Columns:
Magie van de wetenschap
Jeroen Bakkers
Ontwikkelingsbiologie
Dr. ir. J.P.W.M. (Jeroen) Bakkers is verbonden aan het Hubrecht Instituut van de KNAW in Utrecht.
In het kader van het tweehonderdjarig bestaan van de KNAW ben ik gevraagd om uiteen te zetten wat voor mij nu de magie van de wetenschap is. Kort gezegd denk ik dat dit voor mij vooral bestaat uit verwondering hoe mooi de natuur in elkaar steekt. Door de wetenschap wordt de werkelijkheid grotendeels ontdaan van de magische dimensies die we voorheen niet goed begrepen. De magie maakt plaats voor bewondering omdat we leren inzien hoe iets werkt.
Alvorens hierop verder te gaan, zal ik mijzelf kort voorstellen. Ik ben als wetenschapper verbonden aan het Hubrecht Instituut van de KNAW in Utrecht waar ik bestudeer hoe het hart zich vormt tijdens de embryonale ontwikkeling. Een embryo ontwikkelt zich uit een bevruchte eicel in een geheel volmaakt individu compleet met armen en benen, een voor- en achterkant en organen die de boel draaiend houden. Wat mij fascineert is hoe dit kan ontstaan. Dit lijkt in eerste instantie vooral magie. Wanneer je verder gaat kijken en ontdekken hoe het werkelijk zit, kom je tot de conclusie dat het helemaal geen magie is, maar juist een perfecte organisatie kent. Het lijkt eerst allemaal wel of de vorming van een vis, muis of mens uit een eicel onbegrijpelijk en ingewikkeld is, maar als je dan goed gaat kijken zie je plotseling dat het fascinerend mooi in elkaar zit.
Bekijk hier een fimpje over de ontwikkeling van een zebravisembryo gezien door de microscoop. (wmv)
Film begint 45 minuten na bevruchting van de eicel en stopt 18 uur later. Op dat moment zijn de ogen, hersenen en wervels al duidelijk te zien.
Een goed voorbeeld zijn de experimenten gedaan door Hilde Mangold en Hans Spemann waarbij ze zich afvroegen hoe uit een klompje cellen (het embryo) een mooi kikkervisje kan ontstaan. Ze namen een aantal cellen weg uit het ene eitje en plaatsten die terug in een ander eitje. Hieruit ontstond een kikkervisje met twee lichamen (een soort Siamese tweeling). Dat leek magie, maar nu weten we dat de cellen die door Mangold en Spemann in het andere eitje geplaatst werden, een aantal signalen maken die ervoor zorgen dat alle cellen eromheen mee gaan helpen om een kikkervislichaam te maken.
Een ander mooi voorbeeld is de waarneming, gedaan door Peter Simon Pallas in 1766, dat wanneer een platworm in kleine stukjes gesneden wordt, deze afzonderlijke stukjes allemaal weer een worm vormen met een kop en staart. Dat lijkt magie, maar veel later heeft men gevonden dat er zogenoemde stamcellen zitten in de worm. Stamcellen zijn cellen die nog niet gedifferentieerd zijn en zodoende nadat ze zich vermenigvuldigd hebben, bij kunnen dragen aan alle weefsels. Ze zitten overal in de worm en als ze in zo’n afgesneden stukje zitten zorgen die stamcellen ervoor dat er weer een kop en een staart gemaakt wordt. Helaas hebben wij zulke stamcellen niet meer want een verloren hand of been groeit niet meer aan.
Klik op de afbeelding voor een vergroting
De fascinatie is vooral hoe we dat wat we van de natuur leren kunnen gebruiken voor allerlei (medische) toepassingen. Als we goed begrijpen hoe zo’n worm zichzelf herstelt, kunnen we hopelijk ooit beschadigde organen en lichaamsdelen van onszelf weer herstellen.
Dit leren van de natuur en het toepassen van het geleerde ervan vinden zeker niet alleen in de medische wetenschap plaats. Neem als mooi voorbeeld de Spaanse architect Antoni Gaudi. Hij was gefascineerd door de natuur en gebruikte wat hij hierin zag voor de ontwerpen van zijn meesterlijke gebouwen. Zo inspireerden de vorm en de structuur van de oleanderstengel hem tot het ontwerpen van de pilaren van zijn meesterwerk, de Sagrada Familia in Barcelona.
Er valt nog heel erg veel te ontdekken, dus de magie van de wetenschap zal er nog wel heel lang zijn. Het uitpluizen van wat eerst veel op magie lijkt, maar later toch verklaarbaar is, geeft een geweldig gevoel. Ik hoop dan ook dat dit anderen inspireert om verder te gaan ontdekken wat er achter die magie zit.