Vier Sterren

welkom op de blog van Wim Gabriels

Tag archief: Evolutie

Johan Braeckman – Darwins Moordbekentenis

Dit boek stond al een hele tijd op mijn lijstje. Darwins Moordbekentenis – De Ontwikkeling van het Denken van Charles Darwin is van de hand van Johan Braeckman, professor wijsbegeerte aan de Universiteit Gent en Darwin-kenner par excellence.

Dit boek verscheen voor het eerst in 2001, lang vóór de stortvloed aan publicaties over Darwin die losbarstte in 2009 – het jaar van Darwins tweehonderdste verjaardag en de honderdvijftigste van zijn magnum opus On The Origin Of Species. Van die stortvloed aan publicaties heb ik er ook wel wat achter de kiezen, maar dat houdt me niet tegen verder te blijven grasduinen in de mateloos fascinerende wereld van Darwin en de evolutietheorie. En dit boek van Braeckman neemt hier een mooie plaats in.

Dat Braeckman geen bioloog is, maar een filosoof, zorgt meteen voor de aparte invalshoek die van dit boek een boeiende aanvulling maakt op de vele andere Darwin-gerelateerde publicaties die ik reeds onder ogen kreeg. Zoals de titel al aangeeft, schetst Braeckman in dit boek hoe het denken van de jonge Darwin zich geleidelijk ontwikkelt en welke factoren, zoals de tijdsgeest en de invloed van andere denkers, ertoe bijdragen dat hij zijn theorie van evolutie door natuurlijke selectie kan ontwikkelen. De mogelijkheid dat soorten geëvolueerd zijn, was namelijk niet Darwins oorspronkelijke uitgangspunt: de titel Darwins Moordbekentenis verwijst naar een passage uit een brief van Darwin uit 1844 aan zijn goede vriend Joseph Hooker, waarin hij schrijft dat zijn conclusie dat soorten niet onveranderlijk zijn, aanvoelt als een moordbekentenis.

Maar niet alleen de aanloop naar de publicatie van On The Origin Of Species wordt geschetst. Braeckman bespreekt ook de verstrekkende implicaties van Darwins theorie op ons wereldbeeld. De plaats van de mens in het universum, de verwantschap tussen soorten, het bestaan van een schepper: allemaal fundamentele vragen die door de evolutietheorie in een heel ander daglicht kwamen te staan.

Darwins Moordbekentenis is grondig onderbouwd, maar tegelijkertijd verrassend helder en toegankelijk geschreven. Voor wie meer te weten wil komen over Darwin en de evolutietheorie, en hoe cruciaal die theorie wel is voor ons denken en ons wereldbeeld, is dit bijzonder verdienstelijke boek van Johan Braeckman dus een uitstekend vertrekpunt.

Aanvulling (18/7/2013)
Darwins Moordbekentenis is niet meer in de handel verkrijgbaar, maar de uitgever stelt het gratis als pdf ter beschikking!
http://www.nieuwezijds.nl/Boek/9789057122965/Darwins-moordbekentenis/

Lynn Margulis overleden

Deze week, op dinsdag 22 november 2011 om precies te zijn, is de Amerikaanse biologe Lynn Margulis overleden (foto: Wikimedia Commons). Ze is vooral bekend omwille van de endosymbiose-theorie.

Met endosymbiose wordt bedoeld dat bepaalde onderdelen van de cellen van eukaryoten (complexe organismen zoals planten en dieren) ontstaan zijn uit andere, vrijlevende eencellige organismen. Door een zeer nauwe onderlinge biochemische samenwerking tussen twee eencellige soorten zijn de cellen van de ene soort geleidelijk geëvolueerd tot kleine structuren die binnen de cellen van de andere soort leven. Ze hebben nog steeds hun eigen genetisch materiaal en vermenigvuldigen zich, maar blijven binnen de andere cel. Beide soorten zijn zozeer onderling afhankelijk geworden, dat ze niet meer zonder elkaar kunnen overleven en samen ook als één enkele soort beschouwd worden. Van de op die manier ontstane complexe organismen (eukaryoten) zouden sommigen later verder evolueren naar nog complexere, meercellige organismen zoals planten en dieren. Endosymbiose is aldus een cruciale stap in de evolutionaire geschiedenis. Deze celonderdelen kennen we vandaag als mitochondriën. Ze bevinden zich binnenin onze lichaamscellen en zijn onmisbaar voor onze energiehuishouding. Planten hebben naast mitochondriën ook chloroplasten, die op een gelijkaardige manier zijn ontstaan en verantwoordelijk zijn voor de fotosynthese van de plant.

