Een theorie is het resultaat van de combinatie tussen hypothesen en de proefondervindelijke toetsing daarvan. Een theorie is een machine waarmee je iets kan voorspellen. Ze genereert voorspellingen en zo een voorspelling noemt men de hypothese. Die wil je bevestigd of verworpen zien. Om dat te doen zet je een experiment of een observatie op. Goed onderzoek zegt vooraf wat het wil gaan meten in welke omstandigheden en bekijkt achteraf of de metingen dat bevestigen.
Evolutie in de tuin
Darwin was iemand die de ingrediënten voor zijn theorie vlak bij huis vond. Elke dag liep hij zo mogelijk ’s ochtends, ‘s middags en ’s avonds dezelfde wandeling, de Sand Walk, door zijn tuin en het belendende bos. Hij zag doorheen de dag en de seizoenen hoe de natuur zich aanpaste aan de omstandigheden. Hij zag de bomen botten en de bloemen bloeien, hij zag hoe weer en wind fauna en flora beïnvloedden. Hij keek en keek nogmaals, en hij noteerde. Niets ging verloren. In dat vaste kader konden zijn hypothesen bloeien.
Een van de planten die zijn bijzondere belangstelling genoten waren de wilde, Britse orchideeën. Daar zag hij in de praktijk hoe soorten zich aanpassen om hun overlevings- en voortplantingssucces te verhogen. Hij werd geïntrigeerd door de manier waarop planten en insecten aan elkaar zijn aangepast (wat we nu co-evolutie zouden noemen). Daarbij ook het fenomeen dat planten aan mimicry doen en zo gaan lijken op insecten die ze dan beter kunnen lokken en ze zo gebruiken voor hun eigen bestuiving. Hij vermoedde ook dat de kruisbestuiving, waarbij mannelijke pollen uit mannelijke bloemen vrouwelijke stampers op vrouwelijke bloemen bestuiven en bevruchten, de manier was van de natuur om voor variatie te zorgen. Die variatie was een fundamenteel onderdeel van zijn theorie.
Hij schreef er een boek over en de titel zegt het allemaal: On the various contrivances by which British and foreign orchids are fertilized by insects, and the good effects of intercrossing, dat voor het eerst uitkwam in 1862. Het was een van zijn hypothesen dat de orchideeën die leken op bijen die gelijkenis hadden ontwikkeld en behouden omdat ze zo om mogelijke belagers af schrikten of omdat ze zo mogelijke bevruchters beter konden aanlokken. Hij gaf zijn kinderen de opdracht achter bijen die een bloem bezochten aan te lopen om te kijken of die een tweede bloem bezochten, zo ja welke zodat achteraf kon worden gecontroleerd of die inderdaad bevrucht was. Het mag duidelijk zijn dat Darwins werk langzaam opschoot. Wat maanden werk was, resulteerde dikwijls in een enkele paragraaf, een ingezonden stuk aan wetenschappelijk tijdschrift of een fragment van een boek dat in de steigers stond.
Het wonderlijke is dat Darwin hier heel dicht in de buurt van de erfelijkheidsleer van Mendel komt die daarover notabene in 1866 zijn boek publiceert, maar dat Darwin nooit gelezen heeft, geschreven als het was in het Duits en uitgegeven aan de andere kant van het toenmalige Europa. Darwin wist dus niets af van het mechanisme dat de eigenschappen van generatie op generatie overdraagt en aan welke wetmatigheden dat voldoet, ondanks de vele kruisingsexperimenten die hij met planten deed. Hij zag daarbij hoe eigenschappen zoals de kleur van bloemen, in opeenvolgende generaties verandert en hoe een kleur soms plots na generaties weer opduikt. Kortom, hij zat met zijn neus bovenop iets wat ondertussen een cruciaal onderdeel van de evolutietheorie is geworden. Maar omdat hij weinig wiskundige vaardigheden had (die Mendel wel bezat) en omdat hij het niet echt nodig had om zijn theorie te staven, heeft hij de genetica onbewust als een black box behandeld. Wat er aan de ene kant in de zwarte doos ging en wat er aan de andere kant weer uitkwam was voor hem klaar en duidelijk. Voor wat er tussenin gebeurde, had hij wel een (achteraf fout gebleken) verklaring, maar die was niet essentieel om het grote geheel te begrijpen. Net zomin als Mendel de wetten van de erfelijkheid beschreef zonder het onderliggende mechanisme van DNA en chromosoom te kennen. Zo zie je hoe wetenschappelijke kennis als opeenvolgende matroesjkas in elkaar past en langzaam maar zeker in bovenliggende of onderliggende lagen van de werkelijkheid doordringt.