We hebben het hier over de evolutie van het leven hier op aarde. Maar wat is ´leven´ eigenlijk? Volgens Wikipedia is dit de definitie:

 

Een open fysio-chemisch systeem dat door middel van uitwisseling van energie en materie met de omgeving en door een inwendig metabolisme in staat is om zichzelf in stand te houden, te groeien, zich voort te planten en zich aan te passen aan veranderingen in de omgeving, zowel op korte (fysiologische en morfologische adaptatie) als op lange termijn.

 

Voor de één logisch, voor de ander iets minder logisch, maar het hele leven bestaat uit chemische reacties. Wij zijn een wandelende verzameling chemische reacties. Je zou ook kunnen zeggen, biochemische reacties, maar in de kern is dat precies hetzelfde. De chemische reacties die plaatsvinden in de fabrieken van DSM en BASF zijn niet fundamenteel anders als de chemische reacties in onze lichamen. Het zijn elementen en moleculen die met elkaar reageren volgens de wetten van de scheikunde. Wij zetten er bio voor als het over chemische reacties gaat die te maken hebben met ´levende organismen of weefsels´. Huid en bloed bestaan echter ook ´gewoon´ uit niets anders als de chemische elementen van ons periodiek systeem. Een aantal van deze elementen zijn ontstaan tijdens de oerknal, maar veruit de meesten daarna in (exploderende) sterren. Zonder exploderende sterren waren veruit de meeste elementen waaruit Pietje en Margarietje zijn opgebouwd er niet geweest…

 

Hieronder volgt één van de eenvoudige chemische reacties die hoort bij roestvorming:

4Fe + 3O2 --> 2 Fe2O3.

 

IJzer plus zuurstof geeft ijzeroxide, oftewel roest.

Het is niet belangrijk of je iets van deze reactievergelijking begrijpt.

 

Dit is een hele eenvoudige chemische reactie. Eenvoudiger kan het haast niet. Maar hij verloopt spontaan, zo lang er ijzer, zuurstof en de juiste omstandigheden aanwezig zijn, zal deze reactie in feite eeuwig door blijven gaan.  Dit zal visueel waar te nemen zijn als een roodbruine vlek die groeit (of het afbladderen van de lak van je auto). Er is hier uiteraard geen sprake van een keuze, zo lang de omstandigheden goed zijn, moet dit proces van de natuurwetten doorgaan. 

 

Uit een heleboel van dit soort chemische reacties, weliswaar met hele andere uitgangselementen zoals o.a. stikstof, zuurstof, waterstof, koolstof en fosfor ontstonden er aminozuren. Hieruit ontstonden weer eiwitten. Na nog veel meer chemische reacties, ontstond er op een bepaald moment, een samenhangsel van moleculen dat zich aan de definitie van leven ging houden. Dit moest het van de natuurwetten. Zoals een steen van een berg rolt, zo rolde dit samenhangsel van eiwitten op een bepaald moment volgens de definitie van leven. Dit eerste leven, een stukje RNA of DNA of egaal wat het precies was, hield zich vanaf een bepaald moment dus aan de definitie van leven. Het moest zichzelf van de natuurwetten en aanwezige omstandigheden, elementen en moleculen blijven ´kopiëren en plakken´, ofwel voortplanten.

 

Noem jij dit leven? Ik weet zelf niet of ik dit leven zou willen noemen. Maar volgens de definitie is het in ieder geval leven. De echte scheidslijn tussen 'levend en dood materiaal´ is in principe dan ook enkel afhankelijk van de definitie die je aan leven geeft. En wij hebben besloten de definitie van leven te laten kloppen bij alles waarvan wij vinden dat dat dat leven is en was. Tenminste, het lijkt er op dat die definitie zo ontstaan is, ik heb daar geen onderzoek naar verricht.

