De evolutie volgens Bruel Deel 3 De levende constructies Van Koolstofchemie tot de Mens Ruud Bruel Concept Mei 2015 Het leven kan alleen achterwaarts begrepen worden..., maar het moet voorwaarts worden geleefd (Kierkegaard).
Inhoudsopgave 1 Inleiding...1 2 De eerste continue reacties...5 2.1 Eigenschappen van het leven...5 2.2 De oudste wezens...6 2.3 Het moet ergens op lijken...8 3 De eencelligen...9 4 Cellen als bouwstenen...10 4.1 Constructies met bouwcellen...11 4.2 Soorten constructies bij samenbouw...13 5 De Monocycloïden en de Polycycloïden...14 5.1 De Monocycloïden...14 5.2 De Polycycloïden...16 6 Het topmodel: De mens...18 6.1 Inleiding: Een Romp met aanhang...18 6.2 Over de interne organen...19 6.3 De infrastructuur...21 7 De zenuwcel, het zenuwstelsel, hersenen...23 7.1 De zenuwcel...23 7.2 Zenuwcellen om functies te beïnvloeden...24 7.3 Het zenuwstelsel...24 7.4 Ontstaan en groei van de hersenen...25 8 De Grote Hersenen...28 8.1 Het mechanisch model...28 8.2 Het elektrisch model...28 8.3 De de tijddraad: Bewustzijn...29 8.4 De Grote Bemoeial van ons Bewustzijn...30 8.5 De constructie van de hersenen...31 8.6 Het herkennen van patronen...33 8.7 Over informatie over informatie...35 8.8 De hersenfunctie gezien vanuit mijn evolutietheorie...37 8.9 Bespreking aan de hand van een voorbeeld...40 9 Sociaal leven...43 Einde...44 1-5-2015, 7-3-2015.
1 1 Inleiding In de eerste 2 delen van de atoomtheorie is de evolutie besproken tot en met de de Koolstofchemie. Dat laatste was typisch het overgangsgebied naar levende constructies. Alles blijft constructies in mijn verhalen over de evolutie (ook U en ik zijn constructies). Een eenvoudige Koolstofverbinding als Methaan kun je moeilijk al leven noemen, maar er was als slot een voorbeeld van een chemische reactie met een gedrag dat je misschien wel als primitief leven mocht betitelen. Dit deel begint weer ietsje terug, daar waar alles nog zo dood als een pier was, om uiteindelijk te eindigen in constructies waarmee intelligentie mogelijk is, wij dus. Ik begin met primitief leven zoals beschreven aan het einde van deel 2, vandaar naar eencelligen die je als volkomen zelfstandig en onafhankelijk leven mag beschouwen en die in een ongelooflijke variëteit ontstaan. Daaruit zijn gedomesticeerde cellen voortgekomen, als bouwblokjes bruikbaar in constructies, en daardoor ook steeds beter geschikt om die functie te vervullen. Daarmee werd een methode van construeren mogelijk waarmee het leven tot een nieuw niveau kon worden gebracht. De echte doorbraak ontstond na na de constructie van organen opgebouwd uit zenuwcellen, die bruikbaar bleken om de tijd de beheersen. Zoals altijd in de evolutie, het begint eenvoudig, maar zie eens wat er in ons mee ontstaan is. Ik verdiep me in dit deel tot wat constructief nodig is om tot leven en intelligentie te komen. Ik vermijd verhandelingen wat leven en intelligentie zijn. Globaal ga ik uit van deze 2 omschrijvingen: Leven in constructies is in een eigen tempo veranderingen in het geheel te veroorzaken wat meestal omschreven wordt als groei. Het verweert zich tegen alles wat probeert het te beïnvloeden, maar is passief. Misschien is de definitie wat vaag,, maar ik vind dat de evolutie tot mens als groei omschreven mag worden. Intelligentie is actief, het momentaan anticiperen op wat zou kunnen gebeuren, en adapteren op wat feitelijk gebeurt De tweede evolutiewet zegt dat alles als het eenmaal via een groeiproces ontstaan is en tot rijpheid is gekomen, het zich daarna zal verzetten tegen ieder poging om het uit die stabiele toestand te krijgen. Een wat luxe manier van zeggen dat elke constructie gezien kan worden als een regelkring die zijn regeltoestand zo lang mogelijk vasthoudt. Het gevaar van het beschouwing als regelkring is, dat we gewend zijn dat daar absolute referenties gebruikt worent (bijvoorbeeld een temperatuur). In de natuur bestaan geen vaste referenties, alles drijft en verplaatst uiteindelijk. Beide begrippen geven aan dat er iets gebeurt dat met de wetten uit de natuurkunde niet te verklaren is. Doel van de wetenschap is, regels te vinden waarmee betrouwbare voorspellingen mogelijk zijn. Dat kan hier niet. Wat wel kan is nauwkeurig achteraf beschrijven wat gebeurde en aantonen dat dit allemaal volgens de wetten van de Natuurkunde mogelijk was. Als mens zijn wij materie en leven. Als leven zijn we in staat zelfs intelligente ingrepen te doen die in strijd zijn met natuurlijk gedrag van de Natuur. Als materie kunnen we alleen maar constructies van materie maken (wat de Natuur ook had kunnen maken als omgevingscondities dat toegelaten hadden. De Natuur kunnen we aardig begrijpen via de wetten van oorzaak en gevolg. Het leven komt daar bovenuit. Het is dus nodig gereedschappen te zoeken om gedrag van het leven te beschrijven en te interpreteren. Maar onze zintuigen zijn ontwikkeld vanuit de werkelijkheid van dat moment. Onze
2 zintuigen hebben zich ontwikkeld gebaseerd op het gedrag van de dode materie. Zelfs onze hersenen doen dat en de gehele verwerking van alle gegevens is gebaseerd op de idee dat de werkelijkheid te beschrijven volgens de oorzaak en gevolg benadering. Omdat ons probleem niet zo zeer is ons in een Geestelijke wereld (de wereld van ons denken) te handhaven, maar eerder om ons in de Materiële wereld te handhaven zijn onze zintuigen dus prima aangepast en bruikbaar. De grenzen van ons denken blijken eigenlijk al bij zoiets simpels als een dreigende regenwolk aan de einder. De verwachting is dan dat het zal gaan regenen. Gewoonlijk gebeurt dat ook, een enkele keer waait de bui over. Wij zullen niet rusten totdat aangetoond is, waarom de bui niet viel. Ons geloof in de wetten van oorzaak en gevolg zouden zou aangetast kunnen worden. In mijn theorie gelden de wetten van oorzaak en gevolg niet, maar het is zo'n goede benadering dat ik ze meestal wel gebruik, op dezelfde manier zoals ik er meestal van uitga dat de aarde plat is. Voor mijn fietstochten is dat een prima benadering, als U een raket naar de maan wilt sturen is het een riskante aanname. Ordening van deeltjes, (de strijd tegen) de chaos. Ik zie de evolutie van de materie als een nooit aflatend streven naar orde. Een soort Sisyphus arbeid die nooit tot zijn eind zal komen omdat het wezen daarvan (de velden waar de materie uit is voortgekomen) dit in feite altijd tegenwerken. Atomen hebben, zoals omschreven, een ordening en daarmee zijn ook weer ordeningen mogelijk. Een heel bekende ruimtelijke ordening is het kristal, die ontstaan kan bij overgang naar een vaste fase. Ik ga er van uit dat met ieder element en iedere molecule kristalstructuren te maken zijn. Elk eist echter zijn eigen omgevingscondities, orde creëer je te midden van rust en het vormen heeft zijn tijd nodig. Dat wil zeggen, bij heel lage temperaturen en de juiste concentraties in de omgeving. Het is te vergelijken met het ontstaan van neutronen en protonen uit de oerdeeltjes, waarbij de temperatuur van de vloeistof in de Heelaldruppel dichtbij het absolute nulpunt moest liggen. Het proces van de kristalvorm volgt de algemene 2-fasen beschrijving van hoe materiële constructies gevormd worden: Er is een bestaand lichaam waarvan het materieveld dominant aanwezig is in de omgeving. Daarnaast zijn er losse kleine stukjes materie die zich oriënteren en per definitie ( zwaartekracht ) richting dat lichaam bewegen. Als het zeer dicht bij el;kaar is dan zal ook het draaiveld iets doen, door een zijwaartse verplaatsing te veroorzaken. Alle lichamen hebben temperatuur en trillen dus een beetje. Met een beetje geluk kleeft het alleen als het perfect past. Het moet daarna dikwijls vrij sterk verhit worden om deze structuurweer te verliezen. Bij losse lichamen van atomen/moleculen komt het aansluiten niet zo nauw. Als het elkaar maar dicht genoeg nadert om via elektronen in gedeelde banen stabiele verbindingen te verkrijgen. Dat is dan een chemische verbinding, met heel andere bindingseigenschappen. Er zijn bij mij meerdere soorten bindingen tussen atomen (moleculen). Bij de achtbaan (afb. 1)
