Gebroederlijk liggen ze naast elkaar in de vitrine van de archeologiefaculteit in Cambridge, schedel aan schedel. Homo neanderthalensis naast Homo sapiens, Homo habilis naast Homo rudolfensis, Australopithecus afarensis naast Paranthropus robustus. Al onze verre voorouders in één kast.
„Zie je hoe ze van elkaar verschillen?” vraagt evolutionair bioloog Laura van Holstein (28), wijzend op de replica’s. „De kin, bijvoorbeeld, is een uniek kenmerk van de moderne mens. Bij Homo sapiens loopt het bot van de onderkaak aan de onderkant met een puntje naar voren, terwijl de neanderthaler net als de andere soorten kinloos was. Of neem de kiezen: die waren bij Paranthropus uitzonderlijk groot en plat – heel geschikt om noten en zaden mee te vermalen – terwijl Homo sapiens juist goed ontwikkelde snijtanden heeft, en relatief kleine kiezen. En dat zegt al iets over de verschillende niches die ze bezetten, dus over de verschillende rollen in het ecosysteem die ze innamen.”
Van Holstein is als postdoctoral research fellow bijzonder geïnteresseerd in niches. „Als het over menselijke evolutie gaat, dan zie je vaak dat wetenschappers focussen op een bepaalde soort, of hooguit op de kortetermijninteractie tussen twee specifieke soorten. De grotere lijn – waarom verschenen of verdwenen bepaalde mensachtigen? – komt zelden aan bod, of wordt afgedaan met het korte antwoord ‘klimaatverandering’. Terwijl ik juist enorm nieuwsgierig ben welke rol competitie tussen vroege mensen speelde in de evolutie van onze lijn.”
Die evolutie is niet eenduidig. Want wie zich verdiept in de menselijke stamboom stuit direct al op een eerste vraag: hoeveel soorten wáren er eigenlijk, vóór Homo sapiens? „Vaak worden er rond de twintig mensensoorten onderscheiden – dus de mensapen niet meegerekend”, zegt Van Holstein. „Maar binnen het debat heb je de lumpers en de splitters. Wetenschappers uit die eerste categorie zijn wat meer behoudend; zij vinden een soort pas echt een soort als er veel afwijkende morfologische kenmerken zijn, en voor zover dat beschikbaar is ook duidelijk afwijkend paleo-dna of paleo-eiwit. De splitters daarentegen onderscheiden al veel sneller verschillende soorten, en komen soms zo wel tot 26 mensensoorten.”
Zelf zou Van Holstein zich in het midden plaatsen. „Beide methodes hebben als nadeel dat ze ervan uitgaan dat het proces van soortvorming al klaar is. Ook in de evolutiebiologie wordt er soms te veel in hokjes gedacht, in een poging orde te scheppen in de chaos. Terwijl je eigenlijk bij die fossielen kijkt naar het proces van soortvorming. Een soort ontstaat nooit van de ene op de andere dag.”
Red Queen-hypotese
Ongeacht de blik waarmee je kijkt, is één ding duidelijk, zegt Van Holstein terwijl ze een doos met spullen van tafel pakt („Ik heb sinds kort een eigen werkkamer in de zoölogiefaculteit, dus ben aan het verhuizen”). „Zelfs als je een superlumper bent, dan zijn er in de gehele menselijke geschiedenis – dus sinds de vroegste mensen zo’n 7 miljoen jaar geleden aftakten van de bonobo’s en chimpansees – vrijwel altijd diverse mensensoorten geweest die tegelijkertijd leefden. Wat had dat voor invloed, evolutionair gesproken? Zorgde hun interactie, en wellicht competitie voor dezelfde niche, ervoor dat ze uit elkaar dreven?”
Binnen de evolutiebiologie wordt die theorie wel de Red Queen-hypotese genoemd: om hun niche te kunnen behouden, zouden soorten voortdurend moeten evolueren. „De naam is een halve eeuw geleden bedacht, en is een knipoog naar het boek Alice Through the Looking-Glass van Lewis Carroll. Daarin zegt de Red Queen tegen Alice: ‘Om op dezelfde plek te blijven moet je zo hard rennen als je kunt.’ Evolutionaire stilstand is volgens die gedachte dus achteruitgang.”
Maar als het op menselijke evolutie aankomt, wordt vaak een alternatieve hypothese gebruikt: die van de court jester oftewel de hofnar – volgens sommigen verwijzend naar de joker in een kaartspel, de outsider. Die gaat ervan uit dat juist abiotische invloeden, zoals het klimaat, de drijvende kracht achter evolutie vormen. Zo wordt gezegd dat de verdroging van Afrika rond 2,6 miljoen jaar geleden een grote invloed had op het ontstaan van het geslacht Homo.
