18 December 2017

Seks, voortplanting en de vooruitgang van de wetenschap. Edward Dolnick, The Seeds of Life.

Edward Dolnick (2017) The Seeds of Life

Er valt ontzettend veel te leren uit Edward Dolnick (2017) The Seeds of Life. In het vorige blog heb ik al 3 punten genoemd. Het vierde punt: als wetenschappers tegen conceptuele of technische barrières aanlopen en er niet in slagen een belangrijk wetenschappelijk probleem op te lossen, kunnen er twee kampen ontstaan met ieder een eigen theorie. Ten tijde van Antoni van Leeuwenhoek (eind 17e eeuw) ontstonden er twee elkaar bestrijdende partijen om voortplanting te verklaren: 'ovisten' en 'spermisten'. Beide theorieën zijn een vorm van 'Preformationism'.
Het Droste effect is een goede metafoor
voor het Preformatisme (©Wikimedia Commons)
Bij de toenmalige stand van de wetenschap had men ovaria  bij de vrouw gezien, en had men het vermoeden dat er 'eicellen' (men kende toen het begrip 'cel' nog niet) waren en onze eigen Antonie van Leeuwenhoek had levende spermatozoa in het zaadvocht onder de microscoop gezien. Maar de vraag was toen: wat is de rol (functie) van die twee precies? (aub: vergeet onze huidige kennis van cellen en DNA!).

De ovisten meenden dat alle mensen in miniatuurvorm in de ovaria van de eerste vrouw, Eva, aanwezig waren. De spermisten geloofden dat de hele wereldbevolking in Adams sperma in miniatuurvorm aanwezig was.
(In die tijd was schepping de standaard opvatting niet alleen bij de bevolking maar ook bij de geleerden). Dus tegelijk met Adam en Eva werden alle mensen die ooit op aarde zouden leven in miniatuurvorm geschapen in sperma of eicel. Dit stelden ze zich voor zoals Matroesjka-poppen. En dat zou voor alle levende wezens gelden.

Matroesjka poppen set (©matroesjka.info)

De miniatuurmens zelf had eicellen (of spermacellen) met daarin weer miniatuurmensjes met daarin weer miniatuurmensjes tot in het oneindige. Genoeg voorraad tot 'het einde der tijden'. Want: op is op.

Voor ovisten lijkt seks minder belangrijk omdat embryo's al aanwezig zijn in de vrouw. Ze moeten alleen nog groeien. Maar wat veroorzaakt die groei? Seks! Zo dacht men. Het sperma zet het embryo in de baarmoeder aan tot groei. Seks was nodig als startmoment anders zou een vrouw spontaan zwanger moeten worden zonder bemoeienis van een man. En dat is een beetje te vreemd. Dat seks nodig was om zwanger te worden, was sowieso een ervaringsfeit.

Blendel/Quest SPL/GETTY
Deze tekening is onvermijdelijk een anachronisme!
Spermisten konden niet buiten seks omdat het embryo in het sperma getransporteerd moest worden naar de vrouw. Voor hen is de baarmoeder slechts een voedingsbodem. De vrouw leverde geen –wat we nu noemen– genetisch bijdrage. Men tastte wat betreft die erfelijke bijdrage in het duister.

Waarom twee kampen?

Waarom twee kampen? Het samenvoegen van beide standpunten was niet zo makkelijk, zo niet onmogelijk. En wel hierom. Als je eenmaal hebt aangenomen dat ieder mens ontstaat uit een miniatuurmens, dan is het moeilijk voorstelbaar dat man en vrouw ieder een half embryo zouden bijdragen. Bijvoorbeeld: de man levert de linker helft en de vrouw de rechter helft [1]. Dat was dus een patstelling. De reden dat men koos voor het minimens idee en preformatie was naar analogie met de dode natuur. De aarde, de planeten en de sterren waren 6000 jaar geleden geschapen, dus waarom zou dat ook niet gelden voor de levende natuur? [2]. God gaat toch niet bij iedere zwangerschap een nieuw mens scheppen? was kennelijk de gedachte. De schepping is voorbij en was eenmalig. Klaar. Perfect. Niets meer aan doen.

Waarom stelden ze zich niet tevreden met het mannelijk zaad analoog aan tarwekorrels? rijstkorrels?  Daaruit ontstaat toch ook steeds een nieuw organisme? In zekere zin deden de spermisten dat. Misschien was het de analogie met planten waarvan je het zaad gewoon in de grond kan stoppen en waaruit een nieuwe plant groeide. De vrouwelijke baarmoeder was de voedingsbodem voor het mannelijk zaad. Niet ieder zaadje groeit uit tot een plant, en niet alle seks leidt tot zwangerschap. Zo zouden ze gedacht kunnen hebben.

