Arrival or survival

Andreas Wagner, een bekend evolutiebioloog, werkzaam in Zwitserland,  heeft zojuist zijn nieuwste boek gepubliceerd met als titel: The Arrival of The Fittest. Solving evolution’s greatest puzzle. Met een dergelijke titel trek je natuurlijk een groot publiek. Het boek is geschreven voor iedereen met een minimum aan wetenschappelijke achtergrond en interesse voor evolutiebiologie.

Andreas Wagner is erg enthousiast over zijn onderzoek en dat werkt altijd aanstekelijk.

Het volgende bericht is geen review, maar slechts een aantal opmerkingen, waar eventueel door andere lezers van het boek op ingegaan kan worden.

De titel suggereert een hoop, namelijk dat er uit de doeken gedaan zal worden waar de ‘fittest’ of ‘fitste’ (meest aangepaste) fenotypen vandaan komen. Er wordt gesuggereerd dat Darwin dit niet kon weten omdat hij niets wist van genen, laat staan van genetische netwerken, robustness en innovability.

Daarmee wordt geïmpliceerd dat ‘the fittest’, de best aangepaste zich al kan manifesteren voordat natuurlijke selectie enige invloed uitgeoefend heeft op welk fenotype het meest aangepast is. Dit is een vreemde gedachtegang want ‘the fittest’ of ‘meest aangepaste’ is per definitie het fenotype dat het best in zijn omgeving past. Het kan ook de beste replicator zijn die zich sneller repliceert dan de andere replicatoren in het milieu. Het is daarmee de best aangepaste replicator. Vanaf het moment dat het fenotype zich manifesteert, komt het in contact met de omgeving en is het onderhevig aan selectie. De term ‘fittest’ kan dus niet losgezien worden van de omgeving en van selectie. Arrival of the fittest is dan eigenlijk een verkeerd concept. Het suggereert dat er een ‘fittest’ kan ontstaan zonder dat deze geselecteerd wordt, puur en alleen door mutatie. Kortom, van de titel deugt niets.

Het belangrijkste punt in het boek van Wagner is evenwel het idee of concept van de libraries of bibliotheken. Hij stelt dat genen kunnen muteren, waarbij in veel tot bijna alle gevallen de mutatie geen effect heeft op het fenotype. Zo is het mogelijk verschillende ‘teksten’ te hebben voor eenzelfde ‘boek’. Deze libraries zouden uit meer dan drie dimensies bestaan. Daardoor zou het makkelijker zijn voor de ‘readers’, deze ‘libraries’ te ‘browsen’. Het is evenwel niet duidelijk wat of wie de ‘readers’ zijn en hoe dat ‘browsen’ in de praktijk plaatsheeft. Wagner beweert dat dit ‘browsen’ het eenvoudiger maakt voor de genen om nieuwe mutaties te ontdekken die een zelfde fenotype produceren. Nadat men zich het hele boek afvraagt hoe zich dit in de praktijk manifesteert, geeft Wagner op de laatste bladzijde toe dat het uitsluitend een concept is. Het zou verklaren waarom evolutie zo snel heeft kunnen plaatsvinden. Dit komt weer aardig in de buurt van het creationistische gedachtengoed.

George Peabody Library

Hij schrijft letterlijk dat het door deze ‘libraries’ mogelijk is geworden dat het leven zo snel geëvolueerd is en beweert dat we anders nog steeds met een wereld van bacteriën te maken zouden hebben. Nu moet er wel op gewezen worden dat bepaalde etappen in de evolutie niets te maken hebben met genetica. Bijvoorbeeld het ontstaan van eukaryoten en dan met name de endosymbiose hebben niets met genetica of mutaties te maken gehad. Daar stapt hij zomaar over heen.

Ik had begrepen dat dit boek onder andere over evolvability zou gaan. Nu bleek dat het voornamelijk ging over innovability ofwel de mogelijkheid van het genoom te innoveren. Innovability heeft te maken met genetische netwerken waardoor er robuustheid bestaat. Mutaties hebben daarbij vaak geen effect op het fenotype en kunnen dan als neutraal gezien worden. Dit ziet men met name in organismen waarbij een gen zodanig kunstmatig gemuteerd is dat het zijn functie verliest. Men spreekt dan van knock-out organismen. Het gebeurt vaak dat deze organismen geen verandering van het fenotype laten zien. Men spreekt dan van robustness. Robustness is een gevolg van de enorme netwerken die genen kunnen vormen. Valt er een gen uit, dan wordt die functie eenvoudigweg omzeild of vervangen door een ander pathway.

Het lezen van deze bibliotheken door de netwerken van genen is een mooi idee, maar is puur een concept, een idee in het hoofd van deze schrijver. Het veronderstelt ook dat er libraries klaarliggen, waar het leven uit kan kiezen. En dat lijkt mij te ver van de werkelijkheid afstaan.

Dan besluit hij ook met twee eigenaardige zinnen. Heel mysterieus en mooi, maar helaas zonder enige betekenis, al ken ik enkelen die er misschien wat in ontdekken.

 When we begin to study nature’s libraries we aren’t just investigating life’s innovability or that of technology. We are shedding new light on one of the most durable and fascinating subjects in all of philosophy. And we learn that life’s creativity draws from a source that is older than life, and perhaps older than time.

Uit:        The Arrival of the Fittest. Solving evolution’s greatest puzzle. Andreas Wagner 2014

Zie ook: Roeren in de oersoep voor een context rond dit boek.