Nieuws

zondag 20 april van 12.00 – 17:00 uur de eerste 5 afleveringen van Cosmos herhaald, en vermoedelijk deel 6 om 22 u.
15 apr: Spreek je uit tegen Luchthaven Twente! Vandaag laatste dag!
14 apr: Matthijs van Nieuwkerk zwijgt. Laf. Ik heb het wel gehad met DWDD.
14 apr: Human G8. Ned 2 23:40. Stine Jensen en Rene Gudde over/met filosoof Michael J. Sandel.
6 apr: herhalingen van Cosmos op National Geographic (18:00; 22:00; 0:00; 2:45) voor wie het gemist heeft
2 apr: Herman Philipse over klimaat verandering, 4 colleges Studium Generale Utrecht
25 mrt: Gerdien de Jong bespreekt het boek Arrogant van Ronald Meester in Skepter jrg 26 nr 2. Zeer goed verhaal.
Archief Actualiteiten

22 april 2014

Cosmos: A Spacetime Odyssey (2) Evolutie

Deel 2 van Cosmos: A Spacetime Odyssey gaat over evolutie. De vraag is: waar komen alle soorten vandaan? Dat is de vraag naar de oorsprong van de soorten. Dat is de vraag naar The Origin of Species.

Het thema evolutie wordt goed uitgelegd aan de hand van de domesticatie van wolven (survival of the friendliest; artificial selection). Behalve onze gezelschapsdieren hebben we voedsel. We zijn geneigd over het hoofd te zien dat dat vrijwel alle soorten planten en dieren die we nu eten als ons voedsel door mensen zijn geselecteerd in de loop van duizenden generaties uit wilde soorten. Een uitstekende manier om te demonstreren hoe krachtig kunstmatige selectie kan zijn. Ons voedsel hangt af van kunstmatige selectie.


Als kunstmatige selectie zoveel kan
bewerkstelligen in duizenden jaren,
wat zou natuurlijke selectie dan wel niet
kunnen in miljarden jaren?
Als kunstmatige selectie zoveel kan bewerkstelligen in duizenden jaren, wat zou natuurlijke selectie dan wel niet kunnen in miljarden jaren? Een goed punt. En precies het punt dat Darwin ook maakte.


Neil deGrasse Tyson: "Evolutie is, net als de zwaartekracht, een wetenschappelijk feit". Dit is een beetje afgezaagd voorbeeld en niet zo verhelderend. Maar het wordt uitgewerkt in vele populaire evolutie boeken.

Mutatie
De verklaring van evolutie, nl. mutaties in DNA worden fraai uitgebeeld met animaties. Leuk detail daarbij is dat een typisch DNA molecuul is samengesteld uit honderd miljard atomen. We zijn gewend om de lengte van DNA uit te drukken in het aantal baseparen, en dat is bij de mens  3,5 miljard. Het aantal atomen dat er in DNA zit is een originele kijk op de complexiteit van DNA. Dit is een goed punt van Cosmos: voortdurend de verbanden tussen verschijnselen laten zien op moleculaire, biologische en cosmologische schaal.

Natuurlijke selectie
Natuurlijke selectie is het tegenovergestelde van toeval. Individuen krijgen (toevallige) mutaties, maar individuen evolueren niet. Populaties evolueren. Natuurlijke selectie wordt geillustreerd aan de hand van bruine beren die evolueren tot witte ijsberen:

de evolutie van de vacht van de ijsbeer

Het voorbeeld van de ijsbeer vind ik geen gelukkige keuze. De evolutie van een bruine beer naar een ijsbeer is weliswaar makkelijk uit te leggen met een animatie, maar ik vraag me af of het wetenschappelijk goed onderbouwd is met empirisch feiten materiaal. Je treft polar bears dan ook niet aan in evolutiehandboeken, zelfs niet in populaire evolutieboeken en Darwin gebruikte het voorbeeld ook niet. Maar goed, ijsberen zijn genetisch verwant aan andere beren, en een mutatie die het bruine pigment laat verdwijnen is makkelijk voor te stellen (ik weet niet of de preciese mutatie bekend is). Er blijven vragen als: als wit een goede schutkleur is voor ijsberen, waarom is een witte vacht niet voordelig voor een zeehond? (jonge zeehondjes hebben wel een witte vacht). Die witte vacht zou ook een schutkleur kunnen zijn voor zeehonden. Speelt geur in plaats van zicht niet een belangrijke rol? Hoe zit het met de warmtehuishouding van een bruine en witte beer (reflectie van zonlicht)? Dus: er zitten meerdere aspecten aan dit verhaal. Maar je kunt niet alles aan bod laten komen in 45 min.

Weerstand tegen evolutie
Waarom is er zoveel weerstand tegen evolutie? Komt het misschien doordat mensen zich schamen dat we van apen afstammen? Chimpansees gedragen zich vaak 'onfatsoenlijk' in het openbaar zo suggereren de beelden, ze copuleren in het openbaar, ze zijn agressief, maken primitieve geluiden, trekken 'gekke bekken', etc. Met andere woorden: het is genant om van apen af te stammen.