Reeds in de negentiende eeuw hadden een aantal biologen met het idee gespeeld dat sommige celonderdelen ontstaan zouden kunnen zijn door symbiotische vereniging van verschillende soorten. Maar het was Lynn Margulis die het idee in de jaren 1960 nieuw leven inblies en het onderbouwde met microscopisch bewijsmateriaal. Aanvankelijk werd het weinig ernstig genomen, maar Margulis bleef haar theorie verdedigen en geleidelijk aan groeide de steun ervoor. In de jaren 1980 toonde genetisch onderzoek definitief haar gelijk aan: het DNA van mitochondriën en chloroplasten bleek te verschillen van het DNA van de celkernen, maar toonde wel overeenkomsten met dat van bepaalde primitieve eencelligen: verre verwanten, blijkbaar.

Margulis trad graag buiten de traditionele denkkaders en verdedigde naast de endosymbiose-theorie nog verscheidene controversiële ideeën. Sommige daarvan waren bijzonder buitenissig en kenden dan ook weinig succes. Maar dat doet geen afbreuk aan haar verdienste voor de endosymbiose-theorie, die vandaag algemeen aanvaard is.

Tussen 1957 en 1963 was ze gehuwd met de in 1996 overleden astronoom Carl Sagan, die na hun scheiding eveneens een beroemdheid geworden is. Margulis ontving heel wat prestigieuze wetenschappelijke onderscheidingen, waaronder de Darwin–Wallace Medal van de Linnean Society of London. Haar naam zal wel altijd verbonden blijven met endosymbiose, één van de belangrijkste nieuwe inzichten in de evolutionaire biologie van de twintigste eeuw.

Richard Dawkins – Climbing Mount Improbable

De boeken van de Britse evolutiebioloog Richard Dawkins hebben me nog nooit teleurgesteld. Ik heb ze telkens met veel plezier gelezen, in de toevallige volgorde waarin ik ze in handen kreeg. Verre van chronologisch, maar vermits al zijn boeken los van elkaar gelezen kunnen worden, is dat geen bezwaar. Slechts één had ik nog niet gelezen, namelijk Climbing Mount Improbable uit 1996. Dat hiaat moest ook maar eens opgevuld worden!

De BBC zond in 1991 een reeks van vijf lezingen van Dawkins uit, onder de titel Growing Up in the Universe. Later is uit de inhoud van die lezingen, in sterk gewijzigde vorm, het boek Climbing Mount Improbable voortgekomen. In het Nederlands is het verschenen onder de titel Het Toppunt van Onwaarschijnlijkheid. Het boek behandelt een aantal uiteenlopende onderwerpen uit de evolutionaire biologie, steeds in de voor Dawkins kenmerkende heldere en bevattelijke stijl. De verschillende hoofdstukken staan inhoudelijk nogal los van elkaar, maar dat stoort niet echt: elk apart zijn het ontegensprekelijk boeiende verhalen over hoe natuurlijke selectie kan zorgen voor complexe patronen.

Het overkoepelende thema van het boek is de imaginaire bergtop Mount Improbable. Een verticale, niet te beklimmen, torenhoge helling. Het is een metafoor voor de schijnbaar onbereikbare complexiteit van sommige evolutionaire aanpassingen. Schijnbaar, want Dawkins legt uit dat de top van Mount Improbable langs de andere kant bereikbaar is via een lange, veel zachter glooiende helling. Daarmee bedoelt hij dat veel, maar minder ingrijpende aanpassingen wel mogelijk zijn en dat die in de loop van vele generaties samen wel voor die complexe aanpassingen kunnen zorgen. Met veel, heel veel geduld, bereik je zo geleidelijk aan de top. Het complexe patroon van een spinnenweb, de kunst van het vliegen, het menselijk oog: allemaal aanpassingen waarvan het ontstaan door natuurlijke selectie onwaarschijnlijk lijkt, maar die verklaarbaar zijn door geleidelijke, stapsgewijze aanpassingen.

Kortom, alweer een niet te versmaden boek van Richard Dawkins. Het enige minpunt dat ik bij het beëindigen van dit boek dien te vermelden, is dat ik nu werkelijk álle boeken van Dawkins gelezen heb. Het wordt dus wachten tot de man zijn volgende ei legt. Blijven schrijven, Richard!

Stephen Jay Gould – Wonderful Life

De in 2002 overleden Amerikaanse paleontoloog Stephen Jay Gould schreef naast zijn wetenschappelijke publicaties ook heel wat toegankelijkere werken over evolutie. Hij was één van de zeldzame vooraanstaande biologen met een zekere bekendheid bij het grote publiek (in 1997 vertolkte hij zelfs een gastrol in The Simpsons).

