Natuurlijke selectie en evolutie: zo veranderen soorten

Variatie: individuen van dezelfde soort verschillen van elkaar

Alle mensen behoren tot dezelfde soort: Homo sapiens. Toch is ieder mens verschillend. Kijk maar eens om je heen in de klas. Alleen al in het haar van de andere leerlingen zie je allerlei verschillen: het kan bijvoorbeeld krullend of steil zijn, en zwart, blond, bruin of rood. Zulke onderlinge verschillen binnen één soort heten variatie.

Niet elk verschil wordt doorgegeven aan nakomelingen. Alleen erfelijke variatie gaat via het erfelijk materiaal naar de volgende generatie. Iemand die gespierd is doordat hij veel traint, geeft die gespierdheid niet door aan zijn kinderen.

Nieuwe erfelijke variatie ontstaat door mutaties. Een mutatie is een verandering in het erfelijk materiaal. Die kan spontaan optreden of door invloeden van buitenaf, zoals bepaalde straling en stoffen. Zo’n verandering gebeurt willekeurig en niet omdat het organisme hem nodig heeft. De meeste mutaties zijn voor het organisme neutraal – ze maken eigenlijk geen verschil – of negatief. Sommige mutaties pakken positief uit.

Natuurlijke selectie

Lang niet ieder pasgeboren dier en lang niet elke kiemplant blijft lang genoeg leven om volwassen te worden. Dat kan allerlei redenen hebben: te weinig voedsel, te weinig ruimte, roofdieren, ziektes... Welke individuen het redden, hangt deels af van hun eigenschappen.

Als een erfelijke eigenschap goed past bij de omgeving, dan heeft de drager ervan een grotere overlevingskans en krijgt hij gemiddeld meer nakomelingen. Daardoor wordt die erfelijke eigenschap gemiddeld vaker doorgegeven aan de volgende generatie dan ongunstige eigenschappen. Dat proces heet natuurlijke selectie.

De Engelse uitdrukking survival of the fittest heeft hier betrekking op. Maar let op: veel leerlingen lezen deze uitdrukking verkeerd. Het woord fittest heeft niets te maken met het Nederlandse woord ‘fit’; het gaat niet om de sterkste of de snelste. Het komt van het Engelse to fit – passen. Survival of the fittest gaat er dus om dat het best passende organisme overleeft. Zoals de donkere berkenspanner in het vervuilde Engeland uit het voorbeeld hieronder: die was het beste aangepast aan zijn omgeving en had dus een hogere overlevingskans.

Evolutie: populaties veranderen na veel generaties

Binnen één generatie merk je vaak nauwelijks iets van natuurlijke selectie. Als die selectie doorwerkt in veel generaties, dan verandert de samenstelling van een populatie. Die verandering van erfelijke eigenschappen van populaties over generaties heet evolutie.

Bij organismen waarbij generaties elkaar snel opvolgen kunnen zulke veranderingen ook snel zichtbaar worden. Bij bacteriën kan bijvoorbeeld door mutatie een bacterie voorkomen die resistent is tegen een bepaald antibioticum. Wordt dat middel gebruikt, dan sterven veel gevoelige bacteriën. Resistente bacteriën hebben dus een voordeel. Omdat bacteriën zich snel delen, kan het aandeel resistente bacteriën in korte tijd sterk toenemen. Ook insecten kunnen snel evolueren, bijvoorbeeld in reactie op bestrijdingsmiddelen.

Goed om te weten: die snelheid is relatief. Het zegt iets over de tijd die het kost voordat een verandering zichtbaar is in een populatie, niet over hoe groot de verandering in de populatie per generatie is. In een laboratorium is het gemakkelijk om de evolutie bij bacteriën te zien, omdat je al binnen enkele dagen tientallen generaties kunt hebben. In theorie zou je hetzelfde soort onderzoek ook met bijvoorbeeld olifanten kunnen doen, alleen heb je misschien wel duizenden jaren nodig om hetzelfde aantal generaties te krijgen.

Soms raken twee groepen van dezelfde soort van elkaar gescheiden. Bij een zware storm komen bijvoorbeeld vogels van één soort terecht op twee verschillende eilanden. De omstandigheden en de selectie kunnen in beide gebieden verschillen. De groepen kunnen daardoor over lange tijd uit elkaar groeien. Als ze uiteindelijk zo verschillend zijn dat ze samen geen vruchtbare nakomelingen meer kunnen krijgen, dan zijn er twee soorten ontstaan.