3 gebruiken elektronen beide banen, daardoor is het bijvoorbeeld mogelijk dat bij het weer uit elkaar vallen de verdeling niet meer klopt. De delen worden dan Ionen genoemd. Voorwaarde om tot zo'n binding te komen is dat de banen tangentieel naderen. Afbeelding 1: bindingen Afbeelding 2: aantrekkende krachten Een andere is dat de elektronen wel in hun eigen atoom blijven maar synchroon gaan lopen waardoor ze elkaar aantrekken op de momenten dat zij ruimtelijk dicht bij elkaar zijn. Afbeelding 2 geeft het principe. Twee ronddraaiende elektronen kun je beschouwen als twee elektrische stromen. Als de atomen naast elkaar liggen en de elektronenbanen zijn gelijk dan kunnen ze telkens als ze bij elkaar zijn even trekken, want het kunnen dan gelijknamige stromen genoemd worden. Afbeelding 2 toont dat. Dat zal waarschijnlijk alleen goed lukken als het gelijke atomen zijn. Afbeelding 3 toont een andere methode. Omdat elektronenbanen een voorkeur hebben om rond de evenaar te draaien kun je op een bepaalde manier stapelen. Afbeelding 3 laat het zien voor drie gelijke atomen (voor ongelijke atomen of moleculen zal zoiets maar zelden passen) Zo'n methode zou benut kunnen worden voor kristallen. waarbij nodig is dat ze heel langzaam ordenen. Het kan wel wel mooi compact worden. Uit alle meldingen van wetenschappers blijkt wel dat er meerdere manieren zijn om klonten atomen te vormen. Dat moet dan toch terug te vinden zijn in de structuren van het atoom (de hier beschreven manieren of andere). Bij kristallen heeft men het altijd over bindingen tussen identieke atomen/moleculen. Heel langzaam (meestal) schuiven ze in elkaar en dat kan eindeloos doorgaan tot enorme klompen gevormd zijn. We zijn al vaker ordening van identieke deeltjes tegengekomen. Via protonen/neutronen naar duo's, gasatomen die gasmoleculen worden, in heel veel vaste stoffen zijn de deeltjes geordend in rasters. Ordening is en belangrijke Afbeelding 3: vaste stof kracht om regelkringen beter stabiel te houden. Ordening kristal ordening veroorzaakt dat het geheel één eigen frequentie krijgt. De temperatuur is kennelijk een oorzaak dat die frequentie verloopt en op den duur de massa uit zijn eigen frequentie drukt waardoor het verband verloren
4 gaat. In de koolstofchemie is de normale manier van koppelen, zoals getoond in afbeelding 4. Een elektron wordt wederzijds gedeeld met groot aantal andere atomen waardoor dat elektron langs en groot aantal kernen slingert. Het geeft een bijzonder stabiele configuratie die ook veel vormveranderingen toelaat, maar áls het breekt valt de keten in twee stukken die niet gemakkelijk herstellen is. Bij een normale chemische verbinding kan gemakkelijk even Afbeelding 4: De een atoom losraken en dan weer binden, dat lukt bij de "koolstofbinding" koolstofchemie waarschijnlijk niet. Ik waag me niet aan een uitspraak over hoeveel van dit soort seriebindingen in het betreffende eiwit zitten en of er nog ingewikkelder structuren te bedenken zijn waarmee enorme moleculen te construeren zijn. Een reactie op een klein deel van de keten kan de hele ruimtelijke vorm van de keten kunnen beïnvloeden. Afbeelding 5 toont een eiwit dat al vervormend toch dezelfde verbinding blijkt. Onder ëiwitstructuren vind U vele voorbeelden. Terwijl bij de dode materie het proces passief is, merk je dat bij het leven actief gewerkt wordt om de directe omgeving geschikter te maken. De zwervende mens zocht geschikte plekken op om te leven, de moderne mens maakt de omgeving geschikt en dat is begonnen bij de primitieve cellen en dus ook wat daarvoor zich gevormd heeft. Omdat koolstofchemie typisch gebruik maakt van materialenresten van vorige verbindingen vind je daar weinig terug van het verleden in de natuur. Ik heb geen kennis van deze primitieve biologie, dus ik probeer alleen Afbeelding 5: koolstofchemie voortbordurend via een paar simpele verschijnselen, te verklaren dat dit scheppen van een aangepaste omgeving mogelijk is. De eencelligen zijn daar uit voortgekomen. Die bevatten een aantal van dit soort eiwitten. Na een groeifase vallen ze uiteindelijk dan meestal uit elkaar. Dat kun je ook reproduceren noemen als beide delen doorgaan met groeien. De cel als geheel zou daarna ook uit elkaar kunnen vallen enzovoort.. De al wat meer complexe (eukaryoten) hebben een structuur waardoor het betrekkelijk gemakkelijk is, deze als bouwsteentje te gebruiken om daarmee zelfstandig levende combinaties te maken. Bij het denken over de evolutie en het zoeken van de wetten die tot de mensheid geleid ben ik uitgegaan van deze Eukaryoten, waarover veel bekend is, en die het kenmerk hebben een soort compartiment te bezitten waar de tekeningen liggen opgeslagen als een kopie gemaakt moet worden.
5 2 De eerste continue reacties. Aan het slot van deel 2 is dit proces al beschreven en de afbeelding wordt hier herhaald. Afbeelding 6: Principe van het leven Zie Afbeelding 6 voor een gestileerd schema. Deel A toont een harmonicastructuur van moleculedelen waarbij op de plek waar het proces actief is laat zien dat daar de harmonica verwijd is. Links geeft de pijl aan dat inkomend materiaal een reactie aangaat, het rechter pijltje toont het materiaal dat afgevoerd wordt. De energievergelijking volgt uit het verschil tussen de in en de uit, de temperaturen en vaak ook nog de inkomende energie via straling. De dichte harmonicavorm zorgt voor een effectieve afscherming waardoor dáár geen reactie mogelijk is. De grote neergaande pijl links geeft de richting van het proces aan, waarbij: Het inkomende materiaal door de reactie de nieuwe lokale structuur mogelijk maakt. Aan benedenzijde van de open harmonica het effect van de atoombinding is dat dáár de harmonica zich opent, terwijl aan de beneden zijde de harmonica zich sluit Het vervormen wat meestal een relatief langzaam proces is bepaalt nu de snelheid van het proces. Interessant is wanneer de nieuwe structuur energierijker is dan de oude. De gemakkelijkste en bij het ontstaan zeker gebruikte methode is dat energie via straling aangevoerd wordt. Op aarde was dat waarschijnlijk bij ondiepe en rustige land/water overgangen. 2.1 Eigenschappen van het leven. In een evoluerende omgeving zonder discontinuïteiten is het niet eenvoudig te bepalen wanneer gedrag of vorm zo sterk zijn veranderd dat je kunt spreken van een nieuw soort constructie. In afbeelding 6-A die je ook als spiraal kunt voorstellen, begon het met het vormen van staafjes, waarbij de In er voor zorgde dat het staafje langer werd en de Uit maakte dat het in elkaar kromp. Elk stukje dat het mechanismen bevat van het openen en sluiten kun je beschouwen als een cel, een stukje dat open en dicht kan gaan. Door het bovenstuk te laten aansluiten aan het begin was de keten gesloten.
