Dan toch niet nutteloos?

In het beeld hierboven rechts zie je waar precies “hij” zich ergens in ons spijsverteringskanaal bevindt. En links daarvan in het rode kadertje zie je “hem” uitvergroot: onze appendix, het 10 à 15cm lang wormvormig aanhangsel waar onze dunne darm overgaat in de blinde darm.
Ik heb hem nog, maar ik ken veel mensen die hem kwijt zijn: chirurgisch verwijderd na een blindedarmontsteking.

Lange tijd werd gedacht dat het kwijtspelen van de appendix geen drama was.
Dat aanhangsel was een overblijfsel ten gevolge van de verandering in de eetgewoonten van onze evolutionaire voorlopers.
Door een overschakeling van puur plantaardig, bladerrijk en moeilijk verteerbaar voedsel naar een gemakkelijker verteerbaar fruitrijker dieet, volstond een minder lang darmstelsel. Bij het inkrimpen bleef de appendix als functieloos darmplooitje over.

Maar langzamerhand begon men te twijfelen aan deze theorie die ook gesteund werd door Charles Darwin, de Godfather van de evolutionisten.
Onderzoekers ontdekten dat in de appendix lymfeweefsel aanwezig is dat de groei van nuttige darmbacteriën stimuleert.
Daarenboven kwam men er achter dat een appendix niet alleen bij de mens en de mensapen voorkomt, maar dat gelijkaardige aanhangsels in het darmstelsel op gelijkaardige posities bij veel zoogdiersoorten aanwezig is. Ook bij soorten zoals de koala die zich bijna uitsluitend met (eucalyptus)bladeren voeden.
De dieettheorie met de appendix als overblijfsel na het inkrimpen van het darmstelsel kwam dus op de helling te staan.

Recent hebben Heather F. Smith, een evolutiebiologe aan de Midwestern University  en William Parker, een chirurg van Duke University Medical Center die het immuunsysteem bestudeert, het ontbreken van de link tussen de evolutie in het dieet en het voorkomen van een appendix aangetoond via een vergelijkende studie van 50 zoogdiersoorten die een appendix hebben.
Ze zijn er van overtuigd dat de appendix dienst doet als een soort opslagplaats voor nuttige darmbacteriën en dus een belangrijke rol speelt in het immuunsysteem.

Zo zie je maar weer: in ons kennisarsenaal is niets absoluut zeker.
En als die onderzoekers gelijk hebben ben ik blij dat ik dat darmwormpje nog niet kwijt ben…

Over snot- en andere neuzen

Wetenschappers willen alles doorgronden.
Een voorbeeld van een vraag die sommigen onder hen bezighoudt: wat is het verband tussen de vorm van de neus en zijn functie.
En neuzen zijn er, zoals andere lichaamsdelen in allerlei formaten: kloefen, petieterkes, wipnneuzen, mopskes,… en gewone snotneuzen. Wie dagelijks in de spiegel kijkt weet tot welke categorie zijn exemplaar behoort.

Maar de Duitse onderzoekers onder leiding van Marlijn Noback van de Eberhard Karls Universität in Tübingen, hadden het eigenlijk niet over de uiterlijke vorm van de neus. De het ging hen om de bouw van de neusholte.

Ze deden metingen aan 100 schedels van 10 groepen mensen afkomstig uit 5 verschillende klimaatzones.
En wat ze vonden past mooi in Darwin’s “survival of the fittest”-theorie.
Mensen uit koude, droge streken, hebben langere, hogere en smallere neusholtes dan mensen die in warme en vochtige streken leven.
De hoge, smalle holte zorgt ervoor dat de ingeademde lucht langer contact maakt met het neusslijmvlies. De lucht is dan goed opgewarmd en bevochtigd vóór hij in de longen terecht komt. De microscopisch kleine haartjes, die de wanden van de lange, hoge holte bedekken houden zo ook beter stofdeeltjes en ziekteverwekkers tegen.
Dit kan ook verklaren waarom mensen uit warme en vochtige streken, die naar het noorden trekken, sneller te maken krijgen met verkoudheden: hun neusholte is niet aangepast aan de omstandigheden.

“Hoe zit het met mijn neusholte?” zal je je misschien afvragen.
Je kan dat moeilijk zomaar zien.
Maar er bestaat toch een soort “neusregeltje” dat een verband legt tussen de uitwendige bouw van je neus en de vorm van je neusholte: een lange, smalle neusholte is niet aan kleine mopsneusjes besteed. Daarvoor is meestal een relatief smal en groot exemplaar nodig. Een “smalle kloef” dus.

Kijk nu maar eens opnieuw in de spiegel.
Schrik niet, maar hou rekening met wat je ziet als je naar Alaska cruiset …

Rimpelvingers hielden ons op de been

We kennen dit allemaal: als we te lang met onze handen in water gezeten hebben gaat onze vingerhuid rimpelen:

Ik heb dit verschijnsel indertijd aan mijn leerlingen uitgelegd als een voorbeeld van osmose: water dat onze huidcellen binnendringt ten gevolge van het concentratieverschil van opgeloste stoffen aan weerszijden van de celwand. Waar het water binnen kan, zwelt de huid op en ontstaan er “bobbeltjes”. En hoe langer je de eeltige vingerhuid “weekt”, op hoe meer plaatsen dit osmoseproces kan gebeuren. Op den duur zien je vingers er wel heel ferm gerimpeld uit.
Goed, die uitleg is solide en blijft geldig.
Maar er blijkt toch meer “aan de hand” te zijn.

Volgens een groep Amerikaanse wetenschappers onder leiding van Mark Changizi
is het vermogen om de vingers te laten rimpelen voor onze primitieve voorouders een belangrijk evolutionair voordeel geweest.
De patronen van gerimpelde vingers werken in natte omstandigheden als afvoerkanalen voor water, zodat de grip op natte voorwerpen verbetert.
In het artikel dat vorige week in Brain, Behavior and Evolution werd gepubliceerd, vergelijkt Changizi de rimpelpatronen met de insnijdingen op regenbanden van auto’s.
Ook daar is het afvoeren van overtollig water voor een betere grip de bedoeling.