Implicaties

Dolnick gaat niet uitgebreid in op alle implicaties van het Preformatisme. Maar, als je er over nadenkt dan ontdek je een aantal fundamentele logische problemen. Die problemen had men volgens mij ook toen al kunnen zien. Die argumenten zijn dus geen voorbeelden van anachronisme, d.w.z. met onze moderne kennis kijken naar problemen van eeuwen geleden.

Oneindige regressie

Als eerste het probleem van oneindige regressie van de Matroesjka pop theorie. Zelfs bij een 6000 jaar oude aarde zouden er duizenden miniatuurmensjes als Matroesjka poppen in elkaar gepropt moeten zitten. Als je uitsluitend naar het verleden kijkt. Is er een grens aan hoe klein een miniatuurmens kan zijn? [3] Daar moeten de geleerden van toen, zowel de spermisten als de ovisten toch tegen aan gelopen zijn? Dolnick geeft een interessante vergelijking: de huidige string theory (snaar theorie), een zeer speculatieve theorie, die niet op waarneming gebaseerd is en die werkt met een stuk of 11 dimensies. De theorie is principieel niet verifieerbaar en toch wordt hij door vakmensen serieus genomen.

Familierelaties

Het moet ook toen opgevallen zijn dat kinderen soms sprekend op hun vader of hun moeder lijken en meestal kenmerken van beide ouders in zich verenigen. Hoe kan dat als er maar één van de geslachten het 'embryo' levert?  Wat betekent verwantschap eigenlijk als je in de Matroesjka-pop-theorie gelooft? Waarom lijken kinderen van één ouderpaar meer op elkaar dan van een willekeurig ander ouderpaar? Als alle menselijke diversiteit (en ik heb het niet over evolutionaire verwantschappen) al in Adam of Eva aanwezig was, dan zouden willekeurig verschillende kinderen geboren kunnen worden en zou er niets overblijven van karakteristieke overeenkomsten binnen gezinnen en families.
diepvries donor embryo baby:
beide ouders zijn niet haar
biologische ouders [6]

Bij gepreformeerde embryo's zouden vader en moeder hun eigenschappen niet kunnen doorgeven. Is het dan nog wel hun kind? Ze zijn een soort doorgeefluiken geworden voor kinderen. Natuurlijk blijft er zwangerschap, geboorte en het zogen van de baby [6], en dat schept natuurlijk een band met het kind. Misschien voelt het als je eigen kind door de seks enzovoort. Maar volgens hun eigen preformatietheorie is het niet echt je eigen kind. Eigenlijk is iedereen letterlijk een kind van Adam en Eva. Misschien tolereerde men een zekere discrepantie tussen de theorie en de alledaagse realiteit van het ouderschap.

Ik vraag me af: maakt het nog uit met wie je trouwt, en hoe je partner er uit ziet als de embryo's al in miniatuurvorm aanwezig zijn? Vreemdgaan betekent dan ook niets meer volgens de theorie. Er zou geen verschil meer zijn tussen een pleegvader, adoptievader en een biologische vader. Het hele begrip vader, moeder, kind verliest zijn betekenis. De spermisten kunnen hun kinderen als de hunne beschouwen, maar volgens hun eigen theorie is het een kind van Adam en Eva.

Gezinsgrootte

gezin met 10 kinderen ©bron
Wordt de gezinsgrootte bepaald door het aantal keren seks of is die van te voren vastgelegd door de 'voorraad' die man en vrouw meegekregen hebben?

Nog iets: alle rassen moeten ook in Adam of Eva aanwezig zijn geweest. Maar als Adam en Eva blank waren dan moeten een blanke vader en moeder ook donkergetinte kinderen hebben voortgebracht. Kende men in de 17e en 18e eeuw al andere rassen?

muilezel ©wikimedia
Neem bijvoorbeeld incest. Waarom is incest (seks tussen vader en dochter, moeder en zoon, broer en zus) door alle culturen heen verboden? Waarom zou incest leiden tot inferieure kinderen als het preformatisme waar is? Immers het hele idee van biologische verwantschap staat op de helling. Maar dan verliest incest zijn betekenis. Zonder moderne inzichten op die tijd te projecteren, hadden ze wel kunnen concluderen dat erfelijkheid volgens het preformatisme onvoorspelbaar zou kunnen zijn.
Een muildier of muilezel combineert eigenschappen van paard en ezel. Hoe kan dat als slechts één geslacht bepalend is? En hoe kun je onvruchtbaarheid verklaren als er eindeloos veel embryo's aanwezig zijn? 

