Vergeet even alle oorlogen. En zie: het bestaan is één grote wonderlijke samenwerking

De natuur is wreed. Je hoort het vaak. En kijk er een willekeurige Attenborough-productie op na: jaguars die pluizige beestjes verscheuren, wespen die argeloze kikkervisjes prematuur uit eitjes zuigen, parasitaire platwormen die slakjes hun vrije wil ontnemen, een zeehond die een pinguïn aanrandt.

In deze wereld is het eten of gegeten worden. Geen tijd voor zwakte. En aan die structurele eliminatie van het zwakke danken we ons huidige sterke gestel. Want: survival of the fittest.

Of het nu gaat over relaties of de politiek, over economie of oorlogsvoering - we zien vaak vooral het zelfzuchtige in elkaar. Want ja, egoïsme zit nu eenmaal in onze natuur.

Naar natuurlijk voorbeeld cultiveren grote banken en multinationals ook graag competitieve bedrijfsculturen. Zo richtte Jeffrey Skilling – voormalig CEO van Enron – zwaaiend met het boek De zelfzuchtige genen van evolutionair bioloog Richard Dawkins zijn werkvloer in als Romeinse arena. Sterke werknemers komen vanzelf wel bovendrijven. De zwaksten dump je jaarlijks en voilà, een goedlopende zaak.

Toch is Enron inmiddels failliet en zit Skilling in de bak.

De laatste jaren blijkt strijd dan ook steeds meer gewoon slechts één – onterecht overbelichte – kant van de evolutionaire medaille. Wat maakt de natuurlijke wereld dan wel tot wat hij is? Juist extreem geraffineerde, grootschalige samenwerkingsverbanden.

Hoe evolutie óók werkt

Het leven is complex nu, na 3,5 miljard jaar evolutie. Maar zo begon het niet. Geef een handjevol moleculen fijne omstandigheden, een bak water en zeeën van tijd en ze bouwen alles, van simpele cellen tot schaamluis, kakapo’s en Kaapse leeuwen.

Leven heeft dus de neiging te ‘evolueren.’ En de grote evolutiebioloog Charles Darwin dacht dat dat ongeveer als volgt in zijn werk ging. Je hebt groepjes beestjes. Er is variatie tussen die beestjes. ‘Natuurlijke selectie’ bepaalt welke variaties voor die tijd en plaats de beste ideeën zijn en door mogen naar de volgende ronde. Winnaars planten zich voort. De beste variant beestje heeft de meeste nakomelingen. Survival of the fittest in actie.

En dat dit zo werkt, daar is iedereen het wel over eens.

De evolutietheorie kent een gapend gat: natuurlijke selectie elimineert alleen maar

Maar deze theorie kent een gapend gat: natuurlijke selectie elimineert alleen maar. Ze creëert niks. Toch huisvest de aarde inmiddels zo’n 9 miljoen verschillende diersoorten. Wat vindt er nou plaats voor die selectie van the fittest? Wat is de drijvende kracht achter al die aardse variatie? Waaruit er überhaupt iets te kiezen valt?

Darwin had – halverwege de negentiende eeuw – geen idee welk mechanisme variatie verzorgt. Hij constateerde slechts dat die variatie er was. Gregor Mendel, een monnik, ontdekte gelijktijdig na langdurig turen naar erwtjes nog wel wetmatigheden in het doorgeven van variaties van ouders op kroost, maar hij zei ook al niks over het ontstaan ervan.

Het zou een generatie biologen duren voordat alle rondzingende ideeën over overerving, variatie en evolutie samenklonterden tot het neodarwinisme. Met als centrale stelling: overerving van eigenschappen gaat via de genen – de dragers van informatie voor eigenschappen – en genetische variatie zal wel ontstaan door willekeurige mutaties.

Toen in de jaren vijftig het DNA – de bouwtekening aller organismes – werd ontdekt, leek het verhaal compleet: overerving gaat via DNA, en variatie ontstaat toevalligerwijs als DNA zich kopieert en een foutje maakt. Het leven was verklaard.

Enter Lynn Margulis

Amherst, Massachusetts, begin jaren negentig. Fameus bioloog en paleontoloog Niles Eldredge had zojuist een praatje gegeven over het ontstaan der soorten en iets met fossielen, toen een toehoorder hem vroeg of wetenschappers eigenlijk weleens nieuwe diersoorten deden ontstaan in laboratoria? Gewoon, om evolutie in actie te zien?

Eldredge antwoordde dat hij wist van een experiment met fruitvliegjes waarbij er even sprake leek van een nieuw vliegje. Maar al snel bleek die ‘evolutie’ te wijten aan een infectie met een of ander microbieel organisme.

