1000-1999
Sites per thema:
psy0 algemeen
psy1 systemen
psy2 denken
psy3 brein
psy4 individu
psy50 diagnostiek
psy54 behandeling
psy6 optimaal
psy7 groepen
psy8 suboptimaal
psy9 optimaal

1700 EVOLUTIELEER

1701 Vroegere evolutie



DE EVOLUTIE VAN HET HEELAL
IN HET VERLEDEN


INLEIDING

Dit is een overzicht van de evolutieleer, d.w.z. de wetenschappelijke studie van de weg die het heelal afgelegd heeft sinds haar ontstaan tot heden, met een poging om hieruit een projectie te maken van de toekomst, en de zin van bestaan en leven hieruit af te leiden. Deze wetenschap wordt ook soms kosmologie of hyperfysica genoemd.

 

De eerste versie van dit boekje schreef ik in 1964, geïnspireerd door de lectuur van de werken van de jezuïet Pierre Teilhard de Chardin (1881-1955), en door een voordracht van de Vlaamse denker Max Wildiers (1904-1996), die samen met twee andere wetenschappers de taak op zich genomen had om de werken van Teilhard na diens dood te publiceren.

 

Tijdens de voorbije decennia zijn de inzichten van de moderne kosmologie en van het "neodarwinisme" verder geëvolueerd aan de hand van steeds nieuwe ontdekkingen. Merkwaardig is echter dat op geen enkel ogenblik Teilhards geniale visie moest worden genuanceerd. Integendeel, op meerdere plaatsen heeft de wetenschap bijkomende argumenten aangebracht voor de indrukwekkende inzichten die deze grote denker in de dertiger jaren ontwikkelde.

Sommigen, die Teilhards werk blijkbaar slechts oppervlakkig kennen, beweren dat het hem enkel te doen was om een synthese, een soort verzoening te realiseren tussen (christelijke) godsdienst en wetenschap. Zonder het met zoveel woorden te zeggen insinueren zij daarbij dat deze poging wellicht ten koste is gegaan van de pure "wetenschappelijkheid" van zijn oeuvre.

Dit oordeel is zeer onterecht. Vooreerst zijn de theorieën van Teilhard in grote lijnen dezelfde als deze van de agnosticus en bioloog Julian Huxley (1887-1975), die Teilhards werk grondig kende en hem persoonlijk ontmoet had, en die in zijn werk Essays van een humanist (1964) kritisch en uitdrukkelijk positief ingaat op Teilhards werk. Huxley kan zeker niet verdacht worden van religieuze bijbedoelingen of van pogingen om het christendom via een pseudo-wetenschappelijke omweg te "recupereren" als volwaardige wetenschap. Wél maakt Teilhard vanuit zijn basisinzichten enkele "theologische projecties", zoals de godshypothese. Huxley voelde als bioloog niet de behoefte om dergelijke stellingen te formuleren, maar moest tóch toegeven dat deze hypotheses in niets met de andere wetenschappelijke inzichten in strijd waren.

 

Het werk van Teilhard is nog om een bijkomende reden als grandioos te bestempelen, namelijk om de gebruikte methodologie. Teilhard heeft, wellicht spontaan en intuïtief, gebruik gemaakt van een nieuwsoortige wetenschappelijke methode die men tegenwoordig onder verschillende termen beschrijft, al naargelang de auteur. Ikzelf noem deze methode de integratieve wetenschap of de plausibiliteitsmethode.


De grote verschillen tussen Darwin en Teilhard, of beter gezegd de vooruitgang van Teilhard tov Darwin, bestaat in feit dat Darwin alleen de biofase van Teilhards evolutieleer heeft beschreven, namelijk enkel dus niveau 8, de evolutie der meercelligen. Teilhard beschrijft alle 9 niveaus. Het tweede grote verschil is dat Teilhard de besisprincipes van de kosmische evolutie schijnt begrepen te hebben, namelijk een soort "aangeboren" neiging om te complexifiëren: elk van de 9 niveaus is één graad complexer dan het vorige, op een heel eenvoudige manier: met d eindividuen van het lager niveau wordt een complex op hoger niveau samengesteld. Een consequentie die vaak wordt vergeten, vooral door genetici en andere simpele evolutiewetenschappers, is dat de mens niet voortzetting is van de metazoa en de zoogdieren/primaten, dis niet het volgende stuk van niveau 8, maar een hoger niveau 9. De wetten van Darwin gaan dus niet meer op voor de mens, zijn evolutie zal niet door genetische manipulatie bevorderd worden of op de genetici moeten wachten, die de mens dan minder "agressief" maken e.d., maar zuiver "softwarematig", d.w.z.door opvoeding en psychocultureel invloeden.

 

 

DEEL 1 DE STUDIE VAN HET VERLEDEN

INLEIDING

In de 19e eeuw werd het duidelijk dat alles wat bestaat op de aarde en in het heelal er niet plots op een dag gekomen zijn, maar ontstaan zijn door een progressieve evolutie.  Lamarck (voor het plantenrijk) en Darwin (voor het dierenrijk) verkondigden hiervan enkele belangrijke principes.

Maar ze stelden zich deze evolutie min of meer voor als een lineaire keten van onvoorspelbare mutaties.  De jezuïet Pierre Teilhard de Chardin zag in dat de evolutie niet lineair verloopt, maar via een spiraal van analoge fasen of niveaus. Hij heeft dus als het ware het basismechanisme, het "geheim" van de evolutie ontdekt. Dit inzicht liet hem toe om met veel grotere nauwkeurigheid de toekomst van het heelal en de zin van het leven te beschrijven.

 

De essentieelste trekken van het evolutieproces kunnen beschreven worden als volgt.  Het heelal is opgebouwd uit een ontelbaar aantal bouwstenen, waarbij elementen van een lager niveau de bouwstenen zijn voor systemen van een hoger niveau.  Mensen en meercellige wezens in het algemeen, d.w.z. systemen die vrij recent zijn, zijn oneindig maal complexer dan gewone moleculen en atomen, die al veel langer bestaan.