Zo zie je maar: onze primitieve voorouders hadden nog wel geen regenbanden, maar blijkbaar wel al… regenhanden.
Ik blijf het vaststellen: er is eigenlijk niets nieuws onder de zon...

De boom des levens

Beeld afkomstig van het Hillis/Bull lab - University of Texas Austin.

De evolutiebiologen David M. Hillis, Derrick Zwickl, en Robin Gutell van de University of Texas, hebben een fantastische levensboom opgesteld die het evolutionair verband tussen 3000 levenssoorten op aarde weergeeft.
Deze 3000 soorten behoren tot de 6 grote rijken die samen alle leven op onze aarde vertegenwoordigen:

• de archaea (oerbacteriën)
• de bacteriën
• de protisten: eencelligen met celkern
• de planten
• de dieren
• de schimmels

De onderzoekers zijn in staat geweest om aan te tonen hoe deze soorten via evolutie met elkaar verwant zijn, op basis van vergelijkend onderzoek van een stukje van rRNA.
rRNA is zogenaamd ribosomaal RNA, een nucleïnezuur dat in cellen een rol speelt in de synthese van eiwitten, een proces dat zich in alle cellen van alle levende wezens afspeelt.
De keuze van de onderzochte soorten is gemaakt op basis van hun biologisch belang en hun kwantitatief voorkomen.
Bedenk dat het in kaart brengen van die verwantschappen nog maar over een zeer klein deeltje gaat van alle levenssoorten op aarde: 3000 soorten van de geschatte 9.000.000 levenssoorten is nog maar 0,033%!
Maar de mens (homo sapiens) staat er wel bij!

Als je op bovenstaand beeld klikt kom je bij een pdf-bestand terecht.
En kan je naar hartenlust uitvergroten (hou de Ctrl-toets ingedrukt en draai aan het muiswiel).
Links bovenaan zal je dan jezelf terugvinden.

 
Je zal verstomd staan hoe dicht we evolutionair verwant we zijn met de rattus norvegicus (bruine rat) en de mus misculus (huismuis)!
De Latijnse namen van de soorten moeten je niet afschrikken om die uitgebreide grafiek eens wat grondiger uit te pluizen: Wikipedia en/of Google helpen je vlug aan de Nederlandse naam.

Ik wens je een boeiende ontdekkingstocht.
En: maak er werk van, want morgen is er weer voetbal en de vuvuzela…

Wie heeft er suikers in de oersoep gedaan?

Jullie weten dat DNA en RNA dé moleculen zijn waar het in levende wezens om draait.
Die moleculen bevatten een code (die men genen noemt) waarin alle informatie zit die cellen nodig hebben om andere essentiële moleculen zoals enzymen, structuureiwitten, hormonen,… op de juiste wijze te laten aanmaken.
Zonder die merkwaardige code is geen aards leven mogelijk.

Maar DNA en RNA zijn zelf zeer ingewikkeld gebouwde moleculen.
Sinds 1953 weten we hoe b.v. de structuur van DNA in mekaar zit.
James Watson en Francis Crick publiceerden toen in Nature hun ophefmakend artikel dat aantoonde dat DNA uit een dubbele spiraal bestond:


De spiralen zelf waren uit een vast patroon opgebouwd: steeds opeenvolgend een fosfaatgroep (P) en een suikergroep (S):

 
Maar je ziet meteen dat die suikermolecule zelf al een heel ingewikkelde structuur vertoont.
Biochemisten over heel de wereld pijnigen dan ook al jarenlang hun hersenen om een verklaring te geven hoe zulke ingewikkelde moleculen zouden kunnen ontstaan door reacties tussen de eenvoudige bestanddelen die in de “oersoep” van primitieve oceanen en in de primitieve atmosfeer voorkwamen. Veel meer dan ammoniak (NH₃), methaan (CH₄), waterdamp (H₂O) en waterstof (H₂) was dit niet.
Hoe kon desoxyribose (C₅H₁₄O₄) daaruit ontstaan?
Reeds in de 19de eeuw toonde de Russische scheikundige Aleksander Butlerow aan dat suikers kunnen ontstaan uit kleine moleculen zoals formaldehyde(HCOH) via de zogenaamde formose-reactie
En formaldehyde kan, als vrij eenvoudige verbinding wel uit de oersoep ingrediënten gemaakt worden.
Mooi.
Maar bij het uitvoeren van die formosereactie vond men wel allerlei suikers, maar nooit, of in te kleine hoeveelheden, de gewenste suikers zoals desoxyribose!
De biochemisten en de adepten van de oersoeptheorie zaten met de handen in het haar.

Maar eureka!
In Science van 19 februari jl. publiceerden chemisten van de North Western University in Evanston USA een artikel waarin ze aantonen dat silicaationen een belangrijke rol spelen om via de formosereactie toch die ingewikkelde suikers te laten ontstaan.Silicaten spelen hier blijkbaar de rol van katalysator bij de synthese van die complexe verbindingen.
En aan silicaten geen gebrek in de oersoepomgeving: de meeste mineralen op aarde bevatten silicaten. Ook klei bevat een hoog percentage aan aluminiumsilicaat. Klei kan dus een belangrijke rol gepeeld hebben bij het ontstaan en het stabiliseren van de gewenste suikers in de oersoep.
Alles was dus voorhanden om de suikers te vormen die nodig zijn om op lange termijn DNA en RNA te doen ontstaan. En bijgevolg op nog langere termijn ook leven zoals we het op aarde kennen.

Er is indertijd dus wel degelijk suiker in de oersoep gedaan.
Dat weten we nu zeker.
Als we maar weer niet gaan denken dat we nu alles weten…

De tijden veranderen…

Foto via:http://blog.stuttgarter-zeitung.de/wp-content/evolution.jpg
      

Of Darwin dat voorzien had en of hier ook de survival of the fittest geldt?
Misschien dat we toch maar best naar iets tussenin streven…

Ken je de Gömböc?

