Waarom Hebben Geen Dieren Wielen?

{h1}

De meeste menselijke technologieën hebben analogen in de natuur. Maar waarom zijn geen wielen - onze meest bruikbare uitvinding van allemaal - ooit geëvolueerd?

Van de magnetische passerassen van migrerende ganzen en dolfijn-sonar tot beverdammen en mierlandbouw, groeiden de meeste ingenieuze dingen die we mensen hebben uitgevonden miljoenen jaren eerder op in de natuur, via het langzaam maar gestaag proces van evolutie. Waarom niet het wiel?

Dieren fladderen, fladderen, drijven, rennen, lopen en springen. Ze zwemmen, schuiven, schaatsen, oscilleren, glijden en peddelen. Af en toe kruipen ze zelfs op in ballen en kronkelen ze hals over kop. Maar geen enkel dier rolt rond op een roterend lichaamsdeel: een biologisch wiel.

Het feit lijkt nog schokkender wanneer men de relatieve eenvoud van wielen in vergelijking met ogen beschouwt. Terwijl een oog een hoornvlies, pupil, lens, netvlies, fovea, optische schijf en optische zenuw bevat, elk gebouwd met gespecialiseerde cellen en allemaal perfect moet functioneren om een ​​normaal zicht te verlenen, bestaat een wiel uit niets meer dan een cilinder die vrij ronddraait rond een vaste as. En toch is het oog herhaaldelijk opgekomen in Kingdom Animalia, terwijl wielmotoriek niet één keer verscheen.

De uitleg neemt ons mee naar de kern van hoe evolutie werkt.

Ondanks de complexiteit van het oog weet het te evolueren omdat elke vooruitgang in zijn ontwikkeling enig voordeel biedt. Ten eerste wordt een wezen geboren met een mutant stukje lichtgevoelige cellen op het oppervlak, waardoor het duidelijk wordt waar de zon is. Gedurende duizenden jaren, in de afstammelingen van het schepsel, zakt die patch weg om de voering van een gat te worden, die de richting van binnenkomend licht beter kan waarnemen. Via verdere mutaties verandert het gat in een holte met een kleine opening - de pupil - waardoor een pinhole camera-achtig systeem ontstaat. Geleidelijk vult de holte zich met vloeistof en worden extra onderdelen vastgehecht om inkomend licht, zoals de lens en het hoornvlies, beter te kunnen focussen. Van begin tot eind kan een volledig oog evolueren in zo weinig als 400.000 jaar, hebben evolutionaire biologen geschat.

Het wiel is daarentegen een onherleidbaar complex systeem: het moet perfect werken om überhaupt te werken. Als wielen en assen niet-cirkelvormig zijn, slecht passen of de verkeerde relatieve diameters hebben, draaien ze eenvoudigweg niet. Het uitgekiende timmerwerk dat nodig is om wiel-en assystemen te modelleren verklaart waarom mensen het niet lukten om ze uit te vinden tot de bronstijd, toen we al metaallegeringen vormden, kanalen en zeilboten bouwden en zelfs harpen en andere complexe muziekinstrumenten ontwierpen. [Waarom het zo lang duurde om het wiel te vinden]

Evolutie kan alleen lichaamsdelen in fasen opbouwen, maar omdat een rudimentair, niet-roterend proto-wiel geen enkel voordeel biedt aan een dier, is het proces van wielontwikkeling voorbestemd om nooit te beginnen. "Het wiel is misschien een van die gevallen waarin de technische oplossing duidelijk zichtbaar is, maar toch onbereikbaar in de evolutie omdat het de andere kant van een diepe vallei ligt", verklaarde de evolutionaire bioloog Richard Dawkins in een klassiek artikel uit 1996 over de gebrek aan biowielen in de natuur, gepubliceerd in The Sunday Times.

Overweeg tot slot dit: zelfs als een dier een plotselinge sprong over dat dal kon maken en zichzelf in het bezit zou kunnen stellen van de genetische blauwdruk voor een perfect paar wielen, hoe zou het dan zelfs groeien? Om vrij te draaien, kunnen wielen niet worden bevestigd aan de assen die de rest van het lichaam ondersteunen. Dus, zonder bevestigingspunten, hoe zouden levende wielen voedingsstoffen ontvangen en afval verdrijven? Zoals Dawkins zei: "Het probleem van het leveren van een vrij draaiend orgaan met bloedvaten (om nog maar te zwijgen van zenuwen) die zich niet in knopen bindt, is te levendig om te hoeven spellen!"

Volg Natalie Wolchover op Twitter @nattyover of Life's Little Mysteries @llmysteries. We zijn ook op Facebook & Google+.


Video Supplement: Waarom zijn schildpadden zo langzaam? | Het Klokhuis.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com