UGent

Nieuws

Vroege aanwijzingen voor menselijk symbolisch denken uit Zuid-Afrika

Pierre-Jean Texier et al. - Proceedings of the National Academy of Sciences USA, in press 2010, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0913047107

Menselijk gedrag verschilt in een aantal belangrijke opzichten van dat van onze nauwste verwanten, de mensapen. Uniek menselijk is onder meer symbolisch denken (zoals we dat zien in taal, kunst, wiskunde). In archeologische contexten kan men aan de hand van materiële cultuur zien tot hoever dit symbolisch gedrag teruggaat. Tot enkele tientallen jaren geleden waren de oudste vormen van symbolische materiële cultuur beperkt tot Europa. Zo vinden we in het Europa van de laatste ijstijd grotschilderingen van Chauvet, Frankrijk (ca. 35 000 jaar geleden), en sculpturen uit zuidelijk Duitsland van ca. 37 000 jaar geleden.
De anatomisch moderne vorm van onze soort, Homo sapiens is evenwel ontstaan in Afrika. Uit genetisch en fossiel onderzoek blijkt dat onze soort is ontstaan ca. 195 000 jaar geleden in Oost-Afrika. Men zou daarom kunnen verwachten dat de vroegste vormen van symbolische materiële cultuur in Afrika zijn te vinden. Uitgebreid archeologisch onderzoek in Zuid-Afrika, meer specifiek in de sites van Blombos en Howieson Poort, heeft inderdaad een schat aan symbolisch geladen artefacten opgeleverd.

eierschaal_fragmenten

In een recent artikel in PNAS berichten Pierre-Jean Texier en collega's een dergelijke vondst. Zij beschrijven een 270-tal fragmenten van schalen van struisvogeleieren die versierd zijn met regelmatige, geometrische motieven, waaronder stippen, ruiten en evenwijdige lijnen. De archeologen vermoeden dat de versierde struisvogeleieren werden gebruikt om water mee te dragen. Vandaag de dag worden ze zo nog steeds gebruikt door jagers-verzamelaars.

Chimpansee en menselijk y-chromosoom opvallend verschillend

Jennifer Hughes et al. - Nature Vol 463, 28 January 2010, doi:10.1038/nature08700

Het y-chromosoom is één van de twee geslachtsbepalende chromosomen bij de meeste zoogdieren, waaronder de mens (mannen hebben XY, vrouwen XX). Het y-chromosoom wordt enkel in mannelijke lijn doorgegeven: elke man heeft zijn y-chromosoom dus van zijn vader geërfd; vrouwen hebben geen y-chromosoom. Over de evolutie van dit chromosoom in de menselijke soort sinds de afsplitsing van de gemeenschappelijke voorouder met de chimpansee, ca. 5 à 6 miljoen jaar geleden, was tot nog toe weinig bekend. Een populaire huidige hypothese is dat de evolutie van het y-chromosoom vooral een zaak is van een verlies van genen. In de loop van de evolutie zou dit chromosoom steeds meer genetisch materiaal verliezen. Nu reeds is het y-chromosoom veel kleiner dan de andere chromosoom-types (zie fig. 1 voor een vergelijking tussen het x- en het y-chromosoom). Dit is enigszins verontrustend, aangezien volgens sommige modellen dit zou kunnen betekenen dat het y-chromosoom bij de mens op amper 10 miljoen jaar tijd totaal disfunctioneel zou zijn (zie Graves, J.A.M. 2004. The degenerate Y chromosome - can conversion save it? Reproduction Fertility and Development 16:527-534.)

y-chromosoom

Dit zou uiteraard ook het geval zijn bij andere mannelijke zoogdieren. Deze inkrimping wordt verklaard door het feit dat y-chromosomen niet onderhevig zijn aan seksuele recombinatie.
Jennifer Hughes en collega's berichten echter in een recent artikel in Nature dat het menselijk y-chromosoom niet is gedegenereerd sinds de splitsing met de chimpansee. Integendeel, het chromosoom vertoont duidelijk sporen van natuurlijke selectie in beide soorten. Verschillen in paargedrag (bij de mens monogaam of beperkt polygaam, bij de chimpansee promiscu) zouden dit selectief effect kunnen verklaren.

