Evolutietheorieën, betekenissen en voorbeelden

Boekrecensie: "Evolution in Four Dimensions" door Eva Jablonka en Marion J. Lamb
De natuur vergezelt ons denken. Natuurgenotes stellen de natuur vaak gelijk aan zachtaardig of romantiseren als een contrapunt van vervreemding of de bijwerkingen van 'onnatuurlijke' methoden van medische behandeling. Dit ontbreekt vaak de basiskennis over natuurlijke relaties, vooral over hoe de evolutie van levensvormen werkt. In plaats daarvan gebruiken sommige "natuurgenezers" voorwetenschappelijke ideeën die de gebeurtenissen in het leven probeerden te verklaren vóór de Darwiniaanse revolutie.

Jablonka en Lamb bekritiseren de synthetische evolutietheorie, de standaard van evolutionaire wetenschap. Ze vinden het nodig om ze uit te breiden. Moleculaire, ontwikkelings- en gedragsbiologie tonen vandaag aan dat erfelijkheid ook plaatsvindt buiten genen en DNA.

inhoud

• Presentatie van de auteurs
• Een moeilijk wetenschappelijk stuk
• populaire wetenschap
• Hoe werkt vererving??
• Niet alleen de genen?
• Nog drie dimensies van overerving
• Synthese tussen genetische en niet-genetische overerving
• Darwin's idee van erfenis
• Het concept van Darwin is mogelijk, zelfs zonder genen
• Moderne synthese
• Richard Dawkins en Stephen Jay Gould
• Mutaties van individuele genen zijn niet relevant
• Kan een overervingssysteem worden vervangen??
• Sociale vragen
• Nieuwe perspectieven
• Medische gevolgen

Presentatie van de auteurs

"Men zou alles zo eenvoudig mogelijk moeten zien - maar ook niet eenvoudiger", dus citeer Eva Jablonka en Marion J. Lamb Albert Einstein en geef met haar werk "Evolutie in vier dimensies. Hoe genetica, epigenetica, gedrag en symbolen de geschiedenis van het leven bepalen "is een voorbeeld van deze bewering. Ze geven een nieuwe impuls aan de erfelijkheid van levende wezens, zonder aan de ene kant weg te glippen in wetenschappelijk jargon, de buitenstaander niet te begrijpen en zonder aan de andere kant te verkleinen op een manier dat de informatie verkeerd wordt.

In hun boek "Evolution in Four Dimensions: How Genetics, Epigenetics, Behavior and Symbols Shape the History of Life" beschrijven Eva Jablonka en Marion J. Lamb een uitgebreide en gedifferentieerde evolutietheorie. (Afbeelding: hecke71 / fotolia.com)

Eva Jablonka, geboren in Polen in 1952, werkt als een bioloog, geneticus en Evolutionstheoretikerin in Israël en het onderzoek naar niet-genetische overerving van gedrag bij dieren als hoogleraar aan de Cohn Instituut voor de Geschiedenis van Wetenschap en Wetenschapsfilosofie aan Tel Aviv University. Marion J. Lamb doceerde aan het Birkbeck College van de Universiteit van Londen en onderzoekt al tientallen jaren epigenetische overerving bij Eva Jablonka.

Het Engelstalige origineel is al 12 jaar oud en is nu beschikbaar in Hirzel-Verlag in Duitse vertaling.

Een moeilijk wetenschappelijk stuk

De evolutionaire wetenschappen zijn ondertussen buitengewoon complex en de geschiedenis van de evolutietheorie is sinds Darwin controversieel. Biologie verzamelt bovendien voortdurend nieuwe inzichten in de manier waarop genen werken.

De Amerikaanse biologen Jablonka en Lamb zich richten op een "ontwikkeling en systeemgerichte benadering van erfelijkheid en Revolution" en omgaan met concepten die ontwikkeling geïnduceerde erfelijke epigenetische veranderingen als de oorsprong van nieuwe varianten met inbegrip van wat pure geneticus ontkend.

"Evolutie in vier dimensies" gaat over een harde wetenschappelijke hunk. Dit is echter van groot belang voor de geneeskunde: de kennis van de werking van erfelijkheid heeft een onmiddellijk effect op de beoordeling van genetische aanleg voor ziekten en het gebruik van de logische methoden om ze te behandelen.

