De mens evolueert maar door – en dat is nog nooit zo snel gegaan als nu

Wie op het terrein van het Leids Universitair Medisch Centrum langs het Onderzoeksgebouw wandelt, passeert daar een lange, smalle vitrine waarin de evolutie van de mens wordt geïllustreerd. Een serie afgietsels van schedels van menselijke voorouders staat op sokkeltjes langs een tijdlijn. Je ziet er de bekende progressie van almaar grotere hersenpannen, lichtere wenkbrauwbogen, kleinere tanden en een naar onderen schuivend achterhoofdsgat. De reeks wordt afgesloten met een fier exemplaar van Homo sapiens, de moderne mens, het onderwerp van zoveel medische expertise in de omliggende gebouwen.

Tegelijkertijd staat dat ziekenhuiscomplex ook symbool voor de redenen waarom veel mensen juist denken dat we de evolutie buitenspel hebben gezet. Onze voorouders leefden in een wereld waarin je ieder moment kon worden opgegeten door een leeuw, kon verhongeren door voedselgebrek of het loodje kon leggen vanwege een geïnfecteerd wondje.

Ordes van grootte

De evolutie hanteerde de botte bijl van de natuurlijke selectie en de groei van ons intellect en aanpassingsvermogen voer er wel bij. Maar de moderne mens heeft dergelijke gevaren grotendeels uitgebannen en dus, zo gaat de redenering, heeft ook de natuurlijke selectie geen vat meer op ons en is de menselijke evolutie piepend tot stilstand gekomen.

Dat is de notie in de populaire cultuur, maar tegelijk denken ook wetenschappers van statuur er zo over. De beroemde evolutiebioloog Stephen Jay Gould zei in een interview in 2000: „Natuurlijke selectie is zo goed als irrelevant geworden voor de menselijke evolutie; er is bij de mens vrijwel geen [recente] biologische verandering geweest.” Primatoloog Frans de Waal schreef in zijn boek De aap in ons dat goede voeding en geneeskunde de selectiedruk die de menselijke evolutie voortstuwt hebben weggenomen. En inderdaad, als je skeletten van mensen van de laatste paar duizend jaar met elkaar vergelijkt, dan zie je niets wat ook maar in de buurt komt van de evolutie die de rij schedels in het LUMC laat zien. Maar dat wil niet zeggen dat er geen subtielere evolutie plaatsvindt. En evolutiebiologen beginnen te beseffen dat er redenen zijn om aan te nemen dat de menselijke evolutie juist tegenwoordig voortdendert in de allerhoogste versnelling.

Die redenen liggen bij de elementen waar het proces van natuurlijke selectie uit is opgebouwd. Als eerste zijn dat mutaties: fouten in het dna die ontstaan bij de vorming van sperma- en eicellen en die uiteenlopen van het verkeerd inbouwen van een enkele losse ‘letter’ tot het dupliceren, verliezen, omdraaien of herschikken van lange reeksen ‘letters’, tot complete chromosomen aan toe. Mutaties zijn meestal nadelig maar soms, heel soms, zijn ze voordelig.

Omdat het ontstaan van mutaties een toevalsproces is, is het afhankelijk van de hoeveelheid mensen die geslachtscellen produceren en die zulke mutaties dus kunnen genereren en doorgeven aan de volgende generatie. Juist vandaag de dag, nu we met acht miljard zielen de aarde bevolken – zo’n vier, vijf ordes van grootte meer dan tot een paar duizend jaar geleden – is de kans op extreem zeldzame maar extreem nuttige mutaties bijna een zekerheid geworden. Anders gezegd: bijna alle mutaties die ooit in de menselijke soort zijn ontstaan hebben in de laatste paar honderd jaar plaatsgevonden.

Evolutionaire groeispurt

Een ander cruciaal element in het proces van natuurlijke selectie is verschil in voortplanting. Een mutatie die keer op keer in meer nakomelingen terechtkomt dan een concurrerende mutatie evolueert naar een hogere frequentie. In het verleden waren de gezinnen weliswaar groter, maar de overleving per kind was veel lager.

Nu de kindersterfte sterk gedaald is, worden verschillen in gezinsgrootte ineens veel belangrijker voor de evolutie dan overleving. Wanneer er vrijwel geen kindersterfte is, betekent een gezin van drie kinderen in plaats van twee een evolutionair voordeel van maar liefst 50 procent. Verrassend genoeg worden de kleinere aantallen kinderen die per ouderpaar vandaag de dag geboren worden dus juist gezien als iets wat evolutie in de hand werkt.

De voornaamste reden waarom evolutiebiologen denken dat we aan de vooravond staan van een evolutionaire groeispurt, is de drastische verandering van de omgeving.

Genen die zorgen voor grote hoofden bij baby’s krijgen nu een kans

De recente coronavirus-pandemie is een goed voorbeeld. In een prehistorische populatie van verspreide kleine groepjes mensen zou een virus dat voor zijn verspreiding hoge dichtheden aan vatbare slachtoffers nodig heeft nooit voet aan de grond hebben gekregen. Omgekeerd scheppen sommige medische innovaties ook juist nieuwe kansen voor mutaties die vroeger in hun verspreiding geremd zouden zijn doordat natuurlijke selectie ze een halt had toegeroepen. Denk aan de hoge frequentie van keizersneden (in de VS wordt een op de drie baby’s met een keizersnede geboren; in Turkije en Brazilië meer dan helft). Allerlei genen die zorgen voor smalle heupen bij moeders of grote hoofden bij baby’s krijgen nu ineens een kans.

