“There is grandeur in this view of life, with its several powers, having been originally breathed into a few forms or into one; and that, whilst this planet has gone cycling on according to the fixed law of gravity, from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved.” – Charles Darwin

Charles Darwin se 200ste verjaardag word op Donderdag 12 Februarie gevier. Hy het nie net die biologie verander nie, maar sy werk is vandag fundamenteel betrokke by die genetika in die breë, medisyne, diepte-analises in die fossielrekord en omvattende omgewingstudies.

Darwin200, wat regdeur die jaar internasionaal gevier word, herdenk ook 150 jaar nadat hy natuurlike seleksie – die elegante dryfveer van evolusie – aan die wêreld bekend gestel het in sy boek The Origin of Species.

Die man het soveel mense grond toe gebring met stellings soos: “We must, however, acknowledge, as it seems to me, that man with all his noble qualities . . . still bears in his bodily frame the indelible stamp of his lowly origin.”

Natuurlik was en is sommige mense steeds steeks om te hoor ons almal kom van Afrika af (The Descent of Man) en deel ’n gemeenskaplike voorsaat met die groot primate.

Indien jy steeds redeneer “As ek van ’n aap (of nog erger, ’n bobbejaan) afkom, hoekom is hier nog ape?” is jou redenasie 151 jaar oud en verstaan jy evolusieleer om die een of ander rede verkeerd. Of jy is ’n slagoffer van moedswilligheid.

Nog minder was Darwin verantwoordelik vir die rassistiese en diskriminerende sosiale Darwinisme wat teenstanders van evolusieleer lief is om verkeerd te gebruik.

Darwin het tussen 1832 en 1836 as natuurkundige op die HMS Beagle om die wêreld gereis en alles in The Voyage of the Beagle neergeskryf, maar 20 jaar lank gedink, duisende briewe geskryf en aan sy uiteindelike wetenskaplike teorie gewerk.

Hy het meer as 5 000 spesies op dié reis versamel en was ook 18 dae in Kaapstad en omgewing waar hy noemenswaardige ontdekkings gemaak het. Op sy reis het hy in Kaapstad langer gebly as op enige ander plek behalwe die Galapagos-eilande.

Buiten die fossielrekord is Darwin se evolusieleer versterk in die genetika. Dit is soos ’n aanvullende heruitgawe van sy boeke. Dit wat mense die graagste van evolusie wil ontken, is in ons eie en ander organismes se gene te sien.

’n Eenvoudige bloed- of speekselmonster toon onder meer waar ons gemeenskaplike oer-Afrika-wortels lê, hoe ons sowat 60 000 jaar gelede oor die wêreld begin versprei het en watter gene ons met watter organismes deel.

Naby verwante spesies het gediversifiseer van ’n gemeenskaplike voorsaat, terwyl die stamboom van organismes wat verder verwyderd van mekaar is, dus verder af op die boom van die lewe moet lê, sodat ’n gemeenskaplike punt van oorsprong dáár gevind kan word. Daarom is die stamboom soos ’n ou boom met baie takke. Sommige loop dood en sterf uit, ander bloei en die takke sprei uit soos die vingers aan ’n hand.

Die mens is nié op die toppunt van die boom nie – ons hang aan een van die takke. Evolusie is dus nie liniêr en progressief nie. Indien dit so was, sou eenvoudige organismes lankal nie meer hier gewees het nie, hoewel daar miljoene van hulle is.

Bevolkings van spesies word soms geskei deur geografie soos migrasie, en dit gebeur dat wat eers ’n enkele spesie was, in verskillende takke skei deur aanpassing (adaptasie) in verskillende omgewings. Darwin het dit besef en so ’n verwante skets in een van sy notaboeke gemaak.

Daar is egter nie ’n spesifieke rigting wat die proses van natuurlike seleksie inslaan nie. Dit is later bewys met die studie van genetika en veral mutasies. Die proses is “blind”.

Evolusieleer, die studie van lewe op die Aarde, aan die hand van natuurlike seleksie as dryfveer, is dekades lank ondersoek en herhaaldelik bewys. Dit is nie “net ’n teorie” nie. Inteendeel, ’n teorie is ’n reeds aanvaarde wetenskaplike stelling(s) wat deur portuur-evaluasie gegaan het, herhaal is en dieselfde resultate is gevind of selfs verbeter.

Terwyl 150 jaar later in sekere kringe debatte is oor of evolusie bestaan of nie, ten spyte van sigbare bewyse soos die snelmuterende MI-virus en middelweerstandige tuberkulose, is top-wetenskaplikes besig om diegene wat só dink, agter te laat. Hulle gaan nie eens meer die stof in die pad sien wanneer dié aankondiging nog in ons leeftyd gaan kom nie. Dit is nie meer wetenskapfiksie nie, maar ’n ware moontlikheid.