Om de zaak begrijpelijk te maken, eindigt elk hoofdstuk met een fictieve dialoog waarin de auteurs de kritische vragen van een Advoctus Diaboli beantwoorden.

populaire wetenschap

"Evolutie in vier dimensies" is expliciet gericht op biologische leken. Vooral het eerste deel kan daarom academisch geschoolde biologen hebben, omdat de auteurs de ideeën van Darwin, Lamarck en Weismann gedetailleerd beschrijven en herhalen wat ze hebben geschreven. Maar voor de leek om te begrijpen waar het allemaal over gaat, zijn deze herhalingen begrijpelijk in de letterlijke zin.

Ze kunnen zelfs nodig zijn, omdat het tweede deel handelt over een uitgebreid concept van evolutie, waarbij informatie wordt overgedragen zoals gedrag, symbolen, schrift en taal. Zonder volledig uit te leggen, waardoor de erfenis in Darwin, Lamarck, Weismann, in de moderne synthese, moleculaire biologie, Richard Dawkins en Stephen Jay Gould, zijn lezers die niet in de handel, nauwelijks te begrijpen wat de auteurs van de Kritiek op fixatie op het gen als drager van erfelijkheid.

Volgens Lamb en Jablonka beheert de mens zijn evolutie door taal en cultuur, die minstens even belangrijk is als genetische selectie.

De auteurs wijzen erop dat erfelijkheid niet alleen over genen gaat. (Afbeelding: Sashkin / fotolia.com)

Hoe werkt vererving??

Het boek gaat over erfelijkheid en de auteurs richten zich op vier stellingen:

1) Biologische overerving omvat meer dan alleen genen

2) Sommige erfelijke variaties ontstaan ​​niet bij toeval.

3) Sommige vormen van verworven informatie zijn erfelijk.

4) De verandering van soort is niet alleen het resultaat van selectie maar ook van leren.

Dit is in tegenspraak met de traditionele Darwiniaanse opvatting dat aanpassing altijd het resultaat is van natuurlijke selectie van willekeurige genetische varianten. Hun stellingen zijn gebaseerd op experimentele en empirische bevindingen, die volgens Jablonka en Lamb een nieuw concept van overerving noodzakelijk maken.

Niet alleen de genen?

Niet alleen genen beheersten erfelijkheid, maar erfelijkheid heeft volgens de auteurs nog drie dimensies: Moleculaire biologie heeft aangetoond dat lichaamscellen informatie doorgeven aan dochtercellen via epigenetische distributie. Dieren zouden informatie doorgeven via specifiek gedrag, dat wil zeggen een ander overervingssysteem hebben - sociaal leren. Met de op symbolen gebaseerde overerving hadden mensen zelfs een derde overervingssysteem, bijvoorbeeld door taal en schrift. Aldus zou taal een cruciale rol hebben gespeeld in de menselijke evolutie.

Niet alleen genetische, maar ook epigenetische processen, gedrag en symbolische overerving brengen extra varianten voort, waaronder natuurlijke evolutie selecteert. Milieuvaardigheden speelden ook een sleutelrol in evolutionaire processen. In plaats van alleen de genen te zien als de grondlegger van overerving, kiezen de auteurs daarom voor een vierdimensionaal perspectief, zoals de titel van het boek aankondigt.

Het eerste deel van dit uitgebreide werk handelt over het genetische systeem. Het eerste hoofdstuk schetst de theorie van Charles Darwin en laat zien waarom de ontwikkeling ervan in de 20ste eeuw op de genen was gericht. Hoofdstuk 2 laat zien hoe moleculaire biologie deze focus heeft gebroken en hoofdstuk 3 bespreekt dat niet alle mutaties het resultaat zijn van willekeurige gebeurtenissen.

Nog drie dimensies van overerving

Het tweede deel van de andere drie dimensies van overerving eerst de epigenetische overerving systemen als architectonische geheugen, zodat de overerving van constructies of het geheugen van de chromosomen en vrijgeven van epigenetische variaties nakomelingen.

Dit wordt gevolgd in hoofdstuk 5, de gedrags-erfenis systemen, zoals het delen van informatie via social learning, erfenis door het doorgeven van gedragsbeïnvloedende stoffen of erfenis door nichtimitierendes sociaal leren zoals het openen van melkflessen, leren door het nabootsen van bijvoorbeeld het zingen van walvissen en leren door tradities en cumulatieve evolutie.

