Waarom evolutie niet perfect is

In de meeste gevallen lijkt de evolutie er goed in te slagen dieren voort te brengen met aanpassingen die hen helpen te overleven en te gedijen. Maar soms lijkt het niet helemaal te kloppen.

Een misvatting over natuurlijke selectie is dat de evolutie in de loop der tijd de eigenschappen van een organisme ‘selecteert’ die het meest perfect geschikt zijn voor zijn omgeving. Dit misverstand kan gedeeltelijk te wijten zijn aan de term ‘natuurlijke selectie’ zelf, die parallellen oproept met bijvoorbeeld een hondenfokker die ‘selecteert’ op gewenste eigenschappen in zijn dieren. In feite ‘selecteert’ de natuur helemaal niets – natuurlijke selectie is een proces, geen bewuste kracht.

Het ‘selecteren’ van eigenschappen voor hondenrassen is een heel ander proces dan natuurlijke selectie. Afbeelding aangepast van: Jelly Dude / Flickr; CC BY 2.0

Er zijn goede redenen waarom het proces van natuurlijke selectie niet altijd resulteert in een ‘perfecte’ oplossing. Ten eerste kan selectie alleen werken op de beschikbare genetische variatie. Een jachtluipaard kan bijvoorbeeld niet sneller gaan lopen als er geen ‘snellere’ genvariant beschikbaar is.

Ten tweede moet het lichaam werken met de materialen die het al heeft. Daarom zijn gevleugelde paarden een mythe.

Evolutie moet ook werken met de ontwikkelingspatronen van verre voorouders, en de resultaten lijken soms heel vreemd. Je zou bijvoorbeeld denken dat het logisch zou zijn dat de zenuw die van het strottenhoofd naar de hersenen van een giraffe gaat, de meest directe weg zou nemen – een lengte van ongeveer 10 centimeter. Maar omdat het lichaam van de giraffe is gevormd bij een voorouder die geen nek had, loopt de zenuw helemaal langs de nek, rond het hart en weer terug – een afstand van vier meter!

De zenuwimpuls van de hersenen naar de stembus (via de nervus laryngeus recurrent en de nervus vagus) van een giraffe gaat via een lange omweg langs het hart. Afbeelding aangepast van: Vladimir V. Medeyko; CC BY-SA 2.0

En dan zijn er natuurlijk nog de momenten die ons echt het hoofd op hol brengen. Zoals: hoezo vleugels bij vogels zonder vleugels of ogen bij blinde slangen? En waarom hebben mannen tepels? Evolutie gaat over wezens die zich geleidelijk aanpassen aan hun omgeving, toch? En betekent ‘survival of the fittest’ niet een beweging naar steeds beter aangepaste wezens? Had de evolutie geen betere oplossing kunnen bedenken? En waarom verdwijnen deze eigenaardigheden niet gewoon?

In de eerste plaats is het belangrijk te erkennen dat niet alle kenmerken van een organisme het gevolg zijn van aanpassing. Zo kunnen sommige niet-adaptieve, of zelfs schadelijke, genvarianten zich op dezelfde DNA-streng bevinden als een gunstige variant. Door mee te liften op dezelfde DNA-streng als de nuttige variant, kan een niet-adaptief gen zich snel over een populatie verspreiden. Met andere woorden, het feit dat een bepaalde eigenschap aanwezig is, betekent niet noodzakelijkerwijs dat deze nuttig is.

Bovendien kunnen sommige eigenschappen gewoon het resultaat zijn van toeval, en zich door een populatie verspreiden via wat bekend staat als ‘genetische drift’. Zoals we hebben gezien, kunnen in het DNA van alle organismen kopieerfouten optreden. Sommige van deze mutaties zijn schadelijk, en zullen waarschijnlijk door natuurlijke selectie worden geëlimineerd. Andere zullen echter ‘neutraal’ zijn: noch schadelijk, noch gunstig. De meeste van deze mutaties zullen uitsterven, maar sommige zullen zich over een populatie verspreiden. Hoewel de kans op verspreiding van neutrale mutaties zeer klein is, is genetische drift toch een belangrijke kracht, vooral in kleine populaties, vanwege het enorme aantal genetische mutaties in elke generatie.

Genetische drift kan ook leiden tot genfixatie in een populatie. Dit gebeurt wanneer alle andere mogelijke variaties van een gen (allelen) voor altijd verloren gaan, zodat er slechts één allel overblijft dat aan toekomstige generaties kan worden doorgegeven. Voor die specifieke eigenschap wordt het enige overlevende allel dan de enige mogelijke variant van dat gen.