 

Dit complexifiëringsproces verloopt in twee afwisselende bewegingen:

a) vooreerst is er een complexifiëring op hetzelfde niveau: er is gaandeweg een ontwikkeling van analoge systemen die van dezelfde soort, van hetzelfde niveau zijn als de vorige, maar dezelfde elementen op een complexere manier in zich verzamelen. Als we het niveau van de atomen nemen is helium complexer dan waterstof, zuurstof complexer dan koolstof en stikstof, en zo verder. De complexere elementen kwamen in de natuur op een latere datum tot stand dan de eenvoudigere.

b) Op een bepaald ogenblik komt aan deze complexifiëring op een bepaald niveau echter een schijnbaar natuurlijk eindpunt: de natuur ontwikkelde geen complexere atomen dan uranium, geen complexere moleculen dan de aminozuren, geen complexere eencelligen dan de protozoa, enz. Maar op dit ogenblik is de evolutie niet gedaan! De complexifiëring gaat dan namelijk verder op een hoger niveau, d.w.z. niet door het ingewikkelder maken van de eigen eenheid, maar door met verschillende eenheden een hogere eenheid te vormen: atomen vormen moleculen, moleculen vormen eobionten, eencelligen vormen meercelligen, enz.

M.a.w. dit complexifiëringsproces verloopt in twee bewegingen. Tijdens een eerste beweging wordt er, binnen hetzelfde niveau, getracht om steeds betere systemen (d.w.z. complexere organisaties) te vormen; in een tweede beweging wordt er met elementen van een lager niveau een systeem op hoger niveau gevormd, waarna weer de eerste beweging plaatsvindt, maar thans op hoger niveau.

In de loop van de evolutie worden dus telkens systemen gevormd van een hoger complexiteitsniveau, d.w.z. dat systemen van een lager niveau de bouwstenen zijn van de systemen van het daaropvolgende niveau. Teilhard beschrijft dus eigenlijk de evolutie der natuurlijke systemen, een soort toegepaste systeemtheorie.

DE NATUURLIJKE SYSTEMEN

Tot nog toe zijn acht niveaus van complexifiëring bekend.

De eerste niveaus van complexificatie, tot de atomen, grijpen zowel kortstondig plaats in de seconden die volgen op de oerknal, als later in de sterren, die zichzelf verhittende verdichtingen van de oernevel zijn.  Immers, in beide vindt men hoge tot zeer hoge temperaturen, waardoor zich combinaties van elementaire deeltjes kunnen voordoen.

 

HET BEGIN

De oerknal (Big Bang) dateert van ongeveer 14 miljard jaar geleden. Alle materie van het heelal was blijkbaar in één punt geconcentreerd, en begint vanaf dat ogenblik gelijkmatig uit te dijen. De uitdijingssnelheid is thans, tien miljard jaar later, nog steeds dezelfde als deze in het begin, en bevindt zich heel dicht bij de snelheid van het licht.

Volgens de recente inzichten van de wetenschap (HAWKING) ontwikkelden zich binnen de seconde na de oerknal reeds elementaire deeltjes. De eerste seconde was de temperatuur namelijk reeds gedaald tot ongeveer 10 miljard graden. Dit is ongeveer duizendmaal zo heet als de temperatuur in het middelpunt van de zon, en zulke temperaturen worden ook op aarde bereikt bij de ontploffing van een waterstofbom. Op dat ogenblik bevat het heelal hoofdzakelijk fotonen, elektronen en neutrino’s en hun anti-delen, met reeds enkele protonen en neutronen.

Belangrijk is ook om te weten dat niet alle vormen van materie waarneembaar zijn. Wetenschappers vermoeden heden ten dage dat slechts 10% van de materie waarneembaar is.  Voorwaarde tot waarneembaarheid is dat zij elektromagnetische golven uitstraalt, en in onze buurt aanwezig is. Men noemt donkere materie deze vormen die b.v. enkel zwaartekracht uitstralen, hetgeen men vermoedt op basis van onverklaarbaar afwijkende zwaartekrachtvelden.

1. DE STRINGS

Dit is het allerelementairste niveau van de materie dat thans bekend is.  Dit niveau is hypothetisch, d.w.z. dat men deze deeltjes nog niet heeft kunnen waarnemen, en misschien nooit zal kunnen waarnemen, maar wel door zeer ingewikkelde wiskundige berekeningen, die eigenlijk alleen maar door een computer kunnen geschieden, kan postuleren.

Deze theorie was overigens reeds ontstaan rond 1960, dus nog vóór de theorie van de quarks!  De eerste auteur was de Italiaan Gabriele Veneziano. Doch deze theorie, die voor het eerst het heelal eens niet beschreef als deeltjes (partikels), maar als draadjes (strings), geraakte op de achtergrond, omdat ze uitsluitend verband scheen te hebben met één deeltje, namelijk het boson.  In 1970 ontwikkelden Schwarz en Neveu een analoge stringtheorie, ditmaal vertrekkend van het gedrag van de fermions.  Doch weer werd deze theorie naar de achtergrond geduwd door de wetenschappelijke interesse voor de quarks.  Weer tien jaar later hernam Schwarz uit Californië, thans met Green uit Londen, deze theorie, en thans brak ze goed door, hoewel nog niet alle wetenschappers er gelukkig mee zijn.

 

In de stringtheorie gaat men ervan uit dat er 10 dimensies zijn.  Sommige theorieën gaan zelfs tot 26 dimensies !  Maar zij geven dan aan dat 16 dimensies "inwendig" zijn, dus geen rol spelen voor de buitenwereld.  Het is bijna onmogelijk om zich dit visueel voor te stellen: wij kennen namelijk slechts drie ruimtelijke dimensies en één tijdsdimensie (samen vier).  Men definieert een dimensie als een richting waarin iets zich kan verplaatsen zonder dat men dit op de andere dimensies hoeft te merken.  Uiteraard kan iets zich tezelfdertijd in verschillende dimensies verplaatsen.  Die dimensies kunnen allemaal wiskundig vastgesteld worden, en zodra men zich beperkt tot het wiskundige, kunnen er in feite zoveel dimensies zijn als men maar wil.  Vraag is: welk aantal is wiskundig minimaal nodig om het geheel der geobserveerde fenomenen te kunnen verklaren ?