Overerving door de overdracht van gedragsbeïnvloedende stoffen: de latere voedingsvoorkeuren bij zuigelingen worden al beïnvloed door moedermelk. (Afbeelding: stanislav_uvarov / fotolia.com)

Het zesde hoofdstuk gaat over symbolensystemen van overerving. Deze omvatten symbolisch gemedieerde communicatie als een overervingssysteem, culturele evolutie en symbolische communicatie, de 'egoïstische meme', evolutionaire psychologie, de module lezen en schrijven en uiteindelijk de overgang van evolutie naar geschiedenis.

Synthese tussen genetische en niet-genetische overerving

In het derde deel plaatsen de auteurs de delen weer samen tot het grote geheel. In hoofdstuk 7 werpen ze licht op de interacties tussen genen en epigenetische systemen van overerving. Hoe beïnvloeden epigenetische systemen het genereren van genetische variabiliteit? Hoe beïnvloeden genomische afdrukken en selectie van genen u? Wat betekent genetische assimilatie??

Hoofdstuk 8 schetst genen en gedrag, evenals genen en taal. Deze omvatten genen, leren en instincten evenals culturele nicheconstructie. De auteurs gaan in op de vraag: wat is taal? En leggen uit hoe taal de genen heeft veranderd.

Hoofdstuk 9 wordt "Lamarcks mechanismen: de evolutie van het 'gerechtvaardigde vermoeden' genoemd. Hier tonen Jablonka en Lamb de oorsprong en genetica van interpretatieve mutaties, zoals de oorsprong van epigenetische systemen van overerving. Het gaat ook over structurele overerving, RNA-interferentie en de oorsprong van traditie bij dieren. De auteurs onderzoeken: onder welke omstandigheden vindt de evolutie van communicatie door symbolen plaats??

Darwin's idee van erfenis

Het is dus een complexe zaak die de twee biologen proberen zo begrijpelijk mogelijk uit te leggen. Ten eerste laten ze zien dat er niet zoiets bestaat als een "onbetwistbare, wetenschappelijk aanvaarde evolutietheorie, die elke bioloog even goed begrijpt". Maar ze ondersteunen de pseudo-wetenschap van Intelligent Design niet, die het christelijke geloof in creatie in moderne zinnen plaatst, maar eerder de complexiteit van theorieën binnen de evolutionaire wetenschap laat zien.

Ze vragen: kan natuurlijke selectie alleen elke vorm van evolutionaire verandering verklaren? Waar zijn de oorsprong van, hoe zijn al deze erfelijke varianten, waaronder de selectie zou moeten selecteren?

Darwin zelf, aldus de auteurs, gaf geen voldoende antwoord op deze vragen. De cruciale levenswetten waren, volgens hem, duplicatie (reproductie), erfelijkheid, de verschillen tussen de individuen en de strijd om het bestaan..

Het concept van Darwin is mogelijk, zelfs zonder genen

Dit darwinistische concept bekritiseert de auteurs als buitengewoon algemeen; het zal niets over de processen van erfelijkheid en de reproductie van te zeggen "niets over hoe genetische variatie ontstaat en net zo weinig over de aard van de entiteit die moet worden veranderd door natuurlijke entiteit in de tijd." Het zou zo Jablonka en Lamb, mogelijk zijn consistent darwinistische zonder gelijktijdig volgen de wetten van Mendel, gemuteerde genen en DNA codeert.

Vanuit het standpunt van de auteurs is Darwin's evolutietheorie erg algemeen en zegt onder meer niets over hoe erfelijke variatie ontstaat. (Afbeelding: zinkevych / fotolia.com)

Darwin vermoedde, volgens de auteurs, erfelijke variabiliteit door directe milieu-effecten op het organisme, maar ook een indirect mechanisme door "gebruik en onbruik van organen".

Darwin was daarom van mening dat verworven eigenschappen kunnen worden overgeërfd, niet ver van Lamarck, en dat 'vrijwel alle biologen aan het begin van de 19e eeuw' deze mening deelden. Darwin en zijn volgelingen zouden zich gerealiseerd hebben dat een levensvatbare overervingstheorie ontbrak.

Alleen de neo-darwinistische Weismann verwierp sinds de jaren 1880, volgens de auteurs, de erfenis van verworven eigenschappen. In tegenstelling tot Darwin sloot hij een evolutionair effect van het gebruik of de onbruik van organen uit. De seksuele processen veroorzaakten de erfelijke verschillen tussen de individuen, dus Weismann.

