New Location!

Since a couple of weeks, this blog has moved to a new location.
https://evolutionarystories.wordpress.com/

I hope to see you there!

Homo Ignoramus

A Reflection on Possible Creationist Speciation

One of the criticisms on evolutionary theory is that evolution cannot account for the arrival of new species. Yes, species can change over time (this has been observed), but one species cannot turn into a new species. Unfortunately for the creationists, new species do arise. This process, speciation, is being studied and new insights are published on almost a daily basis.

Beetle Penises
The most important factor in the origin of species is the establishment of reproductive barriers. These barriers come in all kinds of shapes and flavors. For example, two populatios of the Madeiran Storm-petrel breed on the same islands, but at different times. So, they are isolated from each other in time. If they continue to show this particular behavior, they will diverge and in time (no pun intended) become different species. You can find the original study here.
Another form of reproductive isolation is mechanical, the key does not fit the lock. This phenomenon is common in beetles. On the picture below, you can see a beetle penis (not John Lennon, another kind of beetle...) decorated with beautiful spikes and other frills. It only fits into female beetles of its own species. Isn't that romantic!

A Beetle Penis

Cultural Barriers
It is also possible that certain individuals display a behavior that is only attractive to males or females from a particular group. For instance, some birds have to sing a specific song to attract mates. But let's get hypothetical now (I almost wrote physical). What if a certain belief system determines whether you can find a partner. Let's say you have to believe that everything was created and did not come about by purely natural processes. If your partner thinks otherwise, he or she will be dumped. So, this behavior will create a cultural reproductive barrier and over time these populations may evolve into different species. An isolated creationist community can in theory develop into another human species, Homo ignoramus, and by doing so, providing evidence for the evolutionary process they so viciously fight. Wouldn't that be wonderfully ironic...?!

The Evolution is Homo ignoramus (featuring Ken Ham)

The Sad Story of the Alaotra Grebe

A reflection on the extinction of a Grebe and ending on a positive note

Ever heard of the Alaotra Grebe (Tachybaptus rufolavatus)? This small bird lives on the remote island of Madagascar. Or lived,  I should say, because it went extinct a few decades ago. The disappearance of this species is due to a combination of factors, such as poaching and the introduction of predatory fish.

Only known picutre of a wild Alaotra Grebe

But another factor that contributed to the extinction of this grebe was hybridization with the African Little Grebe (T. ruficollis). Extensive interbreeding between these species was described by Voous and Payne (1965). Given that hybridization often leads to the exchange of genetic material between species (a process known as introgression), maybe some part of the Little Grebes' genome is Alaotra Grebe DNA. So, this extinct bird species might still live on in the gene pool of his close relatives.

Artistic impression of the Alaotra Grebe

References
Voous, K. & Payne, B.G. (1965) The Grebes of Madagascar. Ardea, 53:9-31.

Three Grebe-species from Madagascar (from Voous & Payne 1965).

WEET: Een Magazine voor en door de Onwetenden

Door mijn vorige post over de argumenten van creationistische evolutiebioloog Ruben Jorritsma ontdekte ik toevallig het magazine WEET. Dit is een Christelijk tijdschrift dat wetenschappelijk nieuws brengt vanuit een Bijbels perspectief (over een contradictie gesproken!). Via de website kon je een gratis proefnummer bestellen. Dus heb ik dat maar gedaan en vandaag zat het magazine in de bus. Enkele artikels worden goed gebracht, aangezien ze niet in strijd zijn met het geloof. Maar toch staan er enkele tenenkrommende stukjes tekst in. Een overzicht.

p.13 Update in mensenevolutie
In dit artikel worden enkele recente ontwikkelingen omtrent de menselijke evolutie uit de doeken gedaan. Er worden drie ontdekkingen behandeld: de Neanderthaler, Pygmeestammen in Afrika en de Flores-mens. Over de Neanderthaler is men eerlijk. Nieuwe C-14-dateringsmethoden en DNA-analyses tonen aan dat Neanderthalers vroeger zijn uitgestorven dan gedacht en dat er kruisingen hebben plaatsgevonden tussen de moderne mens en de Neanderthaler waardoor we nu nog stukjes Neanderthaler-DNA in ons genoom vinden. Niets op aan te merken dus, maar dan...

In Afrika zijn twee pygmeestammen ontdekt die hun kleine gestalte te danken hebben aan verschillende mutaties. Een mooi voorbeeld van convergente evolutie. In het magazine wordt het zo voorgesteld: "Volgens onderzoekers heeft deze 'evolutiestap' (in feite een vorm van degeneratie) dus twee keer onafhankelijk van elkaar plaatsgevonden." Dit is een verwijzing naar het boek van creationist Peter Scheele (lid van de redactie trouwens) waarin evolutie wordt gezien als degeneratie. Wat natuurlijk niet waar is. Maar het wordt nog erger! Men vraagt zich af waarom deze stammen zo klein blijven. De onderzoekers denken dat het kleine gestalte een voordeel oplevert in het regenwoud, anders moesten ze zich steeds bukken. WEET legt uit: "Dit proces heet Lamarckse evolutie." Ten eerste is het Lamarckiaanse evolutie en ten tweede is dit een foute interpretatie. Het originele artikel zegt helemaal niets over Lamarckiaanse processen ("These results support longstanding anthropological hypotheses that small body size confers an important selective advantage for human rainforest hunter-gatherers.")

