De kosmos wacht op ons
Leven wordt niet gemaakt, maar doorgegeven, van generatie op generatie, van soort op soort, van ecosysteem op ecosysteem. Arjen Mulder geeft zijn visie op het idee van genetisch ontwerpen.
George Dyson is de auteur van Darwin among the Machines (1997), een ideeëngeschiedenis van kunstmatig leven, en Project Orion (2002), een onderzoek naar een poging uit de jaren vijftig om ruimteschepen met kernbommen voort te stuwen, richting Jupiter, of verder. Begin dit jaar vroeg ik hem of de projecten waarover hij heeft geschreven niet beide getuigen van een vorm van technologische zelfoverschatting, die enorme risico’s voor lief neemt zolang het onderzoek maar verder kan. George Dyson antwoordde: ‘Als levende wezens zijn wij deel van iets dat veel groter is dan het leven zoals het op deze planeet en op dit specifieke moment bestaat. Het zal altijd riskant blijven om deze planeet te verlaten of onze toekomst toe te vertrouwen aan nieuwe vormen van genetische code, maar op den duur lopen we misschien grotere risico’s door al onze eieren in het ene kwetsbare mandje te houden dat we thuis noemen. Ik geloof dat het leven bestemd is om in heel verschillende richtingen te gaan en uiteindelijk heel verschillende vormen aan te nemen.’ 1
Laten we hier even over nadenken. Zo’n 4,5 miljard jaar geleden is het leven op aarde ontstaan, voor een deel diep in de oersoep die de oceanen toen waren, voor een deel ver in de bodem onder gesteenten waar de kosmische straling niet doorheen kwam. Die oceanen en gesteenten waren extreem stabiele structuren – er was haast niets in veranderd in de loop van de voorafgaande miljoenen jaar. En toen verschenen er levende wezens, bacteriën, blauwgroene algen, archaea en hoe de primitiefste levensvormen ook heten mogen. Levende wezens zijn extreem instabiel: een forse temperatuurschommeling, een extra dosis UV, een zuurgraad die te hoog wordt, en dood gaan ze. Zelfs als ze permanent onder optimale condities verkeren, gaan ze kapot in een tijdsinterval van dagen tot jaren. De winst van deze kwetsbaarheid is dat levende wezens in staat zijn hun milieu te veranderen – bijvoorbeeld door een atmosfeer te laten ontstaan, zoals de oerorganismen hebben gedaan – en zelf te transformeren wanneer het veranderende milieu dat mogelijk maakt.
Maakbaar
Het idee dat evolutie een kwestie is van survival of the fittest is onzinnig als je het toepast op het ontstaan van het leven op aarde. Gesteenten en wateren zijn altijd ‘fitter’ geweest dan de levende wezens die in hen ontstonden. Misschien geldt voor het hele evolutieproces de regel dat de vorming van nieuwe soorten geen gevolg is van noodzaak, concurrentie, wederzijdse afhankelijkheid en strijd om het bestaan, maar wel van mogelijkheid, synergie, wederzijdse versterking en drang tot ontwikkeling in elke richting die zich aandient. In dit laatste geval is het evolutieproces zoiets als het zoeken naar routes in de mogelijkheidsruimten die ontstaan door de inwerking van een onoverzichtelijke hoeveelheid factoren of dimensies op elkaar. Als het leven eenmaal zover is dat het zijn omgeving kan gaan vormgeven, volgt vanzelf een uitwaaiering van soorten waar je, als je genoeg geduld hebt, op den duur gevoeligheid, intelligentie en bewustzijn in zult zien ontstaan.
De moderne biologie is gebaseerd op de regel dat er geen enkele levensvorm spontaan kan ontstaan, zoals een klassieke bioloog als Aristoteles nog meende (palingen ontstaan uit blubber, dacht hij). Generatio spontanea is uitgesloten in de evolutie. Dit betekent dat het leven dat op dit moment aanwezig is in alle organismen op aarde rechtstreeks afstamt van de allereerste bacterie die ontstaan is in de oersoep of onder de steriele oergesteenten van het begin der tijden. Leven wordt niet gemaakt, maar doorgegeven, van generatie op generatie, van soort op soort, van ecosysteem op ecosysteem, tot de hele planeet waarop het ontstaan is als één groot levend wezen begint te functioneren – instabiel, maar onverwoestbaar.
Wat wel wordt gemaakt of althans maakbaar is, is de levensvorm: het feno- en genotype van de diverse soorten. Elk individueel organisme – dier plant of mens – is zijn leven lang bezig zichzelf vorm te geven in reactie op stimuli uit de omgeving. Lukt die vormgeving niet met natuurlijke middelen – of het nu om een aanpassing aan of een overtreffen van milieu-invloeden gaat – dan wordt er al snel gezocht naar kunstmatige methoden. Men bouwt een nest, graaft een hol, richt een termietenheuvel op, zoekt met worteluitlopers naar andere gronden dan die waarin men oorspronkelijk is ontkiemd, werpt zand over buik en rug, beschildert het gelaat. De natuur mag aan wetten gehoorzamen, het individu doet dat zeker niet, die gehoorzaamt alleen aan een drang om door te gaan, hoe dan ook.
