© Copyright Menno Schilthuizen Vechtster tegen de gelegaliseerde onwetendheid Als onbezoldigd onderzoeker van amper dertig bracht ze met haar 'symbiogenese-theorie' een revolutie in de biologie teweeg. Nu, een kwart eeuw later, ligt de Amerikaanse Lynn Margulis nog steeds overhoop met het establishment in haar vakgebied. Gesprek met een eigenwijze biologe. MENNO SCHILTHUIZEN (Oorspronkelijk verschenen in Intermediair, 22 december 1995.) Professor Lynn Margulis is met haar 57 jaar nog altijd een flamboyante verschijning. De Amerikaanse biologe was een van de smaakmakers tijdens het Beijerinck Centennial, een internationaal bacteriologisch congres dat onlangs in het Haagse Congresgebouw werd gehouden. Klein van stuk, in een paars-fluwelen jurk, probeerde ze, staand op het randje van het podium, haar publiek te overtuigen van haar onconventionele ideeën. Een vechtster is de Amerikaanse Margulis (klemtoon op Mar) altijd geweest. In de jaren zestig, terwijl ze in haar privéleven kampte met een scheiding en de opvoeding van twee kinderen, wist ze in haar vrije tijd (een universitaire baan had ze toen nog niet) een studie te voltooien waarmee in één klap haar naam gevestigd was. Haar boek The Origin of Eukaryotic Cells, dat in 1970 verscheen, bracht een revolutie in de biologie teweeg. Zelf benadrukt ze keer op keer dat haar zogenoemde 'symbiogenese-theorie' teruggaat tot het begin van de eeuw. Toen opperde de Russische bioloog Mereschowski dat mitochondriën (kleine 'energiefabriekjes' in de cellen van planten en dieren) wel eens oorspronkelijk bacteriën geweest zouden kunnen zijn. Die zouden in een ver verleden de cellen zijn binnengedrongen, in de loop van de evolutie hun zelfstandigheid zijn kwijtgeraakt en uiteindelijk helemaal zijn opgenomen in het celsysteem. Indertijd werd het een aardig idee gevonden. Mereschowski bracht zijn theorie zelfs als Einer neuen Lehre der Entstehung der Organismen. Maar dat ging sommige van zijn tijdgenoten toch wat ver. In 1925 schreef de celbioloog E.B. Wilson nog voorzichtig dat 'zulke speculaties misschien ooit op een dag in aanmerking komen voor serieuzere beschouwing'. Niet tevreden Die dag kwam toen Margulis de symbiogenese-theorie weer helemaal op de rails zette. In haar boek verzamelde ze een overweldigende hoeveelheid gegevens die aantoonden dat niet alleen mitochondriën, maar ook chloroplasten (de bladgroenkorrels van plantecellen) ooit bacteriën zijn geweest. Ze hebben allebei hun eigen DNA en zijn opgebouwd uit moleculen die ook bij bacteriën te vinden zijn. Bovendien delen ze zich precies zoals een bacterie dat zou doen. Het duurde niet lang of de biologische wereld ging overstag, zeker toen bekend werd dat het DNA van mitochondriën en chloroplasten als twee druppels water lijkt op dat van bacteriën 'in het wild'. In 1981 deed Margulis alles nog eens dunnetjes over in haar boek Symbiosis in Cell Evolution en sinds die tijd krijgen biologiestudenten wereldwijd de theorie met de paplepel ingegoten. Lynn Margulis, inmiddels hoogleraar aan de Universiteit van Massachusetts, kan dus tevreden zijn. Maar dat is ze niet. Het zijn de zweephaartjes die haar dwarszitten. Volgens haar zijn deze voortbewegingsorgaantjes van eencellige organismen (zoals de bekende pantoffel- en klokdiertjes) hun evolutie ook ooit begonnen als vrijlevende bacteriën. Maar dat gaat de meeste biologen nu te ver. Margulis: 'In de vroege jaren zestig was iedereen sceptisch over een bacteriële oorsprong van mitochondriën en chloroplasten. Wat zweephaartjes betreft bevinden we ons nu in net zo'n positie. We hebben heel sterke aanwijzingen dat het zo is. Maar nog niets definitiefs.' Piepklein DNA-bolletje Tijdens haar lezing laat ze een stukje film zien van een eencellige die zich omringt met een krans synchroon bewegende spirocheten, een soort langwerpige bacteriën. De evolutie van zweephaartjes zou begonnen kunnen zijn als zo'n los-vast-relatie, die later hechter is geworden. Spirocheten blijken ook eiwitten te hebben die lijken op de eiwitten in zweephaartjes. Bovendien heeft Margulis aangetoond dat zich aan de basis van ieder zweephaartje een piepklein bolletje DNA bevindt: restanten spirocheet-DNA? 'Hierover hebben we net een artikel naar het tijdschrift Science gestuurd. Maar het zal wel worden afgewezen. Science negeert me altijd, behalve als ze willen roddelen. In ieder geval denk ik dat het niet lang meer zal duren of zweephaartjes worden ook geaccepteerd als ex-bacteriën. Er is nu alleen nog niet voldoende bewijs. Zelfs iemand als de beroemde John Maynard Smith wil er nog niet aan. Hij is een briljant evolutiebioloog, maar heeft gewoon niet genoeg verstand van bacteriën en biochemie.' 