Wij mensen zijn speciaal geschapen, onafhankelijk van alle dieren, door een Perfecte Godheid, bovendien ook nog in Zijn beeld geschapen, "that makes us feel ... special!" (Neil deGrasse Tyson). Dat is natuurlijk zeer aantrekkelijk om te geloven. Dat willen de meesten niet laten vallen ten gunste van het idee dat we 'van apen afstammen'.
Cosmos heeft daar een goed antwoord op: wij zijn ook verwant met bomen! En is dat een probleem? Nee, niemand lijkt dat als probleem te zien. Een antwoord dat die eeuwige focus op apen weghaalt, en die de Tree of Life centraal zet.



Mensen zijn ook genetisch-evolutionair verwant aan bomen!
De Tree of Life wordt uitgebeeld aan de hand van een echte boom. Ligt voor de hand. Maar die visualisatie werkt niet zo goed. Er bestaan perfecte animaties van de Tree of Life op het internet: OneZoom:

http://www.onezoom.org/
http://www.onezoom.org/
is een interactieve tool om
de Tree of Life te verkennen.
Het oog
Het oog als voorbeeld van een instrument veel complexer dan alles wat de mens ooit heeft gemaakt. De evolutie van lichtgevoelige pigmenten wordt op een leuke manier in beeld gebracht. Goed punt: om goed te werken zijn er speciale aanpassingen nodig voor ogen op het droge (eerste ogen ontstonden in organismen die in water leefden!).
Waarom is de natuur niet met een schone lei begonnen en ogen opnieuw ontwikkeld voor zien op het droge? (in de lucht). Zo zou een schepper werken, maar zo werkt evolutie niet! Evolutie werkt door aanpassing van het bestaande.
"De complexiteit van het oog betekent geen bedreiging voor evolutie door natuurlijke selectie. Sterker nog: het oog is niet te verklaren zonder evolutie." Goed punt.


Uitsterven
Voor iedere soort die nu bestaat zijn er misschien wel duizend andere uitgestorven. Dit is inherent aan evolutie. In de Tree of Life zijn dat de afgebroken of dode takken.

Andere planeten
De aarde is een geschikte planeet omdat het vloeibaar water heeft. Titan (maan van Saturnus) heeft ook zeeën en rivieren, maar die bestaan uit methaan en ethaan vanwege de temperatuur (180 graden onder nul). Kan daar leven in bestaan? Alle water is bevroren, er kan dus geen leven zijn. In ieder geval geen leven dat van water afhankelijk is. Maar je kunt niet uitsluiten dat er leven bestaat op Titan.

Ontstaan van leven
Neil deGrasse Tyson: Wetenschappers zijn niet bang toe te geven wat ze niet weten. Dat is geen schande. Het is veel erger om net te doen alsof we alle antwoorden hebben.

Animatie: 4 miljard jaar in 40 seconden!

4 snapshots uit de animatie achter elkaar gezet
Cosmos eindigt deze aflevering met een visueel aantrekkelijke animatie van de evolutie van ééncellige tot mens (ook aanwezig in de originele serie van Carl Sagan). Je ziet de ééncellige op een vloeiende manier zich transformeren (staat ook wel bekend als morphing) via allerlei tussenvormen als hydra, vis, reptiel, aap, mensaap tot mens. Maar dit is een uitermate misleidende voorstelling van wat evolutie inhoudt! Evolutie lijkt doelgericht op de mens af te stevenen. Het gaat fundamenteel in tegen wat biologen sinds Darwin onder evolutie verstaan! Sinds Darwin is evolutie een proces van vertakkingen, niet van lineaire transformatie van de ene vorm in de andere. Planten en vogels komen bijvoorbeeld niet in deze animatie voor. Logisch, want dat zijn vertakkingen, en er komen helemaal geen vertakkingen voor in de animatie. Nog erger: de animatie suggereert doelgerichtheid! Evolutie heeft als doel en eindpunt de mens! Hoe misleidend wil je het hebben? Dit gevaar is niet denkbeeldig, het geeft aanleding tot foute vragen zoals: als mensen van apen afstammen, waarom zijn er dan nog apen? (If we are descended from apes, why are there still apes around? )
Ironisch: wat de animatie laat zien is de evolutie opvatting van Lamarck: een serie van continue transformaties zonder vertakkingen:
Het verschil tussen A: transformatie (Lamarck)
en B: vertakkende stamboom (Darwin)
Het grote verschil tussen Lamarck en Darwin is dat bij Lamarck vertakkingen afwezig zijn, terwijl bij Darwin vertakkingen de essentie van evolutie zijn. Mijn suggestie: de animatie had afsplitsingen kunnen laten zien die uit beeld verdwijnen en vervagen. Maar dan zou echter nog steeds de doelgerichtheid en lineariteit blijven. Beter dus een animatie van een echte stamboom met aftakkingen zoals in
OneZoom.

Het goede van de serie Cosmos vind ik de integratie van verschillede niveaus: atomaire, moleculaire, biochemische, biologische, evolutionaire, geologische, planetaire en cosmologische schaal. Klinkt wat zwaar op de hand, maar de serie doet dat moeiteloos en op een vanzelfsprekende manier (doet een beetje denken aan Big History). Die vakgebieden die wij gecreëerd hebben, komen niet voor in de natuur. Als we een waarheidsgetrouw beeld van de werkelijkheid willen vormen moeten we al die aparte disciplines weer integreren. En dat doet Cosmos op een onovertroffen manier.