6 Afbeelding 7 toont het gebeuren schematisch. In principe is energie nodig en materiaal. Beide krijgen een ingaand pijltje. Er wordt afval geproduceerd en meestal ook warmte (energie die weer afgevoerd,moet worden). Dat wordt aangegeven met de twee uitgaande pijlen. Nu kun je energie maken door stoffen een beetje handig te verbranden (de auto is daar een goed voorbeeld van). Dat vereist dan ook een constructie die dat doet. In deze beginfase is het twijfelachtig of zoiets al aanwezig is, daarom veronderstel ik dat de zon voor de Afbeelding 7: de werking van een "cel" energie zorgde. Bij afval zou je kunnen denken aan cellen die helemaal geen afval produceren. Als (afb. 6-B) het rondje eenmaal gevormd is, dan is de vraag kan het doorgaan zonder afval? Er is dan alleen nog maar energie nodig om de spiraal open en dicht te maken, de energie moet dan echter heel lokaal worden geleverd en weggehaald. De kans is groot dat dit het einde is van dit leven, het wordt almaar warmer en valt tenslotte uit elkaar of zoiets. Een beter concept is te veronderstellen dat altijd (als gevolg van de chemie) afval geproduceerd gaat worden. Leven kun je, uitgaande van de boven gegeven beschrijving, dan definiëren als een fabriekje dat iets maakt en zolang dat gemaakt kán worden leeft het. Het levert misschien een wat ontluisterend beeld op van de ons bestaan. Onze dierlijke kant zou eigenlijk alleen maar als doel hebben ontlasting te produceren. Toch is het verstandig om via dit lage niveau even goed duidelijk te krijgen wat kan en wat niet kan. De omgevingscondities zijn cruciaal maar daar moeten we ook de aanvoer van energie bij tellen. Een regelmaat, een bepaalde dosering van energie kan ook geweldig bijdragen in een correcte voortgang want construeren is assembleren en dat eist een stap-voor-stap aanpak. Variaties in de temperatuur kunnen daar voor zorgen. Die kan de constructie vaak nog niet zelf maken maar, hier op aarde bestaat een maancyclus en de dag/nachtcyclus. Bijna alle leven is iets gevoelig voor deze cycli en dat hangt misschien wel samen met het ontstaan van het leven. Wij mensen hebben daar geen last meer van terwijl we toch voelen dat deze ritmes bestaan en er rekening mee houden. Dat we regelmatig slaap nodig hebben voelen we echyer niet als iets bijzonders. Een tweede karakteristiek van het leven is dat er netto altijd energie nodig is. Wat een constructie ook kan presteren (produceren), uiteindelijk kóst het energie. Dit alles geeft ongeveer aan op welke plaats zoiets vibrerends kan ontstaan. Een rustige aarde, aan de overgang van water naar land en een temperatuur cyclus van ten hoogste enkele tientallen graden. Als er gewacht moet worden op een temperatuur dan gebeurt er dus niets in het ringetje. Je zou net zo goed kunnen zeggen dat het ringetje dan dood is. Voortplanting zou kunnen gebeuren doordat extern geweld de ring in tweeën klieft, waardoor twee staafjes ontstaan die weer een ring kunnen vormen. Dat doet aan oude mythische verhalen denken, waar na het afhakken van een hoofd, een monster met twee hoofden of twee monsters ontstaan. 2.2 De oudste wezens. Het is een trillend ringetje dat dus circulair de chemische reactie rondschuift. Belangrijk is nu dat de afval niet weggegooid wordt, maar er aan blijft kleven zodat het leven er als het ware op zit. Elke cyclus zal bijvoorbeeld een molecule opleveren. Er wordt gewoon een buisje gedraaid tegen de tijd
7 het proces rond gegaan is, zal de molecule uitgehard zijn en ken er een nieuwe op. Op die manier krijgen we een soort kokerdiertjes. Ontelbaar grote hoeveelheden. Als je op aarde rondkijkt kan dat niet anders dan kalk zijn, dus dat is het dan, een of andere reactie in water dat een Calciumzout afgeeft. De domino truc Stel U voor een ringetje met op een aantal plaatsen een aftakking zoals te zien op afbeelding 8 Bij A vinden we het spiraaltje zoals we dat al kenden. Om tot een ring te komen. Bij B zie dat het zich splitst, waarbij is aangegeven wat de bedoeling is namelijk dat er twee spiraaltjes gaan ontstaan. Afbeelding 8: naar aftakkingen Afbeelding 9: Haeckel : Forme der Natur Bij C is dat gedaan en D is een alternatief. Waarschijnlijk zijn er nog talloze mogelijkheden, maar het gaat, zoals altijd om het idee. Je zou een hele boomstructuur kunnen maken, maar we concentreren ons even op primitief leven dat vooral bekend is geworden door E.Haeckel (1900, Urformen der Natur). Afbeelding 9 toont een stukje van een bladzijde. Wat opvalt in dit (prachtige) boek is dat dat de vormen zo kristallijn overkomen, zoals ijsbloemen op de ramen in de winter. Haeckel probeerde uit eenvoudige wiskundige vormen de hele natuur op te bouwen, door als het ware momentopnamen te tekenen in allerlei fasen van de evolutie. Hij vergat een beetje dat het hoofdonderwerp van een evolutietheorie is aan te geven hoe en waarom je van de ene naar de andere toestand gaat. Niettemin houd ik het idee even vast omdat je met kristallen een externe invloed krijgt waarmee iets onnatuurlijks kan. Leven is je verzetten tegen de natuurlijke gang van zaken, je eigen natuurlijke orde forceren. Dat doe je hier door op je eigen geordende ontlasting te gaan zitten.
8 2.3 Het moet ergens op lijken Afbeelding 10: Naar de oervormen Een kokertje maken lukte al, maar nu? We gaan de ideeën van afbeelding 6 en 8 combineren en komen dan tot afbeelding 10. In de ring loopt het proces cyclisch rond, alleen de radertjes op de ring geven nu aan waar afgesplitst had kunnen worden. Op 4 plaatsen is het (in dit voorbeeld) kennelijk ook gebeurd. Van daaruit start, telkens als de open plek in de ring langskomt ook weer het proces in de zijtak Het schuift dan door tot aan het einde in die tak, waardoor het langer (en misschien soms ook dikker) wordt. Het zou ook kunnen dat het takje juist vanuit dat splitsingspunt groeit. Normaal mag je verwachten dat zo'n spiraal met open einden al maar doorgroeit zolang aan de omgevingstoestanden voldaan wordt. Regelmatig zal een oud stuk afbreken. Soms wordt dat dan een dood stuk, soms zal het zelfstandig gaan groeien en misschien iets moois opbouwen. Al die mogelijkheden vergeten we even. Het enige evolutiepad dat we vervolgen is dat een afsplitsing een kopje heeft en daar dus groeit en bovendien dat telkens als de open plek in de ring langskomt bij een afsplitsing daar in die tak weer een open plek start die naar buiten toe schuift tot het eindpunt. Daar was een open eindpunt, dus er was al groei. Hoe dan ook, veronderstel maar dat ook hier op vaste tijden afsplitsingen komen en dat vaak een ander tak ontmoet wordt en dus binding kan optreden en misschien weer een nieuwe tak ontstaat. Als deze zijtakken ook nog telkens dood afval produceren (dat wel blijft plakken) dan zie je dat deze atomen/moleculen langzaam kristalstructuren gaan vormen en daardoor het levende deel de kristal vorm opdringt. Het is dus niet zo dat het eerste leven kristallen maakt, nee de kristalvorm die bij de overgang van het afval ontstaat en in vaste stof fase zal komen dwingt de vorm van het bovenliggende leven op. Afbeelding 10 geeft maar een fantasietje. Van belang is alleen, in te zien dat op die manier 2-D structuren kunnen ontstaan, waarbij het al genoemde kokertje eerder als een 1-D structuur geldt. Opvallend is dat al heel snel op vele plaatsen tegelijk, gecontroleerde groei optreedt door de voortschuifelde open plekken (soms zelfs meerder in dezelfde tak), naast de groei aan het open einde van iedere tak. Opmerkelijk, het geheel blijft toch afhankelijk van één oorspronkelijke ringetje (hier blauw getekend). Als dát stopt, is het einde verhaal voor ons stukje leven, hoe ver de constructie ook moge uitdijen. Een 2-D constructie is aantrekkelijk omdat de ring voedsel blijft ontvangen en afval kan afvoeren (anders overlijdt het aan een darminfectie of een hartkwaal ). Op deze manier zou een heel milieu kunnen ontstaan met allerlei vormen, waarbij van het bestaande de structuur wordt overgenomen en die nieuwe vormen ontstaan doordat de omgeving nieuwe materialen aanbiedt of doordat de omgeving veroorzaakt dat meer energie is of de afvoer van materialen verandert. Dit laatste kan ook gebeuren als een ander soort ringetje het kan gaan gebruiken waardoor symbiose ontstaat.