Cross-culturele herkenning van emoties door vocaliseringen

Disa A. Sauter, Frank Eisner, Paul Ekman, and Sophie K. Scott - Proceedings of the Natl Acad of Sciences USA, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0908239106

Het is al langer bekend dat gelaatsuitdrukkingen van emoties zoals verdriet, walging en angst universeel zijn. Deze gelijkenissen duiden op een biologische basis van de manier waarop mensen emoties uitdrukken en communiceren. Een recente studie door Sauter et al. in Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA toont nu ook aan dat geluiden die we maken wanneer we blij zijn (juichen), of verbaasd (hé?), verdrietig of angstig zijn cross-cultureel kunnen worden herkend. Sauter et al. namen geluiden op die basisemoties uitdrukken, zowel bij Engelstaligen als bij de Himba, een semi-nomadisch herdersvolk uit Namibië. De Himba hebben nauwelijks contact met westerlingen, en leven zeer traditioneel, zonder elektriciteit of waterleiding. Bij het horen van verschillende verhalen in het Himba zoals 'Iemand heeft net alleen een leeuw gedood en wil dit vieren', konden de Himba moeiteloos de juiste vocaliseringen koppelen die Engelstaligen maken wanneer ze blij zijn. Omgekeerd konden Engelstaligen de Himba-vocaliseringen voor blijdschap identificeren als het juiste geluid dat hoort bij een verhaal als 'Iemand heeft net vernomen dat hij een job heeft gekregen die hij echt wou hebben, en wil dit vieren'.

himba

Dit experiment suggereert dat de niet-talige geluiden die we uitbrengen bij het ervaren van emoties geen louter cultureel gegeven zijn, maar vermoedelijk een diepe, evolutionaire basis hebben.
Het artikel is voor iedereen gratis te downloaden (open access) op de volgende url: http://www.pnas.org/content/early/2010/01/11/0908239106.full.pdf+html

Convergerende evolutie van echolocatie bij dolfijnen en vleermuizen

Liu et al. - Current Biology 2010, vol. 20, nr. 2, p. R53-R54

Alle walvissen en dolfijnen met tanden en een groot deel van de vleermuizen zijn in staat tot echolocatie: ze maken ultrasone (zeer hoge) geluiden, die ze zelf opvangen. Aan de hand van deze geluidspatronen kunnen ze zich oriënteren en prooien ontdekken.

echolocatie

Echolocatie vereist een aantal anatomische aanpassingen aan het binnenoor. Het gen Prestin is een coderend gen dat verantwoordelijk is voor de productie van de trilhaartjes in het binnenoor. Liu et al. berichten in Current Biology dat de structurele veranderingen in Prestin dezelfde zijn bij echolocerende vleermuizen en dolfijnen, met andere woorden, bij beide groepen hebben zich dezelfde veranderingen voorgedaan in dit gen. Dit is een mooi voorbeeld van convergerende evolutie: door gelijkaardige selectieve druk ontstaat bij twee niet-verwante groepen dezelfde adaptatie.

Reactie op de uitzending van Expelled door de Nederlandse Evangelische Oproep

Stefaan Blancke, Maarten Boudry, Johan Braeckman, Floris van den Berg, Steph Menken - De Standaard, 10 februari 2010

Op dinsdag 9 februari zond de Nederlandse Evangelische Omroep Expelled: No intelligence allowed uit. In deze film uit 2008 wil de Amerikaanse komiek Ben Stein u laten geloven dat het beginsel van de vrijheid van meningsuiting in onze samenleving in het gedrang komt. De wetenschappelijke elite zou samenzweren om tot elke prijs een dogma in stand te houden dat langzamerhand aan het afbrokkelen is – het ‘darwinisme’. Slechts enkele moedige, opstandige wetenschappers durven deze orthodoxie te bestrijden en willen de tekortkomingen van de evolutietheorie openlijk aankaarten. Maar hun alternatief, de theorie van Intelligent Ontwerp (Intelligent Design, ID), krijgt, zo luidt de stelling van de film, in het darwinistische bastion geen enkele kans. Wie zich durft te keren tegen Darwin, wordt onverbiddelijk de mond gesnoerd, ontslagen, kortom expelled.