Leden van een Afrikaanse Pygmeestam

Het derde stukje tekst behandelt het debat over de Flores-mens, een kleine mensachtige waarvan fossielen ontdekt zijn op het eiland Flores. Er zijn twee hypothesen: (1) het is een kleine mensensoort die op het eiland ontstaan is, of (2) het is een persoon met Downsyndroom. Dit debat is nog volop bezig en er is nog geen consensus bereikt. Maar in het magazine wordt de hypothese die het best bij hun zienswijze past gevolgd: "Nu blijkt namelijk [...] dat de Flores-mens helemaal geen ontbrekende schakel is, maar een persoon met het syndroom van Down." De hypothese wordt dus voorgesteld als waarheid, wat nog niet het geval is. Verder is de Flores-mens nooit als ontbrekende schakel (of missing link) gezien. Het is mogelijk een zijtakje van de menselijke evolutieboom.

De Flores-mens

p.36-37 Ouderdom van de maan
Dit artikel behandelt het maanstofargument van de creationisten. Dit argument stelt dat er de laag stof op de maan te dun is als de maan miljoenen jaren oud is. In de jaren 90 werd dit argument zowaar door twee creationistische wetenschappers (contradictio in terminis) weerlegd. Zij berekenden dat de dunne stoflaag op de maan perfect verklaard kan worden als je uitgaat van een oude maan. Maar dit artikel bespreekt enkele nieuwe ontwikkelingen (namelijk een studie van Prof. Brian O'Brien) die het maanstofargument nieuw leven zouden inblazen. Ik heb de studie opgezocht en nergens wordt er een woord geschreven over de cijfers die in WEET gepresenteerd worden (namelijk dat er een stoflaag van 3 tot 4,5 kilometer zou zijn). Dus het maanstofargument kan terug in de kast om verder stof te verzamelen...

Te weinig stof op de maan?

p. 49 Bewijs voor de massale uitsterving?
In de rubriek " Vraag en Weet" worden lezersvragen beantwoord. Eentje gaat over het bewijs voor de massale extinctie 65 miljoen jaar geleden door een meteorietinslag. Hoe sterk is dit bewijs? WEET vermeldt twee feiten: (1) de krater in Mexico en (2) de afzettingen in de aardlagen. Deze feiten kunnen (volgens de schrijver) op twee manieren verklaard worden. Een meteorietinslag gevolgd door een tsunami of een wereldwijde vloed. "[W]elke bril je op hebt bepaalt hoe je de feiten interpreteert." Ze vergeten wel te vermelden dat een Bijbelse bril geflankeerd wordt door enorme oogkleppen. Want deze twee feiten zijn slechts enkele waarnemingen die de massa-extinctie bewijzen. Denk bijvoorbeeld aan de vele fossielen of dunne sedimentlaag van Chromium isotopen die veel voorkomen op meteorieten. Ook het tijdstip (65 miljoen jaar geleden) wordt in twijfel getrokken want "er waren toen immers geen wetenschappers bij om dit waar te nemen." 
Het is positief dat lezersvragen beantwoord worden, maar doe het dan tenminste eerlijk!

God is geen wetenschap!
Wetenschap heeft een naturalistische methodologie, wat wil zeggen dat wetenschappers enkel onderzoek doen naar natuurlijke processen en geen uitspraak doen over bovennatuurlijke fenomenen. God (of elk ander bovennatuurlijk wezen) heeft dan ook geen plek in de wetenschap. Een leuke anecdote die dit illustreert is het moment waarop de wiskundige Laplace zijn werk aan Napoleon presenteerde. Laplace beschreef het zonnestelsel aan de hand van wiskundige formules, waarop de Franse keizer vroeg waarom God niet vermeld werd. Laplace antwoordde: "I had no need of that hypothesis. (maar dan in het Frans)" Wetenschappers proberen dus niet om het bestaan van God te ontkrachten, maar om de natuur te verklaren zonder de uitleg "God did it." In WEET wordt er desalniettemin meermaals verwezen naar God. 

p. 5 "Er is er maar Een die werkelijk alle kennis heeft. Dat is God. Laten we ons daarom maar aan Zijn regels houden."
p.27 "Iedere zorgvuldig uitgevoerde stap in het proces [metamorfose van vlinder] toont daarbij de wijsheid en macht van de Schepper."
p. 31 "Een sterk staaltje ontwerp!" (over de menselijk voet)
p. 48 "Er is maar een oplossing: het Evangelie." (over de fascinatie voor het kwade)

Het is zeker niet slecht dat wetenschappelijk onderzoek het brede publiek bereikt, maar WEET is zeker geen optie. Het buigt bepaalde ontdekkigen zo om dat ze binnen het Christelijk dogma vallen. Dit is geen wetenschap. Ik heb mijn proefnummer nu gehad en ik denk niet dat ik een abonnement zal nemen...