Je kent zonder twijfel wel die poppetjes die zich altijd van zelf oprichten als je ze neer legt.
Mijn moederke had zout- en pepervaatjes die ook altijd recht kwamen als je ze probeerde om te duwen. Ik kon daar uren mee spelen.

Eeeeek, een spin!

Bij het zien van zo’n beestje in de badkuip bijvoorbeeld, zal menig vrouwspersoon de geluidsnorm wel eventjes overschrijden.
Sommige mannen misschien ook.
Ik niet. Ik vang ze met de blote hand.
Mia schreeuwt daar ook niet voor.
Ze is niet zo’n giller.
En van spinnen heeft ze maar een klein beetje bang.
Zelfs meer van kleine spinnetjes dan van die grote exemplaren. Kleintjes zijn meer venijnige bijtertjes zegt ze.

Dat paniekgedrag voor spinnen lijkt anders wel een typisch vrouwelijk gedragspatroon te zijn.
Een studie van David Rakison, een ontwikkelingspsycholoog van de Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania, stelt dat vrouwen genetisch voorbestemd zijn om schrikreacties te vertonen bij het zien van “gevaarlijke dieren”.
Hij stelde vast dat meisjes-baby’s al van 11 maanden oud, beelden van spinnen associëren met angstreacties.
Jongetjes van die leeftijd blijven onbewogen bij de spinnenbeeldjes.
Rakinson verklaart het verschil in gedrag als een overblijfsel van het oerpatroon van jager (man) – verzamelaar (vrouw).
Aangeboren schrik voor spinnen kan vrouwen geholpen helpen bij het vermijden van gevaarlijke dieren. Bij mannen kan het risico durven nemen evolutionair juist een voordeel geweest zijn om succes te hebben bij het jagen.


Als ik het goed begrijp zit ik dan eigenlijk met een aangeboren jagerke in huis. Een beetje afwijkend van het normale oer-vrouwspatroon.
Maar zo erg vind ik dat nu ook weer niet.
Een lief jagerke is beter dan een triestig verzamelaarke.

Het verdwijnen van de Neanderthalers

Over het uitsterven van de Neanderthalers zijn er al meerdere theorieën ontwikkeld.
In het augustusnummer van Scientific American geeft Kate Wong haar visie op het verdwijnen van deze mensensoort, die wel niet onze directe voorouders zijn, maar die het als soort toch 120.000 jaar lang hebben volgehouden op aarde!

Scientific American heeft naar aanleiding van dat artikel een video samengesteld die de mogelijke oorzaken van het verdwijnen op een rijtje zet.
Een zeer interessant document vind ik.

Klik op het beeld om de film te starten.
De reclame bij het begin moet je er wel bij nemen…

Het wordt stilaan tijd voor de Beagle

In mijn bericht van 12 februari dit jaar liet ik al weten dat de VPRO een uniek initiatief opstart in het kader van het Darwinjaar.
De VPRO organiseert een reconstructie van de zeereis die Darwin van 1831 tot 1836 met de HMS Beagle maakte naar de Galapagoseilanden.

Het moment van de afvaart komt nu echt dichtbij.
Op 28 augustus (overmorgen) vertrekt vanuit Oostende de clipper Stad Amsterdam die de reis van Darwin overdoet.

Het schip vaart dan naar Amsterdam, waar het op 1 september vertrekt naar Plymouth.
In deze Engelse havenstad, waar in 1831 ook Darwin van wal stak, start diezelfde dag nog de grote reis.

De reportage van die wetenschappelijke onderneming zal in 35 afleveringen op radio en TV worden uitgezonden.
Ook op Canvas.
Naar aanleiding van die televisieserie opent Canvas zelf ook een interactieve website (die nu nog niet actief is).

Midas Dekkers heeft zijn deelname als commentator bij het reisgebeuren afgezegd. Spijtig.
Maar hij is vervangen door Dirk Draulans en die kan er ook wat van, zoals ik hier al ooit liet horen.
De aparte Beagle 2009-blog waar de reis dag na dag zal kunnen gevolgd worden, draait intussen al op volle toeren.
En als je op die site eventjes alle open vensters dicht klikt, krijg je een mooi kaartoverzicht van hoe de reisweg loopt.

Wie het allemaal nog heter van de naald wil volgen (zoals ik), kan op elk moment de deelnemers volgen op Twitter.
Niet minder dan 16 bemanningsleden twitteren er nu al lustig op los.

Deze reconstructie wordt inderdaad een echt mediagebeuren.
Ik geef jullie hieronder een overzicht van alles wat er te doen is:

TV

• de Beagle tv-serie start zondagavond 13 september op Nederland 2
• Beagle-specials in diverse Teleac programma's waaronder SchoolTV en Nieuws uit de Natuur
• Canvas zendt de Beagle tv-serie uit, op woensdagavonden vanaf 16 september

Internet

• volg de Beagle 24 uur per dag op http://beagle.vpro.nl
• op VPRO's Noorderlicht in samenwerking met Wetenschap24: wekelijks verdiepende wetenschappelijke artikelen over wetenschap op het Beagle-schip
• op de Geschiedenissite van de VPRO kan je wekelijks historische achtergrondartikelen lezen en audio/video beluisteren en bekijken rond de plaats waar de Beagle zich dan bevindt.
• VPRO Beagle is ook aanwezig op Twitter, Hyves, Facebook, Delicious en Flickr

Brochure

• een schitterende brochure over de Beagle reis met de clipper Stad Amsterdam, kan je vinden op deze site.
  

Kaart van de reis

• ik heb in Google Maps de reisweg van de Beagle - Stad Amsterdam eens uitgezet.
  Als je op de kaart klikt verhuis je naar een in alle richtingen scrollbare en zoombare kaart.
  Zo kan je alle aanlegplaatsen tot in de kleinste details verkennen.
  

