven
kruisen met elkaar en met andere individuen, komen er wel relatief meer individuen met deze eigenschap(pen), maar
spreken we nog niet van een nieuwe soort. Het blijft één voortplantingsgemeenschap. Wel kan na verloop van tijd
de oorspronkelijke vorm –zonder de nieuwe eigenschappen– verdwenen zijn (natuurlijk selectie) of slechts af en toe
opduiken (atavisme, zie 2.5).
Als de veranderde soort aldus meerdere wijzigingen heeft ondergaan kan men ook van een nieuwe soort spreken,
zeker als de ‘oude’ soort in de nieuwe omstandigheden niet zou kunnen overleven wegens het ontbreken van de nodige
‘aanpassingen’.
Voortplantingsgemeenschappen of populaties kunnen echter uit elkaar en van elkaar gescheiden geraken, waardoor
ze niet meer onderling kruisen: isolatie. De gescheiden groepen kunnen elk een eigen evolutie doormaken, waardoor
kruisingsbarrières van verschillende aard kunnen optreden. Geografische factoren leiden tot verschillen in abiotische
factoren wat vervolgens leidt tot snellere soortendifferentiatie (bv. een landengte wordt een zeestraat na een ijstijd; de
vorming van gebergten of van eilanden). Ook ethologische factoren kunnen leiden tot het ontstaan van soorten (bv.
verschillende balts, verschillende zang van vogels). Daarnaast kan seizoensisolatie eveneens leiden tot het ontstaan
van een nieuwe soort (bv. verschillende paartijd van groene en bruine kikker). Op den duur zijn de verschillende
populaties in zulke mate van elkaar verschillend (ook genetisch), dat onderlinge kruising niet meer mogelijk is in de
natuur, of niet meer tot vruchtbare nakomelingen kan leiden –ook als bv. de barrière zou wegvallen. Ook dan zijn
nieuwe soorten ontstaan.
Levende organismen zijn aangepast aan hun omgeving. Deze bestaat uit levenloos materiaal, maar ook uit andere
levende wezens. Wanneer sommige soorten wederzijdse aanpassingen vertonen, die geëvolueerd zijn door interacties
met elkaar gedurende een heel lange tijd, dan spreekt men van co-evolutie. Voorbeelden daarvan worden geleverd
door motten en vleermuizen, door orchideeën en bepaalde sluipwespen, door hommels en monnikskapsoorten, door
galvormers en hun waardplanten (zie hoofdstuk ‘Ecologie’). Vleermuizen en motten leven in een nauwe relatie met
elkaar. In het verleden hebben vleermuizen steeds efficiëntere mechanismen ontwikkeld die hen toelieten motten en
andere insecten te vangen. Als antwoord op deze selectiedruk zijn bij motten steeds efficiëntere mechanismen (gehoor,
reactiesnelheid, gedragingen,...) ontwikkeld, die hen toelieten vleermuizen te vermijden. Galwespen en -muggen
breken in de genetische code van de waardplant in, waardoor die lokaal een woekerweefsel, de gal, ontwikkelt. De
waardplanten proberen zich hiertegen langs chemische weg te verweren, waarop de galverwekkers ook hiertegen weer
stoffen ontwikkelen. Het lijkt wel de natuurlijke vorm van het kraken van computersystemen…
Deze co-evolutie tussen predatoren en prooien of tussen parasieten en gastheren wordt ook wel eens ‘evolutionaire
wapenwedloop’ genoemd. Maar het verloopt soms ook zachtaardiger. Sommige orchideeën hebben bloemen
ontwikkeld die lijken op de wijfjes van sluipwespen. Ze lokken de mannetjes aan die ‘schijncopulaties’ uitvoeren en
aldus de bloemen bestuiven. Monnikskapsoorten kunnen uitsluitend door hommels worden bestoven. Dit lijkt een
nadeel, maar hommels hebben ‘geleerd’ dat ze inzake bloembezoek bij hommels over een monopolie beschikken, wat
ze een hoger rendement oplevert. Op die manier verhoogt voor de plant de kans dat een hommel het stuifmeel naar een
andere monnikskapbloem brengt, in plaats van op een bloem van een andere soort af te zetten.
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
11
Een speciale vorm van evolutie is de seksuele selectie. In zijn
boek On the Origin of Species (…) gaat Darwin uitgebreid in
op het verschijnsel seksuele selectie. Hier is de uitvoerder van
de natuurlijke selectie niet het weer, een natuurramp of een
predator maar de seksuele partner. Het is een goede verklaring
voor het seksueel dimorfisme en kan het beste uitgelegd worden
aan de hand van een voorbeeld. Vele soorten vogels komen in
de paartijd samen op een plek, waar de mannetjes dan baltsen en
hun vederkleed tentoonstellen. De wijfjes kiezen heel kieskeurig.