Nicolaas Hartsoeker (1695)

Miljoenen mini-mensjes

Een groot bezwaar van het spermisme: als mannelijk sperma miljoenen spermatozoa bevat (zoals van Leeuwenhoek zag in zijn microscoop) en er maar één kind ontstaat, dan gaan er tegelijkertijd miljoenen miniatuurmensen verloren bij iedere keer dat man en vrouw seks hebben! Dan is er geen verschil met zondige onanie! Dit werd een theologisch probleem [4]. Een vrouw kan per definitie nooit miljoenen kinderen krijgen. Bij iedere keer seks zou één spermatozoum (= 1 mini-mens) toch voldoende moeten zijn? Dat moet Antoni van Leeuwenhoek zich afgevraagd kunnen hebben. Want, als iedere spermacel een mini-mens bevat, dan vallen er miljoenen doden bij seks ...

Preformatie Downs

Als ieder mens vanaf den beginne voorgevormd is, dan geldt dat ook voor Down kinderen, Siamese tweelingen, mensen met een hazenlip en open rug.

Preformatie sluit evolutie uit

Als er iets evolutie uitsluit dan is het wel Preformatie. Er kan nl. niets veranderen. Ieder mens, iedere plant en ieder dier zijn vanaf den beginne geschapen en onveranderbaar. Maar dat is een heel ander verhaal.

Tot slot

Wat moeten we leren van deze hele ovisten-spermisten periode in de geschiedenis van de biologie? Een dieptepunt in de toenmalige wetenschap? Bedenk: men had géén celtheorie, géén erfelijkheidswetten van Mendel, géén chromosomen, géén X- en Y-chromosoom, géén Watson en Crick DNA, géén meiose en mitose. Je kunt dan niet bedenken dat man en vrouw evenveel bijdragen aan het embryo. Ze hadden domweg niet de concepten. Maar ze hadden op de klompen kunnen aanvoelen dat er iets niet klopt. Bovenstaande logische bezwaren zijn niet afhankelijk van 'onze' huidige kennis. We kunnen daarvan leren dat we altijd de dominante wetenschappelijke theorie moeten doordenken op logische implicaties ongeacht of er een alternatief is [5]. Inventariseer anomalieën, schrijf ze op! Zou dit verhaal zich lenen voor een beschrijving met de paradigma theorie van Thomas Kuhn?

Ten tweede: de geschiedenis van Preformationisme leert ons bij uitstek de vooruitgang van de wetenschap. Het is nu uiterst moeilijk om je te verplaatsen in de gedachtegang van wetenschappers in de 17e eeuw ten aanzien van seks en voortplanting, omdat 'we' sindsdien zoveel bijgeleerd hebben. Nog verder terug in de tijd: in Bijbelse tijden wist men dat seks nodig was om zwanger te worden, en kende men het begrip vreemdgaan en onanie. Maar verder had men geen flauwe notie hoe seks en voortplanting werkte.

Drie: net als democratie en vrede is wetenschappelijke kennis een hard bevochten verworvenheid waar we zuinig op moeten zijn.

Noten

  1. Linker en rechter helft klinkt absurd, maar is het echt onmogelijk? Denk even aan het moderne idee dat man en vrouw werkelijk voor de helft genetisch bijdragen aan het kind. En dat de erfelijke informatie van het kind dus werkelijk voor 50%  van vader en 50% van de moeder afkomstig is. Dat is best bijzonder. Maar dat krijg je alleen voor elkaar als je het over genetische aanleg hebt, dat kan niet als je denkt in termen van lichaamsdelen! 
  2. Verschil levende en dode dingen: het leven wordt steeds opnieuw 'geschapen' (omdat het leven ook steeds dood gaat) in tegenstelling tot de dode natuur.
  3. Benedengrens: Men had toen geen benul van de afmetingen van cellen en atomen. Die stellen de ondergrens van afmetingen van levende wezens.
  4. Theologisch probleem: "Why would so many little animals be wasted with each ejaculation of semen? Pierre Lyonet said the wastage proved that sperm could not be the seeds of life." wikipedia artikel Preformationism
  5. Alternatief: dat heb ik altijd geprobeerd wat betreft Darwinisme en evolutietheorie. (zie mijn WDW website )
  6. Behalve in vitro fertilisatie van eigen sperma en eicel, en spermadonoren heb je ook embryo donatie. Dat laatste kan met overcomplete ingevroren IVF embryo's, die ingeplant worden in de vrouw. Ze wordt dan zwanger van een kind dat genetisch niet van haar en niet van haar man is. Toch zal het enigszins aanvoelen als hun eigen kind vanwege de zwangerschap en het zogen. Hoop ik. Ik vraag me af waarom het kind niet wordt afgestoten! (nrc 21 dec 17)