Amaai, wie dan nog niet weet hoe het met Darwin, zijn evolutietheorie en zijn wereldreis in mekaar zat…
Als we er maar geen indigestie van krijgen…

We komen uit de ruimte (misschien)

Ik herinner me nog zeer goed hoe ik 45 jaar geleden, toen ik de 2de kandidatuur scheikunde volgde aan de RUG (Rijksuniversiteit Gent – nu UG – Universiteit Gent), voor het eerst hoorde over de proef van Miller.
De schitterende lesgever, prof. Hublé, vertelde ons toen over het intussen beroemd experiment dat de Amerikaanse chemicus Stanley Miller, samen met zijn collega Harold Urey, in 1953 had uitgevoerd.

Stanley en Miller stuurden elektrische ontladingen door een gasmengsel van methaan, ammoniak, waterdamp, waterstof en koolstofmonoxide.
Het gasmengsel was een model van de samenstelling van de aardse atmosfeer van de nog zeer primitieve, levenloze, jonge aarde.
De elektrische ontladingen stonden model voor de bliksemontladingen die zich binnen die primitieve aardatmosfeer konden voordoen.
Als het experiment een paar weken draaide, vonden Miller en Urey dat er in het experimenteervat spontaan aminozuren ontstonden.
Aminozuren zijn bouwstenen van eiwitten.
En eiwitten zijn bouwstenen van levende materie.
Het Miller-Urey-experiment leverde bijgevolg een bruikbaar model voor het ontstaan van het leven op onze aarde.
Prof. Hublé had bij mij, met dit boeiend en wonderlijk verhaal, meteen Adam en Eva naar de sprookjeswereld verbannen.

Maar het model van Miller en Urey over het ontstaan van leven op aarde bleef niet het enige.
In 1970 kwam Fred Hoyle, een bekend astronoom én science-fiction schrijver, met het toen spectaculaire idee dat leven op aarde was terecht gekomen vanuit de ruimte.
Meteorieten en delen van kometen die sporen van leven en/of van levensbelangrijke moleculen bevatten, hadden de aarde gebombardeerd en zo leven op aarde gebracht of doen ontstaan.

En inderdaad. Al van in de jaren 70 werden er op meteorieten, die van uit de ruimte op aarde neerkwamen, aminozuren gevonden.
Het Miller-Urey-model waarmee prof. Hublé mij indertijd zo had verbaasd en enthousiast gemaakt, werd langzamerhand naar de prullenmand verzonden. Leven was blijkbaar op aarde ontstaan door impact van meteorieten, beladen met aminozuren.
En in de jaren 90 vonden astronomen, door spectroscopisch onderzoek van de straling in de ruimte, sporen van meer dan 100 organische molecuulsoorten. Belangrijke biochemische bouwstenen zoals suikers en alcoholen, bleken dus in de interstellaire ruimte voor te komen. En ook het aminozuur glycine werd ontdekt, maar aan dat laatste bleven er twijfels kleven.


In 1999 lanceerde NASA zijn Stardust-missie.
Doel van het ruimtetuig was de komeet Wild 2 op 390 miljoen km van onze aarde.
Vijf jaar later, op 2 januari 2004, kwam het Stardust-ruimtetuig bij de komeet aan.
En in 2006 was Stardust terug op aarde, zijn filters rijkelijk beladen met minuscule stofdeeltjes van de komeet. Een ongelooflijke technologische prestatie alles bijeen.
Het opvallend verschil in reistijd heen en terug is ruimte-technisch te verklaren. Maar daar heb ik het nu niet over.

Vanaf 2006 begon het minutieuze onderzoek van het meegebrachte komeetmateriaal.
In 2008 werd de ontdekking gemeld van meerdere aminozuren in de meegebrachte stalen.
Maar er moest nog zekerheid verkregen worden over de oorsprong: kwamen die aminozuren werkelijk van de komeet, of waren ze afkomstig van aardse contaminatie op het ruimtetuig.

Een week geleden, op 17 augustus, meldde NASA dat ze met een zeer grote zekerheid de aanwezigheid van de belangrijke levensbouwsteen, het aminozuur glycine, hadden vastgesteld in materiaal van de komeet Wild 2.
De hoeveelheid glycine die ze daarvoor onderzochten bedroeg slechts 0,00000001 gram!

Stardust vloog alleen maar door de staart van de komeet.
Het Europese ruimtetuig Rosetta dat in 2004 gelanceerd werd naar de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko op 800 miljoen km van de aarde, zal in 2014, dus na een 10 jaar lange vlucht, op de kern van de komeet landen en er materiaal verzamelen.
Het valt af te wachten of er ook in de kern van een komeet levensbouwstenen zullen gevonden worden.
Maar dat lijkt zeer waarschijnlijk.

Van het verhaal van Adam en Eva heb ik nooit veel geloofd.
En dat we niet uit de kolen kwamen weet ik ook al lang.
Maar dat onze oorsprong eigenlijk zowat overal in de ruimte kan liggen, geeft mij een tevreden gevoel. Want in die kometen en op die meteorieten zullen er wel voortdurend Miller-Urey-achtige gebeurtenissen aan de gang zijn die voor het ontstaan van aminozuren zorgen.
Die goede oude prof. Hublé heeft ons dan uiteindelijk toch geen verhaaltje op de mouw gespeld.

Lamarck zal weer een beetje meer lachen

Ik heb het indertijd bij mijn leerlingen met alle middelen proberen in te pompen: overerving van verworven eigenschappen is larie en apenkool.
Een smid die dagelijks hamert op zijn aambeeld en daardoor dikke spieren ontwikkelt, krijgt geen kinderen die met dikke spieren geboren worden. Giraffen hebben geen lange nek omdat hun voorouders zich steeds moesten rekken om van de weinige blaadjes aan de hoge bomen te kunnen smullen.
Neen. Giraffen hebben lange nekken omdat dit een zoogdierensoort is die met zijn lange nek nog kan overleven in gebieden waar het voedsel hoog aan de bomen te verkrijgen is.
”Survival of the fittest” is de drijfveer van de evolutie. Zoals Darwin zei.
Overerving van verworven eigenschappen is een verkeerd idee van Lamarck.
Wie dat indertijd niet door had, kon zich bij Tavernier aan een buis verwachten.