Vorig blog over dit onderwerp

Cosmos: A Spacetime Odyssey (1) Neil deGrasse Tyson 14 april 2014

Noten
 
De reactie van Intelligent Design op Cosmos: Casey Luskin Cosmos Episode 2: "Mindless Evolution" Has All the Answers -- If You Don't Think About It Too Deeply March 17, 2014

14 april 2014

Cosmos: A Spacetime Odyssey (1) Neil deGrasse Tyson

Op 16, 23 en 30 maart 2014 zond National Geographic de eerste drie delen van de 13-delige serie Cosmos: A Spacetime Odyssey uit, gepresenteerd door de astronoom Neil deGrasse Tyson. Het is een remake van de gelijknamige serie van Carl Sagan die in 1980 uitgezonden werd.

President Obama werd bereid gevonden de serie aan te bevelen aan het Amerikaans publiek:
President Obama beveelt Cosmos aan!
President Obama legt de link met de Amerikaanse ontdekkingsgeest die mensen op de maan heeft gezet en hoopt dat er een nieuwe generatie van avonturiers en onderzoekers geinspireerd wordt door de nieuwe serie. Daarom vindt Obama de serie belangrijk voor Amerika. Als je de inhoud van de serie kent, is dit meer dan een vriendelijk woord, het is een krachtig politiek statement [1]. 

Astrofysicus Neil deGrasse Tyson is de presentator

Presentator van de serie astrofysicus Neil deGrasse Tyson werd persoonlijk door Carl Sagan aangemoedigd om astronoom te worden. Hij is bij uitstek de juiste persoon om het werk van Sagan voort te zetten.
In deel 1 legt hij uit hoe ons 'cosmisch adres' eruit ziet:
1. Aarde
2. Zonnestelsel (Solar System) inclusief Oortwolk (Oortcloud)
3. Melkweg (Milky Way Galaxy)
4. Lokale Groep (Local group)
5. Virgo Supercluster
6. Observable universe: alles wat we op aarde kunnen waarnemen.
Daarbuiten wordt geextrapoleerd naar het multiversum: alles wat verder ligt dan wat we kunnen waarnemen vanaf de aarde.

Als je bedenkt dat in 1599 iedereen wist dat de hemel bestond uit sterren die om de aarde draaien, dan is het wonderbaarlijk hoe sterk onze kennis over het heelal is gegroeid, te beginnen met de uitvinding van de telescoop. Toen was de aarde het middelpunt van het heelal, het heelal was alles wat je met het blote oog kon zien, nu is de aarde een klein, onbeduidend stofje in het onmetelijke heelal. In het jaar 1600 was er maar één man die visionaire vergezichten had over een oneindig heelal: de monnik Giordano Bruno.
Maarten Luther vond het idee van Copernicus dat de aarde niet het centrum van het universum was een belediging voor de Bijbel. 
Bruno was een monnik in Napels, maar een rebel, hij las boeken die de kerk had verboden (Lucretius: 'De Rerum Natura'). Hij zag dat de zon ook maar een ster was en dat het universum oneindig was. Bruno zag God als oneindig, hoe zou God een begrensd universum kunnen scheppen? Dit gedeelte over Bruno wordt uitgebeeld dmv een animatiefilm als een stripheld (dit valt enigszins uit de toon in een serieuze populair-wetenschappelijke documentaire, alsof Bruno een sprookjesfiguur was). 

Bruno werd zowel door de Rooms Katholieke kerk, als de Calvinisten en Lutheranen verbannen vanwege zijn ketterse leer. De Inquisitie ('thougth police') in Italië veroordeelde Bruno tot 8 jaar gevangenis. Ze vreesden voor de autoriteit van de Bijbel en de kerk (zijzelf dus). Bruno werd feestelijk in het openbaar verbrand. 
Tien jaar na Bruno's marteldood keek Galileo door een telescoop en zag dat Bruno gelijk had. Maar Bruno was geen wetenschapper. Z'n visie op de kosmos was een gok. Hij had geen bewijsmateriaal, geen observaties.

Om de tijdsdimensie van het heelal op een begrijpelijke manier voor te stellen perst Neil deGrasse Tyson de totale leeftijd van het universum samen tot één enkel kalenderjaar. 1 januari is het begin van het universum, 31 dec is vandaag. 1 dag is 40 miljoen jaar. Dan zien we het volgende gebeuren:


De cosmische kalender: 13,8 miljard jaar = 1 jaar
10 jan  = de eerste sterren ontstaan
31 aug = onze zon ontstaat
21 sept = leven ontstond op aarde (3,5 miljard jaar geleden) [2]
28 dec  = eerste bloemen ontstonden
31 dec  = de mens verschijnt
31 dec 23 u 59 min 46 sec: cultuur ontstaat (schrift) de laatste 14 seconden.
Mozes:         7 seconden geleden geboren
Boeddha:      6 sec
Jezus:           5 sec
Mohammed:  3 sec
In de laatste seconde ontstond wetenschap (astronomie).
De wetenschappelijke methode is zo krachtig dat het ons binnen 4 eeuwen gebracht heeft van de eerste blik van Galileo door een telescoop naar onze voetafdruk op de maan. Die wetenschap heeft ons onze plaats in ruimte en tijd onthuld. Een geheel nieuw wereldbeeld ontstond, waarvan Bruno in zijn visionaire droom al een glimp opving.