Zijn boek “Wonderful Life” uit 1990 behandelt de fossielenrijkdom van de Burgess Shale. Deze geologische site in Brits-Columbia (Canada) stamt uit het midden van het Cambrium, een van de vroegste geologische periodes waarvan dierlijke fossielen bekend zijn. De fossielen van de Burgess Shale zijn ruim 500 miljoen jaar oud (meer dan tweemaal zo oud als de vroegste dinosauriërs). Het is één van de weinige vindplaatsen van fossielen uit het Cambrium waarin ook zachte onderdelen van dieren bewaard zijn gebleven. Dierlijke fossielen bestaan doorgaans enkel uit harde onderdelen, zoals tanden of skeletten van gewervelden of schelpen van weekdieren. Fossielen van zachte onderdelen zijn erg uitzonderlijk. Dat maakt de Burgess Shale een enorm waardevolle bron van kennis over de vroege evolutie van dierlijk leven op aarde.

De Burgess Shale werd in 1910 ontdekt door Charles Walcott, een Amerikaanse paleontoloog. Hij beschreef de meeste fossiele diersoorten die er voorkwamen en deelde ze in bij uiteenlopende reeds gekende phyla (een phylum is het hoogste hiërarchische indelingsniveau binnen het dierenrijk, voorbeelden zijn de geleedpotigen, de weekdieren en de chordadieren). Sindsdien werden de fossielen van de Burgess Shale lange tijd nauwelijks nog bestudeerd.

Pas in de jaren zeventig en tachtig van vorige eeuw werden deze fossielen voor het eerst aan een grondig onderzoek onderworpen. Dat was hoofdzakelijk het werk van drie onderzoekers van de universiteit van Cambridge: Harry Whittington, Derek Briggs en Simon Conway Morris. Hun technieken leverden een veel beter inzicht op in de lichaamsbouw van deze dieren. Geleidelijk aan werd duidelijk dat de dieren uit de Burgess Shale een enorme diversiteit in anatomie vertoonden en dat, in tegenstelling tot wat Walcott aannam, een aanzienlijk deel ervan zelfs bij geen enkel vandaag nog voorkomend phylum ondergebracht kan worden. Ze beschreven de meest uiteenlopende bizarre creaturen die niet zouden misstaan in een SF-film, zoals Anomalocaris, de toepasselijk genaamde Hallucigenia en mijn persoonlijke favoriet, Opabinia.

De anatomische diversiteit die bestond ten tijde van de Burgess Shale schijnt in de loop van de geschiedenis dus sterk gereduceerd geraakt te zijn waarbij een beperkt aantal phyla wel bleven bestaan (waarvan de geleedpotigen en de chordadieren tot de meest succesvolle behoren). Gould grijpt het verhaal van de Burgess Shale aan om een fundamentele vraag over de evolutie van het leven op aarde te stellen: wat als we de klok terug zouden draaien en alles opnieuw laten beginnen? Zouden opnieuw dezelfde diergroepen dominant worden of zou alles een totaal andere wending krijgen?

Niet alles hangt af van adaptatie. Ook de andere phyla die voorkwamen in het Cambrium, waren uitstekend aangepast aan hun omgeving. Gould ziet geen reden om aan te nemen dat de phyla die vandaag zo succesvol zijn, toen reeds een stapje voor hadden. Hij hecht groot belang aan wat hij zelf contingency noemt. Veranderende omstandigheden die plotseling een bepaalde diergroep een competitief voordeel bezorgen, kunnen door toeval bepaald zijn. Een mooi voorbeeld betreft de zoogdieren, die miljoenen jaren in de schaduw leefden van de oppermachtige dinosauriërs. Toen die laatste (met uitzondering van de vogels) aan het einde van het Krijt het loodje moesten leggen tijdens de grote uitstervingsgolf veroorzaakt door de inslag van een asteroïde, bleken de tot dan toe marginale zoogdieren over de eigenschappen te beschikken die hen in staat stelden door het oog van de naald te kruipen. Als we de klok opnieuw zouden laten lopen, te beginnen bij het Cambrium, zou de kans op dezelfde uitkomst volgens Gould dan ook verwaarloosbaar zijn. Ook het bestaan van de mens is dus geenszins een noodzakelijk eindresultaat.

Wonderful Life stamt uit 1989, en het onderzoek heeft intussen niet stilgestaan. Daardoor is onze visie op heel wat van de beschreven soorten intussen sterk veranderd. Hallucigenia bijvoorbeeld is intussen letterlijk op zijn kop gezet, Nectocaris bleek een primitief weekdier te zijn en Anomalocaris, die aanvankelijk als predator werd gezien, had misschien toch geen trilobieten op zijn menu staan. De wetenschappelijke inzichten zullen uiteraard blijven evolueren, en dat is maar goed ook. Niettemin blijft dit boek van Gould een uitstekende inleiding in de fascinerende wereld van de Burgess Shale, die ik ten zeerste kan aanbevelen.

