Dit jaar (2009) is het Darwin jaar: Charles Robert Darwin werd in 1809 geboren en 150 jaar geleden verscheen zijn beroemdste boek "De oorsprong der soorten” (“On the origin of species”). Ik heb al verschillende krantenartikelen gezien over dit onderwerp, over zijn reis met de Beagle naar de o.a. de Galapagos eilanden, over zijn theorie over de evolutie die een verscheidenheid aan soorten doet ontstaan en over zijn theorie dat de mens van de aap afstamt. Dat laatste komt overigens niet voor het in boek “De oorsprong der soorten” maar is van een andere schrijver. Later schreef hij wel een boek over de oorsprong van de mens maar daarin staat dat aap en mens gezamenlijke voorouders hebben.

Zijn evolutie theorie wordt meestal samengevat als 'survival of the fittest', wat ook al niet oorspronkelijk van Darwin is. Dit wordt vaak vertaald als 'alleen de sterkste overleeft'. Correcter is waarschijnlijk 'wie het best aangepast is aan de omstandigheden overleeft', maar dat is niet alleen correcter: het is zo voor de hand liggend dat het bijna een open deur is.

Oppositie tegen Darwin Uit de inleiding zou je kunnen concluderen dat de tegenstanders van Darwin zijn theorieën wel erg handzaam hebben samengevat zodat ze beter te bestrijden zijn. Dat is zeker (ook) gebeurd maar mijn inleiding van tien zinnen geeft natuurlijk ook niet alle nuances. Zeker is wel dat de theorieën van Darwin veel weerstand hebben opgeroepen en nog steeds doen. Wat dat betreft denk ik dat Darwin thuis hoort in de top drie van schrijvers die in de loop der eeuwen de meeste weerstand hebben opgeroepen. De andere twee zijn volgens mij de auteur van de Bijbel en die van 'Das Kapital', een verrassend gezelschap. Maar het betekent wel dat je bij het citeren van Darwin heel erg moet oppassen: er is hem erg veel in de mond gelegd door vóór- en tegenstanders.

Een gewone paardenbloem uit Nederland

Terug naar 'De oorsprong der soorten'. Op zich had men er in 1859 niet zo’n moeite mee dat allerlei rare vinken een gezamenlijke voorvader zouden hebben. Maar kort voor de publicatie door Darwin, was er anoniem een boek verschenen dat stelde dat de mens van de aap afstamde en het boek van Darwin leek dat te ondersteunen. Het idee dat er zoiets bestaat als wat wij nu evolutie noemen, hing dus toen al een beetje in de lucht en Darwin kende die verhalen ook. Nog sterker: na zijn reis met de Beagle heeft Darwin er ongetwijfeld een aantal jaren over gedaan om zijn theorie te vormen, maar daarna heeft hij die theorie jarenlang niet op papier gezet. Pas nadat hij een artikel van Alfred Russel Wallace las, waarin in grove lijnen 'zijn' evolutie theorie stond, is hij in hoog tempo zijn boek gaan schrijven. Wallace werkte toen in het huidige Indonesië en zag daar dingen die hem tot de conclusie brachten dat dieren en planten niet eenmalig geschapen en onveranderlijk konden zijn. Zijn theorie was overigens veel minder uitgewerkt dan die van Darwin en hij heeft nooit geclaimd de 'eerste' geweest te zijn, wat hij volgens de hedendaagse opvattingen over wetenschappelijke publicaties wel was.

Dit vind ik overigens het mooiste en meest verrassende van deze en allerlei andere wetenschappelijk ontdekkingen: plotseling ziet iemand een systeem in zaken waar honderden mensen aan voorbij zijn gelopen zonder enige samenhang te zien. Misschien nog verrassender: vaak zien twee mensen het vlak na elkaar maar wel onafhankelijk van elkaar. “Het hing in de lucht,” zegt men dan: zie bijvoorbeeld Darwin en Wallace.

Evolutie volgens Darwin

De evolutie volgens Darwin kan heel goed worden samengevat als 'wie het best aangepast is aan de omstandigheden overleeft'. Maar dit veronderstelt wel twee dingen namelijk dat de omstandigheden niet altijd en overal hetzelfde zijn én dat er verschillen zijn tussen de wezens die onder die wisselende omstandigheden moeten leven. Dat de omstandigheden niet overal en altijd hetzelfde zijn is duidelijk. Dat de wezens van één soort niet allemaal hetzelfde zijn zien we vaak ook direct, maar dat hoeft geen verband te houden met het kunnen overleven. Dat er dat verband kán zijn zagen Darwin en Wallace. Ze concludeerden dat bijvoorbeeld een populatie vinken met middelgrote bekken die op kleine en grote insecten jagen, zich zou kunnen splitsen in vinken met kleine bekken die op kleine insecten jagen en vinken met grote bekken die grote insecten jagen. Misschien zou er dan zelfs te weinig overblijven voor de vinken met middelgrote bekken en dan zouden die dus verdwijnen.

