Door Arjan de Visser

We staan er niet elke dag bij stil, maar ieder van ons dankt zijn of haar bestaan aan een onwaarschijnlijk lange reeks ‘gelukjes’. Ieder van ons heeft namelijk de miljarden generaties sinds het ontstaan van de eerste levensvormen, zonder falen keer op keer, overleefd en zich succesvol voortgeplant. Terwijl ontelbare soorten ontstonden en weer verdwenen, overleefden onze voorouders hoge doses radioactieve straling, meteorietinslagen, ontelbare aanvallen van parasieten en roofdieren en perioden van sterke klimaatverandering. Ondertussen gaf evolutie ‘ons’ eigenschappen die onze overleving en voortplanting gunstig beïnvloedden onder de wisselende omstandigheden waaraan we werden blootgesteld.

Met behulp van een van deze eigenschappen, onze intelligentie, lijken we nu echter ons evolutionaire lot in eigen hand te nemen. Door de uitvinding van de landbouw zijn we voor ons voedsel minder afhankelijk geworden van de grillen van de natuur. Ontwikkelingen in de medische zorg hebben ervoor gezorgd dat onze levensverwachting enorm is toegenomen, dat we vruchtbaarheidsproblemen kunnen omzeilen, aangeboren afwijkingen kunnen voorkomen met prenatale tests en binnenkort wellicht kunnen ingrijpen in onze erfelijke aanleg met  behulp van gentherapie. Dit roept de vraag op, en bij sommigen de angst, of wij mensen ons evolutionaire lot geheel in eigen hand kunnen nemen en zo ja, hoe dat lot er dan uitziet.

Duidelijk is dat we met onze kennis al enige tijd onze eigen evolutie beïnvloeden. Landbouw en medische kennis hebben ertoe geleid dat de menselijke populatie explosief is gegroeid. Medische kennis zorgt ervoor dat mensen die voorheen kansloos waren nu in leven blijven en zich voortplanten, en zo hun ziekte- en onvruchtbaarheidsgenen kunnen doorgeven aan nieuwe generaties. Het gevolg is dat natuurlijke selectie minder effectief dan voorheen genen met negatief effect op gezondheid en vruchtbaarheid uit de populatie verwijdert.

De evolutiebioloog William Hamilton (1936-2000) voorspelde dat dit wel eens de ondergang van onze soort zou kunnen betekenen. Overigens is het beïnvloeden van evolutie allerminst een unieke menselijke eigenschap: zo verbeteren struiken op de savanne hun eigen watervoorziening door met hun wortels de doorlaatbaarheid van de bodem te verhogen, ‘verbouwen’ sommige mieren- en termietensoorten schimmels waarmee ze zich voeden en zorgen bevers voor bescherming en voedsel door rivieren  af te dammen. Maar geen soort lijkt zo’n grote invloed te hebben op zijn eigen lot als de mens.

Daarmee is niet gezegd dat we ons volledig zullen kunnen onttrekken aan de wetten van de evolutie. Zolang mutaties optreden in het erfelijk materiaal dat we doorgeven aan onze kinderen, zullen nieuwe eigenschappen ontstaan, waarvan sommige, door selectie of toeval, zich zullen verspreiden in de menselijke populatie. Tegen de invloed van natuurlijke selectie en genetische drift is nu eenmaal weinig te doen. Al helemaal niet als rampen, zoals epidemieën, oorlogen of snelle milieuveranderingen veel levens eisen, zoals de pest, die in de 14de   eeuw naar schatting een derde van alle Europeanen het leven kostte. Dat zijn momenten waarop selectie en toeval de samenstelling van de menselijke populatie sterk kunnen beïnvloeden.

Veranderingen die we zelf veroorzaken, leiden vaak weer tot nieuwe evolutie. Zo heeft de introductie van de veeteelt, oorspronkelijk bedoeld als bron van vlees, ertoe geleid dat velen van ons ook als volwassene nog melk kunnen verteren. En ook al kunnen we binnenkort ziektegenen corrigeren, we hebben slechts een beperkt zicht op deze genen. Dat komt onder andere omdat het effect van ziektegenen beïnvloed wordt door  andere genen en door de omstandigheden waarin we leven, waardoor niet alle dragers van een ziektegen de ziekte ook daadwerkelijk krijgen. Naar schatting krijgt ieder van ons er elke generatie zo’n 100 nieuwe mutaties bij in ons genoom (naast de mutaties die we erven van onze ouders), waarvan vermoedelijk een aanzienlijk deel met gezondheidsnadelen. Het is dus de vraag of de ontwikkeling van medische inzichten en behandelmethoden snel genoeg zal zijn om deze mutatiedruk te keren.

Een fundamentele vraag hierbij is of we met onze kennis enkel problemen blijven corrigeren, of ook nieuwe eigenschappen zullen kunnen creëren, zoals een veel langere levensduur. In het eerste geval volstaat in theorie immers een relatief gezond voorbeeld, terwijl het creëren van nieuwe eigenschappen vereist dat we in detail begrijpen hoe deze tot stand komen vanuit de genen. In de synthetische biologie wordt hier onderzoek naar gedaan en worden inmiddels met enig succes micro-organismen gemaakt met nieuwe eigenschappen. Ondanks de vele ethische en wetenschappelijke problemen, vermoed ik daarom, dat we op termijn ook bij onszelf nieuwe eigenschappen zullen introduceren. Welke eigenschappen dit zullen zijn en of deze zullen leiden tot een samenleving met een elite van ‘superieure’  mensen, zijn vragen die we met zijn allen zullen moeten beantwoorden.

Kunnen we iets zeggen over ons lot, zolang dit wordt bepaald door de wetten van de evolutie? Harde voorspellingen zijn het terrein van de natuur- en scheikunde, waar strikte wetmatigheden processen voorspelbaar maken. Ondanks toenemend begrip van de mechanismen en processen die evolutie sturen, zijn voorspellingen over het verloop ervan op dit moment niet mogelijk. Toeval, zowel bij het ontstaan van nieuwe erfelijke varianten als bij hun verspreiding in de populatie, speelt vooralsnog een te grote rol. De vele voorbeelden waarin evolutie herhaaldelijk met dezelfde oplossing voor een probleem is gekomen, zoals het camera-oog van zowel de octopus als de gewervelde dieren, duiden er echter op dat de evolutie ook een zekere voorspelbaarheid kent. Door de herhaalbaarheid van evolutie in het laboratorium met micro-organismen te onderzoeken, beginnen we zicht te krijgen op de condities die leiden tot voorspelbare evolutie. Deze inzichten zijn direct  van belang om controle te krijgen over evolutionaire processen die onze gezondheid bedreigen, zoals nieuwe ziekteverwekkers, antibioticumresistentie en kanker. Maar ze dragen ook bij aan de ontwikkeling van een krachtiger, meer kwantitatief begrip van evolutie, waarmee we in de toekomst ook ons eigen lot beter zullen kunnen voorspellen. De vraag hoe díe kennis ons lot zal beïnvloeden, zal toekomstige generaties in toenemende mate fascineren.

Arjan de Visser is persoonlijk hoogleraar Evolutionaire Genetica bij het laboratorium voor Erfelijkheidsleer, Wageningen Universiteit. Zijn groep gebruikt evolutie-experimenten met bacteriën en schimmels in het lab om te onderzoeken wanneer evolutie herhaalbaar, en dus mogelijk voorspelbaar, is. Dit wordt onder andere onderzocht voor de evolutie van antibioticumresistentie.