4.7. De evolutietheorie
Tot aan het begin van de 19e eeuw hield men zich weinig bezig met fossielen. Fossielen zijn de versteende afdrukken of resten van organismen. Vooral in Frankrijk waren aan het begin van de 19e eeuw een aantal onderzoekers bezig met het bestuderen van fossielen. Daarmee kwam ook het bewustzijn dat er al heel lang organismen op aarde aanwezig waren en dat er ook vormen waren geweest die men nu niet meer kent én dat er nu vormen waren die er vroeger blijkbaar (nog) niet waren. Voordat we de moderne evolutietheorie (neodarwinisme) ontwikkelden zijn er wel een aantal stappen genomen voordat we zover waren.
4.7.1. Lamarckisme
4.7. De evolutietheorie
Tot aan het begin van de 19e eeuw hield men zich weinig bezig met fossielen. Fossielen zijn de versteende afdrukken of resten van organismen. Vooral in Frankrijk waren aan het begin van de 19e eeuw een aantal onderzoekers bezig met het bestuderen van fossielen.
Daarmee kwam ook het bewustzijn dat er al heel lang organismen op aarde aanwezig waren en dat er ook vormen waren geweest die men nu niet meer kent én dat er nu vormen waren die er vroeger blijkbaar (nog) niet waren. Voordat we de moderne evolutietheorie (neodarwinisme) ontwikkelden zijn er wel een aantal stappen genomen voordat we zover waren.
4.7.1. Lamarckisme
Eén van deze onderzoekers was Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck (1744-1829), die inzijn boek Philosophie zoologique uit 1809 de eerste was die deze veranderingen toeschreef aan een “natuurlijke ladder”, een proces dat rechtlijnig, doelgericht en opklimmend is. Daarmee wilde hij zeggen dat soorten zich in de tijd ontwikkelen en dat deze ontwikkeling de soort steeds weer naar een “perfecter” stadium in haar ontwikkeling brengt. Organismen ontwikkelden zich dus zo van primitieve wezens tot hoger ontwikkelde wezens. De mens vormde de top van deze ontwikkeling. Eigenlijk heeft hij hiermee de eerste evolutietheorie opgesteld. Jean-Baptiste Lamarck (zoals deze edelman zou gaan heten om de Franse Revolutie te overleven) ging er van uit dat soorten niet hetzelfde blijven in de tijd (niet statisch), maar dat eigenschappen die tijdens het leven worden opgedaan ook worden doorgegeven aan het nageslacht. Zo zou een sterk iemand dus ook meer gespierde kinderen krijgen. Zijn evolutietheorie wordt ook wel Lamarckisme genoemd.
Afb. 4.12. Jean-Baptiste Lamarck Afb. 4.13. Charles Robert Darwin
4.7.2. Darwinisme
Charles Robert Darwin (1809-1882) was de zoon van een arts. Deze zag graag zijn zoon in zijn voetsporen treden en stuurde heb daarom naar Edinburgh om te studeren. Charles, echter, voelde zich meer aangetrokken tot wetenschappen als geologie en natuurwetenschappen en kwam in contact met prominente onderzoekers in die tijd. Hij stopte met zijn studie medicijnen en ging theologie studeren in Cambridge. In Cambridge leerde hij John Henslow kennen die geestelijke, plantkundige en mineraloog was. Na zijn afstuderen in 1831 kreeg hij dan ook via bemiddeling van Henslow de kans om met het onderzoeksschip Beagle mee te varen. Dit schip zou de kust van Zuid-Amerika in kaart brengen waardoor het Verenigd Koninkrijk ook handelsbetrekkingen met Latijns Amerika kon openen. De reis zou aanvankelijk maar 2 jaar duren, maar werd uiteindelijk bijna 5 jaar. De Beagle deed behalve Zuid-Amerika ook Australië en Kaapstad met de nodige tussenstops in de Stille en Indische Oceaan.
Afb. 4.14. De reis van de Beagle
Charles Darwin’s taak was zoveel mogelijk planten, dieren en fossielen te verzamelen. De meest opzienbarende vondsten werden gedaan op de Galapagos eilanden. Terug in Engeland ging Darwin al het verzameld materiaal uitzoeken en ter bestudering aan specialisten voorleggen.
Zo kwam de vogeldeskundige John Gould (1804 – 1881) erachter dat de vogels die Darwin op de Galapagos eilanden verzamelde niet een kruising tussen lijsters en vinkachtigen waren, maar een groep van 14 afzonderlijke soorten betrof van een voor deze eilanden unieke groep vogels. Elk eiland kende haar eigen vorm. Uit later onderzoek is gebleken dat de ‘Darwinvinken’ allemaal afstammen van een soort van het Zuid-Amerikaanse vasteland. Waarschijnlijk blies een sterke wind een groepje oergorzen zo’n 570 duizend jaar geleden naar deze eilandengroep. Ze specialiseerden zich, door te kiezen voor verschillende soorten voedsel, zoals zaden, insecten en fruit. De soorten van nu zijn vooral herkenbaar aan hun snavels.