9 3 De eencelligen De weg naar eencelligen Van alle vormen die getoond worden in het boek van Haeckel is het nog een lange en duistere weg naar de eencelligen. Ik kan dat probleem hier niet voor U oplossen. Wij mensen zijn opgebouwd uit organen die weer bestaan uit cellen. De cellen zijn geschikt om daarmee constructies te maken en kunnen niet zelfstandig meer voortleven in de betekenis die wij aan zelfstandigheid toekennen. Er zijn veel soorten cellen maar alle zijn afgeleid van eencelligen die soms zelf niet meer bestaan. Je zou kunnen zeggen dat het gedomesticeerde eencelligen zijn, waarbij een functie die ze bezaten, behouden werd en versterkt, terwijl andere functies (vooral het onafhankelijk kunnen functioneren) verloren gingen. Dit soort zaken wordt nu via het orgaan geregeld. Eigenschappen van eencelligen Het verschil met de voorgaande stukjes leven is bijna onvoorstelbaar. Het is een verzameling van de boven omschreven constructies die allemaal in een geklimatiseerde ruimte voortbestaan en waarbij alles gecontroleerd wordt. Was het vermenigvuldigen bij het primitieve leven zoals in de vorige paragraaf beschreven, nog een beetje door het toeval bepaald nu is dat anders. Alles gebeurt lang voordat het toeval het zou veroorzaken. Ook het dupliceren van het geheel gaat volgens voorschrift, hoogstens de snelheid varieert en is afhankelijk van de Afbeelding 11: beroemd eencellige beschikbare energie of materialen. Afbeelding 11 toont een beroemd eencellige (het pantoffeldiertje). Een cel met een apart deel (de kern) waar de omschrijving van de cel is opgeslagen, wordt eukaryoot genoemd. Het tekenpakket wordt eerst gedupliceerd voordat aan de deling van de cel zelf wordt begonnen Zijn voorganger, zonder kern dus, heet een prokaryoot. Het lijkt meer op een 1- kamerappartement. Eukaryoten zijn gewoonlijk veel groter dan prokaryoten, die passen met gemak in eukaryoten en hebben dat waarschijnlijk ook gedaan en leven daar dan voort als organellen (orgaanachtigen). Men denkt onder andere aan de celkern, de mitochondriën, het golgi-apparaat, het endoplasmatisch reticulum en (bij planten) de plastiden. Alle meercellige organismen zijn geconstrueerd uit eukaryoten. De prokaryoten vormen evolutionair kennelijk tot nu toe een doodlopende tak! Alle eencelligen zijn eigenlijk al volwaardige stukjes leven, in die mate dat eigenlijk alle bekende zintuigen in premature vorm al bestaan om op de omgeving te reageren en dat ze de motoriek hebben om zelfstandig kunnen voortleven binnen een omschreven omgevingsconditie. Ze reageren op drukveranderingen (overigens heeft een tennisbal ook die eigenschap). Er
10 zijn vaak haartjes in de wand om de lichtste veranderingen te constateren. Aan de buitenkant zitten openingen waarmee ze via een sleutel/slot constructie bepaalde moleculedeeltjes kunnen doorlaten. Er zijn ook uitgangen om spullen kwijt te raken, zelfs verpakt. Daarvoor bestaat een grote variatie in mechanismen Veel eukaryoten beschikken over inwendig skelet dat voor de vormvastheid kan zorgen en tegelijk te gebruiken is als meetapparaat om de mate van verandering te meten. Dit binnenwerk verandert het karakter van de cel totaal. Zonder skelet slingeren alle onderdelen maar een beetje rond. Nu zijn er ineens transportsystemen waarmee je van A naar B kunt. Je kunt je bedrijf overal op strategische plaatsen installeren en producten aan- en afvoeren. Het woord A-locatie krijgt betekenis. Waarschijnlijk is er altijd een mogelijkheid te bewegen. Er zijn faciliteiten om vast te kleven en weer los te laten, meestal veroorzaakt door uitwendige omstandigheden (temperatuur, vochtigheid). Het andere uiterste is, voorzien zijn van trilharen, ronddraaiende scheepsschroeven, roeispanen, drijfvlakjes, precisie aanhechtingen, stootkussens, soorten armpjes en beentjes, er zijn er die spastisch van vorm veranderen, ankertouwen hebben om zich te laten meeslepen. Er zijn vaak de merkwaardigste uitstulpingen, draadjes, vervlechtingen die allemaal functioneren d.w.z. zij reageren op een vaste wijze op bepaalde gebeurtenissen en behoren tot de vaste delen van de soort (dat gaat dan een beetje lijken op de functie van de soort). De levenscyclus kan omschreven worden als bestaande uit twee fasen, groeien en delen. De controle daarover zit in de eencellige zelf. De meeste zijn heel flexibel in het groeiproces. Afhankelijk van de omgevingscondities kan dat momentaan heel snel gaan of heel langzaam. Misschien zullen we nooit weten of een cel te maken is, omdat ze verkregen worden door deling. Als je het mechanisme binnenin bekijkt merk je dat het altijd bezig is voorbereidingen voor de deling. Groei en vermenigvuldigen is eigenlijk hetzelfde Hoewel veruit het grootste deel van de biomassa eencelligen zijn, worden ze hier niet verder behandeld omdat de evolutie kennelijk verder ging langs een heel ander type constructie en wel het construeren met complete cellen. Eencelligen zijn centralistisch georganiseerde en gestuurde eenheden van leven, er is een baas die zegt wat er moet gebeuren. Misschien dat die in het begin niet aanwezig was en later bezit van het fort heeft genomen en strak georganiseerd, maar dat is nu niet meer te zien. 4 Cellen als bouwstenen Afbeelding 12: gedresseerde spiercel Het zijn gedomesticeerde eencelligen. Afbeelding 12 geeft een fraai voorbeeld van een iets wat afgebroken is tot alleen de spierfunctie (de de zenuwreceptor hoort er eigenlijk niet bij). Om de cellen als bouwsteentjes te kunnen gebruiken is een inwendig skelet nuttig. Een exoskelet (wel met eukaryoten uiteraard) kan ook. Hrt lijkt dan meer op een kokertje waar ik over
11 schreef en de kristalvormen die we bij Haeckel zagen. Ook de oesters hebben hun verleden niet vergeten. Omdat meercellig leven uitsluitend met eukaryoten wordt gemaakt wordt aangenomen dat die de minimale eigenschappen hadden om zo tot constructies te komen. Overigens, er zijn maar heel weinig eukaryoten ontstaan waarmee constructies mogelijk waren. Daarvan is het grootste deel inmiddels al weer uitgestorven. Van de weinigen die de twee miljard jaar hebben overleefd zijn waarschijnlijk wel weer veel mutaties ontstaan, vandaar dat de theorie van Darwin zo populair is.. Ik zie dus de evolutie van het pulserende ringetje tot de eukaryoot als één doorlopend traject. Daarbij is het ringetje uitgegroeid tot een verzameling van dit soort strings die tegenwoordig gewoonlijk chromosomen genoemd worden. Bij de eukaryoten is dat stuk in een apart compartiment opgeborgen waarschijnlijk omdat groeien en delen twee processen zijn die elkaar gedeeltelijk overlappen en het is altijd verstandig overlappende activiteiten gescheiden te houden. Je kunt de kern ook zien als de baarmoeder van de cel. Van daaruit zijn dus de al bekende zijtakken ontstaan. De commandopost (de hersenen ) bevindt zich in de cel zelf. Het kon niet uitblijven dat daar ook wel soms weer ringen ontstonden vaak met hun eigen cyclus en afval. Dat brengt me op het onderwerp besturing. Het zijn autonome stukjes leven en alle werkzaamheden die wij in een kleinen mensenmaatschappij kennen komen daar dus ook voor. Er moet van alles gemaakt, afgebroken, geïmporteerd en afgevoerd worden. Het lijkt op een fabriekje. Zo heb ik het ook behandeld waarbij ik als besturing een PLC (programmeerbare logische controller) gebruik. In de jaren 80 van de vorige eeuw was dar hét automatiseringsgereedschap bij uitstek. Het kon namelijk precies aansturen wat in een fabriek gebeurt, namelijk kopiëren (de eerste evolutiewet) en daar is (gelukkig) geen intelligentie voor nodig. Als dat wel nodig was geweest dan had ik een probleem gehad om uit te leggen waar die intelligentie plotseling vandaan kwam. Meercellig leven heeft geen baas en toch zijn er bruikbare constructies uitgekomen. Wijzelf zijn daar het levend bewijs voor. In mijn theorie is verklaring hiervoor dat de onderliggende structuur van onderdelen gebruikt wordt als model voor de samenbouw van cellen. Het kan zijn dat die structuur hogerop nauwelijks te herkennen is omdat het materiaal totaal anders is en dus de ruimtelijke ordening. Wat wel opvalt is dat vaak als een trosje gevormd is er weer een trosje van trosjes ontstaat enz. 4.1 Constructies met bouwcellen Afbeelding 13: Constructie met bouwcellen Bij meercelligen spreek je over een als eenheid te behandelen hoeveelheid cellen. Afbeelding13 toont een leuk pakketje. Hoewel er voorbeelden bestaan van zo'n constructie (sponzen bijvoorbeeld) is dat niet wat ons typisch interesseert. We zijn op zoek naar constructies van cellen waarbij alle functies die in principe aanwezig waren in eencelligen op een veel hoger niveau getild worden door de samenstelling. We willen construeren, het moet wel iets geheel nieuws zijn, iets dat kan lopen of brullen of allebei. Er is eigenlijk geen enkele reden te bedenken waarom de eencelligen niet verder hadden