Meestal kiezen alle wijfjes voor één of enkele mannetjes. Zo heeft
een mannetjespauw de meeste kans om gekozen te worden door de
vrouwtjes als hij veel ‘ogen’ in zijn staart heeft. In feite is de kans
voor mannetjespauwen om een seksuele partner te vinden lijnrecht
evenredig met het aantal ogen in zijn staart. Omdat de grootte en
het uitzicht van zijn staart erfelijk zijn, zullen zijn nakomelingen
ook grote staarten met veel ogen hebben. Bovendien erven de
vrouwelijke nakomelingen waarschijnlijk die ‘voorkeur voor een
16de eeuwse kopergravure van een pauw.
mannetje met een grote staart met veel ogen’. Daardoor komt het
dat de staart van de pauw zo lang en opvallend is. Men denkt dat de lengte van pauwenstaarten op die manier vrij snel
geëvolueerd is. Zal die staart in de toekomst nog veel langer worden? Waarschijnlijk niet, omdat mannetjespauwen
dan een gevaar voor zichzelf worden omdat ze moeilijk aan predatoren kunnen ontsnappen. De staart bemoeilijkt
het vliegen. Een mannetjespauw paart met alle wijfjes die hij kan krijgen. Zo rust er op de wijfjes geen seksuele
selectiedruk, met als gevolg dat zij niet zo’n staart hebben. Op hen rust (tijdens het broeden) wel een predatiedruk
zodat ze, naast wat blauw, ook onopvallende kleuren hebben in hun vederkleed, zoals grijs en bruin. Een voorbeeld
van zo’n fenomeen dichter bij huis is de kemphaan, die ook paart in een ‘arena’ en in de paartijd zeer opvallende veren
heeft rond zijn kop.
4 Biodiversiteit
4.1 Biodiversiteit op verschillende niveaus
Biodiversiteit kan omschreven worden als de verscheidenheid van het leven op aarde, op het niveau van genen,
soorten en ecosystemen.
Biodiversiteit doet zich dus voor op verschillende niveaus:
• binnen soorten, als genetische diversiteit. Kijk naar onszelf: geen twee mensen zien er exact hetzelfde uit. In
werkelijkheid is deze genetische diversiteit een manier waarop soorten zich wapenen tegen veranderingen in hun
milieu. Dergelijke veranderingen kunnen bepaalde genetische eigenschappen meer of minder gunstig maken;
de individuen in de populatie die deze eigenschappen hebben worden aldus bevoordeeld of benadeeld (zie het
hoofdstuk 10 ‘Ecologie’, punt 3.3.2);
• tussen soorten, binnen een ecosysteem, als soortendiversiteit. Hoe meer schakels er bestaan binnen een
ecosysteem, des te minder kwetsbaar is het voor negatieve invloeden;
• tussen ecosystemen, binnen een landschap, als ecosysteemdiversiteit. Landschappen met een grote
ecosysteemdiversiteit zullen meer soorten kunnen herbergen aangezien heel wat soorten gebonden zijn aan
overgangen tussen ecosystemen.
4.2 Het leven komt en gaat, maar niet altijd door eenzelfde oorzaak
Het is niet zo dat de biodiversiteit vanaf het verschijnen van het eerste leven op aarde alsmaar is toegenomen. Het
eerste leven ontstond zo’n 3,5 miljard jaar geleden, mogelijk nog vroeger. Door het ontstaan van zuurstofproducerende
cyanobacteriën werd de samenstelling van de atmosfeer radicaal veranderd en konden nieuwe levensvormen zich
ontwikkelen. Eerst werd de zee gekoloniseerd, later ook het land. Tijdens heel dit proces grepen niet minder dan zes
uitstervingsgolven of massa-extincties plaats. Telkens verdwenen massaal soorten, waarna de vrijgekomen ecologische
niches door nieuwe, ‘modernere’ soorten werden ingenomen. Dit laatste gebeurde naar evolutionaire maatstaven erg
snel.
12
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
Over de oorzaken van de verschillende uitstervingsgolven is de wetenschap nog niet zeker. De meeste werden
veroorzaakt door een plotse klimaatwijziging (afkoeling), door vulkanische uitbarstingen of door een meteorietinslag,
of door combinaties van deze factoren. Maar van de laatste weten we dat de oorzaak te vinden is bij een onderdeel van
de natuur zelf: de mens. Soorten verdwijnen momenteel aan een razend tempo, duizend tot tienduizend maal sneller
dan voorheen. Geschat wordt dat elke 13 minuten een soort onherroepelijk verdwijnt. Anders dan in het verleden
worden ook de planten nu zwaar getroffen. Wetenschappers ramen dat 20 % van alle soorten (niet alleen planten)
verdwenen zal zijn tegen 2025. Nog een kwarteeuw later zou de biodiversiteit met de helft afgenomen kunnen zijn.