Soorten kunnen uitsterven

Selectie werkt alleen als er iets te selecteren valt. Verandert een omgeving sneller dan een populatie zich kan aanpassen, of ontbreekt de erfelijke variatie waarmee dat zou kunnen, dan kan de populatie niet overleven. Als dat uiteindelijk voor alle populaties van een soort geldt, sterft de soort uit. Een populatie met veel erfelijke variatie loopt minder risico. De kans is namelijk groter dat er een variant tussen zit die tegen de nieuwe omstandigheden kan, zoals de resistente bacterie van hierboven.

Uitsterven is niet de uitzondering, maar juist de gebruikelijke uitkomst in de evolutie. Verreweg de meeste soorten die ooit hebben bestaan, zijn er niet meer. Denk bijvoorbeeld aan dinosauriërs en dodo’s. Die laatste soort is trouwens een voorbeeld van iets dat tegenwoordig vaak voorkomt. De mens zorgt ervoor dat er veel soorten uitsterven, onder andere door op ze te jagen, zoals met de dodo, of door hun leefgebied te veranderen.

Het kan trouwens ook dat een soort terugkomt. Niet alle soorten sterven namelijk wereldwijd uit; een soort kan ook alleen plaatselijk verdwijnen. De wolf is in Nederland een goed voorbeeld. Die verdween hier vroeger, onder andere door de jacht. Nu de omstandigheden weer gunstiger zijn, komt de wolf weer voor in Nederland.

Tip: natuurlijke selectie heeft drie voorwaarden. Ontbreekt er één, dan is er geen sprake van natuurlijke selectie. De drie voorwaarden zijn:

1. Er is variatie tussen individuen;
2. Een deel van die variatie is erfelijk;
3. Die erfelijke verschillen zorgen voor een verschil in het aantal nakomelingen.

Fossielen en lichaamsbouw geven aanwijzingen voor evolutie

Hoe weten we eigenlijk dat soorten vroeger anders waren? Er zijn verschillende aanwijzingen waaraan je dat kunt zien. Drie van de belangrijkste op een rijtje:

1. Fossielen. Dat zijn resten of afdrukken van organismen die in gesteente bewaard zijn gebleven. Paleontologen kunnen uit de gesteentelaag waarin een fossiel ligt afleiden hoe oud het ongeveer is, en zo ontstaat een beeld van welke soorten er in welke periode leefden. We kunnen op die manier ver terugkijken: het leven op aarde bestaat miljarden jaren en veel bekende fossielen zijn miljoenen jaren oud.
2. Rudimentaire organen. Dat zijn lichaamsdelen die door evolutie sterk zijn verkleind of hun oorspronkelijke functie grotendeels hebben verloren. Jij hebt bijvoorbeeld een staartbeen: een botje dat heel vroeger bij onze voorouders deel was van de staart die mensen allang niet meer hebben.
3. De bouw van soorten. De voorpoot van een hond, de vleugel van een vleermuis en de arm van een mens bevatten dezelfde botten in dezelfde volgorde. Dat wijst op een gemeenschappelijke voorouder, dus een soort waaruit deze soorten later zijn voortgekomen. Zie ook de afbeelding hierboven.

Darwin verklaarde evolutie met natuurlijke selectie

Voordat Charles Darwin ermee aan de slag ging, bestond er al langer het vermoeden dat soorten veranderen. Hij werkte natuurlijke selectie uitgebreid uit als verklaring voor hoe zulke veranderingen kunnen ontstaan.

Als jonge natuuronderzoeker reisde hij met het schip de Beagle de wereld rond en verzamelde jarenlang waarnemingen aan planten en dieren. In 1859 publiceerde hij On the Origin of Species. Daarin beschreef hij natuurlijke selectie als een mechanisme achter verandering van soorten. Het werd een belangrijk onderdeel van de evolutietheorie.

Natuurlijke selectie is een belangrijk mechanisme waardoor populaties veranderen en nieuwe soorten kunnen ontstaan. Het speelt ook een belangrijke rol in de evolutie van de mens. Maar welke factoren bepalen of natuurlijke selectie kan ontstaan, en hoe werkt dat precies? Als je dat op je toets goed uit elkaar wilt houden, is het handig om er eerst mee te oefenen. Check daarom onze oefentoetsen voor biologie!

Deel deze pagina met je vrienden