mens

Mycoplasma is een nogal nare groep bacteriën. Nu blijkt deze zelfs het Human Genome Project te hebben geïnfecteerd...

Digitaal menselijk genoom blijkt geïnfecteerd

3 reacties / Mensheid, Wetenschap / Door / 23 juni 2011

Zelfs onze computers zijn niet meer veilig voor bacteriën. Het menselijk genoom project blijkt vervuild met mycoplasma-DNA. Dit heeft verstrekkende gevolgen.

DNA-vervuiling
Al eerder in 2011 was bekend dat een vijfde deel van de niet-menselijke genoomdatabases vervuild zijn met menselijk DNA, vermoedelijk afkomstig van de onderzoekers zelf.

Mycoplasma is een nogal nare groep bacteriën. Nu blijkt deze zelfs het Human Genome Project te hebben geïnfecteerd...
Mycoplasma is een nogal nare groep bacteriën. Nu blijkt deze zelfs het Human Genome Project te hebben geïnfecteerd...

Naar nu blijkt, is ook het menselijk genoom zelf vervuild geraakt. Bill Langdon van het Uiiversity College London en Matthew Arno van Kings College London zeggen dat ze DNA-sequenties van mycoplasma-bacteriën hebben aangetroffen in de DNA-map van het menselijk genoomproject. Mycoplasma’s behoren tot de kleinste bacteriën bekend. De organismen kunnen alleen bestaan in levende cellen van bijvoorbeeld mensen.

Deze vervuiling heeft verstrekkende gevolgen. Biotechbedrijven gebruiken de menselijk-genoom database om DNA chips te fabriceren die meten welke menselijke genen aanwezig en actief zijn. Langdon en Arno zeggen nu dat ze mycoplasma-DNA hebben aangetroffen in twee commercieel verkrijgbare DNA chips. Iedereen die deze chips gebruikt om de expressie van menselijke genen te meten meet onbewust ook de genexpressie van mycoplasmagenen.

In sommige opzichten is dit geen verrassing. “Het is algemeen bekend dat infecties met mycoplasma’s veel voorkomen in laboratoria die zich bexig houden met moleculaire biologie,” aldus Langdon en Arno.
Met enig geluk zal deze alarmerende ontdekking in het menselijk genoom de belangstelling wekken van onderzoekers.

Worden biologische organismen nu ook computervirussen?
Een zeer belangrijke vraag is uiteraard de aard van deze vorm van informatieoverdracht. Deze mycoplasmagenen zijn duidelijk succesvol in het zichzelf voortplanten in silico. Een mogelijkheid is dat we hier een volkomen nieuw terrein voor mogelijke infecties gaan zien: biologische organismen die in staat zijn zichzelf op de een of andere manier om te zetten in besmettelijke software. Al eerder beschreven we de mogelijkheid dat digitale virussen in de toekomst ook de gezondheid gaan bedreigen via mechanische implantaten.

Hier kunnen genen die zichzelf met succes vermommen als menselijk (of als andere organismen) zich verplaatsen van de ene database naar de andere? Als we dit als virtuele infectie zien, kunnen we onze borst in de nabije toekomst nat maken wat betreft virtuele evolutie.

Hoe zouden we dit probleem kunnen oplossen?
Het besmettingsniveau en de manier waarop het zich verspreidt, suggereert op het eerste gezicht dat onderzoekers de strijd om besmettingen te elimineren aan het verliezen zijn. “We vrezen dat de huidige instrumenten niet in staat zijn genen te onderscheppen die de ‘silicium barrière’ genomen hebben”, aldus de onderzoekers.

Het meest huiveringwekkend van allemaal is dat Langdon en Arno wel eens alleen het topje van de ijsberg kunnen hebben blootgelegd. “Nu we twee verdachte DNA sequenties hebben gevonden, is de kans groot dat het gepubliceerde “menselijke genoom” er meer bevat”, aldus de twee auteurs. Als virtuele infectie echt zo'[n groot probleem is als Arno en Langdon suggereren, zullen we databases met een soort antivirus software moeten uitrusten, een vorm van virtueel immuunsysteem. maar ook it zal een evolutionaire wapenwedloop starten, waarbij vooral genen die het beste in staat zijn de veiligheidseisen te omzeilen zullen overleven.

Aan de andere kant: pas nu is het probleem opgedoken en pas nu kan de tegenaanval worden ingezet. De makkelijkste manier om het menselijk DNA te zuiveren is uiteraard om de uitgangsvoorraad van wat nu bekend is als menselijk DNA, uit te breiden. Gelukkig neemt de rekensnelheid van computers en de snelheid waarmee DNA wordt geanalyseerd elk jaar extreem snel toe. In 2011 kost het ongeveer 50 000 dollar om het volledige DNA van één mens in kaart te brengen[2] en de kostprijs zakt nog steeds extreem snel. Als we van, zeg, tienduizend mensen met voorouders uit totaal verschillende delen van de wereld, het volledige genoom weten, kunnen we alle afwijkende, niet-menselijke genen er op die manier uitfilteren. Gelukkig is de kans vrij klein dat mycoplasma’s vrijwel alle mensen geïnfecteerd hebben (en zo ja, dan is dat pas echt een probleem). Het moet dus in principe mogelijk zijn alle DNA er uit te halen.

Zou het genoom van de mycoplasma-bacterie in zijn geheel in ons DNA zitten?
Er is nog een mogelijkheid waar deze onderzoekers niet aan gedacht hebben. Mogelijk zijn de mycoplasma’s in staat om stukken van hun DNA in het menselijk genoom te injecteren. Of hebben ze dat in het evolutionaire verleden gedaan. Vergeet niet dat mycoplasma’s obligate parasieten zijn. Zonder een levende gastheer kunnen deze mini-bacteriën niet overleven. Ook is het mycoplasma-DNA (M. genitalium scoort minder dan 600 000 baseparen[3]) veel kleiner dan dat van een mens, plm. 3 miljard baseparen. Een koud kunstje om dit genoom ergens in een chromosoom te verstoppen en pop, de bacterie lift mee. Vergeet ook niet dat mycoplasma’s ervan verdacht worden kanker te veroorzaken[5] en beschadigingen in chromosomen veroorzaken[6]. Wat hiermee overeen zou stemmