13 oktober 2014

Moet de evolutietheorie grondig herzien worden?

©Nature 8 Oct 2014
Does evolutionary theory need a rethink? is de kop van een opvallend artikel in de Nature van 8 Oct (gratis). Het is geschreven door 15 auteurs, zo lijkt het, maar het bestaat uit twee delen. Het eerste deel betoogd dat de evolutietheorie grondig herzien moet worden (8 auteurs) en het tweede deel dat dat helemaal niet nodig is (7 auteurs). Het is geen research artikel, maar een opinie artikel. Wat de aanleiding is weet ik niet. Hier een korte impressie van het artikel. Het is ondoenlijk om hier een evenwichtig, goed onderbouwd oordeel te vellen over het vraagstuk. Het gaat hier in feite over de ontwikkeling van de evolutietheorie sinds Darwin in 1859 zijn Origin of Species publiceerde.

De voorstanders van de herziening (ik noem ze 'de progressieven') verwijten een deel van hun collega's (ik noem ze 'de conservatieven') dat ze de evolutietheorie na Darwin versmald hebben tot populatiegenetica. Hier komt het op neer: random genetische variatie, natuurlijke selectie, aanpassing. Evolutie werd en wordt door hen simpelweg gedefinieerd als verandering van genen in de loop van de tijd. Maar daardoor raken een aantal zaken die niet herleid kunnen worden tot genen buiten zicht. En die zaken beinvloeden evolutie wel, en die moeten dan ook erkend worden als drijvende krachten van evolutie. Deze vier:
  1. developmental bias: [phenotypische] variatie wordt gestuurd door de embryonale ontwikkelingswijze en is daarom niet random
  2. phenotypic plasticity: de omgeving bepaald rechtstreeks het fenotype van het individu (buiten genen om)
  3. niche construction: organismen veranderen hun omgeving en daardoor beinvloeden ze natuurlijke selectie
  4. extra-genetic inheritance: organismen erven méér over dan alleen hun genen (ook wel epigenetica genoemd)
Als U dat te technisch wordt, hier is de rode draad: genen zijn niet alleen-bepalend voor evolutie. De progressieven claimen dat ze een aantal verschijnselen beter kunnen verklaren dat het standaard model. Ze gaan zelfs zover te claimen dat hun 4 mechanismes de centrale feiten van evolutie, aanpassing en soortvorming, kunnen verklaren. Het wordt hoog tijd dat dit erkend wordt menen ze.


All is well
De 'conservatieven' menen -heel toepasselijk- 'all is well'! Ze beginnen hun betoog met een enigszins misleidende opmerking over Darwin. Darwin had zich al gerealiseerd in een van zijn laatste boeken over wormen dat wormen hun eigen milieu creëren. Een lesje voor de Niche Construction theoretici: er is niets nieuws onder de zon. Darwin had eigenlijk al een Niche Construction theory and wij evolutiebiologen hebben dat altijd al gevolgd. Die opmerking is niet geheel terecht want in zijn meest gelezen en invloedrijkste hoofdwerk The Orgin of Species komen wormen niet aan bod [1]. Verder zeggen ze dat in de jaren 1936 – 1947 (klassieke) genetica geïntegreerd werd in de evolutietheorie. Dat is waar, maar dat genetica tot een soliede begrip van aanpassing en soortvorming leidde lijkt mij behoorlijk overdreven. Het klopt dat de ontdekking van DNA in 1953 een grote revolutie teweegbracht in de evolutietheorie. De conservatieven voeren dit op als bewijs dat de evolutietheorie niet in steen gebijteld is en continu verandert.
De vier processen die de progressieven opvoeren (zie boven) hebben voldoende aandacht in de evolutietheorie (ze geven enige bewijzen uit de literatuur) en daarom is een nieuwe revolutie en een nieuwe naam voor de evolutietheorie niet nodig [5]. Het is niet gebrek aan aandacht, maar van voldoende bewijs voor de 4 alternatieve processen dat het probleem is. Bovendien zijn hebben veel evolutiebiologen eigen verlanglijstjes van onderwerpen die ook meer aandacht verdienen. Maar daar kunnen we niet aan beginnen. Evolutiebiologie is levendig, modern en open-minded. Maakt U zich geen zorgen. Alles komt goed.

De progressieven verwijten de conservatieven dat in hun evolutietheorie alles om genen en DNA draait (minachtend: 'gene-centric'). Maar dat is toevallig –zowel theoretisch als empirisch– het meest soliede gedeelte van de hele evolutietheorie! Evolutie is niets anders dan natural selection, drift, mutation, recombination and gene flow. De vier alternatieve niet-Darwiniaanse processen zijn slechts kleine toevoegingen aan deze hoofdprocessen en zijn niet essentieel voor evolutie. Alleen onder bepaalde omstandigheden kunnen ze invloed op evolutie uitoefenen. Eerlijk gezegd zijn punt 1 en 4 sowieso nog lang niet voldoende onderbouwd om opgenomen te worden in de evolutietheorie. Geen gepraat! Aan het werk!

De conservatieven reageren alsof zij in de regering zitten. De progressieven worden tot oppositie gedwongen. Uw problemen hebben onze aandacht en alles wat nuttig en waar is hebben we al opgenomen in ons belied. Wij nodigen U uit om constructief met ons mee te werken aan de toekomst van ons mooie land.

Er zit een grote tegenstrijdigheid in de boodschap van de gevestigde orde: Darwin heeft, en in navolging van Darwin hebben wij altijd al aandacht aan Uw kritiekpunten besteed, én die punten zijn niet belangrijk en slecht onderbouwd.

Ikzelf vind de evolutietheorie zoals voorgesteld door 'de gevestigde orde' een verarming. Als 'natural selection, drift, mutation, recombination and gene flow' de kern is van de evolutietheorie, dan zijn we niet veel verder gekomen dan de populatiegenetica van de jaren dertig. We hoeven ons niet te verbazen dat dit zijn weerslag vindt in de evolutiehandboeken die studenten voorgeschoteld krijgen [3]. Evolutiehandboeken worden door 'de gevestigde orde' geschreven. Zoals ik eerder op dit blog [2] en op mijn website [4] heb beschreven, is evolutie een planetair verschijnsel en moet ook in die context bestudeerd en onderwezen worden. En zelfs dat is niet voldoende. De alles-overkoepelde context van biologisch evolutie is Big History: voortgekomen uit cosmologische evolutie en zich voorzettend in menselijke culturele evolutie. 

Mijn droom: een evenwichtig evolutiehandboek dat door beide partijen is geschreven...

Noten
  1. Je kunt makkelijk een search doen op de site Darwin Online van  John van Wyhe. Het woord 'worm' komt maar 4x in The Origin voor, waarvan 1 in de literatuurlijst en de andere 3 zijn niet relevant.
  2. blog: Big History: een synthese van kosmologie, evolutie, en cultuurgeschiedenis 
  3. blog: Evolutiehandboeken beoordeeld vanuit het Big History perspectief. Tien miljard jaar in de prullenbak?
  4. o.a. hier: About this site en verspreid over de hele WDW website.
  5. Over de Extended Evolutionary Synthesis zeggen de  'conservatieven' tegenstrijdige dingen: 
    1) "But we do not think that these processes deserve such special attention as to merit a new name such as ‘extended evolutionary synthesis’."
    2) "We, too, want an extended evolutionary synthesis, but for us, these words are lowercase because this is how our field has always advanced."

41 opmerkingen:

Rob van der Vlugt zei

Gert,

Een goede regering kenmerkt zich o.a. door het feit dat zij niet op elk nieuwigheidje haar beleid aanpast. Het nieuwigheidje moet eerst maar eens laten zien wat het waard is in het grotere geheel.
Dat fenotypen op individuele basis gevormd worden door hun omgeving (voor of na de geboorte) is een fenomeen dat Darwin zelf al beschreven heeft en valt terug te voeren op de flexibiliteit die evolutionair ingebouwd zit in genomen. Voor verreweg de meeste eigenschappen geldt een zekere bandbreedte waarbinnen die eigenschappen gedurende het leven van het individu tot ontwikkeling kunnen komen.
Niche construction kan iemand alleen verbazen als hij tot dan toe altijd gedacht heeft dat de natuurlijke omgeving onveranderlijk is. Alsof niet alle organismen constant hun struggle for life aan het voeren zijn.
Epigenetische mechanismen komen direct voort uit het genoom zelf en zijn derhalve gewoon onderdeel van, en onderhevig aan Darwinistische principes.
Ik denk dat de 'progressieven' toch echt met meer munitie moeten komen voordat de 'conservatieven' reden zien om aan zichzelf te gaan twijfelen.

gert korthof zei

Rob, het komische is dat 'de gevestigde orde' schrijft "More specifically, they contend that four phenomena are important evolutionary processes: phenotypic plasticity, niche construction, inclusive inheritance and developmental bias. We could not agree more. We study them ourselves." (haha)
Hier zeggen ze dus dat de 4 zaken IMPORTANT EVOLUTIONARY PROCESSES zijn.
Later zeggen ze:
"All four phenomena that Laland and colleagues promote are ‘add-ons’ to the basic processes that produce evolutionary change: natural selection, drift, mutation, recombination and gene flow. None of these additions is essential for evolution."
dus: diezelfde 4 zijn niet essentieel!
Vraag: is dit een tegenstelling of niet? (ik moet dit duidelijker maken in de post)

Uit je beschrijving van 'Niche construction' kan ik niet opmaken dat je NC begrepen hebt.

Wat je zegt over Epigenetische mechanismen moet ook onderbouwd worden, maar zelf ben ik nog geen publicaties tegengekomen (ik heb niet alles gelezen!) waaruit overerving gedurende 10-tallen generaties blijkt.
Dus wat dat betreft neem ik een afwachtende houding aan.

Rob zei "...reden zien om aan zichzelf te gaan twijfelen". Rob, je moet het niet te persoonlijk opvatten hoor!
het is maar wetenschap!

Rob van der Vlugt zei

Gert,

Ik zie niet welke tegenspraak je ontdekt in de uitspraken die je aanhaalt. Misschien komt dat omdat ik denk dat 'important' iets anders is dan 'essential'. De grap mis ik dus ook, wat ik jammer vind want ik zou graag met je mee lachen.
En als je er nu eens van uit gaat dat ik NC Theory wél begrepen heb, zou je dan mijn opmerking erover niet van harte onderschrijven ?

Overigens bedoelde ik met de 'conservatieven' natuurlijk niet mezelf maar de tweede groep uit het artikel die jij als zodanig betitelde.

Marleen zei

Gert,

Het deel over ‘add-ons’ heb je om je punt te maken waarschijnlijk kort gehouden, maar de twee zinnen daarna getuigen wel van het belang dat er gegeven wordt aan deze ‘additions’.

"All four phenomena that Laland and colleagues promote are ‘add-ons’ to the basic processes that produce evolutionary change: natural selection, drift, mutation, recombination and gene flow. None of these additions is essential for evolution, but they can alter the process under certain circumstances. For this reason they are eminently worthy of study."

Persoonlijk ben ik het wel eens met de ‘conservatieven’ of voorstanders van het behoud van de Modern Synthesis. Niet alleen vanwege hun argumenten, maar ook vanwege de zucht van veel (evolutie)biologen naar de mogelijkheid hun naam te plakken aan een nieuwe synthesis en een plaatsje in de geschiedenisboeken te veroveren. Ook Koonin (ik weet niet in welk kamp hij zich bevindt in deze discussie) had het al over paradigm-shifts. Je hoort voortdurend geluiden van wetenschappers die proberen de aandacht naar zich toe te trekken.
Het mooiste filmpje dat ik ooit zag over niche construction is dat van het Yellowstone park waar wolven geïntroduceerd werden (via een link van Rob overigens).

Het is duidelijk dat niche construction van groot belang is voor het behoud van de natuur en dat het veel nieuwe concepten introduceert, maar is het verhaal van de wormen, bevers en mieren niet ook het idee van Dawkins over het extended phenotype?

Hier is het fimpje:
Trophic cascading

Marleen zei

Ik vergat nog te vermelden dat ik zelf altijd heel sceptisch ben geweest ten aanzien van epigenetica. Het enige dat er via de geslachtscellen wordt doorgegeven is DNA dat grotendeels gedemethyleerd wordt, of wellicht nooit gemethyleerd is geweest (de cellen in de geslachtslijn worden vrij snel na de eerste delingen van de zygote'apart' gezet voor de geslachtslijn van het nieuwe individu.) Er worden ook kleinere macromoleculen doorgegeven en RNA's. Maar dat hebben we al eerder besproken en is niet interessant in deze context.

Het irriteert me dan om te zien wat voor een enorme hype er zo'n 5 jaar of eerder bestond rond dit onderwerp en dat er grote titels verschenen met de naam Lamarck erin verwerkt.
Ook gespecialiseerde journals en belangrijke conferenties schoten als paddenstoelen de grond uit.

gert korthof zei

Marleen, dank je je volledig citaat. Vind je niet dat het raar blijft: binnen de evolutiebiologie is iets 'eminently worthy of study' dat tegelijk non essential is voor evolutie. Ik krijg er geen hoogte van. Rob lijkt te goochelen met woorden door te suggereren dat 'imporant' heel wat anders is dan 'essential'. zonder iets uit te leggen.

Marleen, " zucht van veel (evolutie)biologen naar de mogelijkheid hun naam te plakken aan een nieuwe synthesis en een plaatsje in de geschiedenisboeken te veroveren." en: "de aandacht naar zich toe te trekken."
noemen ze dat niet de persoon aanvallen, op de man spelen, onder de gordel steken? ad hominem?

Het filmpje van de wolven is inderdaad indrukwekkend. Het lijkt niche construction maar dan in 6 jaar. het gaat over bestaande soorten die niet in 6 jaar evolueren. Het is natuurbeheer. Echte Niche construction is een evolutionaire factor.
Over Dawkins extended phenotype, dat zou ik eens moeten nagaan.

Koonin houdt zeker wel van een stevige revolutie, en wil de hele evolutiebiologie door elkaar schudden. Dat lijkt me wel duidelijk.
Carl Woese kan er ook wat van.

gert korthof zei

Rob, onze discussie loopt niet helemaal geweldig, beetje langs elkaar heen pratend, misverstanden, mislukte grappen, en niet echt prettig-plezierig. Heb jij die indruk ook?

Marleen zei

Oei Gert,

Ik speel niet op de man. Ik spreek over mensen als Massimo Pigliucci en Shapiro en dat soort wetenschappers, die al in the picture staan, en die proberen iets nieuws te vinden in dingen waar men al weet van had, door het opnieuw te formuleren.
Niemand uit ons gezellige blogwereldje in elk geval.

Rob van der Vlugt zei

Gert,

Ik zie de termen 'important' en 'essentieel' inderdaad als zeer verschillend. De eerste houdt volgens mij in dat de invloed van factoren die de evolutie een kant op hebben gestuurd een rol hebben gespeeld in het proces maar ook zonder die factoren zou er evolutie hebben plaats gevonden. Voor essentiele factoren geldt dat ze onmisbaar zijn. (zonder mutaties, geen nieuwe soorten)
Bij niche construction gingen mijn gedachten ook niet meteen uit naar dat wolvenfilmpje, al zou je er wel degelijk een begin van een ontwikkeling in kunnen zien naar een andere habitat waarin soorten gedwongen kunnen worden tot modificatie. Een mooier voorbeeld is wat mij betreft een voorbeeld dat Nick Lane beschrijft in Life Ascending (als ik het me goed herinner) waar hij het heeft over het ontstaan van bloeiende planten. (zonder spieren geen bloemen, want zonder bestuivers, geen bestuiving).
De indruk dat onze discussie niet plezierig zou zijn heb ik niet maar ik zal zeker proberen rekening te houden met jouw wensen op dit gebied.


Marleen zei

Wikipedia definieert niche construction in de eerste zin als: "Niche construction is the process in which an organism alters its own (or other species') environment.

Het wolvenfilmpje is daar een uitstekend voorbeeld van. Het verloopt misschien indirect via herten, bevers en bossen, maar het heeft op veel andere soorten een enorme invloed. Bevers zijn in Wikipedia althans een voorbeeld van niche 'constructors' en hebben een belangrijke rol in het filmpje.

Mensen worden ook genoemd als belangrijke voorbeelden van niche constructors natuurlijk in Wiki. In dit voorbeeld helemaal interessant. Zij zijn het die de wolven introduceren en veranderen hun eigen omgeving.

gert korthof zei

Rob, dank je voor de uitleg. Het brengt de discussie een stapje verder.

Rob: "De eerste houdt volgens mij in dat de invloed van factoren die de evolutie een kant op hebben gestuurd een rol hebben gespeeld in het proces maar ook zonder die factoren zou er evolutie hebben plaats gevonden."
Dat DNA in de loop der miljoenen jaren muteert lijkt mij niet een van de triomfen van voorspellend vermogen van de evolutietheorie. Waar het pas echt interessant wordt waar 'evolutie een kant op hebben gestuurd': was de ontwikkeling van zoogdieren onvermijdelijk? interne ontwikkeling van het embryo? van hersenen? van mensachtige wezens? moest de mens Afrika verlaten om succesvol te worden? van warmbloedigheid? van warmbloedige vogels? dat ze daar veren voor gebruikten en niets anders? en nog duizend van dat soort vragen.
Maw: "factoren die de evolutie een kant op hebben gestuurd " dat maakt evolutie interessant, als je een theorie hebt die daar iets over kan zeggen, dan wordt het interessant. Door dat van begin af aan al niet essentieel te noemen heb je een waardeoordeel ingebouwd, in de trant van: wat essentiele vragen zijn hebben we al vastgesteld en daar mag niet op teruggekomen worden.
(...)

gert korthof zei

Rob (2)
in de index van Nick Lane: Life Ascending (hardback) komt geen 'niche construction' voor.
Het voorbeeld van bestuivers is interessant [zonder spieren? geen bloemen], maar noemt hij zet zelf niche construction?

Weet jij een goed voorbeeld van de rol van niche construction in evolutie?

gert korthof zei

Marleen, klopt allemaal wat je zegt. Als we het over eens zijn dat Freeman en Herron Evolutionary Analysis (4th ed 2007) een van de beste evolutieleerboeken is, hoe kan het dan dat ik 'niche construction' niet in de index kan vinden?
In de 5th ed kan ik niet online zoeken dus ik weet niet of nc daar in voorkomt. Als nc belangrijk is dan moet het in een evolutieleerboek voorkomen, wat zo worden studenten in de evolutiebiologie onderwezen.

gert korthof zei

Rob, Marleen, e.a.
het stuk van het establishment (Hoekstra and colleagues) bevat verschillende tegenstrijdige uitspraken. Hier is er een tweetal:

1) "But we do not think that these processes deserve such special attention as to merit a new name such as ‘extended evolutionary synthesis’."

2) "We, too, want an extended evolutionary synthesis, but for us, these words are lowercase because this is how our field has always advanced."

Dus wat ze in 2) wel willen met kleine letters willen ze in 1) niet! (daar staat het echt in kleine letters)
Is dat een strijdgheid of niet? Wat een verwarring weten de heren wetenschappers aan te richten!

gert korthof zei

Rob, Marleen, e.a.
de five big mass extinctions: zijn die veroorzaakt door wat Hoekstra et al 'essential' noemen: natural selection, drift, mutation, recombination and gene flow???

(sorry dat ik zoveel aan het woord ben :-)

Rob van der Vlugt zei

Gert,

Je introduceert het begrip 'voorspellend vermogen'dat in mijn ogen op twee manieren kan worden gebruikt en dat derhalve wellicht voor verwarring kan zorgen. Hoe de toekomstige ontwikkeling van het leven op aarde er uit zal zien valt onmogelijk te voorspellen, al was het slechts vanwege de praktische onmogelijkheid om met alle parameters die een rol zouden kunnen spelen in die ontwikkeling, rekening te houden.
Een andere invulling van het begrip bestaat echter wel, en is regelmatig succesvol gebleken. Een beroemd voorbeeld is Tiktaalik. (Als landdieren afstammen van zeedieren dan zou dan-en-dan een dier met zus-en-zo kenmerken moeten hebben rondgezwommen/rondgekropen/rondgelopen. Als ik in gesteentelagen uit de goede periode ga zoeken naar zo'n dier is de kans aanwezig dat ik er één tegenkom.)
Voorts zijn er natuurlijk belangrijke (!) factoren -de inslag 65 miljoen jaar geleden mogen we gerust belangrijk noemen- die de evolutie een kant op hebben gestuurd maar die feitelijk met het proces van evolutie niets van doen hebben. Zonder die inslag was het anders gelopen maar geëvolueerd was er. Wij zouden waarschijnlijk echter niet achter een laptop zitten maar bibberend in ons holletje zitten te wachten op de avond zodat we snel ons kostje bij elkaar konden gaan scharrelen. Op jouw vraag of de ontwikkeling van bepaalde soorten onvermijdelijk was kun je dan ook alleen maar 'nee' antwoorden.
Als laatste Nick Lane. De term niche construction gebruikt hij niet maar de beschrijving van het belang van het ontstaan van 'motility' voldoet in mijn ogen volledig aan wat met NC bedoeld wordt.
"So motility brings with it a need to deal with rapidly changing environments, more interactions between plants and other animals, new lifestyles like predation, and more complex ecosystems." (blz. 147, chapter 'Movement' Life Ascending)

Marleen zei

Gert,

Kevin Laland is een van de belangrijkste voorstanders om niche construction als onderdeel van de evolutietheorie te beschouwen. In zijn boek Niche Construction: the neglected process in evolution, vertelt hij dat Niche Construction op grote schaal beschouwd, vertegenwoordigd zou worden door de Gaia-hypothese.
Zie deze bladzijde uit zijn boek:

Niche construction and Gaia-hypothesis

Daarmee begeeft hij zich op glad ijs, want James Lovelock is nooit helemaal serieus genomen door de wetenschappers.

Ik kan wel begrijpen dat men sceptisch blijft ten aanzien van dit soort wetenschappers en dat het niet in de evolutieboeken terecht komt. Het is ‘gezonde’ scepsis. Dat organismen hun omgeving veranderen die op hun beurt dezelfde of andere organismen beïnvloeden in hun fenotype of genotype is zo voor de hand liggend. Dat hoeft toch geen speciaal plaatsje te krijgen in een evolutieboek? Hooguit in een biologie boek.