Brian Switek – Written In Stone

Eigenlijk hebben we geen fossielen nodig om te weten dat het leven op aarde geëvolueerd is uit gemeenschappelijke voorouders. De wetenschappelijke bewijzen daarvoor zijn overweldigend en ondubbelzinnig. Maar zonder fossielen blijft de geschiedenis van het leven op aarde een gesloten boek. Fossielen geven ons een idee wat voor soorten er in het verleden bestaan hebben, welke uitgestorven zijn en welke zich verder tot andere, vandaag nog bestaande, soorten ontwikkeld hebben.

Brian Switek, een jonge Amerikaanse freelance auteur en blogger, schreef daarover het boek Written in Stone – Evolution, the Fossil Record, and Our Place in Nature. Het is zijn debuut, en verscheen in 2010. Switek vertelt hoe dankzij fossielen ons inzicht in het verloop van de evolutie van het leven op aarde geleidelijk veranderd is. Zo vernemen we onder meer hoe geleidelijk aan het inzicht gegroeid is over hoe vogels uit dinosauriërs ontstonden, hoe walvissen zich ontwikkeld hebben uit landzoogdieren en hoe de mens geëvolueerd is uit andere primaten. Al deze verhalen zorgen samen voor een boeiende inzage in de rijke geschiedenis van de paleontologie, haar belangrijkste vertegenwoordigers, de historische vondsten en de soms verhitte discussies die ze opwekten. Deze schat aan informatie weet Switek samen te ballen in een vlot leesbaar geheel van nog geen driehonderd bladzijden, voorwaar geen geringe prestatie!

Switek wijst er ook op hoe paleontologische vondsten langzaam maar zeker de verouderde opvatting ondergroeven dat evolutie een ééndimensionale, rechtlijnige vooruitgang van een oorspronkelijke vorm naar een andere, “verbeterde”, vorm zou zijn. De fossielen van onderling verwante soorten in opeenvolgende tijdlagen geven vaak blijk van sterk vertakkende evolutionaire patronen, waarbij uit vele vertakkingen weer nieuwe takken groeien en sommige weer uitsterven. De evolutie heeft dus geen “doel” maar is eerder de speelbal van toevallige omstandigheden. Wat als de asteroïde die 65 miljoen jaar geleden op aarde insloeg en het uitsterven van de dinosauriërs (behalve de vogels) veroorzaakte, de aarde gemist had? Dan was het verhaal heel anders gelopen en was er van de mens waarschijnlijk nooit sprake geweest. We zijn dus niet het einddoel maar een klein onderdeel van de lange geschiedenis van onze planeet, en door die geschiedenis te leren kennen, leren we ook onszelf beter kennen. Het lezen van “Written In Stone” is alvast een goede start om die geschiedenis te leren kennen.

Eodromaeus, een vroege theropode

In het noordwesten van Argentinië zijn resten van een nieuwe soort dinosauriër ontdekt. De vondst werd vandaag aangekondigd in het wetenschappelijk tijdschrift Science. Eodromaeus murphi, zoals de nieuwe soort werd gedoopt door de ontdekkers, leefde zo’n 230 miljoen jaar geleden en behoort daarmee tot de oudst bekende dinosauriërs. De soort was iets meer dan een meter lang van neus tot staart (illustratie: Todd Marshall).

Eodromaeus was één van de vroegste vertegenwoordigers van de theropoden. De theropoden waren de tak van de dinosauriërs-familiestamboom die hoofdzakelijk vleeseters zoals de overbekende Velociraptor en Tyrannosaurus omvatte en waar ook de voorouders van de vogels toe behoorden.

De vondst van deze nieuwe soort leidde ook tot nieuwe inzichten in de evolutie van de eerste dinosauriërs. Na het vergelijken van de anatomie van Eodromaeus met andere dinosauriërs concludeerden de onderzoekers dat Eoraptor, een uit dezelfde tijd stammende soort die in 1993 is beschreven, eigenlijk geen theropode is zoals oorspronkelijk werd aangenomen, maar een vroege vertegenwoordiger van de sauropodomorfen, de tak van de enorme plantenetende dinosauriërs met hun lange nekken zoals Brachiosaurus. In het begin van de evolutionaire geschiedenis van de dinosauriërs waren de verschillen tussen de vertegenwoordigers van de verschillende groepen nog niet zo uitgesproken als bij hun latere nazaten uit het Jura en het Krijt. Hun wegen waren dan ook nog niet zo lang gescheiden. Vandaar dat deze vroege vertegenwoordigers van de verschillende groepen dinosauriërs minder gemakkelijk te plaatsen zijn.

