Evolutie van de zoogdieren

Het lijkt of de zoogdieren pas laat in de evolutie een rol spelen. Dit is echter niet waar. De ontwikkeling van de zoogdieren begint vroeg, maar wordt gedurende lange tijd overschaduwd door de veel indrukwekkender ontwikkeling van de reptielen en dinosaurussen. Eierleggende zoogdieren geven ons een kijkje hoe de moderne zoogdieren zijn ontstaan uit zoogdierachtige reptielen.
Zoogdieren kwamen in de evolutie betrekkelijk laat tot ontwikkeling. Omdat de mens zelf ook een zoogdier is, en zichzelf buitengewoon belangrijk en geslaagd vindt, wordt de evolutie vaak voorgesteld al s een ontwikkeling die een hoog niveau bereikt in de zoogdieren. Het absolute hoogtepunt is het verschijnsel mens, Homo sapiens. Allerlei levensbeschouwingen vinden de mens erg belangrijk, de evolutiebioloog kijkt naar de feiten en die geven ruimte voor veel meer interpretaties.

Het prille begin

De ontwikkeling van de zoogdieren begint na het moment dat gewervelde dieren het land veroveren en zich voortplanten via eieren die tegen uitdroging bestand zijn, de Amniota. Dit is in de tweede helft van het Carboon 310 miljoen jaar geleden (310 mj BP). De aarde is dan overdekt met grote oerbossen waaruit later kolenlagen zullen ontstaan, vandaar de naam Carboon (zwarte kool, houtskool). Er zijn dan twee soorten hagedisachtige wezens die ieder de voorouders worden van twee evenwijdig lopende ontwikkelingen die doorlopen naar het heden. Richting éen worden de reptielen en vogels, de ander richting de zoogdieren.In het Carboon hebben beide diersoorten in de schedel een extra opening naast het gat voor de ogen in het schedeldak. Deze extra openingen ontstaan als aanhechtingspunt voor kaakspieren. De schedel wordt daardoor hoger, niet meer zo plat als de kop van een kikker of een salamander (amfibieën). Een hagedisachtige dier dat de voorloper wordt van de reptielen heeft twee extra gaten en een “hagedis” (Archeothyris - zie plaatje), die net even sneller en groter is heeft maar éen opening. Dit ene gat in de schedel naast de oogkas noemt men: het synapside slaapvenster, van daar de groepsnaam synapsiden voor alle zoogdierachtige reptielen. Deze onderscheiden zich van de andere “hagedissen” door krachtiger kaken. De andere ontwikkelingslijn heet de diapsiden (twee gaten), deze lijn loopt richting reptielen en vogels.

Bloei en neergang

Er loopt geen voortdurend stijgende lijn richting slimme zoogdieren en een lijn richting enigszins domme waggelende, koudbloedige reptielen. Het verhaal is veel spannender! De synapsiden zijn aanvankelijk redelijk succesvol. Zo zijn er in het begin van het Perm de pelycosaurussen, waarvan de Dimetrodon (zie plaatje) een voorbeeld is

Dimetrodon, artistieke interpretatie door LeCire, Creative Commons / Bron: Publiek domein, Wikimedia Commons (PD)