Moderne synthese

In de jaren dertig ontstond een moderne synthese van Darwinistische en Weismann-ideeën. Dit was gebaseerd op de volgende voorwaarden:

1) Overerving vindt plaats door de overdracht van genen voor geslachtscellen

2) Erfelijke variaties zijn het resultaat van willekeurige combinaties van allelen geproduceerd tijdens verschillende seksuele processen.

3) Selectie vindt plaats tussen individuen.

Binnen de evolutionaire biologie waren deze stellingen tegenstrijdig. Zoveel biologen hebben kritiek geuit op dat erfelijkheid meer is dan de overdracht van nucleaire genen van de ene generatie op de andere. Ook zou de eicel een significant belang hebben bij de ontwikkeling van artefacten.

Moleculair neodarwinisme concentreerde zich sinds de jaren vijftig uiteindelijk op het DNA waarvan Darwin niets wist. Moleculair genetische studies hebben echter aangetoond dat populaties significant meer erfelijke variabiliteit hebben dan eerder werd gedacht. Biochemische bevindingen in de jaren zestig toonden aan dat het toeval een grote invloed had op de ontwikkeling van natuurlijke populaties.

Richard Dawkins en Stephen Jay Gould

Richard Dawkins verklaarde tenslotte dat het lichaam van een persoon een voertuig is en geen replicator. Individuele aanpassingen, volgens Dawkins, hebben geen effect op erfelijkheid.

De Amerikaanse paleontoloog Stephen Jay Gould bekritiseerde Dawkins scherp. Hij zei dat elke gengecentreerde kijk op evolutie noodzakelijkerwijs misleidend moet zijn. Omdat altijd individuen, groepen of soorten overleefden - niet de genen. In plaats daarvan moet volgens Gould rekening worden gehouden met zowel aardhistorische gebeurtenissen als toevalligheden die de genetische varianten in de bevolking beïnvloedden - natuurlijke selectie is slechts een van de vele factoren in de wereld van levende wezens.

Deze controverse duurde tot de dood van Gould in 2002. De polemieken waarmee de twee kampen betoogden, verzwegen volgens de auteurs dat Gould en Dawkins erfelijkheid op twee manieren overeenkwamen: ten eerste beschouwden beiden beiden genen als de enige essentiële erfeniseenheden in levende wezens (andere dan mensen) ten tweede, verworven eigenschappen als niet erfelijk.

Epigenetisch onderzoek heeft betrekking op erfelijke veranderingen in de genoomfunctie die niet gebaseerd zijn op een verandering in de DNA-sequentie. (Afbeelding: Dan Race / fotolia.com)

Mutaties van individuele genen zijn niet relevant

Volgens de auteurs zijn individuele mutaties statistisch selectie-neutraal, alleen in interactie met andere genen en onder bepaalde omgevingscondities verhoogt de kans op het produceren van nakomelingen - de omgevingscondities en interacties met genen zijn verschillend, maar dezelfde mutatie kan schadelijk zijn. Evolutionaire verandering als gevolg van individuele mutaties is dus onhoudbaar. Eenheden van evolutionaire verandering zijn eerder netwerken dan individuele genen.

Kan een overervingssysteem worden vervangen??

In hoofdstuk III van het eerste deel bespreken Jablonka en Lamb dat het genetische overervingssysteem niet kan worden vervangen door andere vormen van overerving, hoewel dit theoretisch mogelijk is. De verschillende epigenetische overervingssystemen hebben gemeen dat ze informatie van cel naar cel overbrengen.

Epigenetisch geërfd uitdrukkelijk betekent niet noodzakelijkerwijs "goed". Kankercellen bijvoorbeeld prolifereerden en verspreidden zich door het weefsel, waardoor het organisme werd beschadigd. Aan de andere kant zou een epigenetische variant voordelen op het hele organische niveau moeten opleveren om zich in een populatie te verspreiden.

Ook geldig voor epigenetische overerving. "In een meercellig organisme is elke vorm van variabiliteit vaak beperkt - elke variant moet eerst en vooral de bottleneck van ontwikkeling doormaken voordat het een levensvatbaar organisme wordt."