 

Bij dit kopiëren en plakken treden toevallige ´foutjes´ op (de mogelijke oorzaken van die foutjes laten we buiten beschouwing). Zo´n foutje kan maken dat ´het geplakte product´ zichzelf vervolgens makkelijker handhaaft en zichzelf nog beter kan kopiëren-plakken, of juist slechter. In het geval van beter, zal dit foutje stand houden. Tenminste zo lang dit foutje een voordeel blijft bij de heersende omstandigheden (temperatuur, zuurtegraad, concentraties van allerlei andere elementen en moleculen). En zo ontstaan er langzaam maar zeker nieuwe soorten. Er komt geen keuze of vrije wil bij kijken. Het is niet knap, het is niet slim, het is onder bepaalde omstandigheden gewoon 'moeten' van de natuurwetten. Zoals een steen van een berg af rolt, zo ´rolt´ zo´n organisme volgens de definitie van leven. Zoals de rollende steen voor de plaats waar hij terecht komt, afhankelijk is van de obstakels waar hij tegenaan botst en zijn eigen vorm, zo gaat dat ook met dit leven. Al is het in het geval van dit leven haast oneindig veel complexer dan bij de rollende steen.

 

Op aarde is zich 3 a 3,5 miljard jaar geleden voor het eerst een samenhangsel van moleculen aan de definitie van leven gaan houden (de aarde is nu 4,5 miljard jaren oud). Voor zo ver bekend, stamt al het leven op aarde van dat eerste samenhangsel af. Er is op aarde nog nooit een organisme ontdekt wat niet van dit eerste geval afstamt (dat blijkt o.a. uit DNA onderzoek). Helemaal bezijden het hoofdonderwerp van de rollende steen geeft dit natuurlijk wel te denken. Na die ene keer, die in verhouding erg vroeg na het ontstaan van de aarde plaatsvond, is er niet één keer meer opnieuw leven begonnen! Of in ieder geval, voor zo ver we weten, niet zichzelf handhavend tot nu toe. Zou het dan toch niet aannemelijker zijn dat ´dit eerste leven´, hier door een komeet of andere ruimtestenen gedropt is, in plaats van hier op aarde ontstaan? Want waarom is het in al die tijd dan maar één keer gebeurd? En het geeft bovendien ook wel aan, dat leven in ieder geval niet heel gemakkelijk ontstaat (of zich niet gemakkelijk handhaaft). En nog maar even een doordravertje helemaal bezijden het hoofdonderwerp. Wat me altijd zo stoort is het volgende. Je leest vaak in wetenschappelijke artikelen een verhaal met de volgende strekking. Op een onherbergzame plek in de kurkdroge woestijn van hulpeldepup zijn toch levende bacteriën ontdekt. Vervolgens wordt er geredeneerd, dan kunnen zulke vormen van leven dus ook ontstaan op een buitenaardse planeet, zeg mars, met zulke omstandigheden. Maar hallo!, voor het eerst ontstaan is heel iets anders als je weten te handhaven op een kloteplek met behulp van 3,5 miljard jaar evolutie! Enfin, totaal onbelangrijk voor de moraal van dit verhaal, maar deze rollende steen moest het blijkbaar kwijt.

 

Maar goed, we gaan verder waar we gebleven waren…Miljarden kopiëren-plakken foutjes (oftewel mutaties) hebben uiteindelijk geleid tot meercellige organismen als bomen, planten, vissen, reptielen, vogels en uiteindelijk zoogdieren zoals homo sapiens. Wij, alle dieren op aarde, zijn in feite een zwaar uit de hand gelopen chemische reactie. En zijn bovendien dus allemaal familie van elkaar. Het gras in je tuin is echt familie, daarover bestaat op dit moment geen enkele twijfel!

 

Nog eens terug naar dat eerste uitgangsorganisme. Vinden we dat eerste samenhangsel voor ons gevoel, los van de officiële definitie voor leven, écht leven of niet? Je moet je dit organisme voorstellen als een keten van verschillende aminozuren, die zichzelf steeds kopieert en plakt, gewoonweg omdat het niet anders kan van de natuurwetten en de lokale omstandigheden. ´Het organisme´ is bovendien veel kleiner als een duizendste van een millimeter.