Dit brengt ons bij die unieke menselijke eigenschap: verantwoordelijkheid. Anders dan bij vroegere extincties, ligt de
huidige uitstervingsgolf in onze handen. De vraag dringt zich op of wij het recht hebben om een ontwikkeling die 3,5
miljard jaar teruggaat in een oogwenk te vernietigen? En wie deze vraag bevestigend wil beantwoorden, moet best
eerst nagaan wat dit voor ons eigen welzijn en overleven kan meebrengen.
4.3 Biodiversiteit in dienst van de mens?
De mens is deel van de natuur en hangt voor zijn voortbestaan van deze natuur af. Ecosystemen en de soorten
die er deel van uitmaken leveren bepaalde ‘diensten’ aan de mens. In die zin wordt steeds meer gesproken van
ecosysteemdiensten (ecosystem services). Ze vormen een belangrijk argument in het pleidooi voor het behoud van
de biodiversiteit. Maar daarnaast is er het ethisch aspect van ons handelend omgaan met de natuur (zie hoofdstuk
‘Mens en natuur 1’). Een vraag die daarbij aansluit is of natuur überhaupt diensten moet verlenen om bescherming te
verdienen…
Regulerende diensten
betreffen niets minder dan de ‘ecologische spelregels’ waaraan de mens als biologisch wezen gebonden is, of hij dit
nu toejuicht of niet... Het gaat uiteindelijk om de leefbaarheid van onze planeet zelf. Maar als de mens zich aan die
spelregels houdt, leveren de regulerende diensten hem daadwerkelijk voordeel op. Het gaat om het in stand houden
van het klimaat, de waterhuishouding (verdroging maar ook overstromingen), het zelfreinigend vermogen van
waterlopen, het binnen de perken houden van ziekten en plagen, het tegengaan van erosie,… Zo zou het kappen van
het tropisch regenwoud klimatologische veranderingen veroorzaken; leidt ontbossing op hellingen tot erosie; zorgt het
behoud van heggen in een landbouwgebied voor een beter microklimaat, voor het tegengaan van winderosie en voor
het indijken van plagen (door het voorkomen van natuurlijke predatoren); kan een gezonde rivier een lichte organische
vervuiling zelf verwerken; enz.
Bevoorradende diensten (toevoerdiensten)
leveren water en andere grondstoffen, voedsel, energiebronnen, geneesmiddelen, bouwmaterialen, kledingvezels,….
Deze functie is vooral economisch gericht, maar ze is wel levensnoodzakelijk. De bevoorrading dient te gebeuren
volgens het beginsel van duurzaamheid (zie hoofdstuk ‘Natuur en mens 1’). Ook het (natuurlijke) landschap levert
meer en meer een ‘bevoorradende dienst’, die tot uiting komt in de toeristisch-recreatieve sector. Waar het landschap
mooi is, is toerisme immers vaak een belangrijke bron van inkomsten geworden.
Ondersteunende diensten
zijn onmisbaar voor de andere diensten: watercyclus,
nutriëntenkringlopen, fotosynthese met zuurstofproductie,
humusvorming, bestuiving,... Ook de genetische biodiversiteit
hoort in dit rijtje thuis. Hier gaat het om het behoud van de
unieke eigenschappen van zoveel mogelijk levensvormen op
aarde. Dit is niet enkel ethisch, maar ook economisch gericht.
Nog lang niet alle nuttige eigenschappen van soorten zijn
bekend. Heel wat mogelijke medicinale toepassingen van wilde
planten zijn nog niet ontdekt. Ook is het behoud van wilde
soorten om de resistentie van cultuursoorten te verzekeren
noodzakelijk. Stel je maar voor dat er een ziekte uitbreekt die bijvoorbeeld alle gecultiveerde maïssoorten aantast.
Om grote hongersnood te voorkomen is het dan van cruciaal belang dat er wilde soorten behouden zijn om nieuwe
gecultiveerde maïs uit te ontwikkelen. Of denk maar aan de aardappelziekte op het einde van de 19de eeuw die in
Europa tot massale hongersnood leidde.
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
13
Natuur- en milieueducatie poogt het
contact tussen mens en ‘levende natuur’
te herstellen (Paul Stryckers)
Culturele diensten
betreffen de ‘zachte’ maar niet minder
belangrijke functies van natuur.
Zoals in hoofdstuk ‘Mens en natuur
1’ al werd gesteld, liggen esthetische
motieven aan de oorsprong van het
natuurbehoud.