Pogingen om de theorie te herformuleren met slechts 4 dimensies leiden totnogtoe allemaal tot wiskundige tegenstrijdigheden.

Hoe dan ook, de extradimensies zijn zo klein, dat je ze in het dagelijks leven niet merkt, alsof ze "opgerold zijn op zichzelf" ("compactificatie").

In de stringtheorie zijn de fundamentele deeltjes van de materie geen meerdimensionale punten of deeltjes, maar eendimensionale draadjes of curvetjes, in feite eerder cirkelvormige ringetjes.  Ze zijn ongeveer 10-33 cm groot.  Doch in de veronderstelling dat je er voldoende kracht kan op zetten zijn ze theoretisch uit te rekken tot meerdere meters lang!

Hoewel sommige theorieën meerdere stringsoorten postuleren, gaan de meeste ervan uit dat er slechts één soort is.

De verschillende elementaire deeltjes zoals fotonen, elektronen, gravitonen, neutrino’s en dergelijke zijn dan allemaal te beschouwen als "harmonische vibratietoestanden" van die ene soort string.  Deze vibraties gebeuren in alle dimensies, ook in de tijdsdimensie !

Men kan deze vibraties ook beschrijven in aantal opgerolde dimensies, of gaten die in deze "oprollingen" zitten.  Ook de vier fundamentele kenmerken van de materie, namelijk aantrekkingskracht, elektromagnetische kracht, zwakke en sterke kernkracht, zijn te beschouwen als vibratietoestanden van die string.

Dit is allemaal echter onmogelijk om zich visueel voor te stellen!

 

De complexiteit van de stringtheorie doet sommigen, zoals Green, vermoeden dat er misschien nog kleinere "elementaire" deeltjes bestaan.  Er zijn thans echter nog geen hypothesen voorhanden die hierover uitspraken doen.

Een naïeve opvatting over de materie van het heelal is een onderverdeling in materie of stof enerzijds, en energie of kracht anderzijds.  Stof is al datgene wat min of meer in rust lijkt, kan vastgenomen en geobserveerd worden, terwijl de energie datgene is wat tussen hoopjes materie invloed schijnt uit te oefenen, d.w.z. wat voorwerpen dichterbij of verder "trekt." Men ontdekte in de natuur tot nog toe vier krachten, twee sterke en twee zwakke.  De sterke zijn in het dagelijks leven voelbaar, de zwakke enkel op de schaal van het atoom.  De twee sterke zijn de zwaartekracht en de elektromagnetische kracht.  Tot deze laatste behoren zowel licht, warmtestralen als radiogolven, röntgenstralen en dergelijke.  De twee "zwakke" krachten zijn de sterke en zwakke kernkracht.  Ze houden o.m. de deeltjes van de atoomkern (protonen en neutronen) tezamen.

In de 20ste eeuw is het duidelijk geworden dat deze krachten in feite niets anders zijn dan heel "dunne" materie, en dat er deeltjes bestaan, "krachtdragers", die deze krachtvelden verwezenlijken. Deze zijn de fotonen, gravitonen, gluonen en bosonen.

 naam kracht massa spin lading sterkte op 10-13 cm

gluon sterk 0 1 0 1 NB 8 soorten
foton E-M 0 1 0 10-12
boson W+ zwak 81000 1 +1 10-13
W- zwak 81000 1 -1 10-13
Z0 zwak 93000 1 0 10-13
Higgs zwak groot 0
graviton zwaar 0 2 0 10-38

Tot de "elementaire deeltjes" rekent men naast de krachtdragers nog de leptonen (o.a. het elektron) en de quarks (u,d,c,s,t,b). De quarks zijn de bouwstenen van de hadronen (zie volgend niveau) en de baryonen.

Volgens sommigen zijn de elementaire deeltjes (krachtdragers, leptonen en quarks) niet samengesteld uit meerdere strings, maar telkens uit één string, die op een typische manier vibreert. De stringtheorie is dus niet een beschrijving van nog elementairdere deeltjes dan elektronen e.d., maar de inwendige beschrijving van deze elementaire deeltjes.

2. DE QUARKS 

zie http://psy.cc/psy1/?1650_Fermionen

3. HET NIVEAU VAN DE SAMENGESTELDE "ELEMENTAIRE" DEELTJES

Dit omvat zowel de hadronen (de protonen, de neutronen en alle andere tot nog toe gekende atoomkerndeeltjes) als de baryonen, d.w.z. de kunstmatig opgebouwde en slechts zeer kortstondig bestaande superzware hadronen.  Zowel hadronen als baryonen zijn samengesteld uit quarks, telkens uit een drietal.

Hadronen blijven samen omdat de krachten die in de quarks schuilen aldus een zeker evenwicht bereiken.  Er schiet echter nog veel vrije energie over, die leidt tot verdere complexifiëring.

Enkele bekende hadronen

 Naam massa(MeV) lading spin levensduur(sec)

pion 135 +1 0 2.6 x 10-8
kaon 495 +1 0 1.2 x 10-8
eta 550 0 0 2.5 x 10-19
proton 938 +1 1/2 >10^39
neutron 940 0 1/2 898
lambda 1100 0 1/2 2.6 x 10-10
sigma 1200 +1 1/2 0.8 x 10-10
chi 1300 0 1/2 2.9 x 10-10
omega 1650 -1 1/2 0.8 x 10-10

We zien dat enkel proton en neutron een relatief duurzaam bestaan hebben.  De andere deeltjes worden enkel teruggevonden in nucleaire reacties, het inwendige der sterren, botsingen in deeltjesversnellers, enz.

Terwijl het heelal na de eerste seconde na de oerknal verder uitdijde en de temperatuur daalde, zakte de mate waarin er elektron/anti-elektronparen bij botsingen werden gevormd beneden de mate waarin ze door annihilatie werden vernietigd.  De meeste elektronen en anti-elektronen hebben elkaar dan ook spoedig vernietigd en daarbij nog meer fotonen gevormd, en er bleven maar weinig elektronen over.