Genetische gegevens laten inderdaad zien dat het menselijk genoom sneller verandert dan ooit tevoren. Al in 2007 publiceerde een team Amerikaanse onderzoekers een analyse van HapMap, destijds een van de grootste bestanden met menselijke dna-gegevens, waaruit bleek dat ons dna momenteel tien tot honderdmaal sneller evolueert dan veertigduizend jaar geleden. In hun analyse tonen de onderzoekers aan dat dit komt door een combinatie van zowel een snel groeiende populatie (waarin meer mutaties bewaard blijven dan in een stabiele populatie) en veranderingen in natuurlijke selectie. En sindsdien stapelt het bewijsmateriaal zich op.

Breukpunten in chromosomen

Maar hoe kun je aan het dna van nu zien dat er in het recente verleden evolutie heeft plaatsgevonden? Vaak wordt hiervoor gebruik gemaakt van het zogenoemde koppelingsevenwicht.

Doordat bij iedere vorming van geslachtscellen er recombinatie plaatsvindt tussen de twee kopieën van een chromosoom, wordt de genetische informatie op dat chromosoom voortdurend door elkaar gehusseld. Maar het genoom is ontzettend groot en de breukpunten waar chromosomen met elkaar worden uitgewisseld zijn beperkt. Het kan daardoor veel generaties duren voordat een gen losgekoppeld wordt van de genen eromheen. Een gen waar een voordelige mutatie in zit en dat door natuurlijke selectie dus wordt opgestuwd kan zich dermate snel door een populatie verspreiden dat recombinatie geen kans krijgt om het los te snijden uit het dna eromheen.

Het ontbreken van zo’n koppelingsevenwicht kun je opsporen door te zoeken naar plekken in het genoom waar de variabiliteit laag is. Daar zitten een of meerdere mutaties die door de natuurlijke selectie bevoordeeld zijn en die hun buur-dna in hun succes hebben meegesleept. En hoe groter zo’n gebied, hoe korter geleden de evolutie heeft plaatsgevonden.

Zo ontdekte een Portugees team dat bij mensen in dichtbevolkte steden in Afrika het gen OSBPL10 mutaties heeft gekregen die maken dat het denguevirus moeilijker cellen kan binnendringen.

Lactose verteren

En een team van Stanford University vergeleek de genomen van drieduizend personen in de Britse UK10K dna-databank en kon zo aantonen dat in de afgelopen twee millennia verschillende varianten van genen door selectie waren toegenomen, waaronder dna dat codeert voor lactose-tolerantie. Dat is een evolutionaire verandering die al veel langer gaande is als gevolg van het houden van melkvee. De mens is de enige zoogdiersoort die als volwassene lactose kan verteren en de mutatie die dat mogelijk maakt is al zesduizend jaar geleden geëvolueerd, maar door de recente toename in de consumptie van melk wordt dat proces nu versneld voltooid.

Daarnaast ontdekte het team evolutie door natuurlijke selectie op genen die zorgen voor haar- en oogkleur (Britten worden blonder en blauwogiger), lichaamslengte (Britten worden langer – en dat komt niet alleen door betere voeding maar ook door evolutie in genen die lichaamslengte bepalen) en schedelformaat (dat wordt groter).

Het probleem is dat deze genetische techniek niet zo gevoelig is dat het moment van evolutie precies kan worden bepaald. Sommige van de evolutionaire veranderingen kunnen uit de laatste halve eeuw stammen, andere kunnen al duizenden jaren gaande zijn. Om echt hedendaagse evolutie realtime te kunnen volgen, hanteert Joseph Pickrell van het New York Genome Center een veel directere techniek. Door gebruik te maken van databestanden met individuele genomen waar zowel jongeren als ouderen in vertegenwoordigd zijn konden hij en zijn team toename of afname van bepaalde mutaties over meerdere generaties volgen.

Zo konden ze bijvoorbeeld aantonen dat de meest verslavingsgevoelige variant van het gen voor nicotinereceptor CHRNA3 sterk aan het afnemen is (wat ze toeschrijven aan voortijdige sterfte aan longkanker bij de meest verstokte kettingrokers).

Aan een opmars bezig

Natuurlijk, een verschuiving in de frequentie van een nicotinereceptor is misschien niet het soort spectaculaire verandering waar je aan denkt bij de term ‘evolutie van de mens’. Maar het is wel degelijk echte evolutie (want evolutie is niets anders dan de verandering in de frequentie van genetische eigenschappen) en bovendien slechts het topje van de ijsberg. Het menselijk dna zit waarschijnlijk vol met nieuw ontstane mutaties die in onze moderne wereld aan een opmars bezig zijn, en op de lange termijn zijn zeker grotere, spectaculairdere veranderingen te verwachten; zoals het ontstaan van grotere schedels dankzij keizersnedes.

Mits… die moderne wereld lang genoeg onveranderd blijft bestaan. Want zelfs een gen dat 10 procent voortplantingsvoordeel oplevert (en meestal is het veel minder) heeft zo’n vijfduizend jaar nodig om in de hele wereldpopulatie door te dringen. De wereld verandert zo snel dat het niet ondenkbaar is dat de evolutionaire druk op een veel kortere termijn varieert.

Kortom: de menselijke evolutie zit vandaag de dag ontegenzeggelijk in een stroomversnelling. Of dat uiteindelijk gaat leiden tot een nieuwe mensensoort op het volgende sokkeltje in die vitrine op het LUMC is onvoorspelbaar, maar het idee dat de mens niet meer evolueert kan definitief de prullenbak in.

Delen





Mail de redactie