Maar.
Al in mijn blogbericht van 5 februari 2009 liet ik al horen dat Lamarck in sommige gevallen ook wel eens gelijk kon hebben.
En nu zijn er weer berichten over situaties waarbij verworven kenmerken worden doorgegeven aan het nageslacht.

Dit keer gaat het om een vaststelling bij de bijtjes.
Bijen uit onze contreien kunnen, als ze in hun doen en laten gestoord worden, agressief worden.
Wie dan in de buurt is, kan daar de gevolgen van dragen.
Professor Gene Robinson, een bekend bijendeskundige van de University of Illinois, heeft dit gedrag grondig bestudeerd.
Hij heeft vastgesteld dat bij agressieve Europese honingbijen bepaalde genen worden ingeschakeld, die anders inactief blijven.
In de genen van de Europese honingbijen is er dus een soort agressieschakelaartje ingebouwd, dat volgens de omstandigheden aan- en uitgezet wordt.
En nu komt het.
De Afrikaanse honingbij is uit de Europese honingbij geëvolueerd.
Maar de Afrikaanse is altijd agressief. De Afrikaanse honingbij staat dan ook bekend als de “killer bij”.


Het doet zich dus voor alsof de omgevingsfactor die bij de Europese bijen agressiviteit uitlokt, zich bij de Afrikaanse honingbij door overerving heeft vastgezet in de genen.
De verworven eigenschap is overgegaan.
De studie die dit uit de doeken doet is eergisteren gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

Zien jullie dat ook? Lamarck glimlacht weer een beetje meer op het beeld hierboven.

Malaria in ‘t Graf en elders

Ik herinner het mij nog alsof het gisteren was.
Mijn oud-collega’s wetenschappen in het H. Graf te Bilzen (dag Piet, dag Jan) hadden begin van de jaren 80 de gewoonte om hun laatstejaars in de ASO-richtingen, een eindwerk te laten maken over een wetenschappelijk onderwerp naar keuze.
Dit was een uitvloeisel van de zogenaamde maturiteitsproef die intussen was afgevoerd.
Naast het maken van een schriftelijke neerslag, moesten de leerlingen wat ze bij elkaar geschreven hadden, ook mondeling komen verdedigen.
Als nieuwkomer in de school mocht ik toch in de jury zetelen die de eindwerken en de verdediging moest beoordelen.
De kwaliteit van die werkjes lag over het algemeen behoorlijk hoog.
Maar één werk stak er met kop en schouders bovenuit en heeft toen een diepe indruk op mij gemaakt.
Eén van de meisjes had namelijk een verhandeling gemaakt over malaria. Geen verzameling fotokopies, snel van internet geplukt. Want dat kon toen nog niet.
Neen, ze had een echt grondige en goed gedocumenteerde studie geschreven over de ziekte. Een licentiaatsverhandeling (mastersverhandeling) waardig. Ik overdrijf niet. Dit was echt klasse.
Niet te verwonderen dat die juffrouw nadien op haar één been door het universitair onderwijs gevlogen is. Ze werkt nu, in opvolging van haar vader, als een gewaardeerd arts in de omgeving van Bilzen

Dit verhaal, die herinnering aan meer dan 25 jaar geleden, spookte mij onmiddellijk door het hoofd toen ik gisteren in de Scientific American iets over malaria las.
Malaria blijft nog altijd een moordende ziekte, waaraan jaarlijks meer dan een miljoen mensen sterven. Vooral in de ontwikkelingslanden natuurlijk. Met Afrika aan de top.
Het blijft daardoor één van de meest verwoestende ziektes.
Ik heb indertijd wel van onze oud-leerlinge gehoord dat malaria overgebracht wordt door de malariamug. Hoe die mug door een beet een parasiet in het bloed van het slachtoffer brengt. En welke levenscyclus die parasiet dan in het geïnfecteerde menselijk lichaam doorloopt.

Klik op het beeld voor een grotere weergave.

Maar wat men toen nog niet wist: hoe kwam malaria ooit bij de mens terecht?
M.a.w. van waar kwamen de eerste parasieten die naar de mens overgebracht werden.
Zeer recent is daar meer klaarheid in gebracht.
Op 3 augustus jl. werd in de Proceedings of the National Academy of Sciences een studie gepubliceerd die, op basis van genetisch onderzoek, aantoont dat de malariaparasieten naar de mens zijn overgebracht vanuit de chimpansee.


Volgens Nathan Wolfe en Stephen Rich, co-auteurs van het artikel,
is de overdracht zo’n 10.000 jaar geleden gebeurd.
Dus: een malariamug zoog toen bloed bij een besmette chimpansee en nadien ging ze bloed zuigen bij een mens. Daardoor besmette ze die mens met de parasiet en was de menselijke infectieketen gestart.
Volgens de studie werd de mens toen geïnfecteerd met een variant van de parasiet die in de mens malaria veroorzaakt.
Uit die variant (Plasmodium reichenowi), die nog altijd bij de chimpansee voorkomt maar hem nauwelijks ziek maakt, is dan de voor de mens schadelijke parasiet geëvolueerd (Plasmodium falciparum).

Dat de chimpansee aan de bron ligt van menselijke malaria, is hot news in wetenschapsland.
Alle wetenschappelijke tijdschriften hebben het op hun voorpagina:
Science, Nature, National Geographic enz.
En ook Mijmeringen natuurlijk.
Het is dan ook geen kleinigheid, gezien de grote verspreiding van de ziekte en het grote aantal slachtoffers ieder jaar.
Nu men weet dat de malariavariant die in de chimpansee huist, als het ware de stamvader is van de menselijke malariaparasiet, denkt men aan een vaccin op basis van die chimpansee-parasiet.
Zo’n beetje zoals de het koepokvaccin waarmee we in onze jeugd werden ingeënt, ons beschermt tegen de pokken.
Er is dus veel hoop dat de malariaplaag nu efficiënt zal kunnen aangepakt worden.

