Het individu bestaat niet

In de biologie woedt op dit moment een stevige discussie over het begrip individu. Daarin staan definities van bekende verschijnselen als symbiose en parasitisme op de helling. De discussie gaat niet meer alleen over planten en micro-organismen; ook zoogdieren en daarmee dus ook de mens zijn onderwerp van gesprek. Dat onze darmflora zijn invloed laat gelden op ons dagelijkse welzijn hebben we al lang begrepen. Dat het van invloed is op ons gedrag willen we ook nog wel aanvaarden. Maar ook op onze manier van leven, ons karakter en onze genetische eigenschappen? Dat is toch een brug te ver?

Arbuscular mycorrhiza
Arbuscular mycorrhiza leven op, en deels ook binnen in de plantenwortel. Beeld: Wikimedia Commons.

Het lijkt er steeds meer op dat in de schepping samenleven de regel is in plaats van een uitzondering. Dat planten schimmels en bacteriën nodig hebben om te kunnen groeien en bloeien wisten we al heel lang. De moderne biologie laat ons tot op het individuele molecuul zien hoe die samenleving eruit ziet. Via de fotosynthese maakt de plant uit CO2 en water suikers en verwante producten. Zowel voor het individu zelf als voor al wat leeft in en bij de wortels onder de grond. In ruil voor die voedingsstoffen levert het ondergrondse leven (schimmels, bacteriën en allerlei andere micro-organismen) nitraat, fosfaat en mineralen aan de plant. Planten zonder zo’n ondergrondse samenleving (een bioom) bestaan waarschijnlijk helemaal niet. Maar is dat geheel een samenleving, een verzameling individuen (hoe klein ook) of een levend geheel? Sommige micro-organismen leven in de wortels van de plant. Schimmelnetwerken verzorgen de communicatie van plant naar plant; van het doorgeven van voedingsstoffen tot het afgeven van alarmsignalen.

De ‘tekortkomingen’ van fotosynthese

Fotosynthese staat bekend als een uitermate ingewikkeld en tamelijk inefficiënt proces (dit is meer een uiting van menselijke gevoelens dan een wetenschappelijke bewering). Sommige producten van de fotosynthese zijn zelfs giftig voor de plant. Maar als de mens meent dat de natuur sommige dingen slecht of onhandig doet (bijvoorbeeld de manier waarop het oog werkt), dan is dat veelal te wijten aan een gebrek aan inzicht. Die giftige stoffen zouden ook kunnen dienen voor functies die we nog niet kennen of voor de schimmels onder de grond. Het lijkt duidelijk: een plant als individu of een enkele schimmel of bacterie heeft geen leven of kan niet overleven. Het holistische geheel wel.

individu
Korstmos (klik om te vergroten).

Neem de korstmossen. Korstmossen zijn de ultieme samengang van algen en schimmels. De alg beschikt over fotosynthese en levert de suikers en de energie. De schimmel draagt weer mineralen, nitraat en fosfaat aan. In de bouw van de korstmossen kunnen we de afzonderlijke delen van de alg en de schimmel nog herkennen, maar zonder elkaar zijn ze niets. ’So what’ kun je denken. Maar kortmossen hebben waarschijnlijk een grote rol gespeeld in de evolutie. Zij zouden er voor hebben gezorgd dat de algen (en de wieren en de blauwalgen) zich vanuit het water op het land hebben kunnen vestigen en aldus de plantenwereld op het droge op gang gebracht. Het gaat nog verder. De sporen van de korstmossen (hun meest minimale levensvorm) overleven de meest bizarre omstandigheden zoals – 1200 tot + 1200C aan de buitenkant van het ISS ruimtestation, vacuüm zoals in de ruimte en een dosis kosmische of radioactieve straling die 12.000 maal sterker is dan de dodelijke dosis voor de mens. Kortom, de spore van de korstmos is de ideale kandidaat die leven vanuit de ruimte naar de aarde kan hebben gebracht. En direct met z’n tweeën dus.

Voortplanting, het blijft boeien

We weten allemaal dat voortplanting in de levende natuur uitermate belangrijk is en soms bizarre vormen kan aannemen. Neem de schimmels die via hun sporen mieren, huisvliegen of krekels infecteren. De schimmel groeit vervolgens in het insectenlichaam en neemt allerlei belangrijke functies over die er uiteindelijk toe leiden dat het insect de hoogte op zoekt, daar vast komt te zitten en van daar nieuwe sporen loslaat voor een volgende ronde. En om de onderlinge afhankelijkheid nog wat te compliceren: veel van zulke processen worden mogelijk gemaakt door virussen. Het is nog geheel onduidelijk welk voordeel het insect bij deze gang van zaken heeft. Maar misschien is dat te ‘menselijk’ geredeneerd.

chloroplast
Chloroplast (klik om te vergroten). Beeld: Wikimedia Commons.

Al deze verschijnselen kunnen de discussie over het bestaan van het individu als zodanig flink opstoken. Ook de bekende formule: Fenotype (verschijningsvorm) = Genotype (erfelijke aanleg) + Milieu komt steeds meer onder druk te staan. We weten al heel lang dat de energiefabriekjes, de mitochondriën, in onze cellen afkomstig zijn van heel oude micro-organismen. Net zoiets geldt voor de fotosynthese. De chloroplasten, die het fotosynthetische geheel vormen met chlorofyl als meest complexe molecuul, zijn afkomstig van cyanobacteriën. Dat waren waarschijnlijk de eerste organismen die licht konden verwerken. Interessant is ook dat chloroplasten, net als de mitochondriën, hun eigen DNA en hun eigen voortplantingsmogelijkheden hebben. Al is dat in samenspraak met hun partner.

