doel­sprongenꜛ

Een dubbele onwaarschijnlijkheid ontstaat als een macromutatie gepostuleerd wordt als verklaring van een verandering van levenswijze.

Een voorbeeld is de elders beschreven verandering van hagedisꜛ in slangꜛ. Een slang leeft heel anders dan een hagedis, maar de overgang is niet geleidelijk maar plotseling, zodat ofwel hagedissen met (onaangepast) slangengedrag, ofwel slangen met (onaangepast) hagedissengedrag bestaan moeten hebben, tenzij de beide mutaties (in vorm en gedrag) tegelijk opgetreden zijn. Dat laatste is alleen waarschijnlijk als beide effecten het gevolg zijn van dezelfde genmutatie — maar dat lijkt dan te wijzen op een ontwerp waarin het pootverlies voorzien was. ((Eerlijk gezegd lijkt mij de vormmutatie op zich dat al.))

Een ander voorbeeld is de ontwikkeling van zintuigen: zonder effect hebben zij geen zin, en belasten het organisme slechts (evolutienadeel). Omgekeerd vormt een effectmechanisme zonder zintuiglijke trigger ook een evolutienadeel. Het ene voorbeeld dat wij hebben van een neveneffectoptie, de lichtwaarneming bij planten, is negatief: al sinds hun ontstaan nemen planten licht waar, maar ze hebben nooit veel effectmechanisme ontwikkeld. Enkel wat fototropie, blad- en bloemsluiting, met als extreem het kruidje-roer-me-niet. Juist hier zou een enorm evolutievoordeel te behalen zijn geweest.

Sommige doelsprongen zijn puur inwendig. Een kenmerkend voorbeeld is het stop­codonꜛ van trilhaardiertjesꜛ, dat anders is dan dat in andere levensvormen. Alle codonsꜛ èn het afleesmechanisme zullen tegelijk gewijzigd moeten zijn, of een tijd lang zullen zowel het oude als het nieuw codon herkend hebben moeten worden — met desalniettemin een selectiedruk voor het nieuwe codon, anders zou het erg onwaarschijnlijk zijn dat de minimale entropie (alle codons identiek èn nieuw) bereikt zou zijn.

Mogelijke voorbeelden van doelsprongen: het bloedzuigenꜛ van muggenꜛ (èn aangetrokken worden door bloed + aderen kunnen vinden, èn bloedstolling kunnen tegengaan, èn bloed kunnen verteren), de stap van externe naar interne parasietenꜛ (bijv. darmwormenꜛ) — en dan de gastheerwisseling van sommige parasieten

De wisseling van larveꜛ naar imagoꜛ bij insectenꜛ is zo'n doelsprong. Hoe kan verpoppen ontstaan zijn? Wat voor nut hebben ‚imaginal disks’ꜛ zonder het complete proces? Waren er eerst larven die enkel wat extra ledematen lieten groeien? Of was het andersom: waren er eerst enkel imagines, maar werd de expressie van hun genen onderdrukt? Hoe kan dit voordelig zijn geweest voordat het proces voldoende ontwikkeld was om zowel vóór als na de verpopping competitieve individuën te produceren?

Sommige roof­slakkenꜛ hebben een tandjeꜛ op de buitenlip van hun schelp, waarmee ze de schelpen van tweekleppigenꜛ efficiënt kunnen openwrikken, en niet zoals tandloze roofslakken een dag lang een gaatje moeten boren om in de schelp te komen. Zonder dat tandje is het wrikken zinloos, en zonder dat wrikken het tandje. Hoe zijn beiden dan tegelijk ontstaan?

Veel eierleggendeꜛ diersoorten (vogels, schildpaddenꜛ, hagedissen) hebben een eitandꜛ — een tand waarmee het jong de eier­schaalꜛ kan openbreken. Die tand, die bij verschillende soorten door verschillende mechanismen wordt gevormd, verschijnt en verdwijnt op het juiste moment, en het bijbehorende schaalbreekgedrag is heel kritisch: iets te laat is volkomen zinloos, en iets te vroeg is dodelijk. Hoe kan dit alles tezamen zijn ontstaan?

Sommige bijensoortenꜛ ruimen bedorven cellen op. Dit blijkt om twee afzonderlijke genen te gaan: het ene maakt dat ze de dekseltjes van die cellen verwijderen, en het andere dat ze dergelijke cellen zonder dekseltje leegruimen. Beide genen zijn zonder het ander zinloos — en het eerste zelfs schadelijk, want het bevordert verspreiding van de microben en schimmels die het bederf veroorzaakt hebben.