Je ziet dus maar. Die lieve kleine chimpkes. Het venijn zat in hun staartje. En elders.

Lachen ín en mét de wetenschap

Misschien weten jullie wel dat er jaarlijks, naast de echte ernstige Nobelprijzen, ook Ig-Nobelprijzen worden uitgereikt.
De Ig-Nobelprijzen lauweren wetenschappers die een ludieke ontdekking hebben gedaan of die voor een ludiek verschijnsel een een goede verklaring kunnen geven.
En de Ig-prijzen steken de echte Nobelprijzen de loef af, want ze worden een week eerder uitgereikt.

Ig staat voor ignobel
Lees dit maar als een woordgrapje: “Ig Nobel”. Onwaardig dus.
Dit is een knipoog naar sommige “serieuze geleerden” die dit “randonderzoek” wellicht ongepast vinden voor een wetenschapper .
Maar eigenlijk is het werk dat met zo’n Ig-Nobelprijs wordt beloond evengoed echte wetenschap. Want hoewel men er eerst moet mee lachen, zet het daarna toch aan het denken.
De lijst met de winnaars van de Ig-Nobelprijzen kan je o.a. vinden op de site het tijdschrift Improbable Research dat het initiatief met overtuiging steunt.

Sinds de eerste uitreiking in 1995 zijn al de gekste dingen beloond.
Een voorbeeld misschien dat je meteen zelf kan uittesten.
Als je een spaghettistokje langzaam breekt, dan krijg je meestal geen 2 stukjes, maar 3 of 4!



En geloof het of niet, maar de Franse natuurkundigen Basile Audoly en Sébastien Neukirch, van het Laboratoire de Modulisation en Mécanique te Parijs, hebben dat grondig bestudeerd en er een verklaring voor kunnen geven. In 2006 leverde dat hun een Ig-Nobelprijs op.
Ze hebben er zelfs een aparte website rond opgezet.

De aanleiding waarom ik het hier vandaag over die Ig-prijzen heb, is het interview dat ik gisterenvoormiddag zag in het onvolprezen VPRO-programma “Boeken”.
Presentator Wim Brands interviewde er bioloog Kees Moeliker over zijn boek “De eendenman”


Moeliker is conservator van het Natuurhistorisch Museum te Rotterdam. Hij beschrijft in zijn boek allerlei rare verschijnselen en gedragingen in de dierenwereld, vooral bij vogels.
Kees Moeliker heeft zelf in 2003 de Ig-Nobelprijs gewonnen voor zijn beschrijving van het gedrag van homoseksuele necrofilie bij de wilde eend…
Dat Moeliker zelf ook een beetje een rare vogel is, blijkt uit zijn, overigens zeer lezenswaardige, blog.

Uit het interview op de VPRO heb ik geleerd dat niets menselijks de dierenwereld vreemd is. En omgekeerd.
De moeite waard om dat boek eens grondig te gaan lezen.
Mijn exemplaar is al besteld.

Kwestie van het hoofd koel te houden

Al zou je er soms aan twijfelen: mensen hebben de best ontwikkelde hersenen van alle levende wezens op aarde.
Mensen hebben in elk geval het grootste hersenvolume. Ze hebben dus principieel de meeste kans om hersenen te gebruiken.

Zo’n 2,5 miljoen jaar geleden is onze herseninhoud toegenomen van 600 ml tot ongeveer één liter.
In die periode waren de Homo Habilis en de Homo Erectus de mensensoorten die de aarde bevolkten.

Voor evolutionisten is het altijd een probleem geweest om te achterhalen hoe ons brein zo is kunnen groeien.
Het is immers zó dat onze hersenen, zelfs in rusttoestand, gonzen van de activiteit. Ze produceren daarbij heel wat warmte.
Om goed te kunnen werken, moet er dus ook een behoorlijke koeling kunnen gebeuren.
Axel Kleidon van het Max Planck Instituut voor Biogeochemie in Jena, Duitsland, heeft in het tijdschrift Climatic Change een studie gepubliceerd waarin hij aantoont, dat zelfs in onze tijd, bewoners in tropische streken het moeilijk hebben om de warmte geproduceerd door de hersenactiviteit, weg te werken.
Laat staan dat de primitieve aardbewoners van 2,5 miljoen jaar geleden, zonder airco, zonneschermen, koele huizen,… daar wel zouden in geslaagd zijn. Zeker als je weet dat de aardtemperatuur toen hoger was dan nu!

Hoe konden onze hersenen dan 2,5 miljoen jaar geleden toch bijna verdubbelen? Meer hersenen betekent immers meer warmte produceren en dus meer koeling nodig.
Biologen David Schwartzman en George Middendorf van de Howard University in Washington DC menen het antwoord gevonden te hebben.
Ze publiceerden in hetzelfde nummer van Climatic Change een artikel waarin ze berekenen dat de Homo Habilis met zijn kleinere herseninhoud, zijn grijze materie nog soepel aan het werk kon houden bij de toen heersende temperaturen. Maar de Homo Erectus, met zijn grotere hersenmassa, had een daling van de luchttemperatuur van 1,5°C nodig om oververhitting van zijn "bovenkamer" te voorkomen.
En wat blijkt nu volgens Schwartzman en Middendorf? Voor die noodzakelijke daling heeft de Pleistocene of Kwartaire IJstijd gezorgd! Die begon inderdaad zo’n 2,5 miljoen jaar geleden en hij duurt nog altijd voort.

Zonder die temperatuurdaling liepen we hier niet. Of tenminste niet met een even gevulde hersenpan. Daar zou de “survival of the fittest” wel voor gezorgd hebben.

Zie jij ook het probleem, nu de opwarming van de aarde blijkbaar onontkoombaar is? En volgens alle tekenen de Kwartaire IJstijd stilaan op zijn laatste benen loopt ?
Het zal niet simpel zijn om ons grote hoofd koel te houden.
Zelfs niet als we weinig mijmeren.