De behoefte van mensen aan natuur
is terug te vinden in het steeds
toenemende succes van actieve en
passieve natuurrecreatie en in de
heilzame uitwerking van natuur op de
geestelijke gezondheid van de mens.
Heel wat studies tonen aan dat mensen natuur nodig hebben voor hun fysieke en psychische welzijn, om tot rust te
komen en zich weer op te laden. De natuur is ons ‘natuurlijke biotoop’ waarin onze zintuigen en hersenen optimaal
kunnen functioneren.
Natuur is ook erg belangrijk voor de ontwikkeling van kinderen, ze leren er hun zintuigen ontdekken en benutten.
Als we willen dat onze kinderen het contact met de natuur niet verliezen, dan is er een noodzaak aan voldoende
natuurplekken waar kinderen met handen en voeten de natuur kunnen ontdekken. Onbekend maakt immers onbemind.
Om vervreemding van de natuur tegen te gaan is het bovendien van groot belang dat we kinderen en jongeren laten
kennismaken met de wilde natuur en met de planten en dieren die erin voorkomen.
Natuur- en milieueducatie spelen hierin een belangrijke rol. Natuur ervaar je immers
niet via het internet of via een TV-scherm. Om natuur echt te leren kennen, moet je haar
buiten kunnen beleven en ontdekken, met de regen, het zand, het gewriemel en alles
erop en eraan. Tenslotte zijn bepaalde (halfnatuurlijke) landschappen nauw verbonden
met een historische leefwijze van onze voorouders. Het behoud van dergelijke
‘getuigenlandschappen’ is even verantwoord als het bewaren van voorwerpen uit het
verleden in onze musea. Zo leert bijvoorbeeld het huidige heidelandschap ons veel
over de manier waarop en het landschap waarin onze voorouders in de middeleeuwen
leefden.
In zijn boek Het laatste kind in het bos (2007) beschrijft
de Amerikaanse journalist en docent Richard Louv hoe de
nieuwe ‘on line generatie’ het nodige contact met de natuur
kwijtraakt. Hij baseerde zich op interviews met 3 000
kinderen en ouders.
4.4 Kijk op biodiversiteit
Mensen maken gebruik van de natuur, en dus ook van biodiversiteit. Dit gebeurt evenwel niet steeds op dezelfde
wijze. Mensen leggen daarbij het accent op bepaalde aspecten van biodiversiteit. In de cursus wordt hierop ingegaan
door middel van een oefening.
14
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
Referenties
Wie meer wil weten over evolutie kan terecht op de interessante website www.evolutietheorie.be van de Gentse
professor Johan Braeckman.
De Antwerpse evolutiebioloog professor Raoul Van Damme heeft zijn cursus op internet geplaatst: http://webh01.
ua.ac.be/funmorph/raoul/ Elementen uit deze cursustekst werden gebruikt voor dit hoofdstuk.
Nelissen, M. (2000) De bril van Darwin, op zoek naar de wortels van ons gedrag, uitg. Lannoo, Tielt.
Silvertown, J. (ed.) (2008) 99 % Ape, how evolution adds up, uitg. Natural History Museum/The Open University,
Londen/Milton Keynes.
Van den Berghe, G. (2008) De mens voorbij, Vooruitgang en maakbaarheid 1650-2050, uitg. Meulenhoff/Manteau,
Antwerpen.
Van Dooren, P. (1993) Het leven – ontstaan en toekomst van een uniek fenomeen, uitg. Pelckmans, Kapellen.
Van Strien, W. e.a. (1999) Evolutie betrapt, onderzoekers in het voetspoor van Darwin, uitg. KNNV Uitgeverij,
Utrecht.
Williams, G. (1997) De natuur als ontwerper, uitg. Contact, Amsterdam/Antwerpen.
Vragen
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Waarom spreken we van een evolutietheorie?
Wie zijn de grondleggers van de moderne evolutietheorie? Waar berust deze op?
Welke bewijzen bestaan er voor de evolutietheorie? Geef enkele voorbeelden.
Hoe kunnen soorten zich aanpassen aan wijzigende milieuomstandigheden?
Wat is co-evolutie? Geef een voorbeeld.
Hoe ontstaan soorten?
Wat is seksuele selectie?
Op welke niveaus doet biodiversiteit zich voor?
Wat zijn ecosysteemdiensten en welke worden er onderscheiden?
Kernbegrippen
Analoog orgaan
Atavisme
Bevruchting
Biodiversiteit
Chromosoom
Convergentie
Crossing-over
Divergentie
DNA-molecule
Ecosysteemdiversiteit
Evolutie
Evolutietheorie
Gen
Genetische diversiteit
Geslachtscel
Gidsfossiel
Homoloog orgaan
Recapitulatietheorie
Rudiment
Seksuele selectie
Soortendiversiteit
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 11: Evolutie
15