Het zaad van de paardenbloem was altijd al mooi, nu is het ook nog geheimzinnig

Maar hiervoor is het wel nodig dat er binnen de oorspronkelijke groep vinken, vogels zitten die toevallig iets kleinere en die iets grotere bekken hebben en dit moet ook nog min of erfelijk zijn. Deze 'afwijkingen' hebben normaal geen effect maar als de vinken op een plek terecht komen waar bijvoorbeeld wel kleine en grote insecten zijn en maar weinig middelgrote, kunnen de 'afwijkingen' plotseling blijken de betere aanpassing te zijn. Variatie binnen een soort is er altijd zoals we weten en dank zij seks worden de chromosomen (de variatiedragers) voordurend opnieuw geschud en gemengd zodat de soort (bijna) altijd een variant in huis heeft die eventuele nieuwe omstandigheden aan kan.

En de paardenbloem ....

Het themanummer van De Natuurgids gaat dit jaar over 'Zien, ontdekken en delen'. Darwin en Wallace zijn daarvan natuurlijk prachtige voorbeelden die geweldig belangrijk zijn geweest voor onze kennis van de natuur. Met (nogmaals) mijn persoonlijke bewondering voor het 'zien': het opmerken die er iets bijzonders aan de hand is. Ontdekken en delen is uiteraard ook belangrijk, maar voor mijn gevoel gaat dat toch meer in de richting van hard werken. Terwijl dat zien… ja, dat weet ik eigenlijk niet.

Maar ik moet naar de paardenbloem. De paardenbloem houdt niet van Darwin, beter is misschien: de paardenbloem lost de evolutie op zijn eigen manier op. Of nog beter het past waarschijnlijk wel in de evolutie volgens Darwin, maar we snappen eigenlijk niet waarom het werkt zoals dat bij de paardenbloem gaat.

Wat is er aan de hand: de paardenbloem is soms de zeldzaamste plant van ons land terwijl de meeste mensen toch echt een andere indruk hebben. De paardenbloem hoort bij de composieten, in het hoofdje zitten dus een zeer groot aantal bloemen. Die bloemen hebben stampers en meeldraden en met behulp van insecten komt er stuifmeel van bloem één op de stamper van bloem twee en er ontstaat een zaadje met de eigenschappen deels van bloem één en deels van bloem twee. Dat heet seks en dat heb je nodig om veel variatie binnen de soort krijgen zodat de soort in wisselende omstandigheden overleeft en om eventueel deel te nemen aan de evolutie. En zo doen paardenbloemen het ook in Zuid-Europa. Maar niet in onze omgeving en in de rest van Noord-Europa! In deze omgeving doen de meeste paardenbloemen niet aan seks: ze krijgen vruchtbare zaden zonder bestuiving. Dat betekent dat ieder nakomeling exact hetzelfde eigenschappen heeft als de moeder en niet kan kruisen met ander paardenbloemen en dan zit je al heel dicht tegen de definitie van een nieuwe soort. In Nederland zijn vier of vijf soorten paardenbloemen die vrij duidelijk verschillen en waarschijnlijk een paar honderd die, door niet aan kruisbestuiving te doen, eigenlijk de naam soort verdienen.

Het mag niet maar het kan wel

Wat we bij paardenbloemen zien is als principe niet uniek: eencelligen zoals bacteriën en ander lagere diersoorten splitsen ook gewoon in tweeën en hopen voor de evolutie op toevallige mutaties. Veel planten zoals bol- en knolgewassen planten zich vooral voort via bollen en knollen en die zijn dus gelijk aan de moederplant, maar in hun moederland (denk aan de aardappel) gebruiken ze daarnaast kruisbestuiving en zaden en is de variatie dus veel groter dan hier. Ook zijn er planten zoals het Maarts viooltje met cleistogame bloemen die niet open gaan en zichzelf bevruchten. Dikwijls gebeurt het aan het einde van het bloeiseizoen, misschien vooral als er door gebrek aan insecten te weinig gewone bloemen zijn bevrucht. Het zou dan een 'noodmaatregel' zijn van de plant: beter 'slecht' zaad dan niets.