Over witte auto’s en zwarte negers

Gisterenmorgen iets na halfacht was er op Radio2-Limburg een schitterend sappig interview met een pechverhelper van de VAB.
Het ging over de gevolgen van de hoge zomerse temperaturen voor de auto en vooral voor hen die erin moeten als zo’n vierwieler een tijdje in de zon heeft staan bakken.
In witte of lichtgekleurde auto’s met lichtgekleurde autozetels, kan de temperatuur tot zo’n 40°C worden zei de man.
Maar in zwarte of donkergekleurde auto’s met donkere binnenbekleding kan het wel 55°C en meer worden zei hij.


Ik vroeg mij af of hij gemeten temperaturen hanteerde. En jawel hoor: op de site van de VAB vond ik die waarden terug in de resultaten van een warmtestudie.
In elk geval, de waarheid achter zijn verhaal was duidelijk: donkere oppervlakken absorberen veel stralingsenergie en warmen daardoor op. Licht gekleurde oppervlakken weerkaatsen veel stralingsenergie en warmen daardoor minder op.

Oké, maar hoe zit dat dan met de negerkes?
Waarom zijn die dan niet wit? Ze leven toch permanent bij intensere zonnestraling. En wit weerkaatst toch en maakt minder warm?
En waarom hebben ze nog uitgerekend donker haar ook?
Bleke blondjes zouden daar toch beter passen?

Hola, niet te simpel doen!
Hier is wat anders aan de hand.
Hier komt Darwin van achter het hoekje kijken: survival of the fittest!
De best aangepaste heeft de beste overlevingskansen.
En in streken met intense zonnestraling zijn de best aangepasten, die welke de hoogste concentratie aan het UV-absorberend huidpigment melanine in de cellen van hun opperhuid hebben.
En dat zijn donkerhuidige mensen.

Hierboven zie je een stukje van de structuur van eumelanine. Dit is de melaninevariant die in hoge concentraties voorkomt in de pigmentcellen (melanocyten) van de opperhuid én in het haar van donkerhuidige mensen.


Die hoge concentraties aan eumelanine zorgen voor de donkere huid- én haarkleur.
Maar belangrijker is dat eumelanine zeer sterk de ultraviolette straling uit het zonlicht absorbeert.
Daardoor kunnen de energierijke UV-stralen vrijwel niet doordringen tot de celkernen.
Ze kunnen dan ook geen wijzigingen aanbrengen in de DNA-structuur en dus ook niet leiden tot mutaties die huidkanker kunnen veroorzaken.
De natuurlijke selectie heeft er dus voor gezorgd dat donkerhuidigen en donkerharigen de beste overlevingskansen hadden in die UV-lichtrijke omgeving.
Die selectie is de goede geweest: liever iets warmer zonder kanker dan iets koeler met kanker.
Het is een vaststaat feit dat negroïde mensen veel minder huidkanker krijgen dan blanken.

Eén nadeeltje toch van dit selectiegebeuren. In onze westerse multiculturele samenleving zie je tegenwoordig veel donkerhuidigen die naar onze streken gemigreerd zijn met de hoop op betere leefomstandigheden. Maar bij ons is er wel minder zonlicht. En dat zonlicht, wordt bij de negroïde mensen die hier rondlopen, bijna volledig weggefilterd door de melanine in de huid. Zo kan er bij die mensen een tekort aan vitamine D ontstaan. Want vitamine D wordt in de huid gevormd uit cholesterol, maar alleen als er voldoende UV-licht kan doordringen.
Met de geringere zonnestraling en de sterke filtering door de donkere huid, is dit problematisch. Negers die in onze streken verblijven vertonen dan ook regelmatig een aantal ziekten als gevolg van gebrek aan vitamine D.

En blondjes (vrouw of man) worden in de hete zomerse dagen van tegenwoordig nóg blonder.
Want de UV-stralen, die door de lage melanineconcentratie bijna niet tegengehouden worden, maken de weinige melanine nog kapot ook. Daardoor wordt het blonde kopje nog bleker.
Maar ze kunnen wel het hoofd beter koel houden.
Alhoewel…

Waarom gaat een dom blondje bij gevaar in de koelkast zitten?
Zo probeert ze haar hoofd koel te houden.

Lichte dino’s?

Er zijn geen zekerheden meer.
We zijn er via de schitterende BBC-reeks Walking with dinosaurs en de spektakel-filmreeks Jarassic Park I, II, III en IV,van overtuigd geraakt dat sommige van die prehistorische dieren enorme kolossen waren.

Bron: Wikimedia

De grootste dinosauriër, de Brontosaurus (zie afbeelding) had een gemiddelde massa van 38.000kg.
Dacht men.
Maar in een zeer recent artikel in het Journal of Zoology, een tijdschrift van de Zoological Society of London, stelt Gary Packard dat dit niet klopt.
De methode die tot nu toe gehanteerd werd om de massa van die lang uitgestorven dieren te bepalen, is fout volgens de auteurs van het artikel.
Die foutieve massabepaling maakte gebruik van het model dat in 1985 voorgesteld werd om de massa te berekenen van hedendaagse kolossen zoals nijlpaarden en olifanten. Met deed dat op basis van een welbepaalde statistische verwerkingstechniek van b.v. dijbeenlengten.
De groep rond Packard stelt dat de formules voor massabepaling die met die statistische techniek werden afgeleid fout waren, omdat ze steunden op gegeven van slecht gekozen (te grote) exemplaren en op een ongeschikt statistisch model.

De nieuwe methode die Packard en medewerkers hanteren, volgt een ander statistisch model.
Wanneer de oude techniek toegepast wordt op b.v een olifant, vindt men een gemiddelde massa van 9200kg.
Het nieuwe model levert een gemiddelde van 5900kg.
En wat weegt een olifant? Ongeveer 5850kg.
Dit wijst erop dat het nieuwe model betere resultaten oplevert.