Noten
  1. Deze aanbeveling van Obama betekent m.i. een politiek statement vóór het belang van vrije wetenschapsuitoefening niet gehinderd door de 'gedachtenpolitie' van de kerk en The Republican War on Science. Je kunt dit interpreteren als steun voor de opvatting van het wetenschappelijk wereldbeeld van Neil deGrasse Tyson waar geen plaats is voor creationisme en intelligent design. Niet gering voor de president van een christelijk land. Ook legt T de nadruk van de rol van het toeval: als die komeet de aarde niet getroffen had, waren de dinosauriers misschien niet uitgestorven en als de dinosauriers niet uitgestorven waren, waren wij er misschien niet geweest. Ook daar zullen gelovigen niet blij mee zijn. Dat maakt Obama's aanbeveling des te belangrijker.
  2. Neil deGrasse Tyson: 'Het ontstaan van het leven is het grootste onopgeloste raadsel van de wetenschap'. ("The Origins of Life is one of the greatest unsolved mysteries of science" !). Leven zou zelfs afkomstig kunnen zijn uit een ander deel van het melkwegstelsel (!) volgens T. Dit verbaast me enigzins. Wetenschappers zijn al veel over het ontstaan van het leven te weten gekomen. Maar kennelijk is dit niet doorgedrongen in de wereld van de astrofysica (denk ook aan astronoom Fred Hoyle: life came from space!).

Bronnen

Dit is het wikipedia artikel over de nieuwe 2014 serie: Cosmos: A Spacetime Odyssey. Volgens het wiki artikel bestaat de serie uit 13 delen! (net als de originele serie). Ik had in eerste instantie de indruk dat het maar 3 waren! Mogelijk/waarschijnlijk  heb ik deel 4 al gemist. Maar er zijn vele herhalingen.

Dit is het wikipedia artikel over de originele 13-delige serie van Carl Sagan uit 1980: Cosmos: A Personal Voyage.

De info op National Geographic over Cosmos is bijzonder verwarrend: welke delen worden wanneer uitgezonden? Er is geen compleet overzicht. Kennelijk is 'Series 0' de eerste drie delen en 'Series 1' de delen 4,5,6? maar de volgorde komt niet overeen met wat er in wikipedia staat, en de tijden van NG komen niet overeen met wat er in mijn tvgids staat.
NB: volgens mijn tvgids worden a.s. zondag 20 april van 12.00 – 17:00 uur de eerste 5 afleveringen herhaald! en vermoedelijk om 22 u deel 6.

Uitzendschema zondagen (extrapolatie):

16 maart deel 1.
23 maart deel 2.
30 maart deel 3.
 6 april    deel 4.
13 april   deel 5.
20 april   deel 6.
27 april   deel 7
 4  mei     deel 8
11 mei     deel 9
18 mei     deel 10
25 mei     deel 11
 1 juni      deel 12
 8 juni      deel 13

herhalingen: in de loop van de week er na. De uitzending duurt 1 uur inclusief drie reclameblokken van 5 min. Er verschijnen geen titels van de afleveringen in beeld.

Neil deGrasse Tyson on Cosmos and Integrating Science into Pop Culture Scientific American, Mar 7, 2014

Dit is een goede review/kritiek van Cosmos: Why Did Cosmos Focus on Giordano Bruno? Posted on March 18, 2014

En deze van P Z Myers: Missing the point of Giordano Bruno

Neil deGrasse Tyson Blasts Creationism In New 'Cosmos' Episode (Video),

07 april 2014

Strandbeesten Theo Jansen in Electriciteitsfabriek

De tentoonstelling in de Electriciteitsfabriek duurt tot 3 mei

Theo Jansen bezig met fine tuning van zijn nieuwste strandbeest
en zie hij loopt!

Strandbeesten zijn aangepast voor lopen op het strand met als energiebron de wind. Ze lopen niet op electriciteit of fossiele energie, maar op wind. De windenergie wordt opgevangen door flexibele zeilen en via een ingenieus systeem van gewrichten omgezet in een loopbeweging. De nieuwste evolutionaire adaptatie maakt het mogelijk ook tijdens windstille periodes zich voort te bewegen. Door een vernuftig mechanisme zetten ze de wind om in luchtdruk die wordt opgeslagen in plastic flessen. Door die luchtdruk weer langzaam vrij te laten gaan de poten bewegen. 

Hun skelet bestaat uit ouderwetse lichtgewicht holle plastic electriciteitsbuizen.  Het aantal poten varieert (6-8?). Het strandbeest kan zowel voor- als achteruit lopen, afhankelijk van de windrichting. Ze hebben wel een staart, maar het is niet duidelijk of ze een kop hebben, en waar die zit. De looprichting staat haaks op de lengte-as (wervelkolom) van het strandbeest, in tegenstelling tot de meeste dieren (insecten, reptielen, zoogdieren). Ze lopen dus zijwaarts net als een krab: 

krab loopt zijwaarts
Toevallige (?) overeenkomsten krab en strandbeest: het zijn geleedpotigen: koudbloedige dieren met een uitwendig skelet van chitine of plastic en hun lichaam is gesegmenteerd, hebben scharnierende poten, ze lopen op het strand, ze hebben een gele - oranje kleur en zijn gemaakt van een stevig maar licht soort 'plastic', ze hebben 'linker en rechterpoten' (of moet je zeggen: voor- en achterpoten?), er bestaan verschillende soorten, ze evolueren, ze hebben een primitief zenuwstelsel maar géén electronica, metalen of wielen. Het verschil is dat, hoewel strandbeesten geen wielen hebben, ze wel intern draaiende assen hebben. Hoe de beweging van de poten van strandbeesten precies gecoördineerd worden weet ik niet, maar je kunt wel zien dat naast elkaar liggende poten om en om bewegen. Net als bij een krab(?).

Een fascinerend verschijnsel opzich is dat de strandbeesten zoveel nakomelingen hebben gekregen, getuige de vele klonen en varianten van strandbeesten die op het internet te vinden zijn. De verklaring hiervoor is, denk ik, ten dele, dat de kunstenaar de genetische code van het beest bestaande uit 13 variabelen al jaren geleden op zijn website heeft gepubliceerd:
a = 38, b = 41.5, c = 39.3, d = 40.1, e = 55.8, f = 39.4, g = 36.7, h = 65.7, i = 49,
j = 50, k = 61.9, l=7.8, m=15
Deze getallen zijn de uitkomst van evolutionaire algoritmes met als doel de beste (bijvoorbeeld: zonder te hobbelen) loopbeweging te vinden. Een extra leuk detail: de genetische code van de strandbeesten is dus door evolutionaire processen geproduceerd.

De strandbeesten zijn het levenswerk van kunstenaar-uitvinder Theo Jansen. Ze zijn te bewonderen in de voormalige Electriciteitsfabriek, te Den Haag, die voor de gelegenheid is voorzien van fijn strandzand. Op de tentoonstelling mag je een aantal strandbeesten aanraken en je kunt ze zelf laten lopen. Om 8 uur s avonds geeft de kunstenaar een demonstratie voor de aanwezige bezoekers. Dan kun je alles uit de eerste hand horen en vragen stellen. Er waren meer bezoekers dan ik dacht (zaterdag!).

10 april: tekst herschreven

Vorig blog:
Theo Jansen: de herontdekking van Darwin? of het leven opnieuw uitvinden?  12 feb 2012

Bronnen

31 maart 2014

Had Darwin het fout? Nieuwe studie naar vogelzang zet Darwin's theorie van sexuele selectie op losse schroeven

Superb Fairywren Malurus cyaneus
boven: zingend vrouwtje!
onder: mannetje [5]
©Bush Telegraph
Een artikel met de kernachtige en krachtige titel 'Female song is widespread and ancestral in songbirds' [1] wil niets minder dan een revolutie teweeg brengen in het denken over sexuele selectie. Het artikel toont aan dat bij vogels niet uitsluitend de mannetjes zingen zoals altijd gedacht is. Vrouwtjes luisteren niet alleen, maar zingen ook. Sinds Charles Darwin hebben biologen het verschijnsel dat mannetjes zingen geinterpreteerd als een manier om vrouwtjes aan te trekken en concurrende mannetjes te verdrijven. Tegelijk verdedigen mannentjes daarmee hun territorium in het broedseizoen. Dat vrouwtjes de mannetjes kiezen met de mooiste zang verklaarde Darwin als eerste met sexuele selectie. Strikt genomen sluit dit niet uit dat vrouwtjes ook zingen, maar waarom zouden ze eigenlijk? Bovendien werd het niet waargenomen. Behalve enige uitzonderingen. Maar het artikel claimt dat bij 71% van de onderzochte vogelsoorten wereldwijd de vrouwtjes ook zingen. De meerderheid! Het artikel gaat nog verder: zang bij beide geslachten was aanwezig in de voorouders van alle zangvogels en exclusieve mannentjeszang is later ontstaan bij een minderheid. In alle soorten waarbij de vrouwtjes niet zingen moet dit verklaard worden als een secundair kenmerk. Een kenmerk dat verloren is gegaan (verliesmutatie). Dit zet de wereld op zijn kop! Dat uitsluitend de mannetjes zingen is een secundaire eigenschap van zangvogels. Terwijl we niet beter wisten dat zingende mannetjes de regel zijn en zingende vrouwtjes de uitzondering. En dat dat altijd zo geweest was.

Dit is een totaal tegen-intuïtief idee. Iedere vogelliefhebber weet immers dat als hij een merel, roodborst, tjiftjaf of tuinfluiter hoort zingen, dat het een mannetje is. Beweren dat vrouwtjes ook zingen, klinkt net als: mannetjes leggen ook eieren, maar dat heeft iedereen altijd over het hoofd gezien!

De onderzoekers hebben in totaal 323 soorten onderzocht (literatuur onderzoek):

229 soorten zingt het vrouwtje ook32 families= 71% van de soorten
  94 soorten zingt het vrouwtje niet19 families= 29%                         
323 soorten totaal                            34 families=100%                        
(In totaal zijn er plm 112 zangvogel families.)

Radikaal
Deze resultaten zijn een omkering van de feiten waarop Darwin zijn theorie baseerde, en daarom moet de hele theorie van sexuele selectie opnieuw bekeken worden:
"Here we propose and test an evolutionary scenario that is radically different from the framework used since Darwin applied his theory of sexual selection to bird song: rather than being rare and atypical, we propose that female song is widespread and ancestral in songbirds."
Dus, de resultaten zijn voor de auteurs aanleiding voor niet zomaar een kleine revisie, maar een totale omkering van de traditionele visie dat vrouwtjeszang een uitzondering of afwijking is. Ze claimen dat zang bij zowel mannetjes als vrouwtjes de regel is, en de afwezigheid van zang bij vrouwtjes de uitzondering is. Dit blijft niet zonder gevolgen voor Darwin's theorie van sexuele selectie:
"a result that challenges the view that sexual dimorphism in song production arises primarily as a result of sexual selection."
Darwin's theorie van sexuele selectie als verklaring voor het bestaan van verschil in zang van mannetjes en vrouwtjes wordt dus sterk in twijfel getrokken.

Wat heeft Darwin gezegd?
fotoreproductie v.d.
1871 editie
De auteurs citeren Darwin's The Origin of Species (1859) waarin Darwin het verschil in verenkleed en zang bij vogels verklaart door voorkeuren van vrouwtjes bij partnerkeuze [2]. Nu is de The Origin of Species het belangrijkste werk van Darwin waarmee hij het meest bekend is geworden, maar Darwin behandeld zijn theorie van sexuele selectie in 'The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex' (1871) waarin hij maar liefst 4 hoofdstukken aan vogels wijdt [3]. De paragraaf 'Vocal and instrumental music' gaat over zang bij vogels. De paragraaf is bijzonder amusant en onthullend en geeft een beeld hoe men in die tijd met vogels omging, zoals het vangen van vinken met een zingende lokvogel en met lijmstokjes [3]. Maar waar het hier om gaat is dat Darwin de opvatting van experts citeert die zeggen dat vrouwtjes het best zingende mannetje kiezen:
"Bechstein, who kept birds during his whole life, asserts, "that the female canary always chooses the best singer, and that in a state of nature the female finch selects that male out of a hundred whose notes please her most". (p 52 part II chapter XIII Princeton paperback editie 1981)
Maar:
"Some authors, however, argue that the song of the male cannot serve to charm the female, because the females of some few species, such as of the canary, robin, lark, and bullfinch, especially when in a state of widowhood, as Bechstein remarks, pour forth fairly melodious strains." (p. 54)

goudvink, eigen opname.
Zie: Goudvink laat zich vrij makkelijk fotograferen
Dus Darwin noemt de kanarie, roodborst [6], leeuwerik, en goudvink als voorbeeld van soorten waar de vrouwtjes ook zingen, maar denkt dat het een artefact is dat verklaard kan worden door abnormale, onnatuurlijke omstandigheden (kooivogels!). Hij merkt wel op dat bij ganzen het mannetje niet altijd de meest luidruchtige is. Verder in het hoofdstuk geeft hij echter vele voorbeelden van anatomische verschillen in stembanden en veren en het gedrag (balts) van mannetjes ten opzichte van vrouwtjes. Ook zijn bij vogels de mannetjes meestal feller gekleurd dan vrouwtjes en dat ziet Darwin begrijpelijkerwijs als allemaal wijzend in dezelfde richting, nl. dat mannetjes zingen om vrouwtjes aan te trekken. Met andere woorden: sexuele selectie.

Als Darwin in Australië had gewoond...
Eén van de auteurs van het revolutionaire (mag ik wel zeggen) artikel 'Female song is widespread and ancestral in songbirdsis de Leidse onderzoeker Katharina Riebel. In een telefonische interview dat ik met haar had vertelde zij dat twee van de medeauteurs Australiërs zijn die uit eigen waarneming talloze vogelsoorten kennen waar de vrouwtjes ook zingen. Je kunt zelfs zeggen dat het daar eerder regel dan uitzondering is. Zie foto van de Australische 'Superb Fairywren' hierboven. Bij deze vogel is het wel erg gemakkelijk te constateren dat het vrouwtje zingt omdat het verenkleed zo sterk verschilt van het mannetje. In Europa en Noord-Amerika is de situatie wat betreft zingen het omgekeerde. Je kunt je dus afvragen of Darwin dezelfde theorie had bedacht als hij in Australië had gewoond! 

De oorsprong van zangvogels
De onderzoekers constateren verder dat de oorsprong van zangvogels in Azië en Australië ligt en dat uit stamboom onderzoek blijkt dat de oorspronkelijke zangvogels gekenmerkt werden door zang bij beide geslachten ('is ancestral in songbirds'). De Europese en Noord-Amerikaanse vogelsoorten stammen af van de Australische-Aziatische soorten en hebben door verliesmutaties de vrouwenzang grotendeels verloren. Tenminste, dat is de meest waarschijnlijke verklaring volgens de auteurs.

In het interview dat ik had met Katharina Riebel merkte ze op dat hoewel het artikel spreekt over alternatieven voor sexuele selectie zoals sociale selectie of natuurlijke selectie, Darwin's theorie van sexuele selectie niet de prullenbak in kan. Het gaat hier om het kenmerk zang bij vogelvrouwtjes en dat Darwin's theorie niet noodzakelijk op losse schroeven komt te staan voor andere kenmerken (uitwendige geslachtskenmerken) en voor andere diergroepen (zoogdieren, insecten, reptielen). Ook wil het niet automatisch zeggen dat vrouwtjes in het broedseizoen zingen of dat hun repertoire hetzelfde is. Verschillen kunnen er blijven.

Vragen, vragen, vragen
In feite roept het onderzoek vele nieuwe vragen op: welke selectiedruk tegen zang in vrouwtjes in Europese vogelsoorten zou er geweest kunnen zijn? Is er een relatie met aan- of afwezigheid van vogeltrek? monogamie? territorialiteit? testosterongehalte bij mannetjes? Wat gebeurt er in de hersenen van vrouwtjes waardoor ze hun zangcapaciteiten verliezen? Welke genen zijn er bij betrokken?
Ook moeten we opnieuw het veld in om zo goed mogelijk vast te stellen of er in Europa en Amerika vrouwtjes zingen: in het broedseizoen of ook er buiten? Hebben vrouwtjes een ander reportoire? Wat is de kans dat je in Nederland een zingend vrouwtje aantreft? Het is duidelijk dat vele uren waarneming in het veld nodig zijn als vrouwtjes zelden zingen. Wat kunnen we allemaal verwachten als we goed opletten? En bovendien is het voor mij aanleiding opnieuw te lezen wat Darwin allemaal nog meer geschreven heeft over sexuele selectie bij vogels.



Noten
  1. Karan J. Odom et al (2014) Female song is widespread and ancestral in songbirds, Nature Communications, 4 March 2014 
  2. Charles Darwin (1859): "... female birds, by selecting, during thousands of generations, the most melodious or beautiful males, according to their standard of beauty, might produce a marked effect", The Origin of Species.
  3. Charles Darwin (1871) 'The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex, met name hoofdstuk XIII: Secondary Sexual Characters of Birds. Zoek online op: Darwin Online, Identifier =  F955 en Text = "canary, robin" (bijvoorbeeld) en klik in de resultatenlijst op de link F955 dan kom je op de passage: "... because the females of some few species, such as of the canary, robin, lark, and bullfinch..." . De hele paragraaf geeft een verrassend tijdsbeeld van hoe 'vogelliefhebbers' toen omgingen met vogels in het wild: methodes van vogelvangen met lijmstokjes en de prijzen van verschillende zingende mannetjes. In één passage vertelt Darwin hoe iemand met lijmstokjes in 1 dag een record van 70 vinken heeft gevangen. De test voor de beste zanger is dat hij blijft zingen terwijl je met de kooi rondjes boven je hoofd draait!!!
  4. Misschien werd de observatie dat alleen manntjes zingen beinvloed door culturele factoren als het feit dat de katholieke kerk vrouwen niet mogen zingen in een kerkkoor (bron) en door het Bijbelse gebod ""The women should keep silent in the churches." (1 Corinthians 14:34 English Standard Version). Dus: God had de vrouw bij mensen en vogels verboden te zingen!
  5. Het grappige is dat de wikipedia pagina over Superb Fairywren terloops vermeldt dat een bepaald liedje door het mannetje en vrouwtje gezongen worden. Terloops! Zonder op te merken dat dit typerend is voor veel zangvogels. Het onderzoek is zo nieuw dat het nog niet doorgedrongen is tot wikipedia.
  6. Later vond ik, naar aanleiding van een comment, in: Dick de Vos en Luc de Meersman (2005) Wat Zingt Daar? over de roodborst: "Ook vrouwtjes zingen, vooral in de herfst, wanneer zij een eigen territorium gaan bezetten" (p.121). Prima! Maar, irritant, ze schrijven er niet bij hoe je vrouwtjes roodborst herkent. In de vogelgidsen vind ik dat ook niet. Bijvoorbeeld: Lars Jonsson helpt niet. En Luc Hoogenstein, Ger Meesters Handboek Vogels van Nederland, wordt alleen over 'de roodborst' gesproken, het woord mannetje of vrouwtje komt niet eens in de tekst voor. De Vogelbescherming website vermeldt: "Tegen soortgenoten zijn zowel mannetje als vrouwtje daarentegen heel agressief en verdedigen zomers en 's winter fel hun territorium.", maar niet dat vrouwtjes zingen. Bij herkenning wordt niet eens gesproken over mannetje of vrouwtje! toegevoegd 2 april 2014.

Bronnen

Aussie birds prove Darwin wrong 5 Mar 2014 Dit is een radio interview met de Australische auteur van het artikel. Begin: 12:56 eind: 20 min.

Sciencedaily: Birdsong is not all about sexual selection: Female birds sing much more often than previously thought 5 Mar 2014

Katharina Riebel, Michelle L. Hall and Naomi E. Langmore (2005) Female songbirds still struggling to be heard, TRENDS in Ecology and Evolution Vol.20 No.8 August 2005. (een prachtige, feministisch aandoende titel! Bijna 10 jaar geleden zijn de auteurs begonnen met het verzamelen van gegevens over zang bij vrouwtjes)

Publications - Katharina Riebel

Wybo Algra: 'Elke vogel (m/v) zingt zijn/haar lied', Trouw 5 maart 2014

24 maart 2014

We weten niet precies hoeveel genen de mens heeft

Het aantal genen in verschillende organismes, Genome Biology
We weten niet hoeveel genen de mens heeft. En ik bedoel daar niet mee dat historisch gezien de schattingen van het aantal genen dat de mens heeft nogal aan de hoge kant zaten (100.000 genen). Dat waren inderdaad schattingen, berekeningen. Toen het menselijke genoom bekend werd, daalde het aantal genen tot ongeveer 30.000 en 25.000 [5]. Maar dát bedoel ik niet.

Wat ik ook niet bedoel is dat we nu weten dat genen opgedeeld zijn in introns en exons en de exons op verschillende manieren gecombineerd kunnen worden tot een eiwit (zgn. alternative splicing) waardoor een gen meerdere eiwitten kan produceren. Ook dat bedoel ik niet.

Wat ik ook niet bedoel is dat er ook zgn 'niet-coderende' genen zijn. Dat zijn genen die niet voor eiwitten coderen, maar voor functioneel RNA. Er zijn nu honderden van dat soort genen gevonden. Maar dat bedoel ik ook niet.