Die skep van sogenaamde sintetiese selle en uiteindelik sintetiese organismes en lewe is lank reeds onderweg. En die

Die man wat die moderne biologie en die studie van lewe op die Aarde vir ewig verander het, is 200 jaar gelede gebore. Hy het 150 jaar gelede, met evolusieleer deur middel van natuurlike seleksie, in een boek die wetenskap en die manier waarna ons na die wêreld kyk, omgeswaai, skryf Elsabé brits.

se elegante nederigheid

<<8

basiese hiervan is evolusieleer.

Die punt is dat jy ’n lewende organisme bou om te doen wat jy wil hê dit moet doen. Die toepassings in die velde van medisyne, entstowwe en genetika kan reusagtig wees. Jy selekteer wat jy wil hê en pas dit toe met ’n bepaalde doel.

Darwin se evolusieleer groei daagliks, want die genetika en wat reeds daarin bewys is en nog gedoen kan word is, ’n kragtige instrument. In wat volg meer oor sommige van die vyftien juwele van evolusie.

WALVIS-VOORSATE

Walvisse, wat soogdiere is, is pragtig aangepas om in die water te leef, maar soogdiere het oorspronklik op die land ontwikkel. Daar is verskeie akwatiese fossiele (Ambulocetus en Pakicetus) van die eerste tien miljoen jaar van walvis-evolusie met kenmerke wat net in dié diere voorkom – veral in die oor-anatomie – en hulle het ook ledemate net soos die landdiere waarvan hulle afstam.

Walvisse stam van ’n groep genaamd Raoellids af, en hulle was naby verwant aan die groep wat die moderne beeste, skape, varke, takbokke en seekoeie insluit. Die molekulêre bewyse toon dat walvisse en dié groep ’n diep evolusionêre geskiedenis deel. Met die ontdekking van Indohyus is ’n oorgangsfossiel van land na see gevind. Die struktuur van sy ore en tande, chemiese samestelling van die tande en dikte van die bene verskil van die ander hoefdiere s’n, maar is soortgelyk aan walvisse s’n.

VAN WATER NA LAND

Een van die grootste evolusionêre oorgangsfases, dié van die water na die land, het 360 miljoen jaar gelede plaasgevind. Die afgelope 20 jaar het ons geleer dat die eerste vierpotiges volledig gevormde bene en tone ontwikkel het, maar interne kieue gehou het soos met Acanthostega.

Die nekslag was die ontdekking van die feitlik volledige Tiktaalik in 2006 (sowat 375 miljoen jaar oud), wat longe en ’n nek gehad het. Hy toon duidelik die veranderings wat miljoene jare gelede plaasgevind het toe ’n spesifieke groep werweldiere, die lobvinvisse, oorsprong gegee het aan die vroegste amfibieë tydens die geleidelike oorskakeling van lewe in die water na lewe op land.

Die kop, onderkaak, ribbe en ledemate stem ooreen met dié van die vroegste landwerweldiere.

Die eerste vierpotiges wat dus op land geloop het, het baie van hul evolusie eers in die water ondergaan.

SOVEEL VINKE

Die Galapagos-vinke wat Darwin gesien het, het baie dieselfde gelyk, behalwe dat die snawels verskil het. Almal het ’n gemeenskaplike voorsaat gehad, maar die vinke op die eiland het soontoe gemigreer waar hulle danksy natuurlike seleksie, weens die ander omgewing, verander het. Die snawels is dus geneties (deur mutasie) aangepas vir dit wat hulle eet, en verskillende spesies het ontstaan.

In 2006 is ’n studie gedoen op die geen-regulasie van die vinke se snawels. Die vorm van die snawels word gereguleer deur die geen wat “calmodulin” uitdruk. Dié molekule is betrokke by kalsiumseine wat vir die metabolisme en ontwikkeling verantwoordelik is.

VERE MAAK DIE VOËL

Reeds in 1861 is die eerste oorgangsfossiel ontdek, die oudste bekende primitiewe “voël”: Archaeopteryx, van 150 miljoen jaar gelede. Met die ontdekking van geveerde dinosouriërs in China in die tagtigerjare, asook primitiewe voëls, het dit al hoe meer geblyk dat daar ’n verwantskap tussen die twee is.

Die Sinosauropteryx , ’n vierpotige tipe “voëlagtige dinosouriër”, ook van China, was ook geveerd. Dus kon vere ontwikkel het om ’n ander rede as om te vlieg – moontlik weens seksuele seleksie of vertoon. Om te vlieg, kon dalk net ’n ekstra geleentheid gewees het vir organismes wat reeds vere gehad het, soos in die unieke klein Epidexipteryx, ’n dinosou­riër met spoggerige vere.

Genetiese toetse van ’n Tyrannosaurus rex se kollageen het intussen gewys sy familielede is voëls, onder meer volstruise en hoenders.

GROOT STAPPE

Darwin het na evolusionêre verandering verwys as oneindige klein treë en het dit genoem “onmerkbare gradasies” wat oor ’n lang tydperk in grootskaalse verandering in vorm en funksie lei. Daar is duisende sulke voorbeelde (mikro-evolusie) soos middelweerstandigheid wat letterlik in aksie gesien kan word.