De neutrino’s en anti-neutrino’s vernietigden elkaar niet, want deze deeltjes hebben maar een zeer zwakke wisselwerking met elkaar.  Ze zijn er tegenwoordig dus nog steeds.  Als ze een kleine massa hebben, zoals tegenwoordig wordt vermoed, zouden ze een vorm kunnen zijn van de donkere materie, met voldoende aantrekkingskracht om de uitdijing van het heelal tot stilstand te kunnen brengen, en het zelfs weer te laten instorten.

4. HET ATOOMNIVEAU

Een atoom bestaat uit een vaste kern, en errond cirkelende elektronen, die kunnen schommelen in aantal.  De kern bestaat vooral uit hadronen (protonen en neutronen).  Al naargelang het aantal protonen heeft men te doen met een andere atoomsoort, en deze worden dan ook per nummer geklasseerd.  De atoomsoorten worden, door interstellaire reacties, steeds ingewikkelder, van waterstof (1) tot uranium (92).  Dit laatste is een natuurlijk eindpunt.  Ingewikkelder atomen komen in de natuur niet voor, merkwaardig genoeg.  Men heeft er enkele kunstmatige gevormd met een hoger rangnummer dan (92), maar deze blijken in hoge mate onstabiel te zijn: hun bestaan duurt steeds slechts een fractie van een seconde.

Ongeveer 100 seconden na de oerknal is de temperatuur tot 1 miljard graden gedaald, hetgeen overeenkomt met de temperatuur in de kern van de heetste sterren.  Bij deze temperatuur hebben protonen en neutronen niet voldoende energie meer om te ontsnappen aan één der basiskrachten van de natuur: de sterke wisselwerking.  Daardoor zullen ze aan elkaar klitten, aldus de atoomkern van zware waterstof (deuterium) vormend: één proton en één neutron. Verder vormen ze ook nog heliumkernen en nog kleine hoeveelheden lithium en beryllium.

Enkele uren na de oerknal zal de vorming van helium en de andere elementen zijn opgehouden.  In de rest van het steeds kouder wordende heelal gebeurde er ongeveer een miljoen jaar lang niets.  Toen de gemiddelde temperatuur van het heelal tegen die tijd gedaald was tot een paar duizend graden was de bewegingsenergie niet groot genoeg meer om de onderlinge elektromagnetische krachten te overwinnen, zodat men in het vrije heelal ook atomen begin tegen te komen.  Hier en daar kwamen er door de zwaartekracht roterende ophopingen, die zich tot sterrenstelsels ontwikkelden.  Binnen in de kern der sterren liep de temperatuur dan weer op, en vielen de atomen weer verder uit elkaar.  Sommige sterren spatten hierbij elkaar (men noemt dergelijke ontploffende sterren supernova’s), bij andere bleef de samentrekkingskracht groter dan de explosieneiging, zodat ze zich verder samentrokken tot neutronensterren (die de fotonen weer terugzuigen zodat enkel neutronen worden uitgestraald) of zwarte gaten, die dus alle weggaande stralen terugtrekken, en dus op geen enkele manier waarneembaar zijn

Mendelejew is erin geslaagd de talrijke atoomsoorten te rangschikken volgens hun complexiteit.  En, wat meer is, later is gebleken dat de vorming van "nieuwe", d.w.z. complexere atoomsoorten, in de loop van de evolutie ongeveer gegaan is volgens de rangschikking van Mendelejew, dus van eenvoudig en klein naar ingewikkeld en groot.


Atomen blijven samen door de elektromagnetische kracht: de elektronen, die negatief geladen zijn, cirkelen rond de kern, die positief geladen is dank zij de protonen.  De kerndeeltjes zelf blijven samen door de sterke kernkrachten.

De preatomaire evoluties grepen plaats in wat men vagelijk de oernevel noemt. Het resultaat was een enorme "wolk" van protonen en elektronen, en de combinatie van beide: waterstof atomen.  De waterstofatomen gingen zich condenseren en rond mekaar wentelen. In het binnenste van zulke condensaties steeg voortdurend de temperatuur, d.w.z. de kracht waarmee deze deeltjes trilden.  Na een lange tijd begon de hele "wolk" hyperverhit te zijn, en licht uit te stralen.  Zo ontstonden sterren van de eerste generatie, waarin de temperatuur opnieuw steeg tot 10 à 50 miljoen °C.  Bij die temperatuur gaat waterstof over tot element 2: helium.  Was de ster groot genoeg om nog verder te verhitten (tot 100-200 miljoen °C) dan wordt helium omgezet tot koolstof (element 6), zuurstof (8) en neon (10). De contractie gaat bij sommige sterren nog verder, waardoor de temperatuur stijgt tot 1000 miljoen °C, en in deze helse smeltkroes ontstaan Mg, Si, P, S, Cl, Ar en Ca.


Dit alles gaat in verschillende lagen liggen, de temperatuur verdubbelt nog, en er worden gevormd: Fe, Ni, Cr, Mn, Co e.a.

De ster trekt zich nog meer samen, de temperatuur stijgt tot 5000 miljoen °C, en in het binnenste ontstaat door uiteenvallen van gevormde producten opnieuw helium, en gans de ster spat uit elkaar. I n de ruimte treft men dus niet alleen waterstof meer aan, maar ook een beetje van al die andere producten.  Deze massa’s H en de beetjes C, O, Ne en Fe kunnen condenseren tot sterren van de tweede generatie, die wegens de "onzuiverheden" bij het begin andere stoffen gaan vormen: vooral N, en de zware elementen zelfs tot Uranium.  Totdat ook deze sterren exploderen, en er sterren van de derde generatie worden gevormd, zoals de zon er een is.

Volgens een andere theorie gaat de eerste generatie tot Ne, de tweede tot Ti, en de derde tot Ur. Het principe is echter hetzelfde.

Dat dit alles enkele miljarden jaartjes geduurd heeft hoeft wel geen betoog.