Recent werd het misleidend karakter van WEET nog aangekaart in het Reformatorisch Dagblad. Gevolgd een reactie van redacteur Jan Rein de Wit, die de onwetendheid (en arrogantie) van de creationisten hiermee nogmaals in de verf zet.

Een Creationistische Evolutiebioloog?!

Uitzonderlijk zal deze post in het Nederlands zijn. Vorige week kwam ik toevallig een lezing op Youtube tegen getiteld "Biologische Argumenten voor Evolutie." Op zich niet zo speciaal, maar wel als je weet dat deze lezing plaatsvond op een creationistisch congres... Degene die de lezing geeft (Ruben Jorritsma) is student aan de Universiteit van Wageningen, waar ik momenteel aan mijn PhD werk. Hij stelt zichzelf voor als evolutiebioloog, maar blijkt toch een creationistisch wereldbeeld te hebben. Raar! Waarom zou je iets gaan studeren waarvan je op voorhand al weet dat je het niet zal aanvaarden?

In het filmpje bespreekt hij enkele sterke argumenten voor de evolutietheorie en "weerlegt" ze vervolgens. Ik zal zijn argumenten kort bespreken en vervolgens weerleggen, want zoals steeds zijn het typische voorbeelden van de creationistische werkwijze, zoals cherry-picking, quote-mining en verkeerde interpretaties. De argumenten van Ruben Jorritsma zal ik op deze manier weergeven.

1. Geobserveerde biologische veranderingen
Over het eerste argument kan ik heel kort zijn, want creationisten hebben geen problemen met de veranderingen in soorten die ze kunnen waarnemen. Het kan zelfs opgenomen worden in een creationistisch ontstaansmodel. Hierover is dus geen discussie meer.

2. Biogeografie
Dit vind ik persoonlijk één van de sterkste argumenten voor de evolutietheorie. Alle organismen komen voor op precies de plek waar je ze verwacht op basis van evolutionaire processen. In de lezing wordt het bekende voorbeeld van de Darwin-vinken gegeven. Deze vogels zijn terug te vinden op de Galapagos-eilanden en stammen af van een gemeenschappelijke voorouder die ooit de overtocht vanuit Zuid-Amerika maakte. Jorritsma heeft hier ook geen probleem mee, maar zegt dat de verspreiding van soorten enkel geldt voor lage taxonomische niveaus. Hij zegt dat dit argument nooit gemaakt kan worden voor bijvoorbeeld families. Dit is fout! Het bekendste voorbeeld zijn de buideldieren. Deze groep komt enkel voor op het zuidelijk halfrond (met uitzondering van de oppossums, die via Panama Noord-Amerika bereikt hebben). Hun verspreiding kan enkel verklaard worden vanuit een evolutionair oogpunt. Sterker nog, in combinatie met genetische data en fossielen wordt het verhaal nog mooier. We vinden buideldieren terug in Zuid-Amerika en Australië. Op basis van moleculaire gegevens weten we dat de gemeenschappelijke voorouder ongeveer 40 miljoen jaar geleden leefde, toen Antarctica nog een brug vormde tussen Zuid-Amerika en Australië. Op basis van deze kennis, verwacht je dat er fossielen van buideldieren terug te vinden zijn op Antarctica in grondlagen van ongeveer 40 miljoen jaar oud. En deze fossielen zijn inderdaad gevonden!

Evolutie van Buideldieren

3. Universele Eigenschappen
LUCA (Last Universal Common Ancestor) is ook wat waar creationisten blijkbaar een probleem mee hebben. Op basis van de kenmerken die alle bekende organismen delen, zoals DNA, RNA en celmembranen, kan men LUCA reconstrueren. Dus LUCA wordt bepaald door deze universele kenmerken. En wat zijn universele kenmerken? Wel, die kenmerken die we terugvinden in LUCA. Een cirkelredenering, zo stelt Jorritsma. En dat klopt inderdaad, maar is dit een probleem voor de evolutietheorie? Absoluut niet. Want hij gaat voorbij aan een belangrijk gevolg van deze kenmerken, namelijk de geneste structuur. Naarmate je door de levensboom klimt, kom je steeds kleinere groepen tegen die kenmerken delen. Laten we beginnen bij LUCA. Terwijl we door de boom klimmen, zien we plots organismen met een celkern. Deze groep staat bekend als de eukaryoten. Wat verder merken we dat het leven meercellig geworden is en weer wat verder ontwikkelen de eerste organen zich. Als we ver genoeg doorklauteren, dan komen we uit bij een groep organismen die warmbloedig zijn, hun jongen zogen met melk en beharing hebben: de zoogdieren! Wat ik hier schets, is de geneste structuur die we terugvinden in de natuur. De taxonomische indeling van het leven is hier trouwens op gebaseerd. De positie van LUCA en welke de universele kenmerken zijn, heeft geen invloed op deze structuur. LUCA als cirkelredering is dus een non-argument.