. Dit is een groot roofdier (3 m lang), met een zeil op zijn rug waarmee waarschijnlijk de ochtendwarmte van de zon kon worden opgevangen. Tot in aan het einde van het Perm (251 mj. BP) domineren verschillende andere nakomelingen van de synapsiden, de therapsiden. Maar dan worden zij het slachtoffer van het massale uitsterven aan het einde van het Perm. Een paar therapsiden overleven en ontwikkelen zich verder gedurende het Trias ( 251-200 mj BP). Een voorbeeld van deze therapiden is Thrinaxodon. Zo vertellend lijkt het op een roman, de zoogdieren verschijnen aarzelend, worden zelfverzekerd, krijgen een zware beproeving en triomferen uiteindelijk. Echter, zo werkt de evolutie niet, maar wel kunnen onze hersenen een verhaal met deze structuur goed onthouden. De evolutie kent geen vooropgezet plan, wij beschouwen het allemaal achteraf.
In het Trias vieren de diapsiden hun triomfen. Honderd miljoen jaar lang vormen de nakomelingen van de diapsiden de meest diverse groep gewervelde dieren die de Aarde ooit gekend heeft. Er ontstaan schildpadden, ichtyosaurussen en plesiosaurussen (beide in zee levende reptielen in het formaat van dolfijnen en kleine walvissen), krokodillen, pterosausrussen (vliegende reptielen) en vooral veel soorten dinosaurussen. Gedurende die tijd verloopt de evolutie van de synapsiden via een obscuur traject: het nachtleven. De eerste zoogdieren, mogelijk nog steeds eierleggende dieren waarvan er nog vijf directe nakomelingen bestaan, het vogelbekdier en de mierenegels zijn schichtige nachtdieren met het formaat van een spitsmuis. Zo zagen onze zoogdiervoorouders eruit tijdens het Trias. Ze zijn ontstaan uit therpasiden die het Perm hebben overleefd, zo omstreeks 220 mj BP.

Miljoenen jaren het nachtleven in

Toen de dinosaurussen de Aarde domineerden, was hun zwakte het feit dat ze ’s nachts niet actief konden zijn, omdat zij dan te veel afkoelden via hun huid met schubben en slechte warmteregulatie. De voorlopers van de zoogdieren gedurende de Jura en het Krijt hadden een veel snellere spijsvertering en konden daarom voedsel effectiever omzetten in warmte en beweging. Daarom moesten ze ook veel meer eten (men vermoedt vooral insecten). De veranderingen in de schedel maakte het mogelijk dat de onderkaak met kauwspieren beter aan de schedel kwam vast te zitten, zodat kauwen mogelijk werd. Reptielen en hun verwanten hebben weliswaar indrukwekkende bekken en gebitten, echt kauwen kunnen ze niet. Krokodillen gebruiken hun bek om grote prooien te doden, ze kunnen er zelfs stukken uitscheuren door hun bek als een soort bankschroef te gebruiken en te schudden met hun krachtige lijf. Echter, stukken eruit bijten en kauwen zoals leeuwen en hyena’s dat doen, kunnen ze niet. Hetzelfde gold voor de dinosaurussen. Het vermogen om voedsel in kleine brokken naar de maag te voeren is echter zeer belangrijk voor een snelle en effectieve vertering. En een effectieve vertering zorgt voor meer energie in minder tijd. Als je meer voedsel nodig hebt, moet je het ook zien te krijgen. Zoogdieren werden waarschijnlijk geselecteerd op de stand van de ledematen onder het lichaam (overigens waren er ook snelle dinosaurussen). Hierdoor konden ze sneller lopen en werden ze wendbaarder. De waggelende gang, zo typisch voor reptielen, verdween. Deze ontwikkeling is nauw verbonden met de behoefte aan meer energie. Hun snelheid en wendbaarheid waren misschien goed om de grote vleesetende dinosaurussen te ontwijken, maar het was waarschijnlijk nog belangrijker dat ze deze dieren de dinosaurussen te vlug af waren bij het fourageren door hun wendbaarheid.

Bloei na ramp

Deze ratachtige, warmbloedige dieren overleefden de ramp die de aarde trof aan het einde van het Krijt 65 mj BP. Hieruit onstond in de volgende 65 miljoen jaar een hele waaier van zoogdiersoorten. De mensaapachtigen verschenen pas 25 mj BP en de moderne mens is niet ouder dan 100.000 jaar BP. Kortom, een verschrikkelijke nieuwkomer. Heel veel mensen hebben moeite met de gedachte dat ook de mens het product is van evolutie. De mens beschouwt zich als het eindpunt en doet net of de evolutie dan ophoudt.

Het creationisme

Het creationisme is het verdacht maken van de evolutietheorie als zijnde het product van een antigodsdienstige samenzwering.
Het creationisme zou de moeite van het noemen niet waard zijn als het een marginaal verschijnsel bleef, een opvatting van een diep gelovige minderheid van de bevolking. Het vormt echter in de Verenigde Staten een krachtige lobby die het biologieonderwijs wil beïnvloeden. Ook in Nederland zijn vergelijkbare groepen actief, daarnaast vormt zich binnen de moslimgemeenschap een krachtige anti-evolutiebeweging onder leiding van Harun Yahya (oorpsronkelijk een Turkse bouwkundige die Adnan Oktar heet).

