2016-04-02 (Vrij Nederland) Noble vs. Dawkins. DNA is geen program van het concert des levens

Jos de Mul. Noble vs. Dawkins. DNA is geen program van het concert des levens Vrij Nederland #13, 2 april, 2016, 77-81.

In The Music of Life. Biology Beyond the Genes zet de befaamde Oxford fysioloog en systeembioloog Denis Noble een frontale aanval in op The Selfish Gene van zijn Oxford-collega en oud-student Richard Dawkins, een boek dat 40 jaar na zijn publicatie de gemoederen nog altijd verhit houdt. Jos de Mul, die de deze maand verschenen Nederlandse vertaling van Nobles boek heeft voorzien van een uitgebreide inleiding en nabeschouwing, gaat in op de controverse tussen Noble en Dawkins, die in laatste instantie handelt over de vraag wat het betekent om mens te zijn.

Jos de Mul

Dit jaar is het 40 jaar geleden dat Richard Dawkins boek The Selfish Gene – in het Nederlands verschenen onder de titel Onze zelfzuchtige genen. Over evolutie, agressie en eigenbelang - werd gepubliceerd. Van deze bijbel van het ‘orthodox neodarwinisme’ (Dawkins’eigen woorden in de tweede druk uit 1989) gingen niet minder dan 1 miljoen exemplaren over de toonbank, in meer dan 25 talen. Waarschijnlijk is er sinds Darwins The Origin of Species (1859) geen ander biologieboek gepubliceerd dat zo’n enorme invloed heeft uitgeoefend op zowel het mensbeeld van het grote publiek als op het wetenschappelijk onderzoek, niet alleen in de levenswetenschappen, maar ook in de sociale en de geesteswetenschappen. Het is een bijzonder radicaal boek dat met zijn briljant geformuleerde boodschap -  dat organismen niet veel meer zijn dan tijdelijke voertuigen van onsterfelijke genen - een reductionistisch, deterministisch en in laatste instantie nihilistisch mensbeeld tot uitdrukking brengt.

Gencentrisme

Behalve veel navolging heeft The Selfish Gene ook veel weerstand opgeroepen en vandaag de dag is het boek nog even controversieel als bij zijn verschijning in 1976. Waar zoöloog Matt Ridley in zijn terugblik op het boek in het gezaghebbende tijdschrift Nature (28 januari.j.l.) stelt dat Dawkins gencentrische opvatting van de evolutie in de wereld van de biologie inmiddels algemeen is geaccepteerd en dat de alternatieve verklaringen - voortbrengselen van ‘lazy thinking of the 1960s’ - inmiddels iedere betekenis hebben verloren, daar argumenteert wetenschapshistoricus Nathaniel Comfort in hetzelfde Nature (10 september j.l.) dat Dawkins’ boek vrijwel geheel is achterhaald door de recente ontwikkelingen in de genetica. Wat Comfort vooral stoort is dat de zelfgenoegzame Dawkins de revolutionaire ontwikkelingen die de bijl hebben gezet aan het orthodoxe neodarwinisme, ook in zijn meest recente werk blijft veronachtzamen.

Wat de discussie rondom The Selfish Gene boeiend en belangrijk maakt, is dat het veel meer is dan een controverse over concurrerende biologische theorieën. Dawkins  gencentrisme – de idee dat het in de evolutie uitsluitend draait om de reproductie van zelfzuchtige genen – gaf zijn boek volgens critici ook een bedenkelijk politieke lading. Het zou in de tachtiger jaren niet alleen gediend hebben als een ideologische rechtvaardiging voor het greed is good thatcherisme, maar het zou ook hebben bijgedragen aan het in de biologische wetenschap opnieuw salonfähig maken van het ‘rasrealisme’, dat na de gruwelijke genetische experimenten van de nazi’s gedurende een aantal decennia volstrekt taboe was geweest. Bovendien maakte de The Selfish Gene met zijn nadruk op het blinde karakter van de evolutie felle kritieken los van de zijde van creationisten, wat Dawkins ertoe verleidde in boeken als The God Delusion (2006) een steeds militanter atheïsme te gaan uitdragen. Die strijd met de creationisten heeft er bovendien toe geleid dat Dawkins kritiek van andere biologen op zijn werk al snel percipieerde als een aanval in de rug. Nu misbruiken creationisten dergelijke kritiek inderdaad niet zelden om de evolutietheorie als zodanig verdacht te maken, wat er toe heeft geleid dat evolutiebiologen hun kritiek op Dawkins’ radicale neodarwinisme vaak binnenskamers houden.