De levensboom met enkele belangrijke kenmerken

4. Volgorde van Fossielen
Dit blijkt een moeilijk gegeven te zijn voor creationisten. Want alle fossielen liggen inderdaad mooi op de verwachte volgorde. Daarom dat Jorritsma er één aspect uitpikt: Precambrische Konijnen. Dit argument is gebaseerd op een uitspraak van J.B.S. Haldane, die stelde dat de evolutietheorie makkelijk weerlegt kan worden als er één fossiel gevonden wordt op de verkeerde plek. Bijvoorbeeld, een fossiel konijn in het Precambrium (toen er nog geen gewervelden waren). Dus zijn creationisten naarstig op zoek naar fossielen op de verkeerde plek.
Jorritsma zegt de volgorde van fossielen geen voorspelling of predictie maar een postdictie is, aangezien het fossielenbestand reeds bekend was in Darwins tijd. Dit is gewoonweg niet waar. In Darwins tijd waren er bijvoorbeeld nog geen fossielen bekend van walvissen en de merendeel van menselijke fossielen werd pas later ontdekt. Heel wat fossielen zijn trouwens gevonden door de logica van de evolutietheorie te volgen (zie hierboven: fossiele buideldieren).
Vervolgens worden er in de lezing verschillende "Precambrische Konijnen" besproken. Het eerste voorbeeld bespreekt vooral een mismatch tussen schattingen gebaseerd op moleculaire data en fossielen. Jorritsma doet het voorkomen alsof wetenschappers hun data zo bewerken dat alles met elkaar overeenstemt. Hij heeft blijkbaar weinig gelezen rond het gebruik van moleculaire klokken. Deze methode is nog steeds vrij controversieel omdat het calibreren zeer moeilijk kan zijn. DNA muteert namelijk niet aan een constante snelheid door diverse factoren, zoals drift en selectie. Daarom dat men voortdurend moleculaire klokken calibreert aan de hand van fossielen. Recent dit nog gedaan voor de mens met behulp van DNA uit een 45,000 jaar oud fossiel. Hierdoor is het dus perfect mogelijk dat bepaalde schattingen in de evolutie veranderen. Dat is eigen aan wetenschap: het gebruiken van nieuwe kennis. In het voorbeeld van het vogelbekdier en de miereneter werd de gemeenschappelijk voorouder geschat op 50 miljoen jaar geleden. De ontdekking van het fossiel Teinolophos bracht deze datum terug tot 120 miljoen jaar. Toegegeven, een grote sprong. Maar ondertussen zijn er nog fossielen gevonden die net wat jonger zijn (in geologische termen), zoals Kollikodon (100 miljoen jaar geleden). Er is ondertussen dus een mooie reeks fossiele tussenvormen, die in de lezing (bewust?) niet vermeld worden.
Er wordt ook een voorbeeld gegeven van vogelafdrukken die zogezegd van voor het ontstaan van de vogels afkomstig zijn. Maar (in tegenstelling tot de vorige voorbeelden) wordt er geen referentie gegeven. Na wat zoekwerk heb ik het originele artikel kunnen vinden. Hierin worden de afdrukken gedateerd op het Trias, een periode voor de evolutie van vogels. De auteurs geven eerlijk toe dat men nog niet weet welk organisme deze pootafdrukken gemaakt heeft en denken aan een theropode met vogelachtige kenmerken. Maar in 2013 zijn de fossielen opnieuw gedateerd. Dit keer blijken ze wel degelijk overeen te komen met de evolutie van de vogels (namelijk in het Eoceen). Deze ontdekking leidde tot het terugtrekken van het originele artikel. Dit alles wordt (bewust?) niet vermeld in de lezing.

Een Precambrisch Konijn

5. Tussenvormen
Het voorbeeld dat hier besproken wordt, is de overgang van tetrapoden ("viervoeters") van het water naar het land. Hiervan is een zeer mooie fossiele reeks bekend, met onder andere Tiktaalik. De fossielen werden allemaal gevonden in aardlagen van 350 à 370 miljoen jaar geleden, in precies de juiste volgorde. Een sterk argument voor evolutie? Ook volgens Jorritsma, totdat hij fossiele pootafdrukken tegenkwam uit een veel oudere periode (zo'n 400 miljoen jaar geleden). Hierdoor moet de transitie naar het land misschien opnieuw gedateerd worden. Op zich is hier niets mis mee, het is perfect mogelijk dat tetrapoden vroeger dan men tot nu toe dacht reeds de overgang naar het land maakten. De fossiele pootafdrukken vertonen overigens geen tekenen van lichamen die over de grond sleepten, wat er mogelijk op wijst dat deze dieren in ondiep water dreven terwijl zij zich met hun poten voortbewogen. Maar de redenering die Jorritsma dan maakt, is foutief. Hij stelt dat "die volgorde [van de bekende fossielen] volledig toeval bleek." De vondst van oudere fossielen doet helemaal niets af aan de volgorde van de bekende fossiele reeks. Dit is een strategie die creationisten graag gebruiken. Zij vinden één detail wat (voorlopig) niet verklaard kan worden en stellen vervolgens dat de hele theorie (of in dit geval fossiele reeks) foutief is. Daarnaast worden er geen andere tussenvormen vermeld, terwijl deze veelvuldig aanwezig zijn in het fossiele bestand. Denk bijvoorbeeld aan de walvissen (zie figuur hieronder).