Makro-evolusie – die verandering van spesie na spesie of ’n hoër taksa – is moeiliker om in aksie te sien. Een rede is dat jy terug in tyd moet gaan, omdat sulke veranderings lank duur.

Die meganismes van makro-evolusie kan egter elke dag in die argitektuur van gene gesien word. Sommige gene, betrokke in die dag-tot-dag-lewe van organismes, is verwant of is selfs dieselfde as dié wat belangrike kenmerke beheer in ander diere en mense se vorm en ontwikkeling.

Nog voorbeelde is die oorgang van reptiele na soogdier-agtige reptiele en van daar na soogdiere. Nog ’n voorbeeld is die oorgang van dinosouriërs na voëls.

LUCY EN DIE BABA

Daar is honderde fossiele in ons eie land en in Oos-Afrika wat die evolusie van die mens uitspel. As ’n mens een moet kies, ’n bloeisel in ons stamboomtak, is dit gewis Lucy. Lucy is die Australopithecus afarensis van 3,2 miljoen jaar oud wat in 1974 in Hadar, Ethiopië, gevind is. Sy was die een wat regop geloop het.

In 2006 is ’n driejarige kind-fossiel van dieselfde spesie ontdek wat 150 000 jaar ouer as Lucy is. Die knieskywe en tongbeen het bewaar gebly, en dit is werklik uitsonderlik. Hulle het op twee bene geloop, maar kon ook nog in bome oorleef. Die oorbene stem ook ooreen met Australopithecus africanus, waarvan Suid-Afrika baie fossiele het. Die skedel toon dat die groeitempo van die brein meer met dié van mense as met dié van primate ooreenstem.

Lucy en die baba toon ’n mengsel van kenmerke (mosaïek-evolusie) wat tipies is omdat ’n organisme nie op alle vlakke gelyk ontwikkel nie.

Die hominied het stelselmatig Homo sapiens geword.

ANTIBIOTIKA

Duisende mense sterf jaarliks omdat bakterieë weens evolusionêre seleksiedruk weerstandig teen antibiotika geraak het.

Wanneer baie bakterieë aan antibiotika blootgestel word, oorleef net ’n paar gemuteerde selle. Maar dié vermenigvuldig, en so ’n mutasie kan voordeel trek uit die seleksiedruk wat deur die medikasie toegepas word.

Buiten die vermenigvuldiging en aanpasbaarheid is die bakterieë tot horisontale geen-oordrag in staat.

Die muteerbaarheid van bakterieë veroorsaak ook dat gene middelweerstandig raak. Die evolusie van die beweegbare genetiese elemente is die sleutel-kenmerk in die wydverspreide voorkoms van gene wat weerstandig teen antibiotika is. Dit word natuurlik vererger deur die misbruik van antibiotika. Sommige bakterieë neem ander DNS op uit die omgewing, waaronder weerstandige gene, en sluit dit in hul genome in.

NEDERIG

Sowat 530 miljoen jaar gelede, met die Kambriese ontploffing, het die biodiversiteit van lewe op die Aarde letterlik soos spriete opgespring, al was die eenvoudigste vorme van lewe al teen 3,4 miljard jaar gelede teenwoordig. Sowat 251 miljoen jaar gelede het die moeder van alle uitwissings 90% van alle lewe op die Aarde laat uitsterf. Dit het weer 65 miljoen jaar gelede gebeur toe 70% van die lewe uitgesterf het.

Lewe het weer herrys en ontwikkel – dié keer sonder die mens. Reeds vyf sulke massa-uitwissings het evolusie op ’n baie bepaalde pad geneem.

Elke keer het dit ’n bepaalde groep die kans gegee om dominant te word. Met die laaste uitwissing het die soogdier na vore getree – en uiteindelik was ons, die mens, hier. Die eerste moderne mens is egter ’n skamele 200 000 jaar op Aarde. Met landbou het ons maar 10 000 jaar gelede begin. Dalk moet ons weer nederig raak en dink oor die rykheid van die lewe voor ons, en die bewaring van die lewe ná ons.

Of wat gaan ons nóg uitwis?

“Man in his arrogance thinks himself a great work worthy the interposition of a deity. More humble and I believe truer to consider him created from animals.” – Charles Darwin

  Bronne: Die Burger, Nature, The Lancet, Science, www.darwin200.org

DIE VYFTIEN JUWELE VAN EVOLUSIE

  Landlewende voorsate van walvisse

 Van water na die land

 Die oorsprong van vere

 Die evolusionêre geskiedenis van tande

 Die oorsprong van die gewerwelde skelet

 Natuurlike seleksie in spesiasie

 Natuurlike seleksie in akkedisse

 Ko-evolusie

 Differensiële verspreiding van wilde voëls

 Selektiewe oorlewing in wilde guppies

 Evolusionêre geskiedenis

 Darwin se Galapagos-vinke

 Mikro-evolusie ontmoet makro-evolusie

 Gifweerstandigheid in slange

 Variasie versus stabiliteit

Meer inligting:

www.nature.com/evolutiongems