Zo niet Denis Noble, die in zijn boek The Music of Life. Biology Beyond the Genes, waarvan de eerste editie in 2006 zowat gelijktijdig verscheen met de 30th anniversary edition van The Selfish Gene, frontaal de aanval inzette op Dawkins. Die vrijmoedigheid houdt waarschijnlijk samen met het feit dat Noble een relatieve buitenstaander is op het gebied van evolutietheorie en genetica. Noble was ten tijde van de publicatie van het boek (emeritus) hoogleraar cardiovasculaire fysiologie aan de Oxford University en had grote faam verworven met computersimulaties van het hart. Daarnaast geldt hij als een van de grondleggers van de systeembiologie. Pikant daarbij was dat het mikpunt van zijn aanval een oud-student en Oxford-collega was.  Dawkins studeerde in de jaren zestig biologie aan het Balliol College waar de vijf jaar oudere Noble, die als promovendus reeds naam gemaakt had met publicaties in Nature, in 1963 tot lecturer was benoemd. Tot aan zijn emeritaat in 2008 was Dawkins Professor for Public Understanding of Science aan diezelfde Oxford University.

Giraffen, muizen en genen

Om de portee van de strijd tussen Noble en Dawkins te begrijpen, dienen we die te plaatsen tegen de achtergrond van de ontwikkeling van de moderne evolutieleer. Waar het denken over de natuur er onder invloed van het christendom nog tot ver in de achttiende eeuw van uitging dat de biologische soorten vanaf de schepping ongewijzigd zijn gebleven, onderging het wereldbeeld in de negentiende een fundamentele historisering. Terwijl de achttiende-eeuwer Linnaeus, aan wie wij de classificatie van biologische soorten hebben te danken die nog altijd wordt gehanteerd, een nog overwegend statische opvatting had van de orde der natuur, ontwikkelde de Franse filosoof Lamarck in zijn Philosophie Zoologique als eerste een consistente evolutietheorie. Uitgangspunt was de gedachte dat alle organismen een levenskracht bezitten die hen aanzet tot steeds complexere organisatie. Daarbij veronderstelde Lamarck dat de organismen zich voortdurend aanpassen aan de wisselende omstandigheden. Organen worden versterkt of verdwijnen naarmate ze intensiever worden gebruikt en de aangeleerde eigenschappen worden overgedragen op de volgende generaties. Zo verklaarde hij de lange nek van de giraffe uit het voortdurend uitstrekken van de nek om bij de hoogste blaadjes te komen. Volgens Lamarck verliep de evolutie door dergelijke leerprocessen snel, schoksgewijs en doelgericht.

Darwin nam dat idee van Lamarck over, maar ontwikkelde in zijn boek The Origins of Species ook een complementaire theorie van de evolutie van het leven: de natuurlijke selectie. Deze theorie, door de filosoof Daniel Dennett het beste idee genoemd dat iemand ooit heeft gehad, stelt dat er in de natuur het aantal nakomelingen altijd groter is dan het aantal dat volwassen wordt en zich reproduceert. Bij de reproductie doen zich altijd kleine verschillen voor en volgens Darwin selecteert de natuur de individuen die het beste zijn aangepast aan de steeds veranderende omstandigheden. Anders dan lamarckiaanse evolutie verloopt de darwiniaanse zeer traag, gradueel en ongericht.

Aan de populariteit van Lamarcks theorie kwam abrupt een eind door even cru als simplistisch experiment van de Duitse bioloog Weismann. Hij hakte gedurende zes generaties de staarten af van een groot aantal muizen om te toetsen of ze deze ‘aangeleerde eigenschap’ zouden doorgeven aan het nageslacht en toen dat niet gebeurde, concludeerde hij dat Lamarcks theorie onjuist was. Volgens hem bewees het dat dat veranderingen in de lichaamscellen geen enkele invloed uitoefenen op de geslachtscellen. Deze zogenaamde Weismannbarrière zou een belangrijke inspiratiebron vormen voor het neodarwinisme.