Oftewel, geen echte soortvorming. Helaas.

Toen ging iemand helemaal uit haar plaat. Kordaat baande een ziedende vrouw zich een weg door het publiek richting podium, schreeuwend. En terwijl Eldredge chocola trachtte te maken van de tsunami aan woorden die over hem heen raasde, realiseerde hij zich: dit moet Lynn Margulis zijn.

De Lynn Margulis. Geestelijk moeder van de endosymbiontentheorie. Bioloog. Bacteriofiel. Waarom al die drukte om een fruitvlieg?

De afwijzing van het vliegje-bacterie-verbond als nieuwe soort, verraadde volgens Margulis ons fundamenteel gemankeerde begrip van hoe de evolutie nu echt werkt. En dus lanceerde zij in de tweede helft van de vorige eeuw een campagne die een radicaal andere visie op het aards bestaan voorstelt.

‘De planeet hangt van symbioses aan elkaar,’ stelde Margulis. Van samenwerkingen dus. En was zij eerst nog – zoals dat gaat – een roepende in de woestijn, de laatste jaren danken we steeds meer wetenschappelijke doorbraken aan de groeiende acceptatie van juist dìt inzicht.

Wat zijn voorbeelden van symbiose? Neem koraal. Koraal heeft algen nodig om zonlicht om te zetten in energie. Algen wonen in koraal. Of neem korstmos, dat bestaat uit schimmels en algen in innige omhelzing.

Soms is het samenzijn zelfs zó innig, dat diersoorten letterlijk in elkaar opgaan. Die fusie van totaal verschillende soorten tot nieuwe beestjes noemen we symbiogenesis. En symbiogenesis staat, volgens Margulis, aan de basis van alle evolutie. Een revolutionaire gedachte.

Niet verwonderlijk dus dat Margulis met deze these een hoop biologen op de kast kreeg. Voor de neodarwinisten had het individuele, strijdbare DNA altijd centraal gestaan. En zij hadden niet veel zin om hun evolutietheorie overhoop te gooien met zoiets softs als samenwerking.

Tijdens een debat in 2009, getiteld ‘Homage to Darwin,’ aan de universiteit van Oxford, vroeg een zichtbaar getergde Richard Dawkins aan Margulis: ‘Waarom? Waarom zou je onze elegante ideeën over evolutie nu willen compliceren met zoiets oneconomisch als symbiogenese?’

Waarop Margulis antwoordde, immer ad rem: ‘Because it’s there.’

Ze vervolgde: ‘En noem me één geval! Uit het fossielenverslag, uit het lab, uit het veld of waar dan ook! Waarbij het slechts een optelsom van willekeurige mutaties was, die leidde tot de evolutie van de ene diersoort in de andere?’

Geen van de aanwezige vooraanstaand biologen kon een soort noemen.

En dat is nog altijd zo. Hoewel vele biologieboekjes alleen de geleidelijke verandering van het DNA zien als dé oorzaak van soortvorming, is er geen enkel goed gedocumenteerd geval van soortvorming door louter mutaties bekend.

Symbiose en symbiogenesis daarentegen, zijn overal.

Het einde van het individu als maat der dingen

Neem alleen al de mens. Eenieder van ons bestaat uit cellen. Al die cellen zijn van jou, dus die bevatten jouw DNA in hun celkern. Toch?

Nee! Zeker de helft van de cellen in jouw lichaam heeft niet jouw DNA. Iedereen draagt zo’n anderhalve kilo bacteriën mee, met name in de darmen. En van daaruit bestieren bacteriën de boel, zo komt uit steeds meer onderzoek naar voren.

Overleven zonder ons selecte gezelschap aan bacteriën – zo’n 100 triljoen van 1000 verschillende soorten alleen al in het maagdarmkanaal – zal niet gaan. Bacteriën genereren bijvoorbeeld een derde van alle moleculen in je bloedbaan. De ene bacterie maakt essentiële vitamines zoals vitamine K, de andere bacterie zorgt dat je voedingsstoffen kunt halen uit je eten. (Zo vinden we in Japanners veel Bacteroides plebeius, die zorgen dat Japanners het beste halen uit sushi.)

En we hadden nooit gedacht dat darmbacteriën iets te maken zouden hebben met allerlei aandoeningen zoals alzheimer, maar ook dat bleek onlangs het geval.

Maar daar stopt de bacterie-mens-symbiose niet. Want ook elke cel mét menselijk DNA – de eukaryotische cel – is niet het gevolg van een oercel die middels goed uitpakkende mutaties gewoon steeds maar complexer werd. Nee, onze cellen zijn van origine een samenwerkingsverband tussen losse bacteriën, die om hun moverende redenen besloten dat het beter vertoeven was samen binnen hetzelfde celmembraan.