5. HET MOLECULAIR NIVEAU

De atomen vormen moleculen, vanaf het eenvoudigste anorganische zoals stikstof, zuurstof en water, tot het ingewikkeldste organische, d.w.z. de aminozuren.  Ingewikkelder moleculen zijn niet gekend.  Wel zijn er grotere gekend, doch deze zijn niet "complexer" in de echte zin van het woord.

De moleculen blijven hoofdzakelijk samen, omdat de samenstellende atomen aan elkaar kitten, doordat de elektronen van de buitenste atoomlagen graag een "octetstructuur" vormen, d.w.z. met z'n achten vol zitten.  Daarom "koppelen" atomen met "te weinig" elektronen in de buitenste schil vlot met atomen met "te veel" elektronen in de buitenste schil.


Door deze handige combinatie slagen zowel waterstof als zuurstof erin een volledige buitenschil te bekomen, zonder dat er in het geheel elektronen bijkomen, dus zonder dat het evenwicht met de kern, d.w.z. de verhouding positief/negatief, verstoord wordt.

Talloos zijn dergelijke atoomcombinaties tot moleculen, en ook hier is er weer een rangschikking van betrekkelijk eenvoudige (bv. water, H2O?) tot betrekkelijk ingewikkelde (bv. de aminozuren).  Eiwitten zijn combinaties van aminozuren, en kunnen we dus eigenlijk al tot de eerste combinatiestructuur van het volgende niveau beschouwen:


De moleculen vormden zich op de planeten, d.w.z. op "oernevelconcentraties" die niet gaan gloeien zijn, althans niet uitwendig. Daar op de ons bekende planeten praktisch alle elementen worden aangetroffen, moet men veronderstellen dat de meeste planeten maar gevormd zijn nadat het heelal door het uiteenspatten van sterren van de derde generatie "verontreinigd" is.

Op “dode” planeten zijn enkel eenvoudige, anorganische moleculen aanwezig, tenzij zich in het verleden gunstiger evolutieomstandigheden hebben voorgedaan, waardoor verdere vormen van evolutie mogelijk waren.  Maar op een klein aantal planeten hebben zich ingewikkelde, "organische" moleculen kunnen ontwikkelen.  Daartoe moeten de planeten aan enkele voorwaarden voldoen.  Ze mogen niet te groot of te klein zijn, niet te snel of te traag draaien.  Ze moeten zich op een optimale afstand van een ster bevinden, een atmosfeer hebben die temperatuurverschillen wat matigt, en zo meer.  De situatie hier op aarde beantwoordt blijkbaar aan al die moeilijke voorwaarden.  Leven (een complex proces met organische stoffen) kan zich namelijk maar ontwikkelen in een zeer smalle temperatuurstrook: water, het blijkbaar universele oplosmiddel, stolt (bevriest) bij 273°K, en kookt (wordt gasvormig) bij 373°K, een zeer smalle marge dus, als men bedekt dat de grootste bekende stertemperaturen rond de 10.000.000.000°K liggen!

6. HET EOBIONTENNIVEAU

zie http://news.bbc.co.uk/2/low/science/nature/7675193.stm over de proeven van Miller


De aminozuren vormen de eiwitten (peptiden), en deze gaan polypeptides vormen, d.w.z. complexe netwerken van eiwitketens. Dit netwerk vormt “mazen”, waarin dan allerlei andere stoffen kunnen opgeslagen worden: vloeistofdruppels, vetdruppeltjes, enz.

Samen met andere moleculensoorten verbinden ze zich tot de zogenaamde levende stof of protoplasma. Dat protoplasma gaat zich structureren tot steeds complexere vormen: virussen, mitochondria, centriolen.

Tevens zijn er een ganse reeks "actieve" stoffen (enzymen), d.w.z. stoffen die er in slagen om de omzetting van bepaalde ingewikkelde stoffen naar andere te bevorderen of te "katalyseren".  En vermits het hier gaat om stoffen die zo ingewikkeld zijn dat men ze organisch of levend kan noemen, spreekt men van biokatalysatoren, ter onderscheid met eenvoudige katalysatoren voor eenvoudige scheikundige reacties.

Men treft verschillende soorten eiwitten aan, met verschillende eigenschappen en activiteiten. Al deze soorten worden op analoge manier gesynthetiseerd door zgn. nucleïnezuren, d.w.z. katalysatoren van eiwitsynthese.

Al deze actieve en niet-actieve eiwitten gaan zich, tezamen met de nucleïnezuren (ribonucleïnezuren, RNA, en desoxyribonucleïnesuren, DNA) structureren tot min of meer actieve organismen, proto-organismen, met als bouwsteen polypeptides. Deze proto-organismen houden zich met niets anders bezig dan met het "aantasten" van scheikundig geschikte milieus, en die omzetten tot identieke proto-organismen.

Deze eobionten of proto-organismen blijven grotendeels samen om dezelfde redenen als de moleculen, althans de buitenste lagen (celwand). Binnenin beginnen "hogere" behoeften te spelen dan de zuivere elektrostatische, nl. een hele organisatie van moleculen die de andere maken (enzymen), en hun "verkeer" regelen.

De eenvoudigste eobiont is het virus:


Zo’n virus zet in een geschikt milieu de omgevende stoffen ook om tot virus.

Het leven is waarschijnlijk ontstaan aan de oppervlakte van de warme oceanen, met een atmosfeer die nog sterk verschilde van de huidige, zodat activerende en muterende "kosmische" stralen niet werden tegengehouden door de bovenste lagen van de atmosfeer. Aan die oppervlakte, wellicht een dunne "film", zijn langzamerhand de "organische" stoffen ontstaan, primitieve eiwitten, die langzamerhand de "oersoep" zijn gaan vormen.  Daarin ontwikkelde zich uiteindelijk een celachtige voorloper van de cel en alle andere organellen, die we gezamenlijk de eobionten noemen.

De meeste van deze eobionten treft men heden slechts aan binnenin de cel, omdat slechts dáár de omstandigheden gerealiseerd zijn waarbinnen hun bestaan mogelijk is.  In vroegere fasen van de evolutie leefden deze eobionten (zoals ook de virussen) echter vrij in het protoplasma dat als een fijne laag over de oerzee dreef.