Dat neodarwinisme was het resultaat van de combinatie van Darwins theorie van de natuurlijke selectie en de erfelijkheidswetten van Mendel. Darwin had weliswaar opgemerkt dat nakomelingen altijd onderlinge verschillen vertonen, maar hij kon niet verklaren hoe dat kwam. Mendel kwam er dankzij experimenten met het kweken van erwten achter dat erfelijke eigenschappen uit discrete eenheden bestaat - in 1909 door de Deense botanicus Johannsen genen gedoopt – en dat de overerving daarvan aan wiskundige wetten gehoorzaamt. Op basis van dat inzicht ontwikkelde zich in de loop van de eerste helft van de twintigste eeuw de populatiegenetica die het darwinisme een wiskundige onderbouwing verschafte.

De als ‘moderne synthese’ aangeduide versmelting van evolutieleer en genetica kreeg in 1953 zijn bekroning in de ontdekking van het dna, een macromolecuul dat zich in iedere celkern bevindt en dat bij de mens uit niet minder dan drie miljard in vier varianten voorkomende bouwstenen bestaat. Ieder gen bestaat uit een specifieke reeksen van die bouwstenen, die – zo dachten de ontdekkers –het recept of het programma vormden voor de erfelijke eigenschappen van het organisme. Bij de reproductie wordt het dna overgedragen op het nageslacht (waarbij in geval van geslachtelijke voortplanting telkens een unieke mix van de eigenschappen van de ouders ontstaat). Ook kunnen er door sporadische kopieerfoutjes bij de reproductie van het genetisch materiaal nieuwe eigenschappen ontstaan. Deze mutaties spelen volgens de neodarwinisten een cruciale rol in de evolutie van het leven op aarde.

Behalve bij de overdracht van de genetische eigenschappen op het nageslacht speelt het dna ook een cruciale rol bij de productie – via een tussenstadium in de vorm van de stof rna -  van de ca. honderdduizend verschillende soorten eiwitten, die – onder meer als bouwstof,  brandstof, enzymen, hormonen en afweerstoffen – onontbeerlijk zijn voor het menselijk leven. Het idee daarbij was dat ieder gen codeert voor één specifiek eiwit en eigenschap. Francis Crick, één van de ontdekkers van het dna, formuleerde op basis daarvan ‘het centrale dogma’ van het neodarwinisme: genetische informatie kan uitsluitend worden overgedragen van dna via rna naar eiwitten, maar nooit andersom. Deze regel werd door veel neodarwinisten onder invloed van Weismann echter uitgelegd als zouden de eigenschappen van organismen uitsluitend via de genen kunnen worden overgeërfd en dat het organisme noch de omgeving veranderingen kunnen aanbrengen in het genoom.

Deze interpretatie van Cricks centrale dogma maakte de weg vrij voor de gencentrische benadering van de evolutie, die dankzij Dawkins’ bestseller The Selfish Gene vervolgens een enorme vlucht nam. Het gencentrisme vormde ook een belangrijke inspiratiebron voor het Humane Genome Project (1990-2003). Het is kaart brengen van alle genen zou niet alleen in staat stellen ziekten te kunnen voorspellen en genezen, maar het zou niet minder betekenen dan de ontcijfering van ‘het boek van het leven’.

Biologie voorbij de genen

Hoewel de snelheid waarmee het menselijk genoom door de samenwerking van wereldwijd opererende genetici zonder meer indrukwekkend is, was het resultaat toch in zekere zin teleurstellend. Dat het menselijk genoom geen 100.000 genen bevatte (zoals op basis van het aantal verschillende eiwitten was voorspeld) maar niet veel meer dan 20.000, betekende niet alleen een krenking van het narcisme van de menselijke soort (er zijn eencelligen die drie keer zoveel genen hebben als de mens!), maar het betekende ook het einde van het one gene, one function paradigma. De meeste genen werken, vaak met honderden of zelfs duizenden, samen in complexe netwerken. Het aantal mogelijke combinaties is zo hyperastronomisch groot (vele malen groter dan het aantal elementaire deeltjes in het universum), dat het besef postvatte dat het Human Genome Project niet zozeer het einde als wel een uiterst bescheiden begin van het genetisch onderzoek markeerde.