Dat hokken van meerdere kleine bacteriën in een grotere cel, noemen we ‘endosymbiose.’ Een enkeling sprak daar vroeg in de twintigste eeuw ook al wel over, maar dankzij Margulis werd de endosymbiontentheorie een coherente theorie.

Het paper waarin Margulis die theorie voor het eerst beschreef – gebaseerd op allerlei bewijsmateriaal uit de genetica, celbiologie, microbiologie, ecologie, geologie en paleontologie – werd zeker vijftien keer afgewezen voor publicatie in 1967.

Maar inmiddels is er niemand meer die aan endosymbiose twijfelt.

Youtube plaatst cookies bij het bekijken van deze video Bekijk video op Youtube

Zonder dat samenklitten der bacteriën hadden we geen eukaryotische cellen gehad en dus ook geen mensen. En ook geen schimmels, algen, planten of dieren. Veel meer nog dan het gevolg van een aantal fortuinlijk uitpakkende mutaties in voorouderaap-DNA is een mens een product van drie miljard jaar aan samenwerking tussen microben.

Zoals alles dus, eigenlijk. Symbiose is, kortom, de drijvende kracht achter het ontstaan van verschillende soorten.

Bouwplaat versus microbioom

Natuurlijk, de meeste levenswetenschappers zijn nog zeer DNA-gericht. Momenteel is er veel opwinding over ‘CRISPR-Cas,’ een methode waarmee biotechnologen heel eenvoudig alle DNA met ongekende precisie naar wens kunnen aanpassen. (Iedereen is meteen weer bang voor designer babies. Wetenschappers willen er uiteraard slechts ziektes mee te lijf.) Maar er is óók een groeiende groep wetenschappers die juist hun heil zoekt in het helende vermogen van ons menselijke microbioom.

Bestreden we bacteriën eerst nog met hand en tand, nu is het aan deze nijvere eencelligen om ons juist beter te maken

Bedenk je even hoe ironisch dit is. Lange tijd had de geneeskunde alleen aandacht voor die paar bacteriën die de boel verzieken, nooit voor de bacteriën die de zaak structureel in stand houden. Hoe anders is dat nu. Bestreden we bacteriën eerst nog met hand en tand – iedereen aan de antibacteriële zeep! – nu is het juist aan deze nijvere eencelligen om ons weer beter te maken, of weer meer ‘onszelf.’

Want misschien zijn veel ziektes en aandoeningen – zoals diabetes of zelfs autisme – wel geen genetisch defect, maar veel eerder een verstoring van je populatie minibeestjes. Dokters experimenteren inmiddels naar hartenlust met zogenaamde ‘poeptransplantaties’ van gezonde naar zieke mensen, en het tijdschrift Wired berichtte onlangs over de ‘poeppil.’

En nee, het zijn niet alleen bacteriën en beesten die elkaar vinden in samenwerkingsverbanden. Wetenschappers verwachten nog allerlei gelijksoortige symbiotische verbonden te ontdekken tussen oerbacteriën, schimmels, planten en dieren.

Zoals het gezegde gaat: meer onderzoek is nodig.

Het leven is een co-creatie

Dus: de volgende keer dat iemand je vertelt dat het leven getekend wordt door competitie, dat de natuur ‘nu eenmaal wreed is’ en we onze bedrijven, overheden en relaties maar beter kunnen inrichten in ‘de geest van de evolutie’ - vertel dan het verhaal van Lynn Margulis.

‘Wat is een koe die geen gras kan eten?’, vroeg Margulis haar studenten. ‘Een uitgehongerde koe. Wat is een termiet die niet in staat is om hout te verteren? Een dode termiet. Beide soorten danken hun bestaan aan grote gemeenschappen zeer specifieke symbionten, die in hun magen en darmen leven en van daaruit voedsel verwerken.’

Negentig procent van de bacteriën in de magen van termieten komen nergens anders ter wereld voor. En de termietbacterie die enzymen produceert die hout omzetten in pulp, wordt zelf óók weer bijgestaan door honderdduizenden nóg kleinere bacteriën, die op hun beurt de houtverwerkende bacterie ‘ronddragen’ door hun gezamenlijke termietgastheer.

Samenwerking maakt sterk en fit, samenwerking zorgt dat soorten zich kunnen aanpassen aan nieuwe omgevingen en situaties. En zonder samenwerking zijn we ten dode opgeschreven.

Meer lezen?

Met dank aan Thomas Oudman, gedragsbioloog aan het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee, en Hans Breeuwer, evolutiebioloog aan de Universiteit van Amsterdam.