Genetische code
Het belang van de genetische code is in de vijftig jaar sedert de ontdekking van de dubbele DNA-helix nogal overschat. Toen het human genome-project aantoonde dat de mens slechts veertigduizend actieve genen heeft, die bovendien voor 97,5 % gelijk zijn aan die van de bonobo, de gorilla en andere mensapen, ja, toen bleek dat de mens meer dan de helft van zijn genetische materiaal gemeen heeft met de fruitvlieg, onderstreepte dat eens te meer dat DNA geen bijster grote invloed heeft op de lichamelijke verschijningsvorm van organismen. Het is als met de liefde: daar ligt ongetwijfeld ook een biochemische reactie aan ten grondslag in één of meer lichamen, maar de uitwerking van de liefdesreacties heeft met biochemie niet zo veel meer te maken. Zo kunnen alle verschillende lichamen op aarde niet tot stand komen zonder genetische code, maar aan het DNA dat zij allen in zich dragen is zo’n enorme moleculaire machinerie opgehangen waarmee het uiteindelijke organisme tot stand wordt gebracht, dat de inbreng van het genetische materiaal statistisch te verwaarlozen is.
Dat is de achilleshiel van het onderzoek naar kunstmatig leven. Artificial life is de poging om op de computer min of meer autonome werkeenheden te bouwen en deze zichzelf te laten ontwikkelen onder invloed van elkaar en van voorgeschreven omgevingsfactoren. Het gaat er om leven te maken met een andere code dan die van DNA. Het doel is op dit moment niet primair om levende wezens voort te brengen, als wel om te snappen hoe indertijd het leven heeft kunnen ontstaan en is gaan evolueren. Een eerste onderzoeksresultaat is dat puur genetisch leven niet ver komt en dat een materiële omgeving vol onvoorspelbare complexiteiten onontbeerlijk is. Toch zou het mooi zijn als het lukte digitaal leven te creëren, want dat is veel eenvoudiger het universum in te stralen dan het materiegebonden leven waar wijzelf deel van zijn, en dat alleen met zware raketten naar elders kan worden vervoerd, naar andere planeten vooralsnog. Als wij de enige levende wezens op aarde zijn die in staat zijn leven te transporteren naar al die planeten, zonne- en melkwegstelsels waarvan je vooralsnog mag aannemen dat ze dood zijn, dan rust er een grote verantwoordelijkheid op onze schouders: breng de kosmos tot leven!
Ruimtekip
Freeman Dyson, de vader van George en bij ons vooral bekend van lange interviews met Wim Kayzer, schreef begin dit jaar een artikel in The New York Review of Books over het belang van amateurs voor de wetenschap. Hij gaf het voorbeeld van de astronomie: eigentijdse astronomen doen onderzoek naar allerlei fundamentele processen en hebben daarom geen tijd meer om het firmament af te speuren naar nieuwe sterren en kometen. Amateurs daarentegen doen de ene na de andere verrassende ontdekking, zoals de inslag van de Shoemaker-Levy-komeet op Jupiter in 1994. Een sterrenkijker is niet duur meer, evenmin als de computer die het noodzakelijke rekenwerk verricht. Zijn er meer wetenschappelijke domeinen waar amateurs een rol van belang kunnen spelen? Dyson noemde het voorbeeld van de genetica. Nu is het nog prijzig om het genoom van een plant of dier te analyseren of erin te gaan manipuleren, maar de computers die het eigenlijke werk doen zijn binnenkort niet duur meer, en dan kan iedereen aan de slag. De doos met chemische proefjes voor beginners zal worden vervangen door de doos met genetische manipulaties voor beginners (en gevorderden). Er zijn nog zoveel nieuwe levensvormen te creëren.
Het voorbeeld zal licht provocatief bedoeld zijn geweest, zoals veel van Freeman Dysons ideeën. Tegelijk is duidelijk dat de Dysons, vader en zoon, mogelijkheden zoeken om onze individuele verantwoordelijkheid ten opzichte van het leven te voorzien van de juiste conceptuele en technische middelen. De kans dat er ooit ‘buitenaardsen’ onze kant op komen is vrij gering, want als zij hun verantwoordelijkheid nemen vermijden ze planeten waar al leven – hoe primitief ook – bestaat. De kans is evenwel groter dat wij de enigen zijn in een formidabel groot levenloos heelal. Om dat heelal te bevolken met nieuwe levensvormen – planten, dieren, schimmels of wat ook – zullen de aardse organismen enige aanpassingen moeten ondergaan. Freeman Dyson wees er eerder al op dat het eerste wat je moet doen als je kippen wilt houden op de maan, is zorgen dat ze geen zuurstof meer nodig hebben. Welke serieuze wetenschapper gaat die uitdaging aan? Niemand natuurlijk. Alleen amateurs hebben de tijd om in alle rust zo’n ruimtekip in elkaar te knutselen en combineren. En die kippen eten weer granen die ook geen zuurstof nodig hebben. Onzin? Wat gezien vanuit de wetenschap amateurs zijn, zijn vanuit de cultuur gezien kunstenaars.
Arjen Mulder