Wat ook al snel duidelijk werd was dat genen niet vanzelf tot expressie komen. Ze kunnen aan en uit worden gezet. Daarbij speelt de 98,5% van het dna dat niet uit genen bestaat, en dat eerder was afgedaan als evolutionair afval (junk dna), een cruciale rol. In het ‘postgenomische’ onderzoek bleken ook andere aannames van het neodarwinisme onhoudbaar. Mutaties blijken veel minder toevallig te zijn dan eerder aangenomen. Zowel de snelheid, de hoeveelheid als de locatie laat sterke fluctuaties zien. Zulke vormen van natuurlijke genetic engeneering doen zich bijvoorbeeld voor in het immuunsysteem, dat zich daardoor snel kan aanpassen aan de voortdurende mutaties van virussen die het organisme bedreigen.  Ook blijkt genetische verandering vaak helemaal niet gradueel te verlopen. Zo ontdekte Barbara McClintock al in 1951 dat grote stukken dna, die vaak meerdere genen omvatten, van de ene naar de andere locatie op het genoom worden getransponeerd. Voor de ontdekking van deze jumping genes, die onder invloed van het neodarwinistische paradigma lange tijd werd veronachtzaamd, werd haar in 1983 de Nobelprijs toegekend. Deze ontdekkingen vestigden de aandacht weer op de door Lamarck opgemerkte zelforganisatie van het organisme.

Zo mogelijk nog spectaculairder was de rehabilitatie van Lamarcks idee van de overerving van aangeleerde eigenschappen in de epigenetica (de tak van de genetica die de invloed van processen buiten de celkern op de erfelijkheid bestudeert). Erfelijkheid blijkt zich niet te beperken tot het dna, maar ook stoffen buiten de celkern en gedrag blijken overerfbaar te kunnen zijn. Zo toonde de Chinese onderzoeksgroep van Sun in Wuhan aan dat wanneer het dna van een karper in de bevruchte maar van dna ontdane eicel van een goudvis wordt geplaatst, het resultaat een hybride is, die zowel eigenschappen van de karper als de goudvis heeft. En de onderzoeksgroep van Feig liet zien dat muizen die gedurende hun adolescentie in een stimulusrijkere omgeving opgroeiden dan een controlegroep, niet alleen zelf beter presenteerden in geheugenopdrachten (wat niet verwondert), maar dat dit leereffect ook de daaropvolgende generaties aanhield, ook wanneer die generaties niet in een stimulusrijke omgeving opgroeiden. Experimenten met de kleine worm C-elegans lieten zien dat dergelijke lamarckiaanse leereffecten wel 100 generaties kunnen standhouden.

Wat deze experimenten ons leren is dat het hele onderscheid tussen nature en nurture problematisch is. Het is niet zozeer een kwestie van ‘allebei een beetje’, maar de genoemde experimenten laten zien dat de aangeleerde eigenschappen (zoals Lamarck vermoedde) zelf kunnen worden overgeërfd. Dat zouden de politieke partijen bij het opstellen van hun programma’s voor de volgende verkiezingen in de oren moeten knopen: het suggereert immers dat investeringen in het onderwijs niet alleen goed zijn voor de huidige generatie, maar ook ten goede komen aan de komende generaties.

De muziek van het leven

Wat genoemde ontwikkelingen leren, zo stelt Denis Noble in The Music of Life. Biology Beyond the Gene, is dat het gencentrische beeld dat Dawkins met zijn metafoor van de zelfzuchtige genen van erfelijkheid en evolutie schetst, op zijn best eenzijdig is. Noble brengt daartegen de metafoor van ‘de muziek van het leven’ in stelling. Net zo min als je muziek kunt reduceren tot de noten op papier, kun je het leven reduceren tot de code van het dna. Dat zou net zo onzinnig zijn als stellen dat een symfonie van Beethoven wordt veroorzaakt door de partituur. Muziek is slechts mogelijk door een samenspel van componist, de partituur, de musici, hun instrumenten en de dirigent. Op vergelijkbare wijze het leven slechts mogelijk door een samenspel van genen, eiwitten, weefsels, organen en de omgeving. Nu zijn metaforen niet louter ornamentaal. Ze richten de aandacht op specifieke aspecten van de werkelijkheid en ze sturen het onderzoek. Ze bovendien retorische munitie. De muziekmetafoor stelt Noble niet alleen in staat de samenhang van de genoemde levenselementen uit te leggen, maar ook om te laten zien waarom Dawkins’ reductionistisch determinisme te kort schiet.