Afb. 4.15. Darwinvinken
Een zelfde patroon werd waargenomen voor de gigantische landschildpadden op deze eilanden. Darwin dacht dat natuurlijke selectie op de sterkste individuen op elk eiland eiland het mechanisme was waarop de soorten en hun verschillen ontstonden.
Doordat een andere onderzoeker, Alfred Russel Wallace (1823 - 1913), soortgelijke ontdekkingen deed in de Indische Archipel kreeg Darwin haast om zijn theorie over het ontstaan van de soorten te publiceren. In 1859 publiceerde hij dan ook zijn “Origin of species by means of natural selection or the preservation of favored races in the struggle for life” waarin hij evolutie beschreef aan de hand van natuurlijke selectie.
Men had op zich niet zo’n probleem met het verschijnsel evolutie, maar dat natuurlijke selectie het mechanisme er achter zou zijn in plaats van een Goddelijke kracht deed veel stof opwaaien. Darwin zijn evolutietheorie noemen we ook wel Darwinisme.
4.7.3. Erfelijkheidswetten
In 1866 publiceerde de Augustijner monnik Gregor Johann Mendel (1822 – 1884) in het Hongaars zeven publicaties over erfelijkheid bij erwten. Hij toonde aan dat organismen eigenschappen hadden die ze door konden geven aan hun nageslacht. Sommige van deze eigenschappen kwamen altijd tot uiting als zij aanwezig waren (dominante eigenschappen), andere bleven verborgen en kwamen alleen tot uiting als er geen dominante eigenschappen aanwezig waren (recessieve eigenschappen). Zijn erfelijkheidswetten noemen we nu nog steeds de Wetten van Mendel, hoewel vroeger Mendel nooit die eer gekregen heeft die hem toekomt.
Het was de Nederlandse hoogleraar en nobelprijswinnaar Hugo de Vries (1848 - 1935) die zelf de “Wetten van Mendel” (her)ontdekte en publiceerde aan de hand van diverse plantensoorten.
Afb. 4.16. Gregor Johann Mendel Afb. 4.17. Hugo de Vries
4.7.4. Mutatietheorie van Morgan
Thomas Hunt Morgan (1866 - 1945) was erg onder de indruk van de ontdekkingen van Hugo de Vries en zocht hem op.
Hij ontdekte dat fruitvliegen maar enkele erfelijkheids-dragers (chromosomen) hadden en dat de erfelijke eigenschappen een sterke neiging tot mutatie vertoonden. Door recombinatie van deze nieuwe genen van beide ouders ontstonden nakomelingen met nieuwe eigenschappen.
Afb. 4.18. Thomas Hunt Morgan 
In 1989 deed Diane Dodd een experiment met fruitvliegjes waarbij ze een groep opsplitste in twee geisoleerde groepen. De ene groep kreeg maltose te eten, de andere groep zetmeel. Na een aantal generaties bleken de vliegjes alleen een voorkeur te hebben om te paren met fruitvliegjes met dezelfde voedselvoorkeur.
Afb. 4.19. Vleugel-, oogkleur- en lichaamskleurmutaties bij fruitvliegen
Dat de kans op mutatie relatief groot is blijkt uit de overerving van het Y-chromosoom bij mannen. Het Y-chromosoom draagt nog altijd 78 genen en wordt van vader op zoon overgedragen. Er is geen enkel chromosoom aanwezig dat eventuele mutaties kan compenseren. Meestal hebben deze mutaties geen effect op de eiwitsynthese vanwege meedere codons die coderen voor hetzelfde aminozuur, maar wanneer dit wel het geval is kan er dus al in enkele generaties (binnen 200 jaar) aanzienlijke verschillen met de voorouders ontstaan.
Afb. 4.20. De proef van Diane Dodd (1989)
4.7.5. Neodarwinisme, de moderne evolutieleer
De moderne evolutieleer, het Neodarwinisme, is een combinatie van het Darwinisme, genetica en populatiegenetica. De drijvende kracht in dit model is de combinatie van mutatie en natuurlijke selectie. Organismen geven genen door aan hun nakomelingen. Wanneer hierbij fouten worden gemaakt kan er een mutatie ontstaan in de vorm van een (nieuw) allel van een gen. Deze genen kunnen ook worden doorgegeven aan de nakomelingen, waardoor de mutatie zich verspreidt in de populatie. Natuurlijke selectie kan de verspreiding van een mutatie tegengaan (ongunstige eigenschap) of juist bevorderen (gunstige eigenschap). Als de relatieve frequentie van het gen toeneemt in de populatie is er sprake van evolutie.
Zo kan er dus in over een periode van miljoenen jaren de enorme biodiversiteit zoals we die nu kennen verklaard worden.