Evolutie van Walvissen

6. Dom Ontwerp
Tenslotte bespreekt Jorritsma één van mijn favoriete argumenten voor de evolutietheorie, namelijk onintelligent design. Wanneer je bepaalde lichaamsdelen in detail bestudeert, dan blijken daar altijd wel enkele foutjes in te zitten of zijn de structuren niet optimaal ontworpen. Hoe kan het dat een intelligent ontwerper zulke fouten kan maken? Vanuit evolutionair oogpunt is dit makkelijk te verklaren. Evolutie werkt met hetgeen dat beschikbaar is en soms leidt dit tot suboptimale oplossingen. Een mooi voorbeeld is een zenuw die vanuit de hersenen rond de aorta naar de tong loopt. Dit is een serieuze omweg, zeker als je een lange nek hebt zoals bijvoorbeeld een giraf. Waarom loopt deze zenuw niet rechtstreeks naar de tong? Dit kan verklaard worden wanneer men rekening houdt met de evolutionaire geschiedenis van zoogdieren. Deze delen namelijk een gemeenschappelijk voorouder met vissen, die diverse kieuwbogen hebben. Deze kieuwbogen of kieuwspleten hebben doorheen de evolutie nieuwe functies aangenomen. En één van de gevolgen hiervan is dat de tongzenuw nu een omweg moet maken. (Op deze blog vind je een uitgebreide bespreking van de evolutie van kiewspleten.)
Het voorbeeld dat in de lezing besproken wordt, is het menselijke oog. Dit vertoont inderdaad enkele tekenen van slecht ontwerp, zoals de ligging van bloedvaten vóór de lichtreceptoren waardoor we heel wat visuele informatie verliezen. Maar wanneer we beter naar het oog kijken, dan zien we dat het toch zeer slim ontworpen is! Dat is het argument van de creationisten. Jorritsma verwijst hier naar de ligging van Müller cellen, die door de opbouw van het oog op de juiste plek liggen. Door te focussen op een detail dat wel duidt op goed ontwerp, wordt de aandacht weggetrokken van alle tekenen van dom ontwerp. Een listige tactiek. Verder wordt er niet vermeld dat het oog van de octopus veel beter en ingenieuzer in elkaar steekt dan het onze. Waarom zou een schepper ons met een minderwaardig oog toedienen in vergelijking met een weekdier? Zoals ik hierboven reeds aangaf, dit alles is perfect te begrijpen wanneer we de evolutionaire geschiedenis van de mens en de octopus mee in rekening brengen. Beiden hebben het oog via een andere weg ontwikkeld en toevallig is de uitkomst van de octopus net wat beter dan de onze.

Vergelijking tussen het oog van de mens en de octopus

Hoewel het geen slechte poging was om enkele argumenten van de evolutietheorie onderuit te halen, blijkt weer maar eens dat het speldenprikjes zijn, niet meer dan dat. Ik heb al diverse discussies gehad met creationisten en telkens komen dezelfde (reeds weerlegde) argumenten terug. Af en toe komen ze met wat nieuws op de proppen, maar niet veel later is er wel één of andere evolutiebioloog die de tijd vindt om het argument te weerleggen. Hoe je het ook draait of keer, evolutie is een feit en daar zal niet meteen iets aan veranderen. We weten nog niet precies hoe het allemaal precies werkt (daarom wordt er ook nog steeds onderzoek gedaan), maar dat het leven geëvolueerd is daar twijfelt geen enkele wetenschapper aan.

Cartoon! The Creationist Workplace

I have had this cartoon in my mind for some time now. Finally, I found the time to put it on paper. Enjoy!

The (Missing) Link Between the English League Cup and Charles Darwin

A short reflection on football and Darwinian history

Big shock in the English League Cup this week: Manchester United suffered a humiliating defeat (4-0) against Milton Keynes, a club from the third division. But my eye was caught by a more obscure result, Leicester City (newcomer in the Premier League this season) lost 0-1 against Shrewsbury Town (playing in the fourth division!). The only goal of the match was scored by Andy Magan.