In de film komen twee categorieën wetenschappers aan bod die naar verluidt de gevolgen van de darwinistische samenzwering aan den lijve ondervonden. Eerst maken we kennis met academici die beweren in hun carrière belemmerd te zijn omdat ze ID op één of andere manier een forum boden. Een docente werd ontslagen, een astronoom greep naast een vaste benoeming, enzovoort. Toegegeven, de wetenschappelijke kwaliteiten van de ‘theorie’ indachtig, kunnen we ons best voorstellen dat het geflirt met ID hun academische carrière niet heeft bevorderd. In Expelled worden deze feiten echter enorm opgeblazen of tendentieus voorgesteld. De ontslagen docente, bijvoorbeeld, werkt vandaag de dag als onderzoeker aan een andere universiteit en de astronoom miste zijn promotie simpelweg wegens een te licht dossier (wat talloze onderzoekers overkomt).

De tweede categorie bestaat uit wetenschappers – Paul Nelson, William Dembski, Stephen Meyer, Jonathan Wells, David Berlinski – die allen deel uitmaken van het Center for Science and Culture (CSC). Het CSC vormt een belangrijk onderdeel van het Discovery Institute, dat via politieke weg ID in de Amerikaanse onderwijsprogramma’s probeert te krijgen. Via politieke weg, want van een wetenschappelijk programma op basis van ID is geen sprake. Dat komt niet doordat evolutionaire wetenschappers een complot tegen ID hebben gesmeed, maar omdat ID eenvoudigweg niet voldoet aan de vereisten van wetenschappelijk onderzoek. Het CSC doet geen enkele poging om haar opvattingen wetenschappelijk te onderbouwen, maar neemt de toevlucht tot propaganda-middelen om haar doel te bereiken.

De infiltratie van het onderwijs is daarbij slechts een eerste stap. In 1998 legde het CSC zijn plannen voor de toekomst vast in een document getiteld The Wedge, dat het jaar daarop werd gelekt op het internet. Daarin lezen we dat het CSC de doctrine van het intelligent ontwerp wil laten doordringen in alle facetten van de samenleving. De utopie van de Wedge is een theocratie. Hoe cynisch is het dat net het CSC misbruik maakt van de vrijheid van een open samenleving om haar zaak te bepleiten; de verwijzingen in Expelled naar de dood van Amerikaanse soldaten, de Koude Oorlog en het nazisme zijn ronduit wansmakelijk. De makers van de film blijven ad nauseam herhalen dat er een rechtstreeks verband zou bestaan tussen de evolutietheorie en de Holocaust, dat de nazi-ideologie zelfs het logische uitvloeisel zou zijn van Darwins theorie. De enige historicus die deze mening onderschrijft in de film is Richard Weikart, een man die – u raadt het al – eveneens lid is van het CSC. Zo leest Ben Stein een citaat uit The descent of man (1871) voor waarin Darwin de eliminatie van de zwaksten lijkt te onderschrijven. Stein laat echter doelbewust het onmiddellijke vervolg weg van het citaat, waarin Darwin zegt dat onze sympathie voor de hulpelozen en zwakkeren “het edelste deel van onze (menselijke) aard” is, en dat we daaraan niet mogen verzaken. Dit zijn niet bepaald de woorden van een ‘sociaal-darwinist’.

Even weinig respect legden de makers van Expelled aan de dag wanneer ze evolutionaire wetenschappers benaderden voor interviews. Zo lieten ze Richard Dawkins, P.Z. Myers en Eugenie Scott geloven dat ze een bijdrage leverden aan een documentaire getiteld ‘Crossroads’, over de verhouding tussen geloof en wetenschap. Van meet af aan lag echter vast dat de interviews zouden worden gebruikt voor de creationistische propagandafilm Expelled.

Kortom, Expelled is niets meer dan een smakeloze propagandafilm van een klein, maar luidruchtig en goed georganiseerd clubje religieuze fanaten dat niet wakker ligt van wetenschappelijke integriteit of vrijheid van meningsuiting. Deze mensen willen enkel hun enge, religieuze opvattingen aan anderen opdringen, eerst in het onderwijs, en vervolgens in de gehele samenleving. Daarbij heiligt het doel blijkbaar de middelen. De EO heeft natuurlijk het volste recht om de film uit te zenden, maar we dachten dat enige duiding en toelichting geen kwaad kon. Voor meer informatie verwijzen we graag naar de website www.expelledexposed.com, waar de vele misvattingen en leugens uit de film worden rechtgezet en doorgeprikt.