De natuur is efficiënt en lijkt soms zelfs lui. Bepaalde moeilijke functies vindt de natuur/de evolutie/de schepping slechts één keer uit of hooguit in een beperkt aantal vormen. Vervolgens zien we dat dit mechanisme wordt toegepast in planten, insecten en/of dieren. De biologie laat steeds meer voorbeelden zien van eigenschappen die ergens worden ‘geleend’ en vervolgens worden opgenomen in het DNA van de lener. Bij micro-organismen lijkt uitwisseling van genetisch materiaal meer de regel dan uitzondering. Ook rond het Covid-19 corona virus zien we daar voorbeelden van. We weten nu zelfs dat mutaties, genetische veranderingen en ontwikkeling van ons immuunsysteem geen toeval zijn, maar gestuurd worden door tot voor kort onbekende mechanismes, zo u wilt natuurlijke algoritmes. Voor de wisselwerking tussen Genotype en Milieu heeft de biologie zelfs een afzonderlijke specialisme: de epi-genetica. Tot voor kort ondenkbaar. Want de grootheden Milieu en Genotype in de bekende formule werden als onafhankelijk van elkaar gezien.

serotonine
Serototonine en psilocine, chemisch beschouwd broertje en zusje.

En de mens dan als individu?

Allemaal goed en wel. Maar wat zegt dit over de mens als individu? Toegegeven, onze darmflora is heel belangrijk en bevat een grotere genetische diversiteit dan wijzelf. Ja, er leven allerlei bacteriën in onze mond en neus om ons tegen schadelijke invloeden van buiten te beschermen. En ja, op onze huid krioelt het ook van de kleine organismen waarvan we geen weet hebben. Maar wij onderscheiden ons door intelligentie en bewustzijn. Lastige begrippen, zeker de laatste. Intelligentie maakt ons niet uniek of individueel. Steeds meer komen we te weten over de intelligentie van dieren en hoe die hun manier van (samen)leven bepaalt. Bovendien – wat is intelligentie? Deze bestaat in meerdere vormen. De intelligentie van een zwerm spreeuwen is een andere vorm dan de intelligentie van een atoomgeleerde. Zo ook het applaus na een magnifieke uitvoering van een concert van Beethoven. De intelligentie van een octopus is groot, terwijl het beest geen hersenen heeft. De intelligentie van het wortelstelsel van een plant of een schimmelnetwerk is oneindig veel groter dan de optelsom van al die sensoren in de wortelpuntjes of de uiteinden van de schimmeldraden. De manier waarop ze met elkaar communiceren lijkt soms verdacht veel op de wijze waarop onze hersenen werken. Belangrijke chemicaliën die een hoofdrol spelen in de overdracht van (zenuw)signalen lijken bij plant en dier wel erg veel op elkaar. Serotonine bij de mens en psilocine bij de paddenstoel zijn broertje en zusje, chemisch gezien. De psychedelische effecten van paddenstoelen worden veroorzaakt door psilocine en geven ons een inkijkje in (verschillende vormen van) bewustzijn.

Het debat over het individu in de biologie is nog volop gaande. Sommige suggesties in deze column gaan een stapje verder dan de biologische literatuur en wetenschappelijke inzichten toelaten. De onderzoekers zijn het er wel over eens dat de functie van symbiose in de evolutie lang over het hoofd is gezien. Sterker nog, symbiose is wellicht een belangrijk mechanisme geweest in de evolutionaire selectieprocessen. Met uitwisseling van genetische informatie tussen de partners in een symbiose als belangrijke factor. Zo wordt het begrijpelijk dat onze mitochondriën ooit in een symbiose in onze cellen terecht zijn gekomen. En het biologische debat is nog lang niet afgelopen. Zo begint het ook duidelijk te worden dat de evolutie nog heel wat ingewikkelder is geweest dan wederzijdse  bevoordeling van partners. Steeds vaker blijken ook allerlei micro-organismen als virussen, fagen, gisten en bacteriën volop mee te doen in het geheel. Waar de biologen de twee of drie partners in een symbiose een symbiont noemen, spreken ze nu regelmatig van een holobiont.

Kortom:
– De individuele soort bestaat niet. Elke ‘soort’ bestaat uit een leefgemeenschap.
– Het individu bestaat niet. Eigenschappen die wij zien als van ons als individu, zijn misschien het gevolg van de opbouw van onze darmflora en de ‘beslissingen’ die daar worden genomen.

Onze taal schiet vaak tekort om te beschrijven wat er precies gebeurt in de wereld van planten en micro-organismen Maar al te vaak gebruiken we termen met een morele lading of een dubbelzinnige betekenis.

Meer lezen?
– Zie het review van Javier Suárez in Symbiosis 76(2), pg. 77-96 (2018): The importance of symbiosis in philosophy of biology: an analysis of the current debate on biological individuality and its historical roots.
Entangled Life, how fungi make our worlds, change our minds and shape our futures, Merlin Sheldrake, The Bodley Head, London, 2020. ISBN 9781847925190
Bio-stimulants for sustainable crop production.Edited by Yoessef Rouphael, Patrick du Jardin, Patrick Brown, Stefania De Pascale and Giuseppe Colla. Burleigh Dodds series in agricultural science, 2020. ISBN 9781786763365.

Interessant? Lees dan ook:
Holisme heeft de toekomst
Is het leven maakbaar? Plantengentechnologie, fotosynthese-boost
Resistentie tegen pesticiden, een groeiend probleem

(Visited 9 times, 1 visits today)

Plaats een reactie