En als men nu met de nieuwe massabepaling eens gaat kijken hoeveel die grote lieve Bronstosaurus dan wel echt gewogen heeft?
18000kg i.p.v. 38000kg! Dat is meer dan 50% minder.
Maar nog niet licht natuurlijk.
Als de Packardgroep het bij het rechte eind heeft, zullen de paleontologen en de biologen hun studies over de leefwijze (de wijze van bewegen b.v) van die dieren eens kritisch moeten herbekijken. Misschien krijgen we dan wel een heel ander beeld.
En dan kom er ongetwijfeld een Jurassic Park V, VI, VII,…

Mens toch: in een klap 50% minder wegen. Ge moet maar chance hebben.

Daar is waterstofperoxide weer

Ik heb het in mijn blogje al meer dan eens over waterstofperoxide (H₂O₂) gehad.
Een stof die me al sinds mijn eerste stappen in de chemie heeft geboeid.
Eén atoompje O meer dan water (H₂O), maar een totaal ander chemisch gedrag.
Veel onstabieler en omwille van die onstabiliteit veel aggressiever. Herinner je de ontkleurende werking op haar (mèchen). Maar die agressiviteit heeft dikwijls een positief desinfecterend effect: een verdunde oplossingen van H₂O₂ ("zuurstofwater") werd vroeger (nu nog?) wel eens gebruikt voor het ontsmetten van kinderoortjes bij oorontstekingen.


En waterstofperoxide blijft het wetenschappelijk nieuws halen.
Wetenschappers van de gerenommeerde Harvard Medical School, onder leiding van prof. Timothy Mitchison hebben aangetoond dat H₂O₂ een belangrijke signaalfunctie heeft om het genezingsproces van wonden op gang te brengen.
Zeer recent (4 juni) publiceerden ze de resultaten van hun onderzoek in Nature.
Merkwaardig aan het onderzoek is dat ze het uitgevoerd hebben met zebravisjes!

Die kleine zebravisjes (3 à 4cm lang) worden tegenwoordig meer en meer gebuikt in biologische en biochemische experimenten.
De ethische bezwaren van dierenrechtenorganisaties en actiegroepen zoals b.v. Gaia bij ons, tegen het gebruik van proefdieren, zijn veel minder groot in het geval van kleine visjes dan wanneer er lieve muisjes of zachte konijntjes worden gebruikt!
De gevoeligheid op dat vlak is dus blijkbaar een kwestie van maten en gewichten…

Voor wetenschappers zijn zebravisjes geschikt als proefmateriaal omdat hun genetisch materiaal volledig bekend is. En de visjes blijken meerdere genen te hebben identiek aan menselijke genen.

Wat hebben de wetenschappers nu vastgesteld?
Wanneer ze bij een zebravisje een verwonding veroorzaakten, zagen ze in de buurt van de wonde een opmerkelijke stijging van het gehalte aan waterstofperoxide.
En die stijging van de concentratie aan waterstofperoxide in het weefsel rond de wonde, was een signaal voor witte bloedcellen om zich naar de plaats van het onheil te begeven en aan het wondherstel te beginnen.
Men wist al lang dat bij een verwonding, de concentratie aan witte bloedlichaampjes in de buurt van de wonde sterk toenam. Maar men wist niet hoe de witte bloedcellen het signaal kregen om naar de wonde te trekken en hun werk te gaan doen.

Hoe kwamen de onderzoekers te weten dat het gehalte aan waterstofperoxide steeg in de buurt van de wonde?
Daarvoor voerden ze bij het visje een knap staaltje genetische manipulatie uit.
Ze brachten bij embryocellen van het visje een gen (een stukje DNA) in. Dat gen veroorzaakt een kleurverandering in de aanwezigheid van waterstofperoxide. De zebravisjes die zich uit de genetisch gemanipuleerde embryo’s ontwikkelden droegen het gen in al hun cellen.
Aan de kleurverandering in de buurt van de wonde (zie rode kleur op de foto hieronder) wisten de onderzoekers dat de concentratie aan H₂O₂ daar steeg.

(Foto - Credit: Philipp Niethammer)

De onderzoekers wisten ook welk eiwit zorgde voor de aanmaak van waterstofperoxide. En toen ze dat eiwit blokkeerden zagen ze dat niet alleen dat er geen waterstofperoxide werd aangemaakt in de buurt van de wonde, maar ook dat er geen witte bloedcellen naar de wonde trokken om ze te genezen.
En dat was bingo! De functie van H₂O₂ als seingever was aangetoond!
Althans bij zebravisjes.
Het is dus afwachten of de natuurlijke selectie in de loop van de evolutie dit proces bij de mens heeft bewaard.
Mij zou het in elk geval niet storen om te beseffen dat ik, voor een deeltje, nog een beetje familie ben van een zebravisje.
Zo lelijk zijn die visjes nu ook weer niet.

Een zalige Pasen!

Een Zalig Paasfeest toegewenst!

En over eieren gesproken.

Net in het 200ste verjaardagsjaar van de geboorte van Darwin, heeft men in het zoölogisch museum van Cambridge University een ei gevonden dat door de beroemde bioloog werd meegebracht van zijn al even beroemde zeereis met de HMS Beagle naar Zuid-Amerkia.

Op die reis deed hij o.a. de Galapagoseilanden aan. Zijn waarnemingen op die eilandengroep vormden een belangrijke hoeksteen in de ontwikkeling van zijn evolutietheorie.
Het teruggevonden ei is het enige eitje dat van die reis bekend is...tot nu toe.

Het eitje ziet er nogal chocolade-achtig uit, maar het is een ei van een tinamoe, d.i. een kleine Zuid-Amerkaanse loopvogel, alhoewel Darwin eerst dacht dat het van een patrijssoort was.
Zoals je kan zien is het eitje gebarsten.
Ik hoop maar dat Darwin er geen omeletje wilde van bakken, want het beestje zelf vond hij erg lekker...

Zeg niet te gauw 't is weer een...

Hoe zouden Darwin en Dirk Draulans dat verklaren?

Met dank aan Willy van de Dorpsraad voor de link.