12 kunnen ontwikkelen tot zoiets als wij. Alle biologische functies die we in onszelf aantreffen zijn immers in iedere eencellige aanwezig, het is alleen een kwestie van stug doorontwikkelen. Leven kun je definiëren als actief aanpassende constructies die het toeval voorblijven en daarmee boven de dode natuur uitstijgen. Een psycholoog zei eens: het bestaan moet leven zijn, niet overleven. Misschien dat eencelligen zeer goede overlevers zijn, maar traag in het benutten van kansen. De succesvolle evolutie heeft haast, de evolutie wil wat. Er moest natuurlijk heel wat gebeuren om eencelligen geschikt te maken oppassende burgers van een gemeenschap van cellen te worden: Je moet een nuttige functie kunnen aanbieden, de rest is ballast en moet weg. Daarmee is het echter nog niet weg Als tegenprestatie wordt voeding en huisvesting geregeld, afgepast aan het rendement voor de gemeenschap. Als onze boeren in hun stallen te werk zouden gaan als wij in ons lichaam met de oorspronkelijke eencelligen, dán zou je verwijten kunnen maken. Nu zijn ze nog een toonbeeld van diervriendelijkheid! Materie in de natuur trekt samen, er moet dus ook op dit niveau iets komen dat dit tegenhoudt. Iedere constructie moet een geraamte hebben (een zekere vormvastheid), net als in alle constructies tot nu toe, hun eigenheid zit in de ruimtelijke ordening van de deeltjes. Zoals de chemie de elektronen rond de atoomkern gebruikt om te binden, zo moet er ook iets zijn dat dit doet tussen cellen. Een constructie is een ordening, die altijd bepaald wordt door de omgevingencondities. Als met groepjes cellen geconstrueerd wordt onder gelijke omgevingscondities moeten er gelijke constructies ontstaan. Gelijke resultaten, betekent dat op een andere manier er controle is op de voortgang van het geheel. Tegelijk zal een wetenschapper geïnteresseerd zijn te doorzien welke afwijkingen kennelijk toelaatbaar zijn, ook al zal dat misschien op langere termijn invloed op de constructies hebben. Leven is ook constant structuren veranderen. Het heeft de neiging te degenereren. Het is kennelijk veel succesvoller (naast veel repareren), na een bepaalde tijd een nieuwe kopie te maken die de ander overleeft. Niet alleen primitief leven, maar ook alle hogere vormen hebben daar een techniek voor. Over enkele punten geef ik nog wat commentaar. In de natuur (met uitzondering van hetgeen de mens doet) gebeurt niets met een lange termijn doel (het gedrag van groepen mensen is nauwelijks beter). Het verliezen van functies treedt op doordat er geen gebruik van wordt gemaakt of doordat het afgesneden wordt van energie of materiaaltoevoer. Daardoor blijven functies vaak latent aanwezig.. Voor de evolutie heeft dat het merkwaardig bijeffect dat een ongebruikte functie plotseling weer nuttig gebruikt kan worden. Als de kracht die de ordening veroorzaakt verloren gaat, zullen de cellen terugvallen tot een verzameling losse eencelligen, die het vermogen om zelfstandig te leven verloren hebben. Daarna zal de ordening in de cel verloren gaan en tenslotte zal het een hoopje atomen/moleculen worden. Dat mechaniek vind je al terug in de cel zelf dat vaak in staat is door een uitgekiend te distribueren hongerdieet zichzelf ordelijk af te breken en zijn bestaan te beëindigen. De energie die opgeslagen is in een constructie moet te berekenen zijn. Het construeren (ook energetisch gezien) komt allemaal verrassend nauw. Vergeleken met wat er in de atoomkernen opgeslagen ligt is het allemaal van geen betekenis.
13 4.2 Soorten constructies bij samenbouw Er is altijd één eerste cel van waaruit geconstrueerd wordt en dat daardoor energie en materiaal nodig heeft. De constructie ontstaat niet door een brouwsel dat door schudden en verwarmen zijn vorm krijgt zoals in de middeleeuwen wel gehoopt werd. Dat betekent dat eerste cel het complete ontwerp bevat. Dat is ook zo als, zoals bij tweeslachtigheid, de constructietekening op het laatste moment nog aanzienlijk gewijzigd wordt. Biologen houden vol dat in principe een willekeurige cel van een constructie gebruikt zou kunnen worden om een exacte kopie te maken. Omdat elke ontwikkeling bepaald wordt door zijn omgeving worden daar bijna altijd strenge eisen aan gesteld. Het eerste karwei is bijna altijd het construeren van een huisje waarin de assemblage van het nieuwe leven gestart kan worden (zeg maar, een eitje maken). Verder bestaat het levensproces bijna altijd uit twee fasen. Eerst wordt de structuur opgebouwd, daarna wordt uitsluitend opgeschaald. Als U zelf een jaar oud bent, gebeurt er weinig nieuws meer met Uw lichaam. Sommigen onder U zullen misschien opmerken dat dit als na 4 maanden in de moederschoot zo is, wie zal het zeggen. Hoe dan ook, nieuwe cellen worden niet gevonden, ze ontstaan door celdeling. Ik ken er twee, de symmetrische (waarbij 2 klonen ontstaan) en de asymmetrische (waarbij de originele en een variant daarvan ontstaat). Ik heb geschreven dat bij mij de eencellige bestuurd werd vanuit een controller (de PLC). De verandering is dat een stukje programma dat ergens al aanwezig was, wordt ingeschakeld of uitgeschakeld. Er zijn dus twee manieren waardoor andere cellen ontstaan, het programma wordt gewijzigd (dat kan al gebeuren bij de eerste de beste deling) ofwel het voedsel is afwijkend. Dat laatste is even belangrijk en wordt even toegelicht. Denk maar aan een plat vlak waarbij gedeeld wordt en aangehecht aan de moeder -cel. Op die manier kan een weefsel ontstaan die op de grond rust. Nemen we aan dat van de bovenkant het voedsel genomen wordt en aan de onderkant het afval wordt gestort. Veronderstel nu dat onder die laag nog een identieke laag zich ontwikkelt. Die vindt ander voedsel en dar wordt dus een andere cel, de structuur zal niet echt veranderen, want die was al meegekomen direct na de deling als kleine cel. Ook van dit weefsel cellen zal de afval weer iets veranderen, waardoor een nieuwe laag ontstaat die weer iets anders is. Zo kan een huid ontstaan en bijna alles wat leeft is overgegaan van een kalkhuid die al besproken was naar een levende huid waarmee compartimenten en buizen kunnen ontstaan. De oorspronkelijke cel moet wel bewaard blijven, al was het alleen maar om een keer losgelaten te worden om ergens weer een nieuwe kloon van dit leven te maken. Eencelligen zijn al compleet leven die ook overleven, daarom is verder niets nodig om constructies te maken. Natuurlijk zijn er valkuilen voor de natuur, het is bijvoorbeeld niet verstandig om bolletjes te construeren, die sterven vaak door verstikking van het binnengedeelte. Ik bespreek nu de twee belangrijkste constructievormen.