Bij libellenꜛ brengen de mannetjes vóór de paring hun sperma over naar een secundair geslachtsorgaan, waar de wijfjes dan tijdens de paring contact mee leggen. Dit overbrengen bij de mannetjes (op zich al een complex proces) en het contact leggen bij de vrouwtjes moet tegelijk ontstaan zijn.

De bijenorchisꜛ: bijen paren al niet met zeer nauw verwante soorten, dus de mimicri moet in één klap zeer overtuigend zijn geweest (qua vorm, kleur en signaalstoffen).

Sommige blauwtjesꜛ, zoals het gentiaan­blauwtjeꜛ en het pimpernel­blauwtjeꜛ, hebben een (minstens) tweevoudige specifieke binding: ten eerste met een plant — het gentiaanblauwtje legt enkel eieren op het gentiaan­klokjeꜛ en het pimpernelblauwtje enkel op de grote pimpernelꜛ, en met een mierensoortꜛ — het pimpernelblauwtje met de moerassteek­mierꜛ. Na drie weken bloemblaadjes eten laat de rupsꜛ van het pimpernelblauwtje zich op de grond zakken, met achterlating van een afgestroopte huid. Zo lijkt hij, ook qua geur, op een (veel te grote) larve van de moerassteekmier, en wordt dan ook al gauw door die soort — maar door geen enkele andere — in het nest opgenomen. Daarbij scheidt de rups een suikerige vloeistof af om de mieren er van te weerhouden hem al te nauwkeurig te onderzoeken. Eenmaal in het nest, waar hij tien maanden zal blijven, doet de rups zich te goed aan mierelarven, die hij subtiel opeet door ieder slachtoffer eerst met een soort mutsje te overdekken zodat de mieren niet doorhebben dat hier een slachting plaatsvindt: één rups eet zo'n 250 larven. Na een winterslaap klimt hij in de lente naar de bovenste zaal van het nest om zich, nog altijd liefdevol verzorgd door de mieren, te verpoppenꜛ — vanuit een diepergelegen kamer zou hij als vlinder niet naar buiten hebben kunnen komen. In de zomer vliegt de uit de pop gekomen vlinder uit, om nog maar een dag of twee te leven: genoeg om te paren, eieren te leggen en zo de cyclus voort te zetten.

In één stap moet die rups geleerd hebben die mieren met zijn mimicriꜛ voor de gek te houden, mierenlarven te eten in plaats van bloemblaadjes, dit in het geniep te doen, te verhuizen naar de bovenste zaal van het nest, en de uitgang weer te vinden. Laten we aannemen dat de rups zich al ondergronds verpopte, en dat die mimicri hem in eerste instantie slechts beschermde tegen opgegeten worden. ((Af te maken: eerst slechts als popꜛ, dan eerder, langzaam geleerd te eten, en zo voort — en dan wel van bloem en mier gewisseld.))

De gal­wespꜛ Bassettia pallidaꜛ parasiteert op eikenꜛ: ze legt eitjes in het hout, en de larven eten zichzelf na verpopping een weg naar buiten. De wespꜛ Euderus setꜛ parasiteert weer op B. pallida: ze legt eieren in de door de larven geknaagde nestholten. Die eieren brengen de imago's er toe te vroeg te pogen het nest te verlaten, zodat die met de kop vast komen te zitten in de nog te kleine uitgangen. Dan komt het ei uit, en de larve eet het imago op, en eet zich uiteindelijk door de kop heen naar buiten. Het is nog niet duidelijk of ook dit complexe gedrag in één maal ontstaan moet zijn. Zonder beïnvloeding verlaten de imago's de nestholte voordat de larven het kunnen eten, en als de larven eerder uit zouden komen zouden ze opgesloten zitten in een nest zonder uitgang — maar wellicht waren voorouders in staat zelfstandig een uitgang door het hout te knagen. De overgang van hout­parasietꜛ naar wespeneterꜛ blijft een grote.

Het insect Stenolimus bituperusꜛ eet spinnnenꜛ, en lokt die door in het webꜛ een uitgeputte prooi na te doen — soms wordt de Stenolimus zelf opgegeten. Hoe kan dit ontstaan zijn? Een spinnenwebꜛ betreden is meestal dodelijk voor een insect, en zowel dat als het overwinnen van de spin èn het zich weer bevrijden uit het web moeten tegelijk aangeleerd zijn.