11 December 2017

Een onverwacht fascinerende en leerzame wetenschappelijke geschiedenis van sex en voortplanting. The Seeds of Life van Edward Dolnick

Volken van alle tijden en culturen kennen het verband tussen sex en zwangerschap. Een uitzondering is het volk Trobianders, een volk dat op de Kiriwina eilanden ten Oosten van Nieuw Guinea woont. Ze geloven dat een vrouw zwanger wordt door de geest van een voorouder en hebben gezien vanuit hun visie kloppende verklaringen voor sex en de rol van de man. 
Een andere uitzondering zou je het christelijke geloof kunnen noemen: "Behold, a virgin shall conceive and bear a Son" [Bijbel]. De overbekende tekst over de 'maagd' Maria die een zoon baarde. Dit is om biologisch redenen onmogelijk omdat een maagd niet zwanger kan worden en al helemaal niet van een zoon. Omdat Maria 'bevrucht' is door de 'Heilige Geest' is dit wonderlijk verhaal vergelijkbaar met dat van de Trobianders. Hopelijk zagen toenmalige gelovigen en zien hedendaagse christenen deze gebeurtenis als een 'eenmalige uitzondering' [1].
Onan and Tamar painting by Alexandre Cabanel (1892)
De ervaringsregel was: geen zwangerschap zonder seks. Dat bewijst bijvoorbeeld het verhaal van Onan in Genesis. Over Onan werd geschreven dat hij coitus interruptus of masturbatie ('onanie'!) [2] toepaste met de bedoeling zwangerschap te voorkomen. Dus, het moest toen algemeen bekend zijn dat vaginale seks nodig is om zwangerschap te veroorzaken, anders zou de Onan-methode onbegrijpelijk zijn geweest. Het positieve verband tussen sex en zwangerschap blijkt uit het verhaal van koning David en Betseba. Men begreep toen dat een zwangere vrouw binnen 9 maanden daarvoor tenminste één keer sex gehad moet hebben met een man, en als haar man een jaar of meer van huis was, moet ze dus vreemd gegaan zijn.

Waarom deze verhalen? De aanleiding is het voortreffelijke boek van Edward Dolnick (2017) The Seeds of Life: From Aristotle to da Vinci, from Sharks' Teeth to Frogs' Pants, the Long and Strange Quest to Discover Where Babies Come From.

Edward Dolnick (2017) The Seeds of Life
website van de auteur

Het boek staat boordevol verrassende inzichten over hoe men in de loop der eeuwen heeft 'geworsteld' met verklaringen over voortplanting. Er is zoveel over te vertellen dat ik het niet in één blog gestopt krijg. Er komt dus nog een tweede deel. 

Enige lessen die we kunnen leren uit het boek: de grootste wetenschappers zoals Hippocrates, Aristoteles, Leonardo da Vinci konden het raadsel niet oplossen. Da Vinci is bekend om zijn zeer gedetailleerde anatomische tekeningen van bijv. een vrouwenlichaam, maar niet algemeen bekend is dat het ovarium ontbrak (!) en hij tekende hij een niet bestaande verbinding (!) tussen de baarmoeder en de tepels. Ook achteraf lijkt mij dat onvergefelijk. Hij werd op dit punt beïnvloed door het medisch dogma van zijn tijd en tekende het zonder het gezien te hebben. Ondanks zijn genialiteit had hij ook niet door dat het hart een pomp was.

De beroemde anatoom Andreas Vesalius kon het onderzoek naar voortplanting ook niet verder brengen. William Harvey (ontdekker van de bloedsomloop) volgde Aristoteles (!) die meende dat mannelijke zaad equivalent was met vrouwelijk menstruatiebloed. Maar waar menstruatiebloed goed voor was, was onduidelijk. Allemaal fascinerende redeneringen! Harvey deed veel anatomisch onderzoek, en is de auteur van de beroemde stelling Ex ovo ominia (All life comes from an egg), maar hij had nog nooit een eicel gezien (dat is ook lastig!), en miskende de rol van ovariums en geloofde dat eicellen in de uterus ontstonden. Je verwacht het gewoon niet van zijn groot wetenschapper.