14 5 De Monocycloïden en de Polycycloïden. Deze termen heb ik voor de gelegenheid bedacht en ze omvatten bijna alles wat er aan meercellig leven voorkomt. 5.1 De Monocycloïden Dit zijn constructies voortgekomen uit één type eencellige. Dat is dan eigenlijk de zaadcel die bij duplicatie dus aflopend langs een soort boomstructuur langzamerhand alle varianten aan cellen maakt die nodig zijn Veel simpele organen zijn monocycloïden. Als voorbeeld noem ik een spierbundel, compleet met aanhechting en omhulling. Het construeren van de spierbundel is bij mij klaar na de eerste deling. Daardoor kun je twee aanhechtpunten verkrijgen en kan het maken van de bundel beginnen en wel symmetrisch vanuit twee Afbeelding 14: Een monocycloïde kanten. Bij alle meercellig leven valt op hoe snel delingen verlopen die de vorm bepalen. Daarna is het een kwestie van groei (of opschalen zo U wil). Een andere manier is eigenlijk niet voorstelbaar. De hechtpunten tussen delen die uit verzamelingen identieke cellen bestaan moeten vanaf het begin vastgehouden worden. Lokale cellen hebben geen overzicht over waar ze mee bezig zijn. De monocycloïde is van de grotere constructies het meest voorkomende leven. Het gehele plantenrijk valt daaronder, zoals bijvoorbeeld de getoonde Eik op afbeelding 14. Ik kijk er echter anders naar dan U misschien verwacht. Een monocycloïde is bij mij niet meer dan een steeltje met wortels waarmee voedsel opgezogen wordt en aan de steel een verzameling cellen waarmee voornamelijk de energievoorziening verzorgd wordt om aan de fabriekjes te leveren die het voedsel weer omzetten ingroei. Meestal bevinden deze fabriekjes zich in de bladeren en zijn stelen alleen maar een transportstructuur. Omdat een steeltje de zaadcel en vaak vele kopieën nog bevat kan daar ter plekke een kopie monocycloïde gemaakt worden, die prima kan gedijen door zijn wortels in de steel te laten groeien. De Eik is dan beter te beschouwen als een immense kolonie monocycloïden, die elkaar als bodem gebruiken. Dat je het een kolonie mag noemen komt omdat in bomen en planten een zekere samenwerking is ontstaan om bijvoorbeeld vijanden af te schrikken of te bestrijden. Het organisch leven leeft voornamelijk van ander organisch leven. Als je terugkijkt op de evolutiegang dan zou je verwachten dat zodra er leven ontstaat dat zich doelgericht kan verplaatsing, alles wat dat niet kan ten dode is opgeschreven. Niets blijkt minder waar. Hoewel planten van oorsprong uit eencelligen zijn voortgekomen die zich konden verplaatsen is het hechten aan een vaste plek hun goed bekomen. Misschien kunnen we het vergelijken met de mensheid die
15 van de jacht overging op landbouw en daardoor uitermate kwetsbaar werd voor rovers, maar toch uiteindelijk als winnaar uit de strijd is gekomen. Het plantenrijk heeft enige troeven: Het plantenrijk bestaat uit constructies van kleine plantjes die op elkaar kunnen hechten, waardoor die typische boomstructuur ontstaat die we allemaal kennen van planten. Voor een zaadje kan de grond heel vijandig zijn. Daardoor kan bijna ieder stukje van een plant gebruikt worden als stekje voor een nieuwe plant, die kan opgroeien in zijn bijna natuurlijke omgeving. Normaal is een cel zo klein en teer dat heel bijzondere condities nodig zijn om ervoor te zorgen dat een nieuw exemplaar van de soort ontstaat. Het jonge plantje hangt aan de borst. De structuur maakt ook dat dat bijna ieder deel van een plant (de kolonie) weggerukt kan worden, het wordt er niet mooier op maar het zal overleven. Ze leven eigenlijk in twee werelden, het onderste gedeelte verweven in vaste stof (dikwijls familie), het andere deel in de vrije atmosfeer. Er zijn kennelijk weinig vijanden die beide delen lusten, er dus altijd wel een helft die overleeft. Dat geldt ook voor vijandige temperaturen. Het loopt op zonne-energie, een ouderwetse methode, maar een plekje in de zon volstaat om warm te leven. Hun structuur (veelal bladeren) leent zich goed om zonnestralen te vangen. Naast het voortplanten door gewelddadig splijten, vermenigvuldigt het plantenrijk zich door ondergronds voort te woekeren (wortels hebben immers ook die diezelfde monocycloïde structuur) en daarnaast kennen de meeste planten ook de modernere manier van voortplanten via bloemen en zaadjes. De lucht in de hele wereld is bezwangerd met plantaardig zaad. Ze hebben veel meer afweermechanismen tegen vraatzuchtig leven dan vroeger ooit gedacht werd Bloemen Tot slot van deze korte paragraaf iets over de invloed van de omgeving (zoals aangegeven in de derde evolutiewet). Overal wroet leven op leven en beschadigt de ander (milieubescherming is onbekend). Veel soorten beschermen hun zaad door het op één plek goed op te slaan. Bij de monocycloïden bevindt het zaad zich overal. Kennelijk is er leven geweest dat al etend, zaad beschadigd heeft, waardoor etterende plekken ontstonden waarin deze nog wel vruchtbare cellen zich verder konden verspreiden. Leven laat altijd sporen achter op de verblijfplaats, er is altijd afval. Soms krijg je de indruk dat het tegelijk dient als markering om het later terug te vinden. Hoe dan ook Er zijn soorten waar ieder takje een een etterende buil bevat en soorten waarbij het incidenteel optreedt. Wij noemen dat bloemen en vinden het een verrijking van onze natuur. Opmerkelijk is dat daarin de voortplanting vaak tweeslachtig is. Bij de beschrijving van het begin van de groei bij monocycloïden, bleek dat dikwijls twee cellen nodig zijn om aan de gang te komen, want tussen die twee cellen begint het echte groeien. Misschien is dat een aanwijzing waarom bij hogere wezens zo vaak tweeslachtige voortplanting optreedt.
16 5.2 De Polycycloïden Populair gezegd, het zijn de constructies door samenbouw uit organen. Wij mensen zijn het superieure voorbeeld van een kennelijk onverslaanbare combinatie van organen. De wereld is zo groot als je zintuigen aankunnen. Onze soort heeft kans gezien zowel onze zintuigen als onze motoriek zinvol te vergroten op een manier die puur evolutionair waarschijnlijk onmogelijk was en zeker niet in dit tempo. Wij zien zonder moeite sterren die geen wezen op aarde kan onderscheiden, we zien delen van microns die geen oog opmerkt. We rukken in één keer een boom uit de grond (geen olifant doet ons dat na) en geen oog van een naald is ons te klein om een draadje door te trekken. Langzamerhand bewegen we ons op alle gebieden waar leven is. Maar elk gebied is al bezet en het hele andere leven is langzamerhand onze vijand. Beide partijen worden sterker van het gevecht, dus de overwinning is niet zeker. Als voorbeeld voor deze groep neem ik de mens en wel de beschrijving hoe het zich biologisch vormt. Elk lid van deze groep volgt min of meer dit traject, of het nu gaat om insecten, vissen of zoogdieren. De mens is voor mij het verst ontwikkelde dier, waarbij dus in feite een waardeoordeel gegeven wordt over wat belangrijke ontwikkelingen zijn in de evolutie. Het verhaal is in vogelvlucht en schetsmatig. Fase 1: Het maken van een ruimtelijke constructie met orgaan aanhechtingen, waarna door groei het geheel vorm krijgt. Organen zijn bij mij de ruggengraat (met ribben), de ledematen, maag, longen, ogen enz. Op zich zijn dat dus allemaal monocycloïden. Dat bijvoorbeeld een arm als los orgaan moeten worden gezien volgt uit de aanhechtingen aan de borstkas. Als wortels zoeken de spieren zich daar een plekje om te hechten en er zijn dus vrij grote verschillen tussen aanhechtingspunten bij mensen. Afbeelding 15: basisvormen torus Net als voor chemische verbindingen is het ver reikende materieveld de gids waar nieuwe cellen moeten hechten. Zodra de cel zit maakt hij ook deel uit van het materieveld dat dus iets verandert, er is dus nooit een sprongsgewijze ontwikkeling. Als model gebruik ik daarvoor weer de torus die ook al als model voor het atoom werd gebruikt. Daarvoor werd afbeelding 15 getoond in de voorgaande delen.
17 Afbeelding 16 geeft een paar meer extreme vormovergangen die die via parametrisering mogelijk zijn en die benut worden om polycycloïden te construeren, E is de herkenbare vorm, maar de Afbeelding 16: Verdere vervormingen van de torus evolutie begint met A, een platgeslagen ring. Er wordt eerst een matje gemaakt, waarbij de groei diagonaalsgewijze verloopt en enkele lagen dik is. Daar komt een topografie uit waar alle organen hun begincel hebben en daardoor hun samenhang. Ze gaan allemaal tegelijk delen waardoor ze elkaar op hun plaats drukken en houden. Het is echter geen opschalen zoals dat gebeurt bij de mens na enkele maanden. De verschillende groeisnelheid van deze Stamcellen zoals ze meestal genoemd worden maakt dat ze soms nog een heel stuk ruimtelijk meegesleept worden. Elk stamcel voor een spierbundel heeft zijn aanhechting al op de bijbehorende stamcellen van de twee botten om maar een voorbeeldje te noemen. Het groeien veroorzaakt de buisvorming zoals in B getoond. De mof C die dan ontstaat begint aan de uiteinden te groeien zodat de ring kan ontstaan via D naar E. Die wordt dan weer vervormd tot een mof. Dan zijn we zo'n beetje war we zijn willen. We hebben het over de mens en hier begint dus her embryo Natuurlijk is er een ongeveer identieke fase aan voorafgegaan om een eitje te construeren waarin het embryo goed beschermd is om zich te vormen. Al deze structuren bevatten nog vele stamcellen die pas veel later beginnen met het matje. Bij mij is zoals gezegd de complete arm een orgaan waarbij pas langzamerhand de delen weer ontstaan. Het besturingsmechanisme dat aan alles ten grondslag ligt is de al genoemde PLC (programmeerbare logische controller). In principe wordt stap voor stap een cyclus uitgevoerd tot een bepaald moment. Ofwel omdat iets vol is (of zoiets) ofwel doordat het een opgegeven aantal keren is herhaald. Een PLC kan niet rekenen maar wel rellen. Ook de mens is met tellen begonnen, Bijvoorbeeld bij vertrek van de kudde wordt voor ieder dier een streepje in een stuk hout gekerfd, bij terugkomst wordt ieder streepje doorgestreept. Elk fabricageproces heeft voldoende aan deze twee technieken. Het wordt pas ingewikkeld als het proces moet communiceren met mensen. Mensen zijn moeilijk in de omgang, daarvoor heb je computers nodig..