Hoe de soortenrijkdom van de verschillende groepen gewervelden in de tijd evolueert, kan nagegaan worden aan de hand van gevonden soorten in opeenvolgende geologische lagen. In de tijd van Eodromaeus, de vroege theropode, en Eoraptor, de vroege sauropodomorf, waren dinosauriërs nog niet de overheersende landgewervelden. Ze moesten hun leefgebied delen met heel wat andere reptielensoorten. De auteurs van het Science-artikel stellen vast dat in die periode het geleidelijke uitsterven van andere soorten niet meteen samengaat met een toename aan diversiteit van dinosauriërs. Pas later zouden de dinosauriërs echt gaan overheersen. Hoe het komt dat de dinosauriërs de vrijgekomen plaats van de verdwenen soorten niet meteen ingenomen schijnen te hebben, is onduidelijk. De dinosauriërs hebben nog lang niet al hun geheimen prijsgegeven!

Bron:
Ricardo N. Martinez, Paul C. Sereno, e.a. (2011). A basal dinosaur from the dawn of the dinosaur era in southwestern Pangaea. Science 331: 206-210.

Mogelijk al eerder voldoende zuurstof op aarde

De eerste eenvoudige levensvormen op aarde ontstonden een slordige vier miljard jaar geleden, zo’n half miljard jaar na het ontstaan van onze planeet. Complexe organismen waren er nog lang niet. Iets dat daarvoor absoluut noodzakelijk is, was toen nauwelijks aanwezig in de atmosfeer en de oceanen: zuurstof.

Na verloop van tijd ontstonden bacteriën die aan fotosynthese deden en daarbij zuurstof produceerden als afvalproduct. Die zuurstof kwam aanvankelijk niet vrij in de atmosfeer, doordat het reageerde met het in de oceaan aanwezige ijzer. Uiteindelijk raakte dat ijzer opgebruikt en begon het zuurstofgehalte in de atmosfeer omstreeks 2,4 miljard jaar geleden te stijgen. Maar er was nog steeds te weinig zuurstof om complexe levensvormen te doen ontstaan. Daar moesten we nog even op wachten.

Wanneer de eerste complexe diersoorten precies ontstonden, is onduidelijk. Wel weten we dat vanaf het Cambrium (ongeveer 540-490 miljoen jaar geleden) plots een enorme diversiteit aan diersoorten aanwezig was, zoals we kunnen opmaken uit de fossielen die uit dat tijdvak bekend zijn. Het zijn de oudste overblijfselen van dieren met een hard skelet. Omdat deze gemakkelijker en duidelijker als fossiel bewaard worden, is over de evolutie van dieren vóór het Cambrium aanzienlijk minder bekend. De vroegst bekende fossielen die mogelijk een dierlijke oorsprong (zij het zonder hard skelet) hebben, dateren van zo’n 635 miljoen jaar geleden, maar de meeste zijn niet ouder dan 580 miljoen jaar. In elk geval moet een verdere toename van het zuurstofgehalte in de atmosfeer vóór die tijd hebben plaatsgevonden, om de evolutie van deze dieren mogelijk te kunnen maken.

Vandaag bestaat de lucht voor ongeveer twintig procent uit zuurstofgas. Tot nu toe werd aangenomen dat het zuurstofgehalte in de atmosfeer een slordige 800 miljoen jaar geleden verder begon toe te nemen tot het huidige gehalte. Onderzoek van Schotse wetenschappers, dat deze week gepubliceerd werd in Nature, werpt nieuw licht op de zaak. Zij onderzochten de samenstelling van een rotsformatie in de buurt van Lochinver, in het noordwesten van Schotland (foto: University of Aberdeen). Het gesteente is van oorsprong een 1,2 miljard jaar oude afzetting van sediment op de bodem van een meer. De samenstelling van zwavelhoudende mineralen in het gesteente wijst op bacteriële activiteit in de aanwezigheid van zuurstof.

Als de conclusies van het Nature-artikel juist zijn, dan moet het atmosferische zuurstofgehalte 1,2 miljard jaar geleden, dus 400 miljoen jaar eerder dan tot nu toe gedacht, al voldoende hoog zijn geweest. En dat schept ruimte voor speculatie over wanneer de eerste complexe dieren ontstaan zijn. Want zonder een fikse portie zuurstof, zouden onze verre voorouders zich nooit tot complexe dieren hebben ontwikkeld.

Bron:
John Parnell, Adrian J. Boyce, e.a. (2010). Early oxygenation of the terrestrial environment during the Mesoproterozoic. Nature 468: 290-293.

Darren Naish – The Great Dinosaur Discoveries

Er zijn zo van die onderwerpen die me nooit, maar dan ook nooit vervelen. Dinosauriërs bijvoorbeeld. Deze raadselachtige groep gewervelden heeft de ecosystemen op het land meer dan 150 miljoen jaar lang gedomineerd. Ze vertoonden een enorme diversiteit in uiterlijk en levenswijze, gaande van de grote plantenetende sauropoden, die de grootste landdieren aller tijden voortbrachten, tot de gehoornde Triceratops, vleesetende theropoden zoals Tyrannosaurus en natuurlijk de vogels (want die behoren ook tot de dinosauriërs). En zo’n 65 miljoen jaar geleden stierven ze op korte tijd bijna allemaal uit; enkel de vogels bleven bestaan.