 

Ik zou dat zelf geen leven noemen, eerder ´een samenhangsel van een reeks heel bijzondere chemische reacties´. Als je dan verder de evolutionaire ladder beklimt tot aan homo sapiens toe, vanaf welk moment zou je zo´n samenhangsel van chemische reacties dan opeens wel leven kunnen noemen? Bij de amfibieën? Die eigenlijk ook voornamelijk reflexmatig op hun omgeving reageren. Of misschien pas als er op een bepaald moment toch iets van bewustzijn ontstaat zoals dit bijvoorbeeld bij kraaien het geval is? Ik ga de oplossing overigens niet geven hoor. De definitie van wikipedia mag van mij ook

 

Natuurlijke selectie

Door middel van genen erft een organisme de erfelijke eigenschappen en daardoor de kenmerken van zijn ouder(s). Willekeurige mutaties (veranderingen in het genoom, eerder ´kopiëren-plakken foutjes´ genoemd) kunnen tot gevolg hebben dat nieuwe eigenschappen ontstaan in de nakomelingen van een organisme. Als een nieuwe eigenschap een organisme voordeel biedt in zijn omgeving, zal dit organisme een grotere kans op overleven en op nageslacht hebben. Als een organisme door een toevallige mutatie beter tegen hitte kan en het is op die plaats waar dit organisme leeft ook nog eens ontzettend warm, dan levert deze mutatie een voordeel op. Dit mechanisme heet natuurlijke selectie en heeft als gevolg dat eigenschappen die voordeel bieden vaker voor gaan komen in een populatie. Over veel generaties kan een populatie zoveel nieuwe eigenschappen verkrijgen dat het een nieuwe soort wordt. 

 

Deze mutaties leidden in ca. 3,2 miljard jaar tot eencelligen, meercelligen, reptielen, zoogdieren en uiteindelijk zelfs tot verschillende dieren met bewustzijn én zelfs zelfbewustzijn. Waarbij homo sapiens één van die dieren met zelfbewustzijn is. Een aantal andere homo soorten beschikten ook over een hoge mate van zelfbewustzijn, deze zijn inmiddels echter allemaal uitgestorven. Van de neanderthaler en de Denisovamens bijvoorbeeld, is dat zeker.

De bouwstenen van de hersenen (de zenuwcellen, neurotransmitters,  synapsen) verschillen in de basis nauwelijks tussen alle verschillende dieren op aarde. Tussen de grootte van het totale hersenvolume, de aan/afwezigheid van specialisatiegebieden binnen de hersenen en de grootte van specialisatiegebieden vind je echter wel hele grote verschillen tussen alle dieren op onze planeet.

 

Tussen de mariene worm Platynereis dumerilii die geen hersenen heeft en onze eigen hersenen, bevinden zich miljoenen gradaties. Waar de (evolutionair) vroegst ontwikkelde hersenen niet veel meer waren dan een knooppunt van zenuwcellen en uitlopers (zoals bij insecten nog steeds het geval is), bevatten onze eigen hersenen een gigantisch netwerk aan specialisatiegebieden die op allerlei manieren met elkaar verbonden zijn. Als je je dan bedenkt waar ´de eenvoudige hersenen´ van insecten deze beestjes al allemaal toe in staat helpen (o.a. waarnemen, reageren op die waarnemingen, navigeren en zelfs communicatie) dan kun je je misschien indenken dat er met onze hersenen, die onvoorstelbaar veel complexer zijn, haast oneindig veel meer mogelijk moet zijn. En één van die mogelijkheden is het hebben van zelfbewustzijn. Dit hebben we enkel en alleen te danken aan onze evolutie. Hier hoeven we niet trots op te zijn, het is geen prestatie. Het is allemaal ontstaan uit ´kopiëren-plakken foutjes´ die goed uitpakten.