Het hele idee dat de genen het recept of het programma van het leven bevatten, is volgens Noble absurd. dna kan niets op zichzelf doen. We dienen het eerder dan als een recept of programma te begrijpen als een database die door de weefsels en organen wordt gebruikt om de eiwitten aan te maken die ze nodig hebben. Wij zijn niet zozeer de tijdelijke voertuigen van de genen, de genen zijn veeleer de dwangarbeiders van het organisme. Daarbij zet Noble tegen Dawkins reductionisme het begrip ‘neerwaartse veroorzaking’ in.  Waar bij Dawkins de pijl van de causaliteit slechts één richting uitwijst (van genen via eiwitten, cellen, weefsels en organen naar het organisme als geheel), daar richt Nobles metafoor de aandacht op de vele feedbackmechanismen in het organisme, die van bovenaf de lagere niveaus van organisatie aansturen. De dirigent van de muziek van het leven is daarbij overigens niet een specifiek instantie binnen het organisme (zoals de dirigent van het symfonieorkest dat is), maar veeleer het netwerk als geheel. In dat opzicht lijkt een organisme meer op een groep jazzmusici die ook zonder dirigent welluidende muziek voortbrengt.

Bij zijn bespreking van de componist waakt Noble ervoor niet in creationistisch vaarwater te belanden. De rol van de componist is niet weggelegd voor een schepper die buiten of boven de natuur staat, maar is het proces van evolutie zelf, waarbij geldt dat de evolutie ‘nog blinder is dan Beethoven doof was’. De metafoor van de muziek van het leven stelt Noble evenwel in staat een alternatief te bieden voor de deterministische implicaties van The Selfish Gene. Als individu zijn we geen louter speelbal van de processen die zich diep in onze cellen afspelen. Dankzij het mechanisme van neerwaartse veroorzaking kunnen we ons leven als handelingsbekwame individuen leiden. Ook hier geldt dat er geen allesbepalende dirigent is (het autonome, zelfbewuste subject waarvan moderne filosofen als Descartes en Kant droomden), maar dat we afhankelijk zijn van het samenspel van alle elementen van het netwerk. Met kapotte instrumenten of organen klinkt de muziek van het leven vals of valt zij zelfs stil. Maar voor het zover is kent het leven gelukkig ook momenten waarop het ‘uit de pan swingt’ en ons met levenslust vervult.

Nobles The Music of Life biedt zo een krachtig antidotum tegen Dawkins nihilisme. Weliswaar schrijft Dawkins op de laatste bladzijde van The Selfish Gene dat de mens als enige wezen in opstand kan komen tegen de zelfzuchtige genen, maar hoe dat mogelijk zou zijn in het licht van het reductionistisch determinisme dat de voorafgaande tweehonderd pagina’s van zijn boek doordesemt, blijft volkomen onopgehelderd.

Die geruststellende bezwering heeft Dawkins’ lezers in ieder geval niet bereikt. Ik moest daaraan denken toen ik, ten tijde van het schrijven van het nawoord voor de vertaling van Nobles boek, het interview las dat Joost Zwagerman vier dagen voor zijn zelfgekozen dood aan een journalist van HP De Tijd had gegeven. In dat interview gaat hij uitgebreid in op het thema zelfmoord. Met verwijzing van een uitspraak van Nietzsche vertelt hij dat de gedachte aan zelfmoord hem lange tijd troost had geboden op kwade momenten in zijn leven. Maar dat troostrijke karakter verdween toen zijn vader een poging ondernam zich van het leven te beroven. Vanaf dat moment  stond zijn leven in het teken van de vrees dat hijzelf en zijn kinderen en toekomstige klein- en achterkleinkinderen genetisch voorbestemd zouden zijn om zelfmoord te plegen. Natuurlijk wil ik niet beweren dat het neodarwinistische mensbeeld Zwagerman tot zelfmoord heeft gedreven. Het mislukken van zijn huwelijk, het feit dat bij hem de ongeneeslijke en veel ongemak en pijn veroorzakende ziekte van Bechterew was gediagnosticeerd en zijn terugkerende depressies zullen ongetwijfeld ook een belangrijke rol hebben gespeeld. Ook hier geldt dat het in het leven altijd om een samenspel van elementen gaat. Maar dat de genetische predestinatieleer die door boeken als The Selfish Gene  wordt verspreid daarin een rol in heeft gespeeld, lijkt mij zeer waarschijnlijk.

Voor wie het leven lief heeft, biedt de aubade aan het leven die Noble de lezer in De muziek van het leven ten gehore brengt, in ieder geval heel wat meer houvast.