Hoe zag de wereld eruit vóór die grote massa-extinctie? Alles zullen we nooit kunnen achterhalen. Maar dankzij wetenschappelijk onderzoek komen we steeds meer te weten over hoe dinosauriërs eruitzagen, over hun onderlinge verwantschappen, ecologie en zelfs hun gedrag.

Er zijn heel wat goede boeken over dit onderwerp op de markt, zoals het aantrekkelijk vormgegeven The Great Dinosaur Discoveries uit 2009. Het is van de hand van Darren Naish, een Britse paleobioloog en schrijver van boeken over wetenschap.

Het opzet van het boek is vrij origineel, want het gaat niet systematisch, maar historisch tewerk. We keren dus terug naar de jaren twintig van de negentiende eeuw, toen de eerste soorten werden bescheven: Megalosaurus, beschreven door William Buckland in 1824 en Iguanodon, beschreven door Gideon Mantell in 1825 op basis van enkele fossiele tanden (voor de spectaculaire vondst in Bernissart was het nog wachten tot 1878). En zo volgt het boek verder de belangrijke doorbraken tot vandaag. Deze chronologische aanpak geeft een mooie inkijk in hoe kennis evolueert, hoe de wetenschap dankzij nieuwe vondsten nieuwe verbanden kan leggen en hoe recente technologieën hierin een onschatbare bijdrage kunnen leveren.

Het hoeft dus niet te verbazen dat ik dit rijkelijk geïllustreerde boek (letterlijk alle 181 bladzijden zijn voorzien van prachtige foto’s en illustraties) als een hongerige Tyrannosaurus verslonden heb. De allerlaatste pagina heb ik met tegenzin moeten omdraaien. Gelukkig houdt de wetenschap er niet mee op en gaat dit verhaal dus verder. Ik kan nauwelijks wachten!

Een bijzondere theropode

Het zijn goede tijden voor liefhebbers van dinosauriërs. Na de vondst die vorige week in PNAS werd aangekondigd, verscheen gisteren in Nature de beschrijving van een al even merkwaardige soort. En het gaat opnieuw om een theropode uit Europa, ditmaal uit Spanje. Deze nieuwe soort werd Concavenator corcovatus gedoopt (illustratie: Raúl Martín). Het fossiel, dat gevonden werd in de provincie Cuenca in het centrum van Spanje, stamt uit het vroege Krijt, met een ouderdom van zo’n 130 miljoen jaar.

Het bijzonder goed bewaarde skelet, dat de koosnaam Pepito kreeg, laat zien dat deze nieuwe soort tot de carcharodontosauriërs behoort. Deze groep van theropoden omvat soorten die behoren tot de grootst bekende landroofdieren ooit (zoals Giganotosaurus carolinii, die waarschijnlijk nog iets groter was dan Tyrannosaurus rex). Zo groot was Pepito niet, maar met een lengte van ongeveer zes meter niettemin een te duchten rover. Het skelet is opmerkelijk omwille van twee bijzondere kenmerken.

Het meest in het oog springende kenmerk is de aanwezigheid van lange uitsteeksels op enkele wervels van de onderrug. Door deze uitsteeksels moeten deze dieren een soort vlezige bult onderaan de rug gehad hebben. De functie daarvan is voorlopig niet bekend, maar mogelijk speelde het een rol bij communicatie met soortgenoten, voor de opslag van vetreserves of voor temperatuurregulatie (verkoeling van het lichaam).

Maar wat deze vondst nog belangrijker maakt, is dat de botten van de onderarm een serie van knobbels vertonen, waarvan men vermoedt dat het aanhechtingspunten voor primitieve veren kunnen geweest zijn. Geen echte veren maar waarschijnlijk eerder een soort van draadvormige structuren (zoals de figuur bovenaan suggereert). Dat is de eerste keer dat aanwijzingen gevonden worden voor primitieve veren bij carcharodontosauriërs. Hier zie je het bewuste bot (a, b) en onderaan (c) ter vergelijking een bot van een Amerikaanse gier (figuur uit het Nature-artikel; de maatstreep komt overeen met 1 cm).

Bij een andere groep theropoden was het voorkomen van veren reeds aangetoond, namelijk bij de coelurosauriërs, de groep waaruit ook de vogels ontstaan zijn. Als Concavenator inderdaad primitieve veren had, dan betekent dat dat de oorsprong van veren al bij een veel eerdere vertegenwoordiger van de theropoden moet gezocht worden; tenminste als we de redelijke veronderstelling maken dat ze niet onafhankelijk van elkaar bij de verschillende groepen zijn ontstaan.