Maar de paardenbloem maakt het wel dol door in hele streken nooit kruisbestuiving toe te passen. Dit kan eigenlijk niet. De Oecologische Flora (1991) is meestal mijn eerste vraagbaak bij dit soort problemen. Die kent het verschijnsel wel en bespreekt het ook uitgebreid maar komt er eigenlijk niet uit wat hier precies aan de hand is.

Internet is tegenwoordig vraagbaak nummer twee. Die leverde dit keer ook niet de eindoplossing maar ik kwam eind verder, want ik vond het proefschrift van Carolien de Kovel uit 2001 (zie Links) en dat gaat helemaal over dit onderwerp. De paardenbloem blijkt het nog ingewikkelder te doen. Op de eerste plaats hebben de paardenbloemen die aan seks doen heel normaal twee sets chromosomen. Dat is normaal in een dier of plant. In iedere ei cel of zaadcel zit er maar één set en als die bij elkaar komen heb je er weer twee en de nieuweling kan gaan groeien. In de paardenbloem die het zonder seks doet, zitten drie sets chromosomen, een ongebruikelijk aantal. Vier of zes sets komen bijvoorbeeld vaker voor. Planten met vier of zes sets zijn meestal mislukkelingen die niet groeien of die onvruchtbaar zijn, maar een enkele keer lukt het wel en daar is de mens vaak in geïnteresseerd. Planten met vier of zes sets chromosomen zijn vaak groter en hebben dan ook grotere bloemen of grote zaden. Dubbele sierbloemen kunnen bijvoorbeeld een dubbel aantal chromosomen hebben, maar het belangrijkste voorbeeld is tarwe. Onze tarwesoorten hebben ooit spontaan vier of zelfs zes sets chromosomen gekregen en daarmee ook grotere zaden. Er zijn mensen die denken dat deze tarwe varianten de mens hebben verleid om boer te worden.

Er zijn veel soorten aseksuele paardenbloemen dus er moet een manier zijn om nieuwe te laten ontstaan. De kans op een spontane mutatie of een fout bij de bevruchting die toevallig goed uitpakt, is te klein. Aseksuele paardenbloemen maken wel wat stuifmeel maar meestal van slechte kwaliteit. Voor goed stuifmeel moeten de drie sets chromosomen netjes gesplitst worden in 1 resp. 2 sets en dat is niet eenvoudig. Toch gebeurt het heel af en toe wel. Als zo’n stuifmeelkorrel met één chromosoom toevallig een paardenbloem treft die wel aan seks doet vindt normale bevruchting plaats en ontstaan er zaden van gewone seksuele paardenbloemen. Als een stuifmeelkorrel met twee chromosomen zo’n seksuele bloem vindt gebeurd er waarschijnlijk meestal niets maar soms werkt het wel en dan ontstaat een nieuwe aseksuele paardenbloem. En dus ook een nieuwe lijn en eigenlijk een nieuwe soort. En dit gebeurt ook want ook in ons land komen op sommige plaatsen naast elkaar seksuele en aseksuele paardenbloemen voor, vooral langs de rivieren. Maar verreweg de meeste zijn aseksueel en niets wijst erop dat die minder zouden worden.

Maar welke voordelen hebben de paardenbloemen met drie sets chromosomen: echt groter lijken ze niet, beter zaad blijkt nergens uit. Meer variatie kan al helemaal niet want er is geen kruisbestuiving. Maar wat voor voordelen heeft de aseksuele paardenbloem dan? Ook het proefschrift van Carolien de Kovel komt er niet uit. Veel mogelijke redenen worden opgenoemd maar er is geen duidelijke eindconclusie. Dus ik weet het ook niet, maar één argument sprak me wat meer aan. Als de omgeving redelijk stabiel is, zich niet snel ontwikkeld en geen grote schommelingen heeft van jaar tot jaar, zal een aseksuele paardenbloem die zich 'goed' tot 'redelijk' kan handhaven ook nakomelingen krijgen die zich 'goed' tot “redelijk” kunnen handhaven. Een seksuele paardenbloem zal door de grote variatie altijd nakomelingen krijgen die zich van 'zeer slecht' via 'redelijk' tot 'zeer goed' kunnen handhaven. Kortom een seksuele paardenbloem zal meer nakomelingen verliezen dan de aseksuele! Pas als de omstandig flink wijzigen zullen de 'zeer goede' nakomelingen zich kunnen bewijzen en de aseksuele soorten terugdringen.

Het koolwitje vindt waarschijnlijk alle paardenbloemen lekker

Dan krijgt Darwin toch nog gelijk. Gelukkig, stel je voor dat seks zou uitsterven.

Jan van Dingenen - 2009

Over Lamarck, een van de voorgangers van Darwin, gaat het artikel 18. Kunnen planten iets leren?.