7. HET CELLULAIR OF PROTOZOAIR NIVEAU

Terwijl virussen redelijk primitief te werk gaan, d.w.z. hun omgeving ook tot virus omzetten, zijn er verder ontwikkelde proto-organismen, b.v. de bacterie, die voortdurend stoffen uit het milieu opnemen en omzetten tot hun eigen componenten. Als de afmetingen te groot worden breekt de bacterie dan gewoon in twee, en zo verder.

De primitieve eobionten gaan onderling samenwerken en samenleven in een veel complexere structuur die uiteindelijk de levende cel zal worden. Het eigenlijke cellichaam is ook een eobiont die vroeger apart leefde, maar thans vele andere eobionten in zijn binnenste herbergt.

De bacterie is het eenvoudigste van deze protozoa.  De bacterie bestaat uit protoplasma, d.w.z polypeptides met allerlei grondstoffen, biokatalysatoren en afgewerkte producten, en kernstof, vooral DNA, die de gehele stoffenomzetting (metabolisme) en eiwitproductie regelt. Daarrond ligt een celwand.  Doch het is een valse indruk dat deze celwand een aparte structuur is.  Eigenlijk zijn zowel de wand samen met het protoplasma een eobiont, die echter de gastheer geworden is van een reeks andere eobionten, waarvan de kernstof er een is.  Het meest gespecialiseerde protozoön van dit niveau is de cel.  Deze is in feite niets anders dan een geperfectioneerde bacterie: zowel de celwand als de verschillende inwendige celstructuren of organellen (mitochondriën, centriolen, ...) zijn geperfectioneerd.  De activiteit van de cel is in feite dezelfde als deze van de bacterie: bepaalde stoffen opnemen en verwerken tot eigen stof. En vervolgens, als de afmetingen het toelaten, overgaan tot een vrij ingewikkelde celdeling, waarbij twee identieke dochtercellen worden geproduceerd.

Er zijn nooit meer geëvolueerde eiwitstructureringen aangetroffen dan de cel.  Ook hier schijnt dus een natuurlijk eindpunt bereikt te zijn.

De reden tot samenblijven is dat hierdoor aan de belangrijkste "streven" van de eobionten voldaan werd, nl. zichzelf in stand houden en voortplanten.

8. HET METAZOANIVEAU

De evolutie, hoewel zij met de cel een natuurlijk eindpunt op dat niveau bereikt heeft, is echter niet tot stilstand gekomen. Integendeel: miljoenen jaren nadat in het inwendige der sterren de eerste atoomsoorten gevormd werden, begint de geschiedenis der metazoa, d.w.z. de meercellige wezens.  Blijkbaar zijn de krachten, behoeften en onevenwichten der natuur nog steeds niet bevredigd, en wordt een volgende stap gezet in de evolutie.

De afzonderlijk levende cellen of protozoa verenigen zich tot meercellige structuren of metazoa en evolueren van rudimentaire celkolonies tot complexe meercellige wezens, cellencomplexen, waarvan de zoogdieren en de mens de ingewikkeldste zijn, tot nog toe gekend.

Na de eencellige wezens zoals de amoebe krijgen we eerst celkolonies of syncytia, waarin een hele hoop identieke cellen samenblijven zonder dat er bepaalde specialisaties optreden.

Doch daar blijft het niet bij: de buitenste cellen gaan weldra meer de rol van beschermers vervullen, terwijl de binnenste cellen zich aanpassen aan hun afzondering van de buitenwereld en een relatieve schaarste van voedsel.

Op die manier krijgen we langzamerhand de meercellige wezens of metazoa, waarin de cellen steeds verder gespecialiseerd worden, en in het geheel één bepaalde functie toegeschreven krijgen: de ene beschermen (huidcellen), andere steunen het organisme (beencellen) en doen het zich bewegen en verplaatsen (spiercellen), nog andere zorgen voor voedselopname en -vertering (darmcellen, klieren, lever), andere voor het vervoer van zuurstof (rode bloedcelen), en tenslotte zijn er die de gehele werking coördineren door boodschappen door te geven van en naar een centrale besturingseenheid (zenuwstelsel).

En weer is er een evolutie van primitief naar geperfectioneerd: ongewervelde dieren, gewervelde dieren waarin vissen, kruipdieren (amfibieën en reptielen), vogels, en tenslotte de zoogdieren, waaronder de aapachtigen de meest geëvolueerde zijn tot op dit ogenblik. De mens behoort tot dezelfde familie als de aap.

Hier is de reden van samenblijven der cellen analoog aan deze der eobionten: een metazoön is een enorme samenwerking waardoor —via specialisatie, taakverdeling en het combineren van mogelijkheden— het bestaan en voortbestaan der cellen beveiligd en vergemakkelijkt wordt.

De jonge metazoa, de meercellige levende wezens, zijn op een bepaald ogenblik uiteengegaan in twee grote categorieën, de passievere en de actievere wezens, de planten en de dieren.  De planten kwamen vooral tot ontwikkeling buiten het water, de dieren in het water. De aarde was al miljoenen jaren door planten overwoekerd, vóór de dieren uit het water te voorschijn kropen.  Deze lange tussenperiode was niet nutteloos, want door het in de atmosfeer brengen van zuurstof, een afvalproduct van de plant, was de samenstelling van de atmosfeer grondig gewijzigd.

De dieren werden aldus verlost van een langdurig en moeizaam proces, zuurstof produceren, zodat ze veel meer vrijheid van beweging konden hebben.  De dieren verlieten de zee wel, maar namen toch een stukje zee mee, waarmee ze zich inwendig blijven bespoelen: de samenstelling van het bloedserum gelijkt opvallend op die van het zeewater.

Verder boeit ons uiteraard de ontwikkeling der hogere zoogdieren, en vooral deze der primaten en de mens.