Why did this match trigger my senses? Because Shrewsbury is the birthplace of none other than Charles Darwin! Here is a short paragraph from 'The Darwin Family and their Plants at The Mount in Shrewsbury' by Peter Boyd (2006):

"Charles Darwin was born in Shrewsbury on 12th February 1809. His birthplace was a house called 'The Mount' that was built by his father, Dr Robert Darwin, in an elevated position overlooking the town. Charles spent his childhood in Shrewsbury but left it to attend university from 1825-1831 and for his voyage on 'The Beagle' 1831-1836. However, Shrewsbury remained his home and it was Shrewsbury and his family to which he returned between terms from university and after his great voyage. Although he spent most of the rest of his life living in London and Kent, he continued to visit Shrewsbury until his father's death in 1848 and, much later, on a memorable occasion in 1869 - three years after the death of his sister Susan in 1866 and the subsequent sale of The Mount."

Darwin's Birthplace: The Mount in Shewsbury

Unfortunately, Darwin never saw Shrewsbury Town in action, because the club was founded 4 years after his death. I wonder if old Charles would have enjoyed a good game of football...?

The Marvelous Evolution of Brain Size

A reflection on the brain size of the Leader

I am a big fan of Marvel comics. In the Hulk franchise there is a character known as the Leader (Samuel Sterns). This bad guy got bombarded with gamma radiation, which resulted in a super-sized brain and superior intelligence. But is it biologically possible to live with a brain of this size?

When we look at the human fossil record, it is clear that there is an increase in brain size. The early hominids, such as Australopithecus and Paranthropus, have a cranial capacity of about 400 to 500 cc. The first members of our own genus Homo show a quick increase in brain size from 600 (H. habilis) to 800 cc (H. ergaster). Modern humans are endowed with a cranial volume of 1200 cc on average. Men have a slightly higher capacity compared to women, but I won't go into this (precarious) issue.

But have we reached a limit or can human brain size still increase to take the proportions of the leader? Research shows that this is improbable, the size of the brain is limited by the energy intake of an organism. The brain is a very active organ and requires a huge energy input. There appears to be a linear relationship between energetic cost and number of neurons. So, in principle, the brain could increase in size by adding more space between the neurons but keeping the number of neurons constant. However, this would probably not result in an increase in intelligence. So, it might be feasible to get a brain size similar to the Leader, but without the consequent increase in intelligence.

Is the Leader unrealistic? No, because he obviously extracts the needed energy input for his enormous brain from the gamma radiation! So...says...the Leader!

The End of Evolutionary Theory is Nigh, because Dragons are Real...

A reflection on another creationist failure

Evolution can be refuted very easily by one observation: just find one fossil in the wrong place. The famous J.B.S. Haldane formulated it nicely as discovering "fossil rabbits in the Precambrium". And, guess what, this has never happened! All the fossils that have been found are at the right place, and in the right rocks. For example, nobody has ever found a human fossil next to a dinosaur fossil, because they lived millions of years apart.

But now, one creationist by the name of Darek Isaacs, has found the way to (as he puts it) "demolish the theory of evolution." In his book, Dragons or Dinosaurs he argues that there is evidence that humans and dinosaurs lived side by side. And this undoubtely confirms the truth of the Bible. Another victory for ignorance...

Here is the cover of the book and the abstract:

Dragon legends are found in nearly every culture around the globe. They have been thought to be myths. Yet, mysteriously, these dragons sound a lot like the other giant scaled reptiles, dinosaurs. Could they be one and the same? Surprisingly enough, the answer to this question is a powerful truth that confirms biblical authority and demolishes the theory of evolution. This book brings forth many new theories and evidence that are sure to fascinate the reader.

Science on Youtube!

A collection of great Youtube videos

As part of my PhD, I am also obliged to assist in certain courses. Today, one of those courses (Ecological Methods 2) ended with a day filled with student presentations. The students can choose between a classic powerpoint or a Youtube video to present their results. And the groups that choose the latter will be supervised by me or Fred de Boer (the course coordinator). And here are the results from last year and this year! Just click on the links and enjoy.

2013

• Beetles
• Bees
• Coots
• Woodlice

2014

• Earthworms (under construction)
• Ladybugs
• Moths
• Rubbish
• Ticks and abiotic factors
• Ticks and mice (under construction)

Why Balkan Priests Need Some Basic Statistics

A reflection on statistics and the ignorance of Balkan priests

One of the first lessons you learn in a basic statistics course is that "a correlation is not necessary a causation". When you find a significant relationship between two variables, it does not automatically entail that there is a causal connection between the two. For instance, researchers found a significant relation between the number of storks nesting in the city and the number of babies born in the city. Is this evidence for the Stork Theory? Do storks deliver babies? Not really, a third variable caused the seeming relation between storks and nests. It turned out that the city under investigation (Copenhagen, Denmark) expanded which resulted in more nesting places for the storks and more people (and babies) in the city.