Dit is een uitgebreide versie van een reactie die verschijnt in De Standaard, 10 februari 2010.
Stefaan Blancke, Maarten Boudry, Johan Braeckman (Universiteit Gent, medewerkers aan www.evolutietheorie.be)
Floris van den Berg (directeur Center for Inquiry Low Countries)
Steph Menken (evolutiebioloog, Universiteit van Amsterdam)

De evolutie van complex gedrag bij robots door natuurlijke selectie

Dario Floreano, Laurent Keller - Plos Biology, vol 8, iss. 1

Hoe kan complex gedrag zich ontwikkelen door het mechanisme van natuurlijke selectie, waarbij variatie blind is? Dario Floreano en Laurent Keller beschrijven een reeks experimenten met robots waar ze natuurlijke selectie simuleren, door de robots uit te rusten met sensoren en een neuraal netwerk (eenvoudig mechanisch brein) waarvan de eigenschappen door toevallige mutaties worden bepaald. Uit hun onderzoek blijkt dat complex gedrag zich spontaan bij robots kan ontwikkelen, en dit slechts op enkele honderden generaties. Voorbeelden zijn het vermogen tot bewegen zonder te botsen, roofdier- en prooigedrag, het vermogen een bepaalde locatie terug te vinden en zelfs altruïsme.

robot

In één van de experimenten (zie figuur) werden bewegende robots uitgerust met een batterij die geleidelijk leegraakte, maar die onmiddellijk weer werd opgeladen indien ze zich op een welbepaalde plaats begaven. Die plaats lag echter niet ver van een muur, en hogere fitness werd toegekend aan robots die zich ver van de muren begaven. Er was dus selectieve druk op het kunnen terugvinden van de 'voedingsbron' en op het trekken naar plaatsen die daar ver vandaan lagen. De studie begon met een populatie van 100 robots, en selecteerde telkens de beste individuen om een nieuwe populatie te maken, op basis van kleine, toevallige variaties in hun neuraal netwerk. Na 200 generaties waren de robots in staat om zich zeer efficiënt in de ruimte te bewegen, en enkel de locatie te benaderen waar hun batterij werd opgeladen indien die nog slechts 10 % geladen was. Dit onderzoek toont aan dat natuurlijke selectie in staat is om erg complex uitziend gedrag te genereren.
Dit artikel verscheen in het open access tijdschrift Plos Biology en kan dus vrij worden gedownload op het volgende adres:
http://www.plosbiology.org/article/fetchObjectAttachment.action;jsession...

Genregulatie is een belangrijke factor in de evolutie

Akey et al. - PNAS 19 januari 2010, vol. 107, 1160–1165.

Welke factoren zijn verantwoordelijk voor morfologische (vormelijke) evolutie? Genetici zijn er al lang van overtuigd dat niet enkel veranderingen in het coderende DNA morfologische veranderingen kunnen veroorzaken, maar ook de manier waarop DNA wordt gereguleerd. Zo hebben chimpansees en mensen bijvoorbeeld 98 % van hun coderend DNA gemeenschappelijk. Slechts 2 % van het DNA codeert voor verschillende soorten eiwitten. Om de grote verschillen in gedrag en uiterlijk tussen mensen en chimpansees te verklaren, hebben wetenschappers reeds lang een belangrijke rol voor regulerend DNA weggelegd, bijvoorbeeld Sarich en Wilson in 1967.
Regulerend DNA houdt zich niet rechtstreeks bezig met het bouwen van eiwitten, maar reguleert de mate waarin coderend DNA dat doet. Een studie toont aan dat genregulatie een belangrijke kracht is in de evolutie van levende materie.

sharpei

Akey et al. (PNAS vol. 107, 19 januari) bestudeerden de effecten van artificiële selectie op honden. Honden werden een kleine 14 000 jaar geleden gedomesticeerd, en vertonen zeer grote verschillen in morfologie - denk maar aan de pekinees en de St-bernard. Desalniettemin is hun coderend DNA zowat identiek. Akey et al. scanden het genoom van 10 fenotypisch verschillende hondenrassen, en toonden aan dat regulerend DNA aan de basis lag van hun erg verschillende uiterlijk, zoals de rimpelige huid van de Shar pei.