Mens en aap blijken een gemeenschappelijke voorloper te hebben, namelijk de parapithecus.  Het voordeel van deze parapithecus op de andere zoogdieren is dat hij in geen enkel opzicht gespecialiseerd is.  Elke zoogdiersoort ontwikkelde een bepaald vermogen sterker dan de andere, hetgeen een bepaald voordeel betekende ten opzichte van de andere zoogdieren.  Zo waren er zoogdieren die snel liepen, die goed prooien konden verscheuren, die veel groter of zwaarder zijn dan de andere, die langer onder water konden blijven zodat ze eigenlijk bijna voor vissen kunnen doorgaan, en zo verder.  Niets van dit alles bij de parapithecus of mensaap.  De afwezigheid van enige specialisatie maakt hem weliswaar kwetsbaarder dan de andere dieren, maar laat integendeel verdere evoluties toe, terwijl die andere dieren hun tijdelijke voorsprong moesten betalen met een stilstaan op de weg der evolutie: ze zaten op een dood zijspoor.  Het beste voorbeeld is de dinosaurus, die zijn onzeglijke sterkte die hem een bijna universele superioriteit bezorgde uiteindelijk moest betalen met uitsterving, ofwel door uithongering (omdat hij zijn biotoop zelf uitroeide), ofwel door gebrekkige wendbaarheid tegenover natuurfenomenen als een ijstijd en de opkomst van de kleinere, maar snellere en slimmere zoogdieren.

Vóór de menswording aanvatte, liep onze voorouder even gemakkelijk op vier als op twee poten, leefde doorgaans in de bomen waar hij relatief veilig was, en voedde zich met planten en vruchten, wat roofvaardigheden overbodig maakte.

Op een goede dag, het was waarschijnlijk langs de oostkust van Afrika, begon het oerwoud uit te sterven en zette zich langzamerhand om tot savanne.  De oorzaken hiervan zijn op dit ogenblik voor ons niet belangrijk.  Vervelend was wel dat de parapithecus gedwongen werd de bomen te verlaten, wat een grote handicap was.  Vele apen vluchtten echter naar streken waar het oerwoud in stand bleef.  Ze zijn aap gebleven.  Anderen trotseerden de milieuverandering.  Wij zijn hun nakomelingen.

Onze voorouders moesten dus de bomen verlaten. En meteen leerden ze rechtop staan, wilden ze tussen het struikgewas beter hun vijanden zien naderen.  En ook leerden ze "op twee poten" snel lopen.  Want, ongewapend als ze waren, viel aan een gevecht met hun aanvallers niet te denken.

Het uitsterven van het oerwoud veroorzaakte weldra een tekort aan vruchten, zodat ze wel gedwongen waren vlees te gaan eten.  In het begin moesten ze zich tevreden stellen met resten van gedode prooien van andere zoogdieren.  Doch dit vleeseten had twee fantastische voordelen: vooreerst bevat vlees voor eenzelfde gewicht veel meer voedzame bestanddelen dan planten, zodat onze voorouders meer "vrije tijd" kregen, de bakermat van creatief denken.  Maar ook leerden ze hun voorpoten, hun handen steeds beter gebruiken, want hun muil was allesbehalve geschikt voor het verscheuren van prooiresten.

En zo gaat de menswording verder: er komt een gebrek aan etensresten, zodat onze voorouder uiteindelijk gedwongen werd om zelf te gaan doden: eerst kleinere dieren en vissen, die hij met de hand kan doden.  Dan grotere en sterkere, en dat dwingt hem zijn verstand te doen werken: listen om te vangen, en het gebruik van "voorwerpen" zoals stukken hout, been en steen.  Uiteindelijk leert hij op nog grotere dieren jagen, hetgeen hij gaat doen in groep, wat hem een primitieve taal leert ontwikkelen: klanken die voor elkaar een bepaalde betekenis hebben.

De volgende stap is dan het uitwijken, omdat de savanne het stijgende aantal niet meer kan voeden.  Sommigen wijken uit naar het comfortabele zuiden, wat hen toelaat om ongeveer hetzelfde levenspeil te bewaren. Maar anderen gaan naar het noorden, naar koudere streken. Noodgedwongen leren ze zich te beschermen tegen het gure weer: ze zoeken holen op, die ze later wat bijwerken.  Nog later bouwen ze zich, met hout en stenen, "kunstmatige holen" of huizen.  Doch de kou blijft nijpen als ze verder noordwaarts gaan.  En ze omwikkelen zich een afvalproduct van hun prooien: de warme pels.  Zo leren ze ook meer en meer "bewerken" van materialen.  Doch de grootste stap is wellicht de ontdekking dat het vuur tembaar en vervoerbaar is.  Het getemde vuur, dat ze eerst roven van toevallige bosbranden maar later zelf weten te ontsteken, blijkt een goed verwarmingsmiddel, maar tevens een goed verdedigingsmiddel te zijn tegen dieren en andere belagers, en is tenslotte een goed voedselbereidingsmiddel.

En tenslotte nog een klein, pittig detail: het wijfje is niet alleen gans het jaar vruchtbaar, maar krijgt een clitoris wat de meeste vrouwelijke dieren niet hebben.  Dit versterkt de band om samen te blijven.  Niet alleen voor de jacht was dit noodzakelijk! Ook de opvoeding van de, in vergelijking met de andere diersoorten, heel hulpbehoevende kinderen, maakt een stabiel gezins- en stramverband onontbeerlijk.

Nog enkele gegevens: de menswording begon met onze voorouders (of neven) de Neanderthalers.  Deze bestaan sinds enkele honderdduizenden jaren.  Wijzelf zijn echter Cro-Magnons. Dezen ontstonden ongeveer 40.000 jaar geleden.  Het verschil is vooral dat onze hersenen nog iets meer frontale kwab bezitten, maar vooral dat wij veel gemakkelijker geluiden produceren dan de Neanderthalers, die eigenlijk maar rauwe klanken konden uitstootten die ze begeleidden door veel gebaren.  Deze twee zaken bezorgden onze soort een grote superioriteit.  Deze overgang staat prachtig beschreven in het eerste deel van de SF-roman De Holebeer van Jane Auel.  Het is niet duidelijk wat er met de weggeconcurreerde Neanderthalers gebeurd is.  Volgens sommige onderzoekingen stierven ze uit, volgens andere werden ze opgenomen en versmolten ze met hun slimmere neefjes, de Cro-Magnons.