Vorig jaar werd zelfs melding gemaakt van aanwijzingen van primitieve veren bij ornithischiërs, een nog veel verder van de vogels verwijderde tak binnen de dinosauriërs. Vermits de carcharodontosauriërs veel nauwer verwant zijn aan de coelurosauriërs, is de gemeenschappelijke oorsprong van primitieve veren bij deze twee groepen weliswaar nog waarschijnlijker. Hoe dan ook, het ziet er naar uit dat (primitieve) veren waarschijnlijk nog wijder verspreid waren onder dinosauriërs dan vroeger verondersteld werd.

Bron:
Francisco Ortega, Fernando Escaso & José L. Sanz (2010). A bizarre, humped Carcharodontosauria (Theropoda) from the Lower Cretaceous of Spain. Nature 467: 203-206.

Een vleesetende dinosauriër uit Roemenië

Hiernaast zie je een overblijfsel van de achterpoot van Balaur bondoc, een dinosauriër die een slordige 70 miljoen jaar geleden voorkwam in wat nu Roemenië is (foto: Mick Ellison). De vondst van deze voorheen onbekende soort werd deze week aangekondigd in het tijdschrift PNAS.

Op het einde van het Krijt waren grote delen van Europa onder zeeniveau gelegen. Het bestond daardoor grotendeels uit eilanden, waaronder Roemenië. Tot nu toe waren uit die periode nog geen vleesetende dinosauriërs uit Europa bekend. Daar komt met de ontdekking van Balaur bondoc dus verandering in.

Deze nieuwe soort behoort tot de groep van de dromaeosauriërs (ook weleens raptors genoemd), die vleeseters als Velociraptor en Deinonychus omvat. En nu is er dus ook een familielid bekend uit het Late Krijt in Europa. Maar de anatomie van het skelet van Balaur wijkt wel sterk af van dat van haar verre neefjes (reconstructie hieronder: Mick Ellison, Zoltan Csiki, Matyas Vremir, Stephan Brusatte, Mark Norell, American Museum of Natural History).

Eén van de opmerkelijk eigenschappen is de aanwezigheid van twee grote sikkelvormige klauwen op elke achterpoot, die waarschijnlijk dienst deden als aanvalswapen. Verwante soorten zoals Velociraptor hebben slechts één zo’n klauw per achterpoot. Ook de rest van het skelet van Balaur vertoont opvallende verschillen met andere dromaeosauriërs. Maar al die verschillen hoeven niet meteen te verbazen.

Soorten die op een eiland voorkomen, vertonen vaak opvallende verschillen met verwante soorten op het vasteland. Dat is te verklaren doordat de evolutie van een soort grotendeels bepaald wordt door haar leefomgeving. Op een eiland kan bijvoorbeeld een beperkter voedselaanbod of de afwezigheid van roofdieren of concurrenten (die op het vasteland wel voorkomen) ervoor zorgen dat kleinere, grotere of morfologisch afwijkende exemplaren van een soort succesvoller zijn. En dat laatste moet bij Balaur het geval geweest zijn.

Veel vragen blijven nog onopgelost, maar één ding is zeker: in wat nu de wouden van Transsylvanië zijn, liep ooit dit vervaarlijke roofdier rond. Bram Stoker zou er dol op geweest zijn.

Bron:
Zoltán Csiki, Mátyás Vremir, e.a. (2010). An aberrant island-dwelling theropod dinosaur from the Late Cretaceous of Romania. PNAS 107: 15357-15361.

Richard Dawkins – The Selfish Gene

Er resten nog maar weinig boeken van Richard Dawkins die ik nog niet gelezen heb. Zijn debuut, The Selfish Gene (“De Zelfzuchtige Genen”), nochtans wellicht zijn belangrijkste, was één van die overblijvers. Het dateert intussen van 1976 en is daarmee even oud als ikzelf. En het heeft de tand des tijds probleemloos doorstaan. Of dat ook van mij gezegd kan worden, laat ik in het midden, maar intussen heb ik toch maar mooi The Selfish Gene gelezen. En goedgekeurd, of wat dacht u?

Het exemplaar dat in mijn boekenkast prijkt is een jubileumeditie (hiernaast weergegeven), verschenen ter gelegenheid van de dertigste verjaardag van het boek. Ze is nagenoeg identiek aan de tweede editie uit 1989, waarin de elf oorspronkelijke hoofdstukken van voetnoten met verdere commentaar zijn voorzien en aan het einde van het boek twee nieuwe hoofdstukken zijn toegevoegd.

In The Selfish Gene betoogt Dawkins dat evolutionaire mechanismen beter begrepen kunnen worden wanneer ze bekeken worden vanuit het standpunt van het gen, dan van het organisme. Deze zienswijze was ten tijde van de publicatie van het boek vrij nieuw en deed dan ook behoorlijk wat stof opwaaien. De overerving van biologische eigenschappen was in de tijd van Darwin nog niet goed begrepen, maar dankzij de ontdekking van het DNA en de manier waarop genen worden doorgegeven aan de volgende generatie, kon het begrip van de evolutietheorie in de loop van de twintigste eeuw op een hoger niveau getild worden.