18 6 Het topmodel: De mens 6.1 Inleiding: Een Romp met aanhang Afbeelding 17: Het lijf Afbeelding 18: Netjes aangekleed Eerst het principe. Afbeelding 17 toont een mooie modische mof die gaan we er voor gebruiken. Eigenlijk is het dus een torus met bepaalde parameters Afbeelding 18 toont hem netjes aangekleed. Aan de buitenkant wat poten voor het verplaatsen. Aan de ingang van de holte een kop die de ingang bewaakt en eventueel datgene wat binnengelaten wordt ruw voorbewerkt, tenslotte aan de uitgang (uit discretie niet verder zichtbaar) een passend hek. Dit is het typische dier, zoiets moet het dus worden. Hoewel er enorme verschillen in dierlijk leven zijn leven is het toch ook verrassend hoeveel ze op elkaar lijken qua structuur.. Ik reken insecten ook tot het dierenrijk. Er zijn kennelijk maar enkele eukaryoten ontstaan waarmee iets moois te maken was. Dat vraagt eigenlijk om een uitleg, het is niet verwonderlijk dat er mensen zijn die vast in een schepper geloven. Eentje die voortdurend bijstuurt om het allemaal in goede banen te leiden. Er zijn er ook die dan weer ontevreden omdat het niet volmaakt is. Maar ja, het er zijn of het gebeuren is per definitie het bewijs dat het volmaakt is. De echte gelovige neemt zonder problemen plaats op de brandstapel. In dit deel wordt echter niet ingegaan op het soms wonderlijk gedrag van wezens. Er wordt alleen uitgesproken dat leven grotendeels dezelfde basismaterialen als bouwsteentjes gebruikt en het leven pakt het waar het te krijgen is Als energiebron gebruikt men vaak elkaar (of delen van elkaar), door intern te verbranden.. Zolang organen nog maar enkele cellen groot zijn (de aanhechtingscellen, de eigenlijke functie, de ingang, de uitgang kan alles nog geweldig verplaatsen. Want de evolutie is passief, het orgaan zoekt zijn plek niet op, het wordt gedwongen zich aan te passen, langer te worden enzovoort doordat het door de omgeving bekneld zit. De oude Lamarck-wet, gebruik doet groeien maakt dat het slangetje langer wordt als de uiteinden weggetrokken worden. Als de botten groeien moeten de spieren mee, want het begin zit al vast.
19 6.2 Over de interne organen. Er zij twee soorten organen: Diegene die voor de infrastructuur zorgen, te weten het skelet, de bloedsomloop, het lymfestelsel, het zenuwstelsel en de huid Een aantal organen dat een taak uitvoert (zoals filteren) of iets maakt (zoals de schildklier). Op zich zijn deze organen kleine zelfstandige eenheden die (voornamelijk via de bloedsomloop) materialen ontvangen en het gerede product dikwijls via dezelfde bloedsomloop verzenden en elkaar verder niet kennen, maar wel elkaar beïnvloeden zoals in het economisch verkeer. We kunnen beschrijven zeggen wat in de mens zit, we kunnen niet zeggen wat noodzakelijk is. Het is vergelijkbaar met je kunt tellen hoeveel ambtenaren er zijn, je kunt niet zeggen hoeveel ambtenaren nodig zijn. Er zijn waarschijnlijk vrij veel organen die elkaar bezig houden en dus als groep geheel of gedeeltelijk verwijderd kunnen worden. Alles is zó met elkaar verweven dat er geen zinnige uitspraak over te maken is. Afbeelding 19: De mens met koopgoot Ik maak een vluchtige beschrijving van het mensenlichaam (afbeelding 19): De buitenkant biedt plaats aan de motoriek (armen, benen) en alles wat te maken heeft met geraakt worden. Er zijn dus (voelhaartjes, temperatuursensors). De lijn boven stelt de ruggengraat voor met allerlei dingen waardoor de longen een mooie plek hebben en er genoeg aanhecht ruimte is voor armen en benen Aan de voorkant zit daar de kop, die de ingang bewaakt en tegelijk zorgt dat materialen naar binnen gewerkt worden waarbij de bek de inspectie van inkomende goederen (reuk, smaak, beweging) uitvoert en de Kraakfunctie vervult. Bij heel veel dieren puilt dat skelet naar achteren nog heel ver uit, maar bij mens is er alleen nog het rudimentaire stuitje Het echt interessante deel is de binnenkant van de mof, die is nauwelijks meer te herkennen, zoveel
20 is er aan de wand verbouwd zodat die meterslang is geworden.. Bij mij heet het de koopgoot. Alles wat aan organen binnen zit en materiaal van buiten nodig heeft is van hieruit begonnen omdat in deze goot alles wat de omgeving van de mens aan voedsel heeft in fijne samengeperste en voorbewerkte langskomt. Er is ook nog aan de ingang een ontvangstmagazijn. Verder het wordt het langzaam maar zeker verder geduwd. erin gedrukt en verder voort geperst, op weg naar het einde. Vooral de 12-vingerige darm is meer een straat met boetiekjes waar allerlei waren worden aangeboden die gelijk geconsumeerd worden door het passerend goed. De enige uitzondering is de lucht, die (gelukkig) na verwerking weer vóór wordt afgevoerd. Dat blijkt ook handig om te kunnen spreken. De beschrijving geeft enig idee hoe een complexe polycycloïde gevormd wordt, want de reden dat kopieën goed identiek van vorm zijn vraagt een kleine toelichting. Bij een cel is een bolvorm een natuurlijk variant van de torus. Daarbinnen kan de vorm groeien omdat er overdruk heerst. Het cytoskelet fixeert alleen de al bestaande vorm. Door het cytoskelet ontstaan degelijke aangrijpingspunten voor samenbouw van cellen. Een natuurlijke samenbouw van cellen vraagt 4 à 8 aanhechtingspunten. In het begin is iedere nieuwe cel de moedercel van een orgaan. We hebben bij het besproken spiertje al gezien dat minimaal 2 punten nodig zijn om de verbinding met de buiten wereld te fixeren, zodat het orgaan zich tussen die 2 cellen zou kunnen ontwikkelen. Op dat moment is de ruimtelijke ligging niet van belang. De groei en de verschillen in groeisnelheid, maken dat ze elkaar naar de juiste plekken duwen. Het wegduwen veroorzaakt vanzelf dat cellen dupliceren om het contact niet kwijt te raken. Het orgaan toont vaak hoe het ontstaan is. Botten zijn typisch structuren zoals beschreven bij Haeckel. Heel oud leven dus, waarbij de afval (het bot) langzamerhand uitkristalliseert en het kraakbeen de oorspronkelijke ring was. De cellen moeten dicht bij elkaar blijven, vanaf het begin is dus een systeem nodig dat materiaal en energie aanlevert. Een spijsverteringssysteem is er nog lang niet nodig want het bloed wordt gevoed `door direct contact met het bloed van de moeder. Naar mijn menig kan men al een heel eind komen bij het doorzien wat er er met het embryo gebeurt door eerst aan de logica van de groei te denken. Een centrale coördinatie is er eigenlijk niet en toch krijgt het zijn gereproduceerde vorm. In het begin kan eigenlijk dus ook nog geen corrigerend mechanisme ontstaan en inderdaad is bekend dat de beginfase erg vaak fout gaat, maar dan ook snel (en dikwijls nauwelijks merkbaar) beëindigd wordt.