Harvey faalde op het eind, hij gaf het eerlijk toe, hoewel hij enige vooruitgang had geboekt. De Nederlandse anatoom Reinier de Graaf beschreef de vrouwelijke follikels als het orgaan dat eicellen produceerde. Maar een eicel is nauwelijks met het blote oog te zien, hij postuleerde dat daar eicellen in moesten zitten. Hij was de eerste die dat claimde. Hij moest vele vooroordelen overwinnen. Maar de exacte rol van mannelijk zaad bleef onduidelijk. Hij kon geen zaad terugvinden in het lichaam van pas bevruchte dieren. Wat gebeurde er met het zaad? Waar bleef het? [4]

Les 1 is dus: vooruitgang in kennis is keihard werken en vele mislukkingen en doodlopende straten incasseren! [5].

Waarom konden topwetenschappers in de 17e eeuw het raadsel van de voortplanting niet oplossen? Mannelijke voortplantingsorganen zijn makkelijk zichtbaar aan de buitenkant van het lichaam, penis en zaadballen hangen buiten het lichaam, vrouwelijk reproductieve organen ovarium en baarmoeder zijn verstopt in het lichaam, onzichtbaar. En als je moeilijk aan lijken kan komen vanwege het verbod mensenlijken open te snijden, schiet het ook niet echt op. In in die tijd waren er nog geen microscopen. Dus eicellen en sperma waren niet te zien. Vandaar onbewijsbare theorieën en mythes.

Les 2:
Wat me opvalt is hoe veel tijd geleerden inruimden voor kritiek, zeg maar uitschelden, van concurrenten en hun opvattingen. In plaats van helder feiten vast te stellen en onzekerheden, en een programma opstellen wat er nog onderzocht moest worden. Dit geldt ook voor Leeuwenhoek.

Les 3:
Antonie van Leeuwenhoek (wiki pagina bevat geen afbeelding van sperma!) zag als eerste bewegende, levende spermatozoa in zijn microscoop, MAAR: interpreteerde ze als microscopisch kleine diertjes. Hij had die hij ook in allerlei lichaamsvloeistoffen gezien. En dat ze géén rol speelden in de voortplanting! Op de een of andere manier doet de 'zaadvloeistof' al het werk. Later gaf hij ze een beslissende rol in de voortplanting. Toen 'zag' hij zelfs hoofdjes, etc. in de spermatozoa (dus kleine mensjes!). En hij ging nog verder: een mens ontstaat uitsluitend uit spermatozoa. Een eicel heeft er niets mee te maken! [4]


Salpingoeca rosetta (simpelste eukaryoot)
Dat van Leeuwenhoek spermatozoa voor diertjes aanzag is niet zo verwonderlijk als je bovenstaande foto van een simpele eukaryoot ziet. Lijkt sprekend op spermatozoa! Het woord spermato-zoa betekent letterlijk sperma diertjes.


Noten

  1. Maar christenen zijn ook goed in inconsistent denken: een uitzondering maken op een fundamentele biologische wetmatigheid? Dan snap je uiteindelijk toch niet hoe biologie werkt.
  2. Natuurlijk niet meer te achterhalen wat hij het precies deed!
  3. Edward Dolnick (2017) The Seeds of Life: From Aristotle to da Vinci, from Sharks' Teeth to Frogs' Pants, the Long and Strange Quest to Discover Where Babies Come From. Basic Books. (ebook); website van de auteur
  4. Het woord zaad (Engels semen) is misleidend. Want het is niet vergelijkbaar met zaad van een plant of boom die je in de grond stopt en er komt een nieuwe plant of boom uit. Dat 'zaad' is een embryo. Die vergelijking met mannelijke zaad gaat mank omdat de vrouw geen akker is, ze voedt het embryo weliswaar, dat is de enige overeenkomst. Zoals we nu weten draagt ze genetisch 50% bij aan het kind. Ook is het gebruik van het woord 'sperma' (Engels: sperm) vóór de ontdekking van van Leeuwenhoek onjuist omdat dat woord een spermacel impliceert en dat er cellen in de zaadvloeistof zaten kon men toen niet weten!
  5. Daarom is het nonsense om dingen te beweren als "Ben Hobrink betoogt dat de Bijbel z’n tijd 3500 jaar vooruit was." (blog René Franzen) . Tevens weerlegt de vooruitgang van de wetenschap bekende uitspraken als: "Er is niets nieuws onder de zon." (Prediker) die te pas en te onpas en onnadenkend door gelovigen geciteerd wordt. [toegevoegd 15 dec 17]