„Mijn idee is nu dat die twee hypotheses elkaar aanvullen”, zegt Van Holstein terwijl ze het gebouw uitloopt. „The court jester sets the stage on which the Red Queen dances. Het draait niet uitsluitend om de vraag: wie was er het beste aangepast aan het klimaat? Je kunt je bijvoorbeeld voorstellen dat in extreem droge periodes het oppervlak aan bewoonbaar gebied veel kleiner werd, en dat er dus daardoor veel meer interactie was tussen soorten. Wat had dat voor effect? Uit eerder onderzoek is bijvoorbeeld al gebleken dat Paranthropus en Homo gelijktijdig in Oost-Afrika leefden, en dat hun gebitten toen van elkaar zijn gaan afwijken. Zo konden ze in hetzelfde ecosysteem toch allebei een andere niche bezetten.”
Afwijken van de regel
Van Holstein haalde als promovendus in 2020 het nieuws toen ze met behulp van data-modellering een oude hypothese van Darwin bevestigde: dat geslachten met meer diersoorten ook meer ondersoorten kennen. „Die grotere kwesties vind ik interessant”, zegt ze. „Wat is een soort, wat is een ondersoort? Ook mijn huidige onderzoek roept steeds weer nieuwe vragen op. Want wat is een niche nu precies? Ik definieer het zelf als de relatie van een soort met zijn leefomgeving. Denk aan roofdieren die zich op de savanne specialiseren in het eten van bepaalde prooien, of schimmels die dood hout afbreken. Juist doordat soorten zich specialiseren, hoeven ze niet te wedijveren met andere soorten. Maar is de omgeving de leidende factor – en past de soort zich daaraan aan – of is het eigenlijk andersom?”
Bij de archeologiefaculteit zet ze de doos op de grond en wijst ze op de zwarte spijlen van het hek. Tussen sommige verticale spijlen zit een horizontaal dwarsbalkje. „Zo is het net een phylogenetic tree – een fylogenetische stamboom die heel schematisch de evolutionaire verwantschap van soorten aangeeft. Elk dwarsbalkje vertegenwoordigt een aftakking; de lengte van de verticale spijlen zegt iets over de tijd tussen die aftakkingen. Zulke stambomen gebruik ik ook in mijn werk. Daarin kun je per soort analyseren hoe vaak en wanneer daar een aftakking van een andere soort aan vooraf is gegaan. Zo kun je dus ook zien hoeveel soorten er tegelijkertijd leefden – en dus eventueel moesten wedijveren om bepaalde niches.”
Over het algemeen geldt bij dieren: hoe meer soorten er zijn, des te langzamer het proces van soortvorming – de speciation rate. „Je begint met een vast aantal niches, op een gegeven moment zijn die allemaal bezet, dan krijg je minder snel nieuwe soorten. Maar in mijn onderzoek heb ik ontdekt dat de menselijke lijn afwijkt van de regel. Bij het geslacht Homo zie je juist een merkwaardige positieve correlatie: hoe meer soorten, des te sneller de speciation. How on earth did that happen? Zelfs als je er vanuit lumperperspectief naar kijkt, dan blijft die correlatie overeind.”
In het trappenhuis
Misschien heeft het te maken met het gebruik van werktuigen, speculeert ze. „Wellicht veranderde dat de manier waarop mensen de competitie met elkaar aangingen, of maakten ze met die tools continu nieuwe niches en sub-niches. Het kan bijvoorbeeld zo zijn dat soorten nieuwe niches creëren doordat ze het landschap bewerken. Denk ook aan bevers die een dam bouwen. Daardoor kunnen er allerlei nieuwe waterplanten en vissen in het gebied leven.”
Boven de rand van haar kartonnen doos steekt een Darwin-beeldje uit: een peinzende aap die boven op On the Origin of Species zit, een mensenschedel in zijn hand. Van Holstein is geboren in Nederland, maar woonde sinds haar zesde in Singapore, Duitsland en Engeland. „Soms schieten me sneller de Engelse dan de Nederlandse uitdrukkingen te binnen.” Wandelend door de Fitzwilliam Street wijst ze op een huis aan de overkant: „Daar woonde Darwin als student, voordat hij op reis ging met de Beagle.”