Misschien verbaast het je, maar zelf ben ik een groot voorstander van de Gaia-hypothese voorzover je daar voorstander van kunt zijn. Ik denk dat de hypothese van Lovelock juist is. Het is zeker belangrijk dat men zijn theorie kent om meer te weten over het evenwicht dat er op onze planeet heerst. Maar of deze in de evolutieboeken thuishoort is de vraag.

gert korthof zei

Marleen, mag ik daar direct even op inhaken? Je legt een associatie van niche construction met Gaia, en aangezien Gaia 'nooit helemaal serieus genomen door de wetenschappers' staat het er niet best voor met niche construction. Welnu, die associatie is fout. En je hebt niet goed gelezen wat Laland zegt. Als je hoofdstuk 8 tot het einde doorleest zie je dat het anders ligt (p.336 pb) en dat jouw verwerpen van NC geen goede basis heeft.

Maar ik vraag je: wat is the major macro-evolutionair voorbeeld bij uitstek van niche construction???

gert korthof zei

binnengekomen:
THE NICHE CONSTRUCTION PERSPECTIVE:
A CRITICAL APPRAISAL
(pdf, Gerdien de Jong)
geeft een overzicht van en door voorstanders en tegenstanders van het belang van NC voor de evolutietheorie.

gert korthof zei

Marleen, e.a.
zal ik het maar verklappen?
Het is een afvalproduct van ancient photosynthetische eencelligen, dat de planeet aarde geleidelijk maar uiteindelijk totaal en permanent veranderd heeft en geschikt gemaakt heeft voor multicellular organisms zoals wij, en wat als bijproduct de ozonlaag heeft geproduceerd wat extra bescherming geeft voor landdieren op aarde, (Nick Lane heeft een boek geschreven met als titel het gezochte voorbeeld): O2.
Het is permanent aanwezig in de atmosfeer, onafhankelijk van de producenten, het vormt het atmosferisch milieu voor alle organismen, dwz het erft over zonder DNA, domweg omdat het in de atmosfeer aanwezig is. Zonder O2 geen intelligent leven. Het is een cruciaal kenmerk van de atmosfeer aarde. Kom daar maar eens om bij andere planeten.
Dat mensen dit voorbeeld niet onmiddellijk te binnen schiet is een bewijs hoe gebrekkig de evolutiehandboeken zijn, in dit opzicht.

Marleen zei

Gert,

Dat is inderdaad een prachtig voorbeeld van NC. Daar was ik nooit opgekomen.

Ik had wel enige moeite met deze zin:

"Het is permanent aanwezig in de atmosfeer, onafhankelijk van de producenten, het vormt het atmosferisch milieu voor alle organismen, dwz het erft over zonder DNA, domweg omdat het in de atmosfeer aanwezig is"

Het "overerven" zie ik niet zo duidelijk. Het is permanent in de atmosfeer aanwezig, maar het zijn niet steeds exact dezelfde moleculen. Deze worden door fotosynthese geproduceerd, worden door de dieren en planten ingeademd en maken vervolgens deel uit van het metabolisme, om uiteindelijk als CO2 uitgeademd en weer door de fotosynthese ingeademd te worden. Is dat wat je bedoelt?

Het artikel dat Gerdien de Jong stuurde is heel interessant. Ik ben er mee bezig.

Gerdien de Jong zei

Niche construction is “the process whereby organisms, through their metabolism, their activities, and their choices, modify their own and/or each other’s niches” (Odling-Smee et al. 2003, p. 419).
Als dat Niche Construction is, is het niet controversiëel of nieuw. Het gaat om iets anders.
Our disagreements are about the theoretical import of niche construction. Are its advocates correct to view niche construction as an evolutionary process, which changes evolutionary theory in fundamental ways? Or is it, at best, a (somewhat counterproductive) descriptive term, that refers to the effects that organisms have on environments (the skeptics’ view)? (Citaten uit Scott-Phillips et al, Evolution 68, mei 2014).
Het gaat erom of Niche Construction een belangrijk evolutionair process is, dat echt anders is dan de van alles en nog wat effecten die organismen op hun milieu hebben. Wat mij betreft slagen Odling-Smee etc er niet eens in om uit te leggen wat ze nu eigenlijk willen. Waarom is Niche Construction een belangrijk evolutionair proces? Wat is er anders aan dan een verzameling van bekende gevolgen van dier / plant gedrag?
Gert: het merendeel van O2 in de lucht is het gevolg van fotosynthese. Niemand ontkent hoe belangrijk het is voor de geschiedenis van het leven. De vraag is een hele andere. Waarom zou je dit een ‘evolutionair proces’ noemen en beweren dat dit en dergelijke gevallen een revisie van de evolutiebiologie nodig maken? Het is al een deel van de evolutiebiologie.
De reactive van Hoekstra et al kun je ook samenvatten als: ‘Hou op met drammen’.

gert korthof zei

Marleen en Gerdien;
"Dat is inderdaad een prachtig voorbeeld van NC. Daar was ik nooit opgekomen."
is voldoende bewijs dat 'we' met volle kracht door moeten gaan met drammen! Het is toch te gek dat een goed geinformeerd iemand met belangstelling voor en kennis van evolutie, en bovendien een fan van Nick Lane (Zuurstof) niet spontaan op het idee komt dat zuurstof een NC voorbeeld bij uitstek is?!

Marleen: "Het is permanent in de atmosfeer aanwezig, maar het zijn niet steeds exact dezelfde moleculen"
Goed punt! Wat Laland met erfelijk bedoelt is dat het de volgende generaties nog steeds aanwezig is en dat die zuurstof zich in de atmosfeer verpreid en beschikbaar is voor alle andere organismen. Organismen kunnen het niet voor zichzelf houden. Maw: zuurstof is tegen wil en dank in de atmosfeer aanwezig en je zult je moeten aanpassen of je wilt of niet.
Vergelijkbaar denk ik: CO2.

