18. Erfelijkheid en evolutie

Het DNA

Erfelijkheid draait vooral om wat er in de celkern van een cel aanwezig is, namelijk het DNA. Iedere cel in je lichaam heeft DNA in zich. Dit DNA bevat alle erfelijke informatie die er voor zorgt dat je lichaam wordt zoals het is. Het DNA is opgeslagen in 23 setjes van twee chromosomen, dus 46 in totaal. Ieder setje bevat dezelfde erfelijke eigenschappen. In je normale lichaamscellen heb je dus van iedere erfelijke eigenschap twee versies! Deze verschillende versies noem je allelen.

Geslachtscellen

Er is echter één uitzondering, en dat zijn de geslachtscellen. Bij mannen zijn dat de zaadcellen, en bij vrouwen de eicellen. In deze geslachtscellen zit van iedere eigenschap maar één versie, dus één chromosoom. Dit is een heel erg belangrijk verschil met de normale lichaamscellen. Stel je maar eens voor dat een geslachtscel hetzelfde aantal chromosomen zou hebben als een normale lichaamscel. Dan zou bij het versmelten van zaadcel en eicel van iedere cel de twee versies uit iedere cel in de uiteindelijke cel komen. Dan zouden er dus vier versies van dezelfde eigenschap in de cel aanwezig zijn. Dat kan niet! Daarom hebben geslachtscellen altijd maar één versie van iedere eigenschap in zich, zodat als eicel en zaadcel versmelten, er weer een normale lichaamscel met 23 chromosomenparen ontstaat. Daar zal een embryo en later een baby uit groeien. 

Geslachtschromosomen

Van deze 23 chromosomenparen zijn er 22 chromosomenparen waar alle erfelijke eigenschappen op liggen die ieder lichaam moet hebben. Het laatste en 23^e chromosomenpaar heet ook wel de geslachtschromosomen. Zij bepalen of je genetisch gezien een jongen of een meisje bent, en dus ook welke geslachtsorganen je ontwikkelt. Ben je een meisje, dan heb je twee X-chromosomen, en ben je een jongen, dan heb je een X- en een Y-chromosoom. Als we wat verder inzoomen op een chromosoom, dan zien we dat dit als het ware een hele lange opgerolde slinger is, waar erfelijke eigenschappen in een soort codetaal in liggen opgeslagen. Stukjes van dit chromosoom coderen steeds voor een andere eigenschap. 

Mitose en meiose

Mitose is het proces waarbij een lichaamscel zich vermenigvuldigt in twee lichaamscellen. Meiose is het proces waarbij geslachtscellen worden gevormd uit gewone lichaamscellen, en wordt ook wel reductiedeling genoemd. 

Om meiose goed te kunnen begrijpen, bespreken we eerst hoe mitose in elkaar steekt. Een goed voorbeeld waarbij mitose plaatsvindt, is als je tijdens het sporten valt en een snee oploopt. De huid van de snee moet weer aan elkaar groeien, en dat gebeurt door nieuwe cellen te produceren. Hierbij zullen de cellen van de huid, die 46 chromosomen bevatten, zich gaan delen, zodat er aan het einde van de mitose twee identieke cellen zijn ontstaan. Hiervoor kopiëren zij eerst hun gehele DNA, waarna ze dit verdelen over de twee nieuwe cellen.

Het proces van meiose werkt iets anders. Van de originele cel met 46 chromosomen, moeten we eindigen met twee cellen met ieder 23 chromosomen. De originele cel kopieert hiervoor, net als bij mitose, de 46 chromosomen, maar verdeelt ze daarna in twee stappen over de nieuw te vormen cellen. Hierbij ontstaan dan ook vier geslachtscellen. In de eerste stap worden alle chromosomenparen verdeeld over twee nieuwe cellen, en in de tweede stap worden de kopieën van chromosomen verdeeld over uiteindelijk 4 geslachtscellen. 

Mutaties

Mutatie is een moeilijk woord voor veranderingen in de genen. Deze gebeuren soms spontaan, en worden dan weer gerepareerd door je lichaam. Toch zijn er ook invloeden van buiten je lichaam, die ook wel mutagene stoffen worden genoemd, die voor meer mutaties kunnen zorgen. Een voorbeeld hiervan is radioactieve straling, maar ook carcinogene stoffen. Dit zijn stoffen die kanker kunnen veroorzaken, door de mutaties die zij veroorzaken.

Evolutietheorie

De evolutietheorie verklaart op een wetenschappelijke manier het ontstaan van nieuwe rassen en soorten op aarde. Het proces achter de evolutietheorie zorgt ervoor dat individuen van een soort - bijvoorbeeld dieren of planten - die het beste zijn aangepast aan de omgeving waar ze in leven, de hoogste overlevingskans hebben. Daardoor hebben zij ook de grootste kans om nakomelingen te krijgen en zo dus hun genen door te geven. Hiervoor zijn verschillende processen erg belangrijk.

Allereerst ontstaan er door mutaties, die we hiervoor besproken hebben, nieuwe varianten van genen die misschien wel zorgen dat een organisme beter is aangepast aan de omstandigheden dan de rest van zijn of haar soort. Denk bijvoorbeeld aan een weidevogel die eieren legt met een net iets betere schutkleur dan de rest van zijn soortgenoten, waardoor de eieren van die specifieke weidevogel minder makkelijk worden opgegeten dan de eieren van de rest van de weidevogels. Er wordt dus binnen soorten geselecteerd op gunstige eigenschappen van individuen.

Natuurlijke selectie

Charles Darwin, een beroemde bioloog, noemde dit ‘survival of the fittest'; het overleven van de sterksten. Het proces dat daarachter zit heet natuurlijke selectie. Volgens de evolutietheorie zijn alle soorten op aarde uit elkaar geëvolueerd. Hierbij zijn er aan het begin van het leven op aarde relatief simpele organismen ontstaan, zoals bacteriën. De organismen zijn steeds ingewikkelder geworden, door het proces van natuurlijke selectie. Daardoor zijn ze beter aangepast aan de omstandigheden in de omgeving. Volgens deze theorie, die door Charles Darwin is opgeschreven, hebben apen en de mens een gemeenschappelijke voorouder. Dat betekent dat ze beiden zijn ontstaan uit een organisme dat bestond toen apen en mensen nog niet bestonden. De grote overeenkomsten in het DNA van mensen en apen lijken hier een bewijs van.

Kunstmatige selectie

Naast natuurlijke selectie bestaat er ook nog zoiets als kunstmatige selectie. De naam verklapt het al een beetje, maar de selectie die daar plaatsvindt, heeft niet persé iets te maken met het best aan gepast zijn aan je omgeving. Het gaat over aangepast zijn aan de eisen die degene die selecteert stelt. Dat klinkt misschien heel vaag, maar je kunt je misschien het volgende voorstellen. Iemand die bloemkool of broccoli kweekt, wil het liefst bloemkolen of broccoli oogst die mooi wit of groen zijn, maar toch ook heel stevig, zodat ze transport goed overleven. Daar selecteert een bloemkoolkweker of een broccolikweker dus op. Of wat dacht je van iemand die honden fokt? Ook een hondenfokken selecteert op bepaalde eigenschappen die niet persé positief zijn voor het dier, maar wel tot bijvoorbeeld de ras standaard horen.

Hoe individuen en soorten aan elkaar verwant zijn, kun je weergeven in een stamboom. Hierbij staan organismen die heel erg op elkaar lijken, dicht bij elkaar, en organismen die minder op elkaar lijken, verder van elkaar af.