Merkwaardig is ook dat genetisch onderzoek heeft uitgewezen dat de hele aardebevolking slechts van een handvol moeders afkomstig is, misschien niet meer dan zeven! Er zullen ongetwijfeld wel veel meer exemplaren in de evolutie de mutatiegrens tussen Cro-Magnon en zijn voorloper overschreden hebben, maar hoe dan ook, alle andere, buiten die zeven moeders, hebben hun nageslacht in de loop der tijden zien uitsterven.

Het is wel jammer dat de juiste stamboom der mensachtigen nog niet is opgesteld: de verschillende aan elkaar verwante soorten kunnen wel ergens in de tijd gesitueerd worden, maar kunnen maar zelden als voorouder en nazaat aan elkaar gelinkt worden.

Volgens recent onderzoek (National Geographic 2005) verliep de verspreiding van onze soort, de Cro-Magnons als volgt:

  • 200.000 jaar geleden ontstond onze soort wellicht in Zuid-Ethiopië (Omo Kibish)
  • 120.000 jaar geleden vinden we uitzwermingen in Zuid-Afrika, West-Afrika en Palestina. Deze Palestijnse tak (Qafzeh, Israël) loopt helaas dood.
  • 80.000 - 60.000 jaar geleden vinden we opnieuw sporen op het Arabische schiereiland. Dit zijn de voorouders van alle niet-Afrikaanse rassen. Een tak splitst af langs Turkije naar Europa
  • Een andere tak gaat naat Indië, en vandaaruit naar Indochina, Indonesië en Australië (de aboriginals, die voortaan genetich afgezonderd leven) waar zij 50.000-40.000 jaar geleden aankomen
  • 50.000-40.000 jaar geleden arriveren de Cro-Magnons in West-Europa, waar ze de Neandertalers aantreffen die kort daarna uitgestorven blijken te zijn. Er zijn geen genetische sporen van vermenging. De oudste "kunstwerken" zijn uit 35.000 v.C.
  • 40.000 jaar geleden arriveert een andere tak vanuit Indië in China en Siberië
  • 25.000-15.000 jaar geleden steken "Aziaten" over naar Amerika, waarmee Azië dan nog verbonden is. 20.000-15.000 jaar geleden komen ze aan in Mexico, en 14.000-12.000 jaar geleden in Zuid-Amerika.

9. HET SOCIALISATIENIVEAU

Is de mens slechts een tussenstadium in het metazoaniveau, zodat de volgende evolutiestap het ontwikkelen van een soort supermens, een Übermensch, zal zijn? Of is de mens het natuurlijk eindpunt van de evolutie op dat niveau, zodat we na de mens een evolutie op hoger niveau, d.w.z. het zich samenvoegen van metazoaire systemen tot een complexer niveau, een socialisatieniveau —met de mens als belangrijkste bouwsteen—, mogen verwachten? We zullen de discussie hiervan uitstellen tot na de bespreking van de evolutiewetten, want deze bespreking moet ons de argumenten bieden om dit vraagstuk te kunnen oplossen, en de eventuele socialisatie in zijn genuanceerde specificiteit te zien.

Laten we op deze discussie even vooruitlopen, en voorlopig aannemen dat deze socialisatie —die trouwens al vele millennia bezig is— inderdaad de volgende fase in de evolutie is, zodat we tot op heden acht niveaus in de evolutie van het heelal kunnen onderscheiden.

Ook binnen dit socialisatieniveau ontmoeten we dezelfde fenomenen als op de lagere niveaus: het langzaam vormen van steeds complexere systemen (koppel, gezin, familie, stam, stad, land, UNO) samen met (en tevens dank zij) een hele reeks contactmechanismen, van heirwegen en boekdrukkunst tot de moderne communicatiemedia.

De vraag of er ná dit socialisatieniveau nog één of meer evolutieniveaus komen, bespreken we in het hoofdstuk "toekomst". Maar voor we dit aanvatten moeten we het eerst uitvoerig hebben over de wetten van de evolutie. Want om de toekomst te kunnen voorspellen zullen we deze wetten moeten toepassen.

Het is interessant te constateren dat Teilhard in zijn standaardwerk Het verschijnsel mens het eobiontenniveau niet beschreven heeft, omdat dit in de toenmalige biologie nog niet bekend was: men verwarde het met het protozoair niveau.  Ook is het zo dat hij beide elementairste niveaus samenvoegde, omdat de quarks toen nog niet bekend waren.

Het pleit voor de genialiteit van Teilhards visie dat deze nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen zijn theorie zijn komen bevestigen, eerder dan ze te ondergraven.




---


Hoeveel bewoonde planeten zijn er in het heelal? (BBC 15.02.09) (
http://news.bbc.co.uk/2/low/science/nature/7891132.stm)

Galaxy has 'billions of Earths'Fomalhaut star and exoplanet (AFP/Getty)

There could be one hundred billion Earth-like planets in our galaxy, a US conference has heard.

Dr Alan Boss of the Carnegie Institution of Science said many of these worlds could be inhabited by simple lifeforms.

He was speaking at the annual meeting of the American Association for the Advancement of Science in Chicago.

So far, telescopes have been able to detect just over 300 planets outside our Solar System.

Very few of these would be capable of supporting life, however. Most are gas giants like our Jupiter; and many orbit so close to their parent stars that any microbes would have to survive roasting temperatures.

But, based on the limited numbers of planets found so far, Dr Boss has estimated that each Sun-like star has on average one "Earth-like" planet.

This simple calculation means there would be huge numbers capable of supporting life.

"Not only are they probably habitable but they probably are also going to be inhabited," Dr Boss told BBC News. "But I think that most likely the nearby 'Earths' are going to be inhabited with things which are perhaps more common to what Earth was like three or four billion years ago." That means bacterial lifeforms.

Dr Boss estimates that Nasa's Kepler mission, due for launch in March 2009, should begin finding some of these Earth-like planets within the next few years.

Recent work at Edinburgh University tried to quantify how many intelligent civilisations might be out there. The research suggested there could be thousands of them.