Now why this statistical lesson? It seems that religious leaders in the Balkan have not quite grasped the concepts of correlation and causation which I just illustrated. Several church leaders have claimed that the recent floods in the Balkan where a "divine punishment" for the Eurovision contest victory of Conchita Wurst. One of the leaders, Patriarch Amfilohije, said that "God sent the rains as a reminder that people should not join the wild side." So, these priests see a direct causation between the floods and the victory of Conchita Wurst? I guess basic statistics (let alone science) is part of the religious education of these priests...

Species Spotlight: Pheasant-tailed Jacana

The bird in this Species Spotlight wasn't really selected at random. I came across its generic name (Hydrophasianus) during my work. It means "water pheasant", so I was curious to see what this birds looks like. And it turns out to be a beauty!

So, here is the Pheasant-tailed Jacana (Hydrophasianus chirurgus)!

As you can derive from its name, this bird belongs to the Jacana-family. These waterbirds are quite special because of their breeding system, in which a female has multiple males (polyandry).

Hanging the Monkey

A reflection on the monkey hangers of Hartlepool

While reading the book The Accidental Species by Henry Gee, I came across an interesting story. During the Napoleonic wars, a French ship was wrecked of the coast of Hartlepool. The only survivor was a monkey, supposedly wearing a French uniform as amusement for the crew. The people of Hartlepool captured the monkey and held a trial on the beach. They had never seen a Frenchman or a monkey, and because the monkey was unable to answer any of their questions, he was seen as a French spy. The animal was being found guilty, sentenced to death and hanged on the beach.

Drawing of the Hartlepool Monkey

An alternative theory is that it was not a monkey, but a young boy. In those times the term powder-monkey was used for children on warships that prepared the cannons with gunpowder.

Mixing Coca Cola and Milk: What Happens?

A reflection on simple chemistry

Here is a fun experiment you can do at home. Take a bottle of Coca Cola and add some milk. Wait for a while and you will get a strange mixture in the bottle. The bottom is covered by a snot-like substance, while the remaining liquid becomes transparent. What is happening here?

Because I have a (short) history as a chemistry teacher, I wanted to find out what reaction is taking place. And it turns out to be quite simple. The phosphoric acid in the Coca Cola reacts with a protein in milk called casein. The phosphoric acid molecules attach to the protein and become more dense. That is why they sink to the bottom and form a snot-like substance. You can trigger the same reaction if you mix milk with other acidic liquids, such as vinegar or lemon juice.

Mannelijke onderzoekers bezorgen muizen stress

I also write articles for the Dutch popular science website scientias.nl. Today I send in an article based on a paper that appeared today in Nature Methods. Unfortunately, the editor of the site (a sweet lady named Caroline) already wrote a piece on it. Since I put some work (not too much though) in it, I will publish it here. It is, however, in Dutch, but I guess most visitors of this blog are Belgian or Dutch.

Mannelijke onderzoekers veroorzaken stress bij knaagdieren

Ratten en muizen vertonen verhoogde stress wanneer zij gehanteerd worden door mannen in vergelijking met vrouwen. Dit kan mogelijk onderzoeksresultaten beïnvloeden.

Knaagdieren voelen minder pijn als zij door mannelijke onderzoekers gehanteerd worden in vergelijking met vrouwelijke onderzoekers. Een team rond Jeffrey Mogil (McGill University) kwam tot deze verrassende conclusie tijdens experimenten naar pijn bij knaagdieren. Muizen en ratten kregen een injectie in de enkel, waarna het ervaren pijnniveau aan de hand van de gezichtsexpressie van de muis (zogenaamde mouse grimace scale) bepaald werd. De resultaten lieten zien dat de pijnrespons 40% minder was wanneer er een man in de kamer was in vergelijking met een vrouw. Het experiment werd uitgebreid en het bleek dat hetzelfde effect opgewekt werd door een T-shirt dat gedragen de vorige nacht door een man werd. Ook de geur van mannelijke oksels resulteerde in een daling in pijnrespons.

Stress

De auteurs ontdekten dat de mannelijke stimuli geen directe invloed uitoefenden op de pijnrespons van de muizen en ratten. De dieren hadden verhoogde concentraties van het stresshormoon corticosterone in hun bloed. Dit duidt aan dat stress de pijnrespons tijdelijk onderdrukte. Niet enkel mensen veroorzaakten dit effect, ook de aanwezigheid van mannelijke dieren, zoals hamsters, ratten, katten en honden zorgde voor een toename in stress. Mogil geeft aan dat alle experimenten erop wijzen dat blootstelling aan mannelijke stimuli stress veroorzaakt bij muizen. Daarenboven blijkt deze vorm van stress veel sterker in vergelijking met andere vormen.

Gevolgen

Deze ontdekking is niet zo maar een curiositeit, aangezien deze stressrespons een belangrijke invloed kan hebben op resultaten van andere studies. Een analyse van een oudere studie (pijn veroorzaakt door heet water) toonde aan dat muizen die getest werden door mannelijke onderzoekers een lagere gevoeligheid voor pijn vertoonden. Hoe moeten onderzoekers nu omgaan met deze onverwachte factor? “Eén optie”, grapt Mogil, is alle mannen ontslaan, of zorgen dat er altijd een vrouw aanwezig is.” Een andere mogelijkheid is het melden van het geslacht van de onderzoeker in publicaties. Op die manier kan deze factor in de statistische analyses opgenomen worden.

