Tien jaar geleden, in het Darwinjaar 2009, schreef ik een brief aan Charles Darwin (1809-1882), de grondlegger van de evolutietheorie. Ik had dat afgekeken van mijn Engelse collega Gabriel Dover, die in totaal elf brieven schreef aan Darwin. Hij publiceerde ze in 2000 in een boek, inclusief de antwoorden van Darwin. Mijn brief verscheen indertijd in de Volkskrant als onderdeel van een serie die later gebundeld is in een boekje onder redactie van Martijn van Calmthout en Jelle Reumer. Maar van Darwin heb ik nooit antwoord gehad.

In mijn brief had ik Darwin voorgehouden dat zijn theorie over natuurlijke selectie maar de helft van de evolutie verklaart. Natuurlijke selectie is een mooi principe, maar het kan alleen werken als er erfelijke verschillen zijn waaruit geselecteerd kan worden. Die variatie moet eerst ontstaan. Populaire schrijvers over evolutietheorie zoals Richard Dawkins en Daniel Dennett suggereren dat als een kenmerk handig is en overlevingswaarde heeft, dat kenmerk zich altijd door natuurlijke selectie zal verspreiden. Denk bijvoorbeeld aan de schutkleur van vlinders die een beetje varieert tussen individuen. De vlinders met de beste schutkleur hebben een voordeel. Na een aantal generaties hebben alle vlinders die kleur, omdat de dieren zonder schutkleur minder nakomelingen krijgen.

Nu zou dit verhaal voor schutkleur nog wel kunnen kloppen, maar voor meer ingewikkelde structuren, zoals organen en ledematen, is het veel te simplistisch. Nu we, 110 jaar na de geboorte van Darwin, meer weten van ontwikkelingsbiologie en genetica wordt het duidelijk dat het ontstaan van een kenmerk de cruciale stap is. In veel gevallen speelt selectie daarna slechts een marginale rol. De verklaring voor het kenmerk ligt in het ontstaan.

Ik werd deze week weer in dit idee bevestigd door een publicatie in het tijdschrift Science door biologen van Indiana University. Het gaat over mestkevers. In sommige keverfamilies komen veel soorten voor met grote hoorns op het voorste segment van hun borststuk. Die hoorns (het kunnen er één, twee, drie of vier zijn) steken vaak boven de kop naar voren en zijn vooral bij de mannetjes erg groot. In Nederland kennen we de driehoornmestkever en de eenhoornmestkever die dit laten zien. De mannelijke kevers gebruiken hun hoorns als bewapening. Mestkevers verzamelen mest van hoefdieren, rollen dat in een balletje en deponeren het op de bodem van een zelf gegraven verticale gang. Na de paring legt het vrouwtje haar eieren op de mest en de larven eten ervan. Als een kever een mooi tunneltje heeft gegraven moet dat bewaakt worden want het is erg aantrekkelijk voor andere kevers om daar gebruik van te maken. De mannetjeskever posteert zich aan het uiteinde van de tunnel en weet met zijn lange hoorns andere kevers uit de buurt te houden.

Het onderzoek van de Amerikaanse groep laat zien dat de hoorn van een mestkever ontstaat uit de aanleg van vleugels. Bij een keverlarve groeien er op het voorste borstsegment, waar bij insecten nooit vleugels aan zitten, aan weerszijden twee knobbeltjes, onder invloed van dezelfde genen die op het tweede en derde segment de vleugels maken. Maar op het eerste segment worden het hoorns. Bij soorten met één hoorn groeien de knobbeltjes naar elkaar toe en versmelten in het midden. Dat de hoorns van mestkevers ontstaan uit een veranderde vleugelaanleg bewijst dat het helemaal niet zomaar een nieuwe mutatie in het erfelijk materiaal is. Een al bestaand systeem wordt hergebruikt, een beetje bijgedraaid en veranderd. Pas daarna kan natuurlijke selectie ervoor zorgen dat die structuur blijft bestaan of vergroot wordt, maar het ontstaan van hoorns heeft niks met selectie te maken.

Ik denk dat ik nog een keer een brief moet schrijven aan Darwin. Of misschien moet ik deze column op zijn graf in de Westminster Abbey in Londen leggen. Het voorbeeld van de mestkevers zal hem aanspreken. Misschien krijg ik dan een keer antwoord.

Facebook Comments