21 6.3 De infrastructuur De belangrijkste zijn de bloedsomloop (afbeelding 20) en het zenuwstelsel. Dat laatste vergeten we even want er wordt een apart hoofdstuk aan gewijd. Alle complex meercellig leven heeft een transportsysteem voor de logistiek, de enige uitzondering die ik ken zijn de sponzen. De bloedsomloop is een gesloten buizensysteem en komt dus nooit rechtstreeks in contact met andere cellen dan die waarmee de buizen gemaakt zijn. In die zin kun je het zien als één immense cel met alleen maar huid met poriën waardoor uitwisseling optreedt. De natuurlijke omschrijving van het systeem is dat het functioneel een bundel spieren in het centrum heeft dat zichzelf aangenaam bezig houdt door daarmee bloed weg te pompen, helaas stroomt het aan andere kant er weer even hard binnen. Als kind probeerden we wel de zee leeg te scheppen aan het strand, zoiets Daarmee is de groei overigens niet verklaard. Omdat mijn evolutiemodel passief is (alles is Afbeelding 20: Bloedsomloop hoogstens met zichzelf bezig), zullen de cellen binnenhalen wat zich buiten de buizen ophoopt. Dat moet een afvalproduct zijn van alle soorten cellen, want het is bekend dat de bloedsomloop zich uitbreidt naar alle plekken waar groepen cellen zijn en wel vanaf het begin van de groei. Waarschijnlijk wordt dus de groei van het bloedvatensysteem veroorzaakt doordat het delen van cellen een typisch afvalstofje produceert. Als constructie is het een mooi voorbeeld van één monocycloïde, maar eigenlijk vind je in alle organen dit soort vertakkingenopbouw. In de eerste twee delen hebt U wel bemerkt dat bijna alles geregeld wordt via concentratieverschillen. Op dit niveau is dat niet anders. Kennelijk werkt de bloedsomloop als volgt. Bij grote concentraties van bepaalde moleculen wordt door absorptie door het bloed vanzelf moleculen opgenomen omdat naar een gelijkmatige concentratie gestreefd wordt. Het bloed stroomt rond en passeert een plek waar de concentratie van dat molecule extreem laag is. Daar wordt onmiddellijk gedeponeerd. Dat de concentratie daar laag was werd veroorzaakt door een orgaantje dat deze molecule kon gebruiken. Zo stelt zich vanzelf een (complex) evenwicht in. Voor alles is een toepassing, dus is er ook wel ergens een orgaantje dat zich ontfermt over datgene wat niemand wil, dan hebben we het over de nieren dus. Die kunnen daar kennelijk nog van leven (onze mensenmaatschappij is niet anders ingericht). Het principe van de bloedsomloop is dus onwaarschijnlijk simpel. Het is zoiets als ons wegennet waarbij alle producten die we in de maatschappij nodig en beschikbaar willen hebben voortdurend langskomen. Er gebeurt dus niets op bestelling. Als er producten verkocht worden, merkt de leverancier dat vanzelf omdat de concentratie ervan op de weg afneemt, daardoor wordt bij de leverancier vanzelf meer meegenomen die dan gelijk weer nieuw aanmaakt, enzovoort. De complexiteit zit hem eerder daarin dat voor iedere molecule de concentratie bekend moet zijn. Waarschijnlijk valt dat in de praktijk mee omdat de poortjes in de wand geprogrammeerd zijn om
22 alleen bepaalde groepen moleculen door te laten. Dat wordt geregeld door dezelfde organen die de concentratieveranderingen veroorzaken en niet door het bloedvatensysteem zelf. Wat je mist in dit soort systemen zijn de normen en waarden. Alles past zich zo goed mogelijk aan de mogelijkheden die in het systeem verborgen liggen. Als een van de componenten zich afwijkend gaat gedragen dan wordt naar een nieuw evenwicht geregeld. Er wordt eigenlijk nooit sturend opgetreden om de deugniet weer in het gareel te krijgen. De systemen verlopen dus langzaam maar zeker. Het is dat wat we zien in de evolutie en daardoor als de evolutie zien. Het is iets wat constructies overkomt en waarbij alleen de tweede evolutiewet (elke constructie probeert zichzelf te handhaven) voor wat tegenstoom zorgt. Mensen met een te hoge bloeddruk bemerken vaak dit gedrag omdat het gewenste effect van een pilletje tegengewerkt wordt. Als je zou willen dat de evolutie wel via normen en waarden verloopt dan moet er een doel zijn. Nu noem ik elke stabiele verzameling van atomen een constructie en de evolutie zit hem eigenlijk in de veranderende ordeningen van verzamelingen atoomelementen. Die ordening wordt met een moderne term wel informatie genoemd. Als je dus doelbewust zou willen evolueren dan zou je willen beschikken over een methode om de ordening van andere constructies als informatie te beschouwen en daarmee te fantaseren en te modificeren zonder dat je de constructies zelf daarvoor gebruikt. Hoewel iedere fantasie ordening van materie vraagt om dat weer vast te houden (alles wat we hebben is materie, meer is er echt niet), zou het kunnen dat je ordeningen kunt opslaan in een misschien wat vereenvoudigde maar in ieder geval veel compactere vorm. Dat blijkt te kunnen. In Uw hoofd is de hele ordening van de buitenwereld opgeslagen. U reist in milliseconden van ster A naar ster B. Dat is te danken aan één bijzondere cel, de keizer onder de cellen, die de mogelijkheden van het leven fundamenteel heeft veranderd, zenuwcel genaamd. Daarmee kan een zenuwstelsel in een polycycloïde worden gebouwd die qua mogelijkheden ver boven de bloedsomloop uitsteekt en waarbij het, in ieder geval bij de mens, ook gelukt is om die mogelijkheden tot werkelijkheid te maken.
23 7 De zenuwcel, het zenuwstelsel, hersenen. 7.1 De zenuwcel Zoals gezegd is iedere bouwcel afgeleid van een eencellige die ooit bestaan heeft en misschien nog steeds bestaat in een of andere vorm. Waarschijnlijk veroverden oorspronkelijk nagenoeg alle cellen via het zonnelicht de energie die ze nodig hadden. Succes veroorzaakt op termijn meestal overproductie. Speciaal op plekken met veel zon veroorzaakte dat vast dikke lagen cellen waarbij iedere cel via lange uitstulpingen een plekje onder de zon zocht om energie te vergaren. Nu is zonne-energie niet erg zeker, de zon moet schijnen en veel plekken blijken achteraf vaak langdurig in de schaduw te liggen. Er ontstonden al vroeg cellen die hun energie mede konden verkrijgen intern via chemische reacties. Langzaam maar zeker was daardoor het stukje energievoorziening via de zon niet meer nodig. De zenuwcel (zonnecel) is dat overkomen. Echter in de evolutie gaat ieder functie door zolang die de kans krijgt te bestaan. De vraag is, wat doet die functie nu dan eigenlijk voor nuttigs? Dat heeft te maken met afkoeling. Het is betrekkelijk gemakkelijk iets te verhitten, snel afkoelen daarentegen is lastig. Dat gaat echter heel elegant als je ladingen zou kunnen weghalen (zoals je ook elegant kunt verwarmen door straling op een specifieke plaats toe te voeren). Dat is te begrijpen uit de uitleg rond elektriciteit in Deel 2. Daar is de batterij behandeld waarbij hoeveelheden ladingen verplaatst werden via elektronen en ionen. Er is besproken dat je elektronen een gecontroleerd pad kunt laten afleggen door ze door een geleidende stof te sturen die omgeven wordt door niet-geleideinde stoffen. Stralen invallend licht (in mijn theorie immers ook elektronen) kunnen als ze de juiste moleculen treffen weer stromen elektronen uitstoten. Opgevangen in de uitstulpingen werden die ladingen dan naar het centrum geleid. Die energie was daar niet meer nodig toen eenmaal fossiele elektriciteitscentrales ontstaan waren. Er was waarschijnlijk al een uitgang voor overproductie en nu gaat alles daar naar toe en hoopt zich soms op, alleen al daarom zal de lengte van die uitstulping toenemen. Leven dat geïnteresseerd is in ladingen zal in die richting groeien. Het principe is niet anders dan zoals voor de bloedsomloop die uitgroeit in de richting waar wat te halen is. Aan de ingangskant gebeurt hetzelfde, er zullen gemakkelijk door dendrieten ladingen uit andere zenuwcellen genomen worden. Door er aan vast te hechten. Eigenlijk functioneren ze dan dank zij elkaar. Zo stel ik mij dus het ontstaan van de zenuwcellen voor ten behoeve van (dierlijke) constructies. Afbeelding 21: typen zenuwen Afbeelding 21 toont de 3 belangrijkste zenuwtypen. Groei in meercellige omgeving gaat meestal gepaard met veranderingen in afstand tussen cellen. Dat heeft kennelijk geleid tot excessieve groei van de uitstulpingen en daaraan worden ze gegroepeerd..