Bronmateriaal

Sorge, R. E. et al. Nature Meth. http://dx.doi.org/10.1038/nmeth.2935 (2014).

Species Spotlight: Forest Robin

Time to put another bird in the Species Spotlight. 

An African species popped up: Forest Robin (Stiphrornis erythrothorax). This small passerine is the only species in the genus Stiphrornis. Its taxonomic position is not entirely clear, but generally you can find it in the Muscicapidae, the family comprising Chats and Old World Flycatchers. Most taxonomists consider it a single species, but some recommend to split it into five species (now subspecies). 

Do Lobsters Feel Pain?

A reflection on pain reception of invertebrates

Big riot in Belgium today. The television station VIER showed how chef Piet Huysentruyt threw a live lobster on the grill after slicing it in half and tearing its limbs off. Here is the clip in Dutch (well, West-Vlaams...).

This raises a question that biologists have been looking at for years: Do lobsters feel pain? There does not seem to be a consensus on this issue at the moment. A quick literature search shows that opinions vary.

Robert Elwood, Stuart Barr and Lynsey Patterson (Queens University, Northern Ireland) reviewed studies specifically aimed at welfare concerns in invertebrates and concluded "some animals show a cognitive ability that is comparable with that of some vertebrates". Hence, some invertebrates might feel pain. In another review, however, Lauritz Somme (University of Oslo, Norway) states that "most invertebrates probably are unable to feel pain".

The difficulty in assessing whether invertebrates (including lobsters) feel pain boils down (pun intended) to the issue whether they also experience the pain, mostly called suffering. The problem is that suffering is a private and emotional experience. It is not possible to quantify such a (possible) emotional state. One cannot simply ask a lobster if the water if too hot.

A completely different question is if this should be shown on television. Honestly, I see no real problem. If one can look at documentaries where lions kill a little zebra, one should be able to watch a lobster being cooked... But that is just my opinion.

Species Spotlight: Hoopoe Starling

A nice coincidence for this Species Spotlight. My previous post was about a giant extinct swan, and now another extinct species was randomly chosen. 

Introducing the Hoopoe Starling (Fregilupus varius)! It was discovered in 1699 and first described by the Dutch naturalist Pieter Boddaert in 1783. This 30-cm long bird was endemic to the Island of Réunion. It could be found in swamp forests and montainous coastal regions.

Illustration of the Hoopoe Starling based on a specimen from Paris

The Hoopoe Starling became extinct in the 1830s (the last specimen was shot in 1837) because of a combination of factors: the introduction of rats on the island , the introduction of another bird species (Common Myna) to combat locusts, and hunting. Apparantly it was very tasty because it fed on coffee berries. 

An Extinct Giant Swan

A reflection on islands animals

Islands can do strange things to animals: large ones shrink (insular dwarfism) while little ones suddenly grow (insular gigantism). There are numerous examples of both phenomena, but I came across a case that interests me more because it relates to my study subject: waterfowl. 

On Sicily and Malta there lived a giant swan, known as Cygnus falconeri, with a total length (bill to tail) of more than two meters and a wing span over three meters. The nice thing is that is lived next to dwarf elephants. Imagine that, a giant swan accompanied by a dwarf elephant. How things have changed...

How One Man Changed Our Atmosphere

A reflection on the atmospheric legacy of Thomas Midley

Before photosynthesis evolved, our atmosphere was oxygen-free. When photosynthetic microorganisms started producing oxygen as a  waste product, it was first removed from the atmosphere by reduced minerals, mostly iron. This led to the deposition of banded iron formations. Later, the Great Oxygenation Event (about 2.3 billion years ago) added oxygen to the Earth's atmosphere. This series of events shows how a group of organisms dramatically changed the composition of the atmosphere. Quite impressive, right? Not if you compare it to the work of an American chemist...

Banded Iron Formation

Thomas Midley Jr. was born in Beaver Falls, Pennsylvania on the 18th of May 1889. He produced two products that have greatly altered the atmosphere. In 1923, he discovered that the addition of Tetraethyllead (TEL) prevents the "knocking" of internal combustion engines. The addition of TEL to gasoline has led to the release of large quantities of lead into the atmosphere with detrimental effects on human health. He also developed the first chlorofluorocarbons (CFCs). Three decades after his death, it became clear that CFCs deplete atmospheric ozone, leading to the well-known hole in the ozone-layer. All in all, this one man is (indirectly) responsible for increased lead concentrations in the atmosphere and the hole in the ozone-layer. Now that is impressive!

Thomas Midley Jr.

In addition, his death in 1944 is equally dramatic. Having contracted polio, he devised a system of strings and pulleys to help others lift him from the bed. Unfortunately, he became entangled in the ropes and died of strangulation.