Genen, de dragers van erfelijke eigenschappen, worden doorgegeven aan de volgende generatie en zijn, mutaties niet te na gesproken, in principe onsterfelijk. Welke genen zijn dan succesvol? Degene die binnen een populatie een hoge kans hebben om aan de volgende generatie doorgegeven te worden. Genen zijn dus in essentie zelfzuchtig. Dat leidt tot strijd tussen soorten, tussen soortgenoten, tussen geslachten, tussen generaties en zelfs tussen genen binnen éénzelfde individu. Dawkins illustreert dit met een aantal fascinerende voorbeelden.

Betekent dat dat er geen altruïsme kan bestaan in de natuur? Dat individuen noodzakelijk altijd enkel aan zichzelf denken? Niet noodzakelijk. Het principe van kin selection toont dat bijvoorbeeld aan. Gedrag dat bloedverwanten bevoordeelt, is bijvoorbeeld onder bepaalde omstandigheden voordelig, omdat een gen kopieën van zichzelf heeft zitten in verwanten. Hoe nauwer de verwantschap, hoe hoger de kans dat hetzelfde gen ook in het andere individu voorkomt. Vandaar dat broedzorg door ouders zo vaak voorkomt in de dierenwereld. Betere ouders slagen er beter in hun genen aan de volgende generatie door te geven. De genen die dit gedrag veroorzaken, worden dus succesvol. Dergelijke mechanismen zorgen er dus voor dat in een wereld van zelfzuchtige genen toch altruïsme bestaat.

Sommigen zullen de gedachte dat onze genen enkel en alleen gericht zijn op het voortbestaan van kopieën van zichzelf, misschien behoorlijk deprimerend vinden. Zijn we dan slaven van ons eigen DNA? Nee, dat hoeft niet zo te zijn. Ons lichaam (en dus ons brein) is weliswaar gebouwd volgens het recept dat in ons erfelijk materiaal vervat zit, maar uiteindelijk leidt het haar eigen leven, ten goede of ten kwade van de voortplanting van die genen. Als zelfbewuste organismen kunnen we de keuze maken om onze eigen instincten niet te gehoorzamen. Of zoals Dawkins het zelf uitdrukt op het einde van het elfde (en oorspronkelijk laatste) hoofdstuk: We, alone on earth, can rebel against the tyranny of the selfish replicators.

O ja, er blijft nog precies één boek van Richard Dawkins over dat vooralsnog aan mijn leeshonger ontsnapt is. Daarover later ongetwijfeld meer!

Fossiele krokodil met zoogdierallures ontdekt

Het dier dat je op de afbeelding hieronder ziet, heet Pakasuchus kapilimai (illustratie: Mark Witton, University of Portsmouth). Het leefde ruwweg 100 miljoen jaar geleden in het zuidwesten van Tanzania. De soort wordt deze week voor het eerst beschreven in het tijdschrift Nature, op basis van fossiele vondsten.

Pakasuchus kapilimai leefde waarschijnlijk op het land en moet ongeveer zo groot als een kat geweest zijn. Maar niet alleen de grootte, ook het gebit van dit dier had veel weg van dat van een kat. De tanden waren duidelijk gedifferentieerd om verschillende taken uit te voeren, met vooraan scherpe snijtanden en achteraan brede in elkaar passende tanden om het voedsel te vermalen. Zo’n gebit is typerend voor een zoogdier. Maar Pakasuchus was geen kat, maar een krokodilachtige. En die hebben doorgaans een heel ander gebit. De zoogdierachtige tanden van Pakasuchus moeten dus geëvolueerd zijn uit het krokodilachtige gebit dat zijn voorouders ongetwijfeld vertoonden.

Het is een mooi voorbeeld van convergente evolutie. Soms ontwikkelen heel uiteenlopende groepen van organismen onafhankelijk van elkaar gelijkaardige aanpassingen, zoals in dit geval het zoogdierachtige gebit van Pakasuchus. Wanneer twee organismengroepen aan gelijkaardige omstandigheden onderworpen zijn, is het nu eenmaal niet ondenkbaar dat natuurlijke selectie tot dezelfde uitkomst leidt, omdat de best aangepaste individuen nu eenmaal meer kans op overleven hebben. Het zoogdierachtige gebit kwam blijkbaar perfect van pas bij de levenswijze van dit merkwaardige dier.

Bron:
Patrick M. O’Connor, Joseph J.W. Sertich, e.a. (2010). The evolution of mammal-like crocodyliforms in the Cretaceous Period of Gondwana. Nature 466: 748-751.