Studenten die uitsluitend hebben leren denken in termen van 'natural selection, drift, mutation, recombination and gene flow' komen never nooit op het idee van zuurstof als niche construction en zullen niets snappen van evolutie, klimaatopwarming en dat is funest (voor het klimaat!).

gert korthof zei

Gerdien "Waarom zou je dit een ‘evolutionair proces’ noemen en beweren dat dit en dergelijke gevallen een revisie van de evolutiebiologie nodig maken? Het is al een deel van de evolutiebiologie. "
Als het verschijnsel geen naam heeft, valt het buiten het denkkader van studenten (en wetenschappers). Het is al erg genoeg dat Niche Construction niet in evolutieleerboeken als begrip voorkomt (behalve Carl T. Bergstrom, Lee Alan Dugatkin (2011) 'Evolution').

Gerdien "een revisie van de evolutiebiologie nodig maken": als je bang bent voor het woord 'revisie', heb je er bezwaar tegen dat het in een paragraaf in de leerboeken komt? Het is toch al van de zotte dat het woord 'climate' vaak niet voorkomt in de handboeken! Evolutie is een planetair verschijnsel en niet alleen een genetisch verschijnsel en dat moet zichtbaar worden in de leerboeken.

Ik heb ook nog geen antwoord op de vraag:
zijn de five big mass extinctions veroorzaakt door wat Hoekstra et al 'essential' noemen: natural selection, drift, mutation, recombination and gene flow???

Marleen zei

Gert,

Het verhaal van de oorsprong van O2 en het belang daarvan voor de ontwikkeling van complex leven is de meesten wel bekend.

Om dit te zien als Niche Construction is mooi. Mee eens. Maar dat dit "erfelijk" zou zijn lijkt me te ver gaan. Ik begrijp de redenering van Laland op dit punt niet.

In je antwoord aan Gerdien lijk je inderdaad de kant van Gaia op te gaan.

Gerdien de Jong zei

Het boek van Bergstrom & Dugatkin geeft een andere omschrijving van niche construction dan Odling-Smee en medestanders. Volgens die definitie is zuurstof vorming geen niche constructie, vermoed ik.
Dat is het probleem met niche constructie: een vaag label dat overal goed voor is, maar geen duidelijke inhoud heeft.

Wat de massa extincties betreft: nee, die zijn niet veroorzaakt door selectie drift etc, en ook geen deel van 'evolutionairy theory'. De vraag is niet of iets belangrijk is in evolutie zoals gebeurd, maar of het belangrijk is als conceptuele verklaring. Mass extinctions vormen geen onderdeel van conceptuele verklaringen, en worden ook niet veroorzaakt door processen die als conceptuele verklaringen gelden.

Gerdien de Jong zei

Neem Evolutionarily Stable Strategy. ESS haalt de leerboeken (alleen voor gedrag), Convergence Stable niet. (ESS: geen invasie mogelijk als je de beste taktiek volgt, maar geen garantie dat je op die taktiek uitkomt; CS garantie dat je op de beste taktie uitkomt maar geen garantie dat er niet een nog betere is). Dat zijn heel nuttige ideeën, en zijn latere toevoegingen aan evolutionairy theory, maar leveren geen verandering in fundamentele concepten op. De uitvinders van deze ideeën hebben dat ook niet beweerd, in tegenstelling tot de voorstanders van Niche Construction Theory.

gert korthof zei

marleen Maar dat dit "erfelijk" zou zijn lijkt me te ver gaan.
"erfelijk" : Het gaat erom dat zuurstof niet in DNA wordt opgeslagen maar in het milieu. Het blijft bestaan als het zuurstofproducerend organisme dood gaat en de nakomelingen hebben er de beschikking over.

gert korthof zei

Gerdien, wbt leerboeken gaat het er om dat studenten er mee in aanraking komen. Ik pleit er dus op zijn minst voor dat die begrippen in de leerboeken komen en onderdeel worden van het conceptuele denken van studenten.

De def die jij citeerde:
“the process whereby organisms, through their metabolism, their activities, and their choices, modify their own and/or each other’s niches”
is van toepassing op zuurstof want wordt door metabolism geproduceerd, en modified their own and each other's niches. Klopt voor zuurstof.

G: Mass extinctions vormen geen onderdeel van conceptuele verklaringen, en worden ook niet veroorzaakt door processen die als conceptuele verklaringen gelden.

Ja, weinig verrassend: eerst beperk je het aantal toegestane concepten, en daarna zeg je: Mass extinctions vormen geen onderdeel van conceptuele verklaringen. Je moet mass extinctions toch sowieso verklaren! Of wil je mass extinctions uit de leerboeken schrappen? Mass extinctions vormen stomweg een opvallend onderdeel van de History of Life on Earth. Daarom moeten ze verklaard worden en in de leerboeken staan. Vul je concepten aan zodat je het kunt verklaren.
Gebruik concepten uit Earth Systems Science bijvoorbeeld. Het is niet zo moeilijk.
Wil je (ook) de term 'evo-devo' uit de leerboeken schrappen? Aging? Human Health? Life History? Origin of Life? Cambrian Explosion? (dat laatste is ook niet met natural selection+drift+ mutation+recombination+geneflow te verklaren! )
(ben effe eten)

Gerdien de Jong zei

“the process whereby organisms, through their metabolism, their activities, and their choices, modify their own and/or each other’s niches”
Zoals in het artikel van Scott-Phillips etc duidelijk staat, dit is zo ruim dat je er niets mee kunt. Alles wat te maken heeft met concurrentie binnen / tussen soorten valt daar ook onder. Het evolutionaire deel daarvan is natuurlijke selectie.

In leerboeken staat (1) evolutie als de geschiedenis van het leven; (2) de processen die nodig zijn om te verklaren waarom veranderingen optreden. De vraag is niet of niche constructie bestaat, maar of het een aparte verklaring is naast natuurlijke selectie; en wat het dan wel zal verklaren. De discussie gaat alleen over concepten en wat daarbij belangrijk is, niet over de geschiedenis van het leven en wat daar belangrijk is.

gert korthof zei

Gerdien, je snap waar je naar toe wil, en ik zie ook wel de logica er van. Heb het artikel nog niet uit, maar veel vind ik acceptabel.
Ik ben blij dat je de leerboeken niet wilt censureren en dat alles wat ik belangrijk vind gewoon mag blijven of toegevoegd kan worden in wat je noemt (1) evolutie als de geschiedenis van het leven.