Onvoorstelbaar tijdsbegrip

Critici van natuurwetenschappelijke theorieën staan vaak sterk in het debat. Het onderwijs bevordert dat mensen eerder leren ergens een eigen mening over te hebben, dan om intensief kennis te nemen van (natuur-)wetenschap. Daarbij komt dat de hersenen van de mens niet echt geschikt zijn voor het bedrijven van natuurwetenschap (zie: Waarom geloven mensen). Bètavakken worden vaak als "moeilijk" beschouwd en personen die het als hobby hebben, zijn eigenlijk ongezellige nerds. Ons brein is een orgaan dat zorgt voor overleving op de Afrikaanse savanne. De tijdsspanne die we met onze hersenen echt goed kunnen bevatten reikt van een fractie van een seconde (bijvoorbeeld een snelle hartslag = een honderdmiljoenste deel van een jaar) tot hoogstens een eeuw (toen mijn opa geboren werd: 10² jaar). De tijdruimte die de wetenschap heeft geschapen is veel groter. Onze "nuchterheid" en ons "gezonde verstand" functioneert in de tijdruimte van 10 machten van 10 (van minus 8 naar plus 2). Uitbreidingen moeten we met moeite leren: geschiedenis, geologie, astronomie, natuurkunde, biologie en techniek. De wetenschap beschrijft processen die gaan van de nanoseconde (10 tot de macht min 17 jaren) naar de 10 miljard jaar (10 tot de macht plus 10 jaren). Dit is 10+17=27 machten van 10, dus 27-10=17 machten meer dan het nuchtere verstand van de savanneaap! Een vergelijkbaar verhaal kun je houden over ons vermogen om met afstanden om te gaan en met gofllengtes van elekromagnetische golven (we zien alleen het zichtbare licht).

Geloof in wetenschap

Critici van de wetenschap hebben dus een punt als ze zeggen dat wetenschappers (en hun populaardiseerders) ook gelovigen zijn in iets dat indruist tegen de menselijke intuïtie. Maar toch, ik geloof (anders kan ik het niet zeggen) in het zelfreinigend vermogen van de wetenschap. Ik geloof dat iemand die iets beweert dit hard moet maken en stevige kritiek moet weerleggen van collega's en tijdschriftredacties en zich moet verantwoorden op internationale congressen. Ik geloof in consensus onder wetenschappers over het bestaan van methoden om een wetenschappelijk feit voor waar te houden. Echter, wetenschap is mensenwerk dus tijdgebonden. Een feit in 1450 is niet hetzelfde als een feit in 2008. Daarbij, soms zit er hier en daar wel eens een oplichter onder wetenschappers. Dat is heel wat anders dan een wereldwijd complot tegen gelovigen. Gelovigen vinden dat zij de enige echte waarheid in pacht hebben. Heel vaak doen zij een beroep op nuchterheid, gezond verstand, of het hebben van een originele eigen mening. Het is heel gemakkelijk om de onvoorstelbare wereld van heel lang geleden, heel klein en buitengewoon ver weg belachelijk te maken en daar een almachtige God voor in de plaats te stellen. Geloven ligt meer in de menselijke aard (Waarom geloven?).

Het debat

Net als bij schaken moet je nooit rekenen op de domheid van de tegenstander om te winnen. Dit geldt ook voor het debat met creationisten. Begin hier nooit onvoorbereid aan! Als ze u weten te verleiden om in detail te treden over de feiten die de evolutie moeten ondersteunen, blijken zij te beschikken over een hele catalogus aan overtuigend klinkende tegenargumenten die u, in gezelschap van niet zo goed onderlegde toeschouwers, behoorlijk in de problemen kan brengen. Gelukkig is er op internet een "index to creationist claims" na te zien en voorzien van (echt) wetenschappelijke verklaringen.