Sociale vragen

Lamb en Jablonka schrijven: "Omdat veel biologen het genetische aspect in menselijk gedrag benadrukken, concluderen leken vaak dat algemeen gedrag (vooral verwerpelijke)" genetisch ", dus" natuurlijk "en (...) onvermijdelijk zijn. Dat is onzin (...). "

Aan de andere kant hebben mensen een verhaal, kunnen hun toekomst plannen en gemeenschappelijke denkbeeldige werelden creëren. Genen hebben daarentegen geen verantwoordelijkheid of verklaringskracht. Sociobiologen voeren soms 'wetenschappelijke' zachte pornografie uit en kunnen zo voldoen aan het verlangen naar eenvoudig causaal denken - zonder significant empirisch bewijs.

Genen als "verbinding met ons verre verleden" hebben iets dat ons raakt op een irrationeel-mystieke manier; De evolutionaire geschiedenis van veel menselijke sociobiologen beweegt zich in deze vreemde combinatie van romantiek en wetenschap.

Nieuwe perspectieven

De auteurs stellen: "Wat wij" een plant "of" een dier "noemen, is in feite een geïntegreerde gemeenschap van soorten die samen leven, samen evolueren en samen evolueren." Systeembiologie is van vandaag van idee tot mainstream binnen de gemeenschap Word biologie. Hun primaire focus zou liggen op de netwerken van de cel. Of hun benadering een beslissende verandering van perspectief in het evolutionaire denken is, misschien zouden wetenschapshistorici van de toekomst beslissen.

Medische gevolgen

Als, zoals de auteurs veronderstellen, individuele ervaringen een effect hebben op het nageslacht, dat wil zeggen, als genetische en niet-genetische erfelijkheid op elkaar inwerken, heeft dit consequenties, zoals Jablonka en Lam het met voorbeelden uitleggen. Ze beschrijven hoe, in het noorden van Zweden, de toegang van een grootvader tot voedsel in zijn jeugd het sterftecijfer van zijn kleinkinderen beïnvloedde, en het voedselaanbod van grootmoeder de sterfte van kleindochters.

Een Engelse studie uit de jaren negentig heeft aangetoond dat de zonen van vroege rokers meer risico lopen zwaarlijvig te worden als volwassenen.

Bij zowel mannen als vrouwen beïnvloeden daarom extra genetische factoren hun nakomelingen. Elk langdurig aangeleerd gedrag zou een epigenetisch effect hebben op erfelijkheid.

Ze citeren Lawrence Parson: "Het brein is een cultureel artefact, het bouwt niet alleen, maar het weerspiegelt ook de cultuur."

Jablonka en Lamb suggereren dat individuele ervaringen een impact hebben op het nageslacht. Ze rapporteren bijvoorbeeld een zaak uit Zweden, waar de voedselvoorziening van een grootvader in zijn jeugd het sterfterisico van zijn kleinkinderen beïnvloedde. (Afbeelding: A_Lein / fotolia.com)

Voor de behandeling van ziekten met een genetische component, betekent de benadering van Lamb en Jablonka: er is niet één gen dat beslist of een ziekte uitbreekt of niet, en het gemiddelde verhoogde risico van zo'n genetische dispositie zegt niets over het individuele geval.

Een behandeling die voor één persoon zinvol is, kan zelfs schadelijk zijn voor een andere persoon die door deze genetische eigenschap wordt beïnvloed - het is niet afhankelijk van het individuele gen, maar van netwerken van verschillende genen, die op hun beurt interageren met extra genetische factoren.

De auteurs bespreken biologen die zich bezighouden met fundamentele vragen van de evolutionaire wetenschap, niet als medische vrouwen.

Maar hun nadruk op epigenetische structuren en de beweging weg van een "gen determinisme" essentiële vragen voor ziekten met een sterke genetische component verhoogt, van autisme en Alzheimer over een aantal vormen van kanker aan schizofrenie: sociaal en cultureel traditioneel in de familie ervaart invloed hier " genetische aanleg ". Alleen als rekening wordt gehouden met genetische, epigenetische en symbolisch-culturele aspecten, kunnen deze ziekten worden voorkomen.

Als je geïnteresseerd bent in naturopathie en zou willen weten wat natuur, genen, DNA of erfelijkheid is, wordt dit boek aanbevolen als basis en lees je vloeiender dan andere standaardwerken over evolutionaire wetenschap. (Dr. Utz Anhalt)

Evolutie in vier dimensies
Hoe genetica, epigenetica, gedrag en symbolen de geschiedenis van het leven bepalen
door Eva Jablonka en Marion J. Lamb
Hirzel Verlag 2017
566 pagina's, 42,00 EUR
ISBN 978-3-7776-2626-0