Onze aarde is 4.6 miljard jaar oud.

In die enorme zee van tijd is de mens (homo sapiens) pas de laatste 10.000 jaar om de hoek komen kijken.

245 miljoen jaar tot 65 miljoen jaar geleden werd de aarde bevolkt door hele andere soorten dan nu: de dinosauriërs. Soorten sterven uit en andere soorten ontstaan, het langzame proces waarbij soorten onder invloed van natuurlijke selectie en geholpen door mutaties uit elkaar kunnen ontstaan, noemen we evolutie. Een goede (maar niet de enige) definitie voor evolutie is: een verandering in de allelenfrequenties van de ene op de andere populatie.

De theorie

Aanhangers van de evolutietheorie gaan ervan uit dat al het leven op aarde is ontstaan uit een gemeenschappelijke voorouder: de bacteriën. Om in het constant veranderende milieu te kunnen overleven, moeten organismen zich aanpassen. In een ander milieu worden andere eigenschappen belangrijk. Doordat het milieu verandert, veranderen de soorten mee. Wanneer een soort niet verandert, sterft deze uit. Op basis van dit principe en onder de invloed van miljoenen jaren tijd gaan evolutionisten ervan uit dat uit bacteriën uiteindelijk alle levende organismen op aarde zijn ontstaan. Volgens evolutionisten zijn alle soorten op aarde met elkaar verwant en stammen alle organismen, zowel plant als dier af van een gemeenschappelijke voorouder.

In de natuur zijn veel bewijzen van evolutie te vinden. Eén zo’n bewijs is het bestaan van homologe organen . Homologe organen zijn organen met hetzelfde bouwplan maar met uiteenlopende functies doordat veranderende omstandigheden hebben gezorgd dat soorten verschillende richting uit zijn gaan evolueren. Darwin noemde als bewijs voor evolutie het voorbeeld van de menselijke hand, met dezelfde positionering van botten als in onder andere de graafklauw van de mol en de vleugel van de vleermuis. Anatomische overeenkomsten worden gezien als bewijs dat twee soorten een gezamenlijke voorouder hebben.

Natuurlijke selectie

Evolutie stuurt dus de ontwikkeling van soorten, maar de evolutie heeft geen einddoel bij deze sturing. Alle organismen zijn toeval-producten van een willekeurig proces zonder vooropgesteld einddoel en zonder dat er gestreefd wordt naar complexiteit. De evolutie doet dus eigenlijk maar wat. Het bevoordeelt soorten die op een bepaald moment bij toeval een goed pakket genen bezitten en daardoor goed voldoen aan de eisen van het milieu. Hierdoor kunnen deze soorten floreren in dat specifieke milieu en kunnen zij zich voortplanten. Soorten die een minder gunstig genenpakket hebben, worden genadeloos afgestraft door het milieu; deze soorten verhongeren en kunnen zich niet voortplanten. Uiteindelijk sterft zo’n soort uit. Soorten die het best aangepast zijn op de eisen van het milieu en daardoor de meeste nakomelingen krijgen, noemen we de fitste. Doordat het milieu constant verandert, zijn soorten maar tijdelijk fit. Natuurlijke selectie houdt in dat de soorten met de beste genen overleven en nakomelingen krijgen met deze genen. Hierdoor sterven bepaalde soorten uit en kunnen andere soorten juist overleven.

Adaptatie

Adaptatie houdt in dat de individuen binnen een soort met het meest gunstige genenpakket weten te overleven en zich kunnen voortplanten. Stel je een populatie apen voor. Deze populatie heeft te maken met vijanden en de individuen binnen de populatie moeten de druk van de vijanden zien te overwinnen. Binnen de populatie zitten grote en sterke individuen, deze grote en sterke individuen kunnen tegengas bieden aan de vijanden door een gevecht aan te gaan. Ze maken dus gebruik van hun kracht. Ook zijn er kleinere individuen binnen de populatie. Hoewel deze individuen misschien niet het gevecht kunnen aangaan, kunnen zij misschien sneller wegrennen van vijanden. Beide soorten individuen stellen andere eisen aan hun lichaam. De grotere individuen zijn gebaat bij veel spierkracht, terwijl de kleinere individuen gebaat zijn bij lange benen en een flexibel lichaam. In de populatie zullen de hele snelle en de hele sterke individuen beloond worden met nageslacht, deze genen zetten zich dus door. Als deze beide soorten individuen maar lang genoeg succesvol blijven, zullen specifieke eigenschappen steeds nadrukkelijker aanwezig zijn in het geno- en fenotype . De individuen van de populatie gaan steeds minder op elkaar lijken. Wanneer deze individuen ook nog eens naar een andere plek migreren, waar hun fysieke eigenschappen nog beter tot hun recht komen, en daar een nieuwe populatie starten, zullen ze gaan behoren tot twee verschillende populaties. Wanneer er uiteindelijk geen uitwisseling van genetisch materiaal meer is tussen de beide populaties, ligt de weg naar het ontstaan van nieuwe soorten open. Door adaptatie van de soort aan de verschillende eisen van het milieu, is er uit de populatie apen een groep krachtpatsers en een groep slanke, snel rennende individuen ontstaan.