Een interessante doelsprong werd ontdekt bij een vossen­selectieprogrammaꜛ in Siberië. Hier werden vossen uitsluitend op tamheidꜛ geselecteerd, waarbij tamheid werd gedefinieerd als het ontbreken van angst (vluchten) of aggressie (bijten) jegens mensen. Na 45 jaar selecteren was er een populatie ontstaan van vossenꜛ die uiterlijke kenmerken van hondenꜛ hebben (rondere, kortere gezichten, slappe oren) konden kwispelen en blaffen (wat een vos of wolfꜛ nooit doet), en zelfs begrepen waarnaar een mens wees (iets waar zelfs chimpanseesꜛ moeite mee hebben). Blijkbaar waren al deze eigenschappen gekoppeld, zodat in één klap de sprong tussen wilde vos of wolf en tamme hond gemaakt kon worden. Daar het onwaarschijnlijk is dat deze veranderingen het gevolg zijn van het uitschakelen van genen, is dit tevens een argument voor degeneratie. (Inmiddels is ontdekt dat de „hondsheid”ꜛ wellicht een gevolg is van het gen dat bij mensen het Williams-Beuren­syndroomꜛ veroorzaakt.)

Een vergelijkbaar effect treedt op bij het selecteren op tamheid bij muizen. Een witgevlekte huid maakt ook deel uit van het „tamheids­complex”ꜛ.

Het ontwikkelen van een nieuw oog­kegeltjeꜛ lijkt heel eenvoudig: als het gevoelige eiwit op wat voor wijze dan ook muteert zonder zijn gevoeligheid kwijt te raken, zal het hoogstwaarschijnlijk een andere eigentrilling hebben, en dus een andere golflengte licht waarnemen. Echter:

Overstap

Complementaire organen

((Het volgende hoort wellicht hier.))

Er zijn enige mechanismen die kunnen helpen bij een doelsprong. Voordat besloten wordt tot onherleidbare complexiteitꜛ moet duidelijk zijn dat geen van deze mechanismen de complexiteit kan verklaren.

Uitzevenꜛ
In een foetus worden de meest uiteenlopende versies wit bloedlichaampjeꜛ gemaakt — lichaampjes reagerend op allerlei moleculen. Die bloedlichaampjes die tijdens de zwangerschap reageren — en dus blijkbaar gevoelig zijn voor lichaamseigen moleculen — planten zich niet voort. Zo blijven die leucocytenꜛ over die lichaamsvreemde moleculen als zodanig kunnen herkennen.
Samengroeiꜛ
Hersen­cellenꜛ die tegelijk actief worden raken onderling verbonden, zodat bijvoorbeeld de verschillende signalen die eenzelfde toon of kleur rapporteren hetzelfde toon- of kleur­centrumꜛ activeren. Als bij het horen van een toon regelmatig een boven­toonꜛ meegehoord wordt zal het toon­centrumꜛ voor die toon samengroeien met dat voor zijn octaafꜛ, kwintꜛ, kwartꜛ, tertsꜛ, of welke boventoon het maar is, en zal harmoniegevoel ontstaan.
Internaliseringꜛ
Bij van elkaar lerende dieren zou een irreducibel voordelig gedragꜛ oorspronkelijk aangeleerd hebben kunnen zijn, waarna individuën die delen van dat gedrag van nature vertoonden een voordeel zouden hebben.
Recombinatieꜛ
Delen van de benodigde zaak kunnen in een andere context tot ontwikkeling zijn gekomen, waarna het samenstellen ervan relatief eenvoudig was.
Zo zouden bijen enerzijds hebben kunnen leren uit de pop gekomen jongen te helpen het dekseltje van hun cel te openen, en anderzijds, los daarvan, de inhoud van cellen waarvan de inhoud bedorven was én het dekseltje open was (misschien was de inhoud wel daardoor bedorven) te legen. Ze konden dan al dekseltjes openen, bedorven voorraad herkennen aan de geur, en cellen leegruimen (dat laatste zouden ze weer in de context van het opnieuw gebruiksklaar maken van een net door een jong verlaten cel hebben kunnen leren) — en alles wat nodig was om tot het complexe gedrag te komen is de reflex dekseltjes te openen waar ze een bedorven geur ruiken.

Verschillende mechanismen kunnen ook samenwerken. Zo zou theoretisch de feromoonherkenner van insecten zo kunnen werken: het mannetje maakt het vrouwelijke feromoon aan, en enkel die receptoren die daarop reageren worden gekoppeld aan de zoekreflex.