Momenteel rondt Van Holstein onderzoek af naar de niches van alle primatensoorten. „Het blijkt dat moderne gereedschapsgebruikende apen echt buitenbeentjes zijn vergeleken met niet-gereedschapgebruikende apen – zowel bij mensapen als bij andere in Afrika en Azië levende apen”, zegt ze in het trappenhuis van de zoölogiefaculteit. „Er is duidelijk een relatie tussen tool use en nichevorming. Nu wil ik diezelfde methode gaan toepassen op de vroege mensen, om te zien of daar iets soortgelijks geldt. Welke rol hebben werktuigen in de ontwikkeling van onze lijn gespeeld?”
In haar nieuwe werkkamer staat op de boekenplank boven haar bureau een foto van haar recent overleden opa. „Hij was samen met mijn oma altijd mijn thuis in Nederland. Toen ik klein was stelde me altijd weer nieuwe vragen over waarom we hier waren – ik ben daar op een heel specifieke, wetenschappelijke manier antwoorden op gaan zoeken. En op mijn zestiende heb ik anderhalve maand bij hen in huis gewoond, en toen gaf hij me de roman De stam van de holenbeer van Jean Marie Auel cadeau. Er stonden behoorlijk wat dichterlijke vrijheden in over neanderthalers en moderne mensen, maar het boek prikkelde wel mijn fantasie op het gebied van menselijke evolutie.” Aan de muur hangen foto’s van chimpansees uit Guinee. „Daar heb ik begin dit jaar vier maanden veldwerk gedaan, en ik ga er begin komend jaar weer naartoe. Ze voelen een beetje als familie nu, al moeten zij niet heel veel van ons als onderzoekers hebben. Ze gooien soms poep onze kant uit, verder vinden ze ons niet interessant.”
Zoetwaterkrabben eten
Het veldwerk in Guinee is bedoeld om meer inzicht te krijgen in de verdeling van niches. „Je hebt in dat gebied een groep chimpansees die zoetwaterkrabben eten. Een naburige groep chimps daar doet het niet. Ze bezetten dus ten dele andere niches in hetzelfde ecosysteem. En dan zijn er nog andere apen, de roetmangabeys, die óók krab eten, maar alleen in de buurt van de niet-krabetende chimps. Ik wil nu onderzoeken in hoeverre competitie tussen soorten hierin een rol speelt; en wat de toevoeging van een nieuw type eten überhaupt doet met je hele niche.”
Je kunt één niche op twee manieren bezetten, denkt Van Holstein: „Met tools of zonder tools. Zo heb je op de Galapagoseilanden spechtvinken, die net als echte spechten insecten uit dood hout peuteren, maar daarvoor in plaats van hun snavel takjes gebruiken. Je zou dus kunnen zeggen: als je minder gespecialiseerd bent – bijvoorbeeld doordat je geen spechtensnavel hebt – dan moet je slim genoeg zijn om de competitie te kunnen aangaan met behulp van gereedschap. Maar ja, is dat echt slim? Je kunt ook zeggen: als je tools nodig hebt ben je eigenlijk een loser, omdat je uit je niche dreigt te worden weggeduwd door beter aangepaste soorten. Wij mensen vinden het slim dat we gereedschap gebruiken, maar in feite is het een noodoplossing.”
’s Avonds is er een diner op Clare College, waar Van Holstein als fellow bij is aangesloten. Ook haar man Jaap Saers, die als biologisch antropoloog bij Naturalis werkt, schuift in toga aan. „We hebben elkaar in Cambridge leren kennen, en nu pendelen we tussen Engeland en Nederland.” In hun vrije tijd gaan ze graag samen de natuur in, om te zoeken naar recent overleden vogels en zoogdieren. „Die begraven we dan in de bodem en komen een paar weken later terug om de dan kale botten te verzamelen. Ons doel is om een comparative bone collection aan te leggen, om de botten van verschillende soorten met elkaar te kunnen vergelijken.”
Na het avondeten drinken de fellows nog wat in de fauteuils van de deftige fellow room. In de vensterbank ligt een boek met prominente alumni, onder wie Sir David Attenborough; in de aangrenzende bibliotheek staan eeuwenoude boeken, van onder anderen de Nederlandse botanicus Carolus Clusius. De rode wijn die wordt gedronken is door Van Holstein uitgekozen: „Sinds dit jaar zit ik in de wijncommissie.”
„Soms heb ik het gevoel dat ik te véél leuk vind”, zegt ze later op de avond, in een café waar een Ierse band optreedt. „Ik ben binnen de wetenschap eerder een generalist dan een specialist; ik houd van de afwisseling die de grote overkoepelende vragen met zich meebrengen. De ene keer mag ik me verdiepen in chimpansees, dan weer in vogelintelligentie of in mensenschedels. Eigenlijk ben ik mijn eigen niche nog steeds aan het zoeken.”
Leeslijst