Exaptatie

Het aanpassen van soorten door de eisen van het milieu noemen we dus adaptatie, maar naast de eis van het milieu is er nog een ander soort eis die ook een rol speelt in de voortplanting van soorten en individuen: exaptatie. Exaptatie is het aanpassen van soorten door de eisen die vanuit de populatie zelf komen. In bovengenoemd voorbeeld sluit de exaptatie goed aan bij de adaptatie. De vrouwtjes van de populatie willen graag paren met de mannetjes die het sterkst of het snelst zijn. Exaptatie kan echter ook haaks op de eisen van adaptatie staan. Een mooi voorbeeld hiervan is de staart van de mannen-pauw. Voor het overleven is zo’n lange staart niet handig. Het is erg opvallend en daarnaast is het moeilijk opstijgen en vluchten met zo’n staart, maar… de vrouwtjes vallen juist weer wél op zo’n lange staart. Vrouwtjes willen paren met de mannen met de langste staart. Nu staat adaptatie haaks op exaptatie: mannen met een korte staart leven waarschijnlijk lang omdat ze niet ten prooi vallen aan de vijanden, maar ze zullen zonder nakomelingen sterven omdat geen vrouw ze interessant vindt. Mannen met een lange staart zullen in trek zijn bij de vrouwtjes en veel nakomelingen krijgen, maar waarschijnlijk vroeg sterven omdat hun staart een belemmering is bij het overleven.

Andere processen

We hebben nu een aantal dingen genoemd die tot evolutie leiden; hier zetten we de belangrijkste op een rijtje, door middel van de vijf vingers op je hand:

-Je duim: Adaptatie. Adaptatie is eigenlijk een vorm van natuurlijke selectie. Het beschrijfthet proces waarbij individuen die zich aanpassen aan het milieu de hoogste fitness hebben. De natuur geeft een duimpje omhoog voor aanpassingen die je fitness verhogen en een duimpje omlaag voor aanpassingen die dat niet doen. Je kunt ook je eigen duim zien als een adaptatie om dingen beter vast te pakken.

-Je wijsvinger: Gene flow/migratie. Migratie kan ook leiden tot evolutie, aangezien het de allelenfrequenties in de populatie verandert: als heel veel individuen met genotype aa in een populatie komen, zonder dat er individuen uit gaan, zal dat invloed hebben op de evolutie van de populatie. Zie je wijsvinger als iets dat richting of ‘flow’ aangeeft.

-Je middelvinger: Mutatie. Zie de ‘m’ in ‘middelvinger’ als de ‘m’ voor ‘mutatie’. Mutaties kunnen een hoop invloed hebben op evolutie, vooral als ze geselecteerd worden door natuurlijke selectie.

-Je ringvinger: Non-willekeurige paring/seksuele selectie. Bij je ringvinger moet je denken aan bruiloften. Wanneer individuen elkaar uitkiezen op basis van bepaalde kenmerken met een genetische basis, kunnen ze de allelenfrequenties veranderen. Dit is een vorm van natuurlijke selectie. Denk aan vogels die mannetjes uitzoeken op lange staarten: alleen de mannetjes met de allerlangste staarten zullen nakomelingen krijgen, die op hun beurt ook lange staarten zullen hebben.

-Je pink: Genetic drift. Bij je kleinste vinger moet je denken aan kleine populaties. In kleine populaties kan kans snel overnemen en willekeurige gebeurtenissen kunnen ervoor zorgen dat sommige allelen compleet verdwijnen uit de populatie. Hierbij wordt vaak het voorbeeld gebruikt van het bottleneck effect. Waarbij een kleine groep individuen uit een populatie wordt geselecteerd (bijvoorbeeld doordat ze migreren naar een eiland). In deze kleine populatie is er minder variatie dan in de oorspronkelijke populatie en dit kan tot nieuwe soorten leiden.

Opdrachten

1. Hoe noemt men het proces waarbij individuen met een gunstig allel een steeds groter percentage van de populatie gaan uitmaken?
2. Darwin gebruikte bij het opstellen van zijn evolutietheorie het begrip ‘survival of the fittest’. Welke individuen worden in deze uitdrukking bedoeld met de “fittest”?

Leerlingen die hier vragen over hebben, keken ook naar:

De Eilandtheorie

De wet van Hardy-Weinberg

De niche, habitat, biotoop en het ecosysteem