'Ik was laatst op een congres. John Maynard Smith was er, en ook een man genaamd Paul Nardon, een bioloog uit Lyon. Nardon werkt aan de evolutie van bepaalde snuitkevers, die bacteriën in hun buik hebben. Die bacteriën helpen de kever bij het verteren van zijn voedsel en voorzien hem van vitaminen en andere belangrijke voedingsstoffen. Nardon hield een lang Frans verhaal over hoe hij bij sommige van zijn snuitkevers de bacteriën had verwijderd.' 'Aan het eind van het verhaal werd Maynard Smith wakker en zuchtte: "Paul, al dat bacteriegedoe is wel leuk en aardig, maar waar wij in geïnteresseerd zijn is echt belangrijke evolutie: het ontstaan van het vermogen om te vliegen, bijvoorbeeld. Vertel mij eens: wat is nou werkelijk het verschil tussen een snuitkever mèt en een snuitkever zonder bacteriën?" Waarop Nardon hem droogjes antwoordde: "Wizzout ze bacteria zey cannot fly".' Pure Darwinisten Maar Margulis heeft nog meer op haar hart. Ze pakt een papieren servetje en tekent een paar vertakkende lijnen. 'Kijk', zegt ze, 'de stamboom van de evolutie wordt nog altijd zo getekend: een patroon van splitsingen. Maar we weten inmiddels dat het niet alleen maar splitsing is geweest. Sommige takken versmelten ook met elkaar. De voorouders van de mitochondriën zijn versmolten met een vroege eencellige, en hetzelfde is zelfs een paar keer gebeurd met de chloroplasten. Zweepstaartjes en misschien nog wel talloze andere stukjes van de cel zijn op een soortgelijke manier ontstaan.' Geen stamboom, maar een vlechtuerk, dus. Maar dat wisten we toch al ;inds Margulis boek uit 1970? 'Ja', zegt Margulis, 'maar evolutiebiologen vertikken het om hun manier van denken aan te passen! In ieder geval de Engelssprekende. Dat zijn namelijk allemaal pure Darwinisten. En zij leven bij de regel dat er geen "verworven eigenschappen" bestaan. Alle eigenschappen van een plant of dier ontstaan door natuurlijke selectie, en verworven eigenschappen, zoals de giraffe die zijn nek uitrekte om bij de hoogste blaadjes te komen en die eigenschap vervolgens doorgaf aan zijn kinderen, dat is negentiende-eeuwse Franse onzin. Dat is fout. En toch heb je al die bacteriën die maar cellen binnenkruipen. Voortdurend verworven eigenschappen dus, zonder dat het geïntegreerd is in de manier waarop evolutiebiologen denken.' Sponzen Margulis hoopt daar iets aan te kunnen veranderen. Begin volgend jaar verschijnt een artikel van haar in de Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, waarin ze alle dwarsverbanden in de stamboom van de evolutie eens op een rij zet. Ook geeft ze in dat stuk betere definities van de vijf 'rijken': dieren, planten, schimmels, eencelligen en bacteriën. 'Want iedereen denkt dat hij weet wat een dier is: een meercellig organisme dat zich beweegt en geen bladgroen heeft. Maar dat is onzin. Sponzen bewegen zich niet en Convoluta praecox is een platworm mèt bladgroen. Er zijn wel criteria, maar die zijn een stuk technischer: dieren gaan tijdens hun ontwikkeling bijvoorbeeld altijd door een zogenoemd 'blastula'-stadium. Niemand had dat ooit eens duidelijk op papier gezet.' Ondanks haar enthousiasme vreest Margulis dat de traditionele manier van denken niet snel zal veranderen. 'Het is de cultuur. We verdelen de natuur nu eenmaal in mensen, dieren, planten en (helemaal achteraan) germs, micro-organismen.' Ook de wetenschap is doordrenkt van deze simplistische visie. Volgens Margulis wordt de evolutiebiologie helemaal beheerst door onderzoek aan 'belangrijke' organismen, meestal grote dieren. 'Dus het maakt niet uit wat de bacterioloog ontdekt, het wordt toch genegeerd. Want het zijn maar microben. We hebben een cultureel probleem van onwetendheid. Van systematische, gelegaliseerde onwetendheid!' Flora van de mond En bacteriologen zelf? Die zouden toch als geen ander moeten weten welke belangrijke rol bacteriën in de evolutie hebben gespeeld en nog spelen. Margulis is somber gestemd: 'Ik hoorde vanochtend nog een bacterioloog die het had over de "flora van de mond"!' Er klinkt walging in haar stem: 'Flora! Zo'n man beseft niet eens dat hij het zegt. Terwijl hij donders goed weet dat het bacteriën zijn en geen planten. Zolang serieuze wetenschappers zich nog zo laten beïnvloeden door de erfenis van onze cultuur, maak ik me geen illusies.' Maar Lynn Margulis staat praktisch alleen in deze kruistocht. Zelfs haar directe collega's delen haar bezorgdheid niet. 'Waarom? Ik denk dat het te maken heeft met onze grote Amerikaanse filosofie: If it ain't broke, don't fix it!'