Ik bedoel ook niet de controverse over het zgn. 'junk'-dna. We weten inderdaad nog lang niet alles over de functie van heel veel DNA dat buiten de bekende genen ligt. En er zijn ontzettend veel pseudo-genen. En er is veel DNA waarvan we zeggen dat het zelfs potentieel geen genen kunnen zijn. Maar, dat bedoel ik ook niet.

Ik bedoel: zélfs als we ons beperken tot eiwitproducerende genen, dan nóg weten we niet precies hoeveel dat er zijn. Maar, eiwitproducerende genen zijn toch  makkelijk vast te stellen? Een gen produceert een eiwit of niet. Dat is toch al lang tot op het laatste gen en eiwit vastgesteld? Dat staat toch allemaal in de genomics en proteomics databases? Nee, dat zijn kandidaat genen, of voorspelde genen waarvan een deel nog geverifieerd moet worden. Het aantal gecatalogiseerde genen is uitsluitend gebaseerd op DNA kenmerken zoals start code, en stop code [1]. Dus je weet niet zeker of een gen, een stuk DNA, ook daadwerkelijk een eiwit produceert, ook al ziet het eruit als eiwitproducerend DNA. Het zijn mogelijke genen (putative genes in het Engels). Als je het zeker wilt weten moet je eiwitten rechtstreeks detecteren in cellen en weefsels (eiwitten zijn te herleiden tot eiwitproducerend DNA). En dat heb ik me eigenlijk nooit eerder gerealiseerd. En omdat er vele verschillende celtypes zijn (plm 200 - 400) moeten we in principe alle celtypes testen. In verschillende ontwikkelingsfasen. Een gigantische, zo niet onmogelijke opgave. Bijvoorbeeld: een menselijk orgaan dat de meeste mensen niet hebben: de placenta. Zelfs vrouwen hebben dat orgaan maar tijdelijk in bezit. De placenta produceert eiwitten die een normaal (niet zwanger) mens niet produceert [2].

Het is gecompliceerder dan dat: eiwitten kunnen in lage concentraties voorkomen zodat ze moeilijk detecteerbaar zijn. Of slechts in één of een paar celtypes voorkomen. Of snel afgebroken worden (kortlevend zijn), of alleen op bepaalde tijdstippen geproduceerd worden. Geen wonder dat er tot nu toe maar van 11.838 genen bewezen is dat ze eiwitten produceren. We hebben er ongeveer 20.000, dus dat is ongeveer de helft bewezen! Ander bronnen zeggen dat we 22.500 genen hebben met een onzekerheidsmarge van 2000! 
Zolang je het eiwit niet hebt aangetoond weet je gewoon niet zeker hoeveel eiwitproducerende genen 'de mens' heeft. Zo simpel ligt dat! En: zo moeilijk ligt dat!

Ik schreef 'de mens'. De mens is geen gestandaardiseerd wezen. We komen niet uit een fabriek. Er bestaat genetische variatie. Ook in genen. En dan heb ik het over gezonde mensen. Genen hebben variaties (deleties en inserties) in het gedeelte dat voor eiwitten codeert (exons). Het probleem is: wanneer spreek je over een gen-variant en wanneer is het een nieuw gen? Het kan dus dat sommige mensen genen hebben die andere mensen niet hebben. Tot zover het aantal genen van 'de mens'.

Wat is het belang van dit alles? Ten eerste: het wetenschappelijk belang, o.a. evolutie (daar komt ik vast nog wel eens op terug!), en het medische aspect. Als iemand een erfelijke ziekte heeft wil men graag weten of het stuk DNA dat de patient mist de oorzaak is van de ziekte, of dat het een gen is dat bij gezonde mensen géén eiwit produceert. Met andere woorden: je wilt graag weten hoeveel genen een 'normaal mens' heeft. Nog een ander medisch aspect is dat mensen verschillend kunnen reageren op geneesmiddelen afhankelijk van het bezitten van enzym varianten die op hun beurt berusten op afwijkende genen [4]. En voor religieuze mensen geldt (neem ik aan) dat ze graag exact willen weten welke bona fide genen God de mens gegeven heeft toen Hij de mens schiep. En Intelligent Design aanhangers willen graag weten welke en hoeveel genen 'intelligent designed' zijn [3].

Literatuur:


Noten
  1. De definitie van een eiwitproducerend gen: An open reading frame (ORF) is a potentially translatable sequence that consists of a string of in-frame sense codons beginning with a start codon and ending with a stop codon. 
  2. De man heeft ook het gen voor unieke placenta eiwitten (waarschijnlijk), het komt natuurlijk nooit tot expressie.
  3. Intelligent Design: Michael Behe, maar vooral in dit verband William Dembski die meende te kunnen vast stellen of een gen 'intelligent designed' was en wat het informatiegehalte van het menselijke genoom is. Dan moet je in de eerste plaats exact weten hoeveel genen 'de mens' heeft. Zie mijn review.
  4.  Het vakgebied heet: Farmacogenetica of  Pharmacogenetics.Toegevoegd 26 maart 2014.
  5. Leuk weetje: de Loblolly den die in Amerika voorkomt heeft minstens 50.000 genen! 'Loblolly takes genome size prize', Nature 27 March 2014 Toegevoegd 27 maart 2014.



Vorige blogs:

ENCODE project is een mijlpaal, maar 80% functioneel dna roept vragen op 18 september 2012. Hierin bereken ik hoeveel menselijk DNA functioneel is.