Soortvorming in actie bij orka's

Andrew D. Foote et al. - Molecular Ecology (2009) 18, 5207–5217, doi: 10.1111/j.1365-294X.2009.04407.x

Door verschillende ecologische omstandigheden kan één soort zich opsplitsen in verschillende nieuwe soorten. Om hier meer inzicht in te krijgen, bestudeerden Andrew Foote en collega's soortvorming in een zeer vroeg stadium bij Noord-Atlantische orka's. Hun artikel, gepubliceerd in het vakblad Molecular Ecology omvat een analyse van de slijtagepatronen op tanden, de structuur van de isotopen in de beenderen en maaginhoud. Daaruit blijkt dat er twee groepen zijn aan het ontstaan. Een groep heeft een algemeen dieet (voornamelijk vis, soms kleine zeezoogdieren), terwijl een tweede groep zeer gespecialiseerd is in de jacht op zeezoogdieren, zoals kleine dolfijnen en walvissen. Op de afbeelding is goed te zien hoe de subsoort met het algemene dieet meer slijtage heeft op de tanden (boven) dan de specialiserende subsoort (onder).

tanden

Uit een analyse van het mitochondrisch DNA blijkt dat de twee orka populaties uit elkaar aan het evolueren zijn. Toch is de genetische diversiteit tussen beide groepen laag, waaruit blijkt dat dit een recente evolutie is. Daarnaast zijn de leden van de nieuwe subsoort (de specialisten in de jacht op zeezoogdieren) ongeveer twee meter langer (8,5 meter) dan de ancestrale soort (ca. 6,6 meter). Indien de specialisatie aanhoudt, zou dit op termijn kunnen leiden tot de evolutie van een nieuwe orka-soort met een hooggespecialiseerd dieet, naast de bestaande soort die een meer algemeen dieet heeft.

Bijvoederen in de winter geeft aanleiding tot soortvorming

Rolhausen et al. - Current Biology 19, 1–5, December 29, 2009, DOI 10.1016/j.cub.2009.10.061

Het is al lang bekend dat de mens een grote invloed heeft op zijn omgeving, en daardoor ook evolutieprocessen kan beïnvloeden. Nu zijn er aanwijzingen dat zelfs een schijnbaar onschuldige ingreep als vogels bijvoederen in de winter de evolutie van migrerende vogels kan stuwen. De Centraal-Europese zwartkop (Sylvia atricapilla, zie foto) is een zangvogel die in zowat geheel Europa voorkomt. De vogels zijn in onze streken te zien vanaf april - in de winter migreren ze naar het Middellandse Zeegebied. Nu blijkt uit een recente studie in Current Biology dat een deel van de populatie in plaats van te migreren naar het zuidwesten een kortere route neemt naar het noordwesten, naar de Britse eilanden. Daar kunnen ze rekenen op mensen die hen bijvoederen. Er blijkt een duidelijk morfologisch verschil te ontstaan tussen de noordelijke en zuidelijke groepen: de vogels die de nieuwe noordwesterse migratieroute kiezen, hebben kortere en rondere vleugels, een smallere snavel en kleuren die licht verschillen van die vogels die de oude zuidoostelijke richting volgen. Dit is een aanwijzing dat bijvoederen de evolutie van een soort kan beïnvloeden, en zelfs op termijn zou kunnen aanleiding geven tot een nieuwe soort.

zwartkop

Darwin als psychiater: de evolutionaire herkomst van geestesziekten

Interview met Andreas De Block en Pieter Adriaens - Medisch Contact, 22 oktober 2009, 64 nr. 43

Geestesziekten vormen een probleem voor de evolutietheorie. Indien natuurlijke selectie enkel die eigenschappen of adaptaties weerhoudt die onze overleving en de kans op nakomelingen vergroten, waarom lijden sommige mensen dan nog steeds aan geestelijke aandoeningen? Dit onderwerp boeit Pieter Adriaens en Andreas De Block, beiden onderzoekers aan de Katholieke Universiteit Leuven. Van de hand van Pieter Adriaens verscheen onlangs Het nut van waanzin (2008).
De evolutionaire psychiatrie verklaart geestelijke aandoeningen als adaptaties die niet langer succesvol zijn (bijvoorbeeld eetstoornissen zoals boulimie), of die te extreem zijn (bijvoorbeeld postnatale depressie). Maar, zo stellen de Leuvense filosofen, dergelijke verklaringen zijn niet onproblematisch omdat ze moeilijk te testen zijn. In het interview dat onlangs in Medisch contact verscheen, doen ze een alternatieve visie uit de doeken.
Pdf-versie van dit interview is hier beschikbaar