Bert Morrien zei

Gert,

[wat drijft chemische systemen zich te ontwikkelen tot levende systemen? Waarom worden ze complexer? Welke fysische of chemische kracht drijft bepaalde chemische systemen zich te ontwikkelen van simpel naar complex? Nota bene tegen de Tweede Hoofdwet van de Thermodynamica in. Tegen de tendens in van degradatie, simplificatie, chemische inertheid, dood. Als je deze vragen niet stelt, ben je bezig met toe redeneren naar het bekende eindresultaat, de levende cel. Je moet de vraag oplossen waarom eenvoudige systemen uit zichzelf complexer worden.]

Chemische systemen ontwikkelen zich in alle richtingen, omdat één van die richtingen leidt tot een meer complex systeem, is het te verwachten deze ook inderdaad aan te treffen.
Sommige van die meer complexe systemen hebben eigenschappen die ze stabiel maken. Zo zijn watermoleculen enerzijds complexer maar anderzijds stabieler dan de losse elementen waaruit ze zijn samengesteld. Bovendien biedt water een geschikt milieu waarin op soortgelijke wijze meer complexe verbindingen gevormd kunnen worden. Zoals je meldt, kunnen celwanden en aminozuren in een laboratorium gevormd worden. Belangrijk daarbij is dat dit spontaan gebeurt als de omstandigheden dit toelaten.

Bij eenvoudige systemen die op deze wijze gevormd worden is het ook wel duidelijk waarom dit gebeurt: er is in het algemeen sprake van een energetisch drempel-effect. In een geaccidenteerd energetisch landschap kunnen er sprongen gemaakt worden tussen dalletjes welke op verschillende hoogten liggen.

In ieder geval is daarmee al kwalitatief aangetoond dat het mogelijk is om een toename van complexiteit te bereiken.
Zolang er een energiebron is, gaat dit niet tegen de Tweede Hoofdwet van de Thermodynamica in. Er lijkt geen reden te zijn waarom het aantal en de complexiteit van systemen die zo gevormd kunnen worden begrensd is. Misschien mag je dit geen evolutie noemen, maar in wezen lijkt mij evolutie al bij het ontstaan van het universum werkzaam geweest te zijn. In eerste instantie was evolutie een niet-biologisch proces, waarmee leven tot stand kwam, zodat evolutie mede een biologisch proces werd, maar dit onderscheid lijkt mij niet van principieel belang.

De technologische ontwikkeling is in feite ook een evolutionair proces. Als de tekenen ons niet bedriegen, zullen
machines complexer worden dan mensen. Dat zou een nieuwe en sterke impuls voor verdere evolutie kunnen zijn, die, zoals het een goed evolutieproces betaamt, ook weer alle kanten op kan gaan.

Uiteindelijk vormt de Tweede Hoofdwet van de Thermodynamica de barrière die niet overschreden kan worden.

Andre zei

Gert


Ik heb de indruk dat het de “progressieven” er vooral omgaat om convergente evolutie te verklaren niet om een conceptueel nieuwe theorie te ontwikkelen.
Neem bijv developmental bias.: Ik vermoed dat de 7 nekwervels van zoogdieren daar ook een voorbeeld van zijn?
Dan wordt het duidelijk dat de vrijheidsgraden van evolutie stevig beperkt worden voor het mutatie/selectie proces

Plasticiteit : Als je het voorbeeld van de Commodore vlinders neemt die een andere kleur hebben in het natte seizoen dan in het droge , dan zijn we eigenlijk een stap verder dan met de bekende peppered moth , die had daar nog een mutatie voor nodig. Als je genoeg van dit soort eigenschappen hebt vastgelegd kun je je aanpassen als een kameleon. En dan wordt de omgeving leidend voor het fenotype , wat vermoed ik ook weer toepasbaar is in de niche constructie.

Epigenetica :
“Mathematical models of evolutionary dynamics that incorporate extra-genetic inheritance make different predictions from those that do not.”
Als die voorspellingen ook nog beter zijn lijkt het duidelijk dat epigenetica toegevoegd moet worden

Al met al denk ik dat dit inzichten zijn die wel degelijk een nauwkeurigere kijk op de zaak geven.

gert korthof zei

Bert, ik heb je comment copy & paste naar de blogpost over Addy Pross gezet. Dan kunnen we er daar ter plekke discussieren.

gert korthof zei

Andre "Ik vermoed dat de 7 nekwervels van zoogdieren daar ook een voorbeeld van zijn?"
Onze Nederlandse evolutiebiologe Frietson Galis heeft daar onderzoek naar gedaan.
Binnen zoogdieren gaat het op, maar daarbuiten niet:
"The seven cervical vertebrae of mammals are remarkably constant in number, regardless of their neck length. In other tetrapods, the number of cervical vertebrae varies considerably and, for instance the long necks of swans consist of 22-25 vertebrae, which provide a flexibility that cannot be matched by the stiff necks of giraffes that consist of seven very long vertebrae".
gepubliceerd in: EVODEVO, 2010

Andre zei

Gert

Dat klopt , De 7 nekwervels worden in elk boek en dierentuin aangehaald als steun voor gemeenschappelijk afstamming van zoogdieren . Maar eigenlijk is het juist heel apart dat het aantal zo constant is . Het laat zien dat er vermoedelijk een X-aantal afhankelijkheden zitten zodat als er bij toeval een extra wervel zou ontstaan , er gelijktijdig ook veranderingen in die X eigenschappen nodig zijn om een levensvatbaar individu te krijgen. Ik bedoel dit slechts als voorbeeld , maar dit soort onderlinge afhankelijkheden op allerlei gebied zou mogelijk een verklaring kunnen zijn waarom we her en der convergente evolutie waarnemen.
Convergente evolutie is in het stuk van nature eigenlijk de klassieke naam die in SET gebruikt wordt, en Laland gebruikt developmental bias . Maar het gaat over hetzelfde fenomeen zoals de convergente evolutie van vissen in de Afrikaanse meren. Met developmental bias geeft je eigenlijk het fenomeen en de oorzaak aan. .
Als convergentie /developmental bias inderdaad zo een grote rol spelen dan lijkt SET eigenlijk tamelijk triviaal geworden voor wat betreft de evolutie van b.v zoogdieren , vissen etc

In dat geval heeft Laland wel een punt als hij schrijft:
“This is no storm in an academic tearoom, it is a struggle for the very soul of the discipline”

gert korthof zei

Volstrekt toevallig kwam ik net het volgende boek tegen (ik kende het niet):
Richard Cowen (2013) 'History of Life, 5th Edition'.
Heel recent dus. Dit is wat de uitgever als beschrijving geeft:

"On the grand scale, Earth is a constantly changing planet, continually presenting organisms with challenges. Changing geography, climate, atmosphere, oceanic and land environments set a stage in which organisms interact with their environments and one another, with evolutionary change an inevitable result. The organisms themselves in turn can change global environments: oxygen in our atmosphere is all produced by photosynthesis, for example."

Dat laatste lijkt als twee druppels water op niche construction, of ligt dat aan mij? Dit evolutie boek is bij uitstek een voorbeeld van het eerste in de tweedeling van Gerdien de Jong (hierboven):
"In leerboeken staat:
(1) evolutie als de geschiedenis van het leven;
(2) de processen die nodig zijn om te verklaren waarom veranderingen optreden."
Het boek van Herron & Freeman wordt gedomineerd door (2). Als het goed is moet een evolutieleerboek een mix van (1) en (2) geven.

gert korthof zei

Andre: "Maar eigenlijk is het juist heel apart dat het aantal zo constant is . Het laat zien dat er vermoedelijk een X-aantal afhankelijkheden zitten zodat als er bij toeval een extra wervel zou ontstaan, er gelijktijdig ook veranderingen in die X eigenschappen nodig zijn om een levensvatbaar individu te krijgen "

Wat Frietson Galis et al vinden dat afwijkingen in aantal nekwervels samengaan met andere allerlei aangeboren afwijkingen waaronder ook kanker (pleiotropie, deleterious pleiotropic effects). Dus die babies -als ze al levend geboren worden- worden niet oud en zullen zich uiteindelijk niet voortplanten. Maw: er is indirecte selectie tegen variatie in het aantal nekwervels. Dit wordt veroorzaakt door het mechanisme waarmee wervels worden aangelegd. Dat mechanisme legt constraints op aan het aantal wervels.
Dit soort onderwerpen wordt ook wel evo-devo genoemd.
Of het convergence mag heten, weet ik niet. Een adaptieve eigenschap moet dan onafhankelijk ontstaan in verschillende groepen. Het aantal 7 is niet perse een optimale aanpassing, dieren zouden ws ook goed leven met 6 of 8. Het hangt van het 'evo-devo' mechanisme af welk aantal wordt vastgepind.

Andre zei

Gert

Boeiend artikel in het evodevo journal

Wat de discussie hierboven betreft heb ik het aangehaald als voorbeeld dat onderling afhankelijkheden zo groot kunnen worden dat mutaties daar GEEN VAT meer op lijken te hebben.
Convergente evolutie lijkt dat laatste juist dat aan te tonen . Er zijn in de verschillende Afrikaanse meren ongetwijfeld allerlei punt mutaties maar uiteindelijk ziet de biotoop er hetzelfde uit .

Ik voel wel aan dat vanuit een conceptueel standpunt (SET ?) de factoren die Laland noemt niet zo fundamenteel lijken. Bijv wat betreft epigenetica zijn de effecten tijdelijk terwijl het mutatie signaal blijvend is . In het geval van plasticiteit bij het voorbeeld van de commodore vlinder lijkt er ook niet zo veel aan de hand. Immers als de hele populatie op dezelfde wijze verandert bij verschillende omstandigheden komt het mutatie signaal toch boven drijven.
Maar wat Laland lijkt te suggereren is dat door de onderlinge afhankelijkheden zowel door EVODEVO maar ook "EVOECO" en ook door de grote mate van plasticiteit en mogelijkheden tot aanpassen aan omstandigheden mutaties nog maar weinig effect hebben. Het concept blijft dus gelijk , het effect van SET niet

Andre zei

Nog een aardig artikeltje in dit verband mbt de evolutie van gist dat ik bij Jan Riemersma tegen kwam :
http://www.simonsfoundation.org/quanta/20140911-evolutions-random-paths-all-lead-to-the-same-place/

Het artikel zegt o.a:
The findings also suggest a disconnect between evolution at the genetic level and at the level of the whole organism. Genetic mutations occur mostly at random, yet the sum of these aimless changes somehow creates a predictable pattern.

Anoniem zei

De biologie met al haar oorsprongsvraagstukken werd nooit door Darwin of een van zijn discipelen verklaard.

Dat weten de biologen als sinds Darwins dagen.

Lees gewoon nog eens het boek van bioloog P. Borger, geheten Terug naar de Oorsprong.

En lees ook effe dit:

https://answersingenesis.org/genetics/human-gulo-pseudogene-evidence-evolutionary-discontinuity-and-genetic-entropy/

Precies zoals Borger bespreekt weerlegt de moderne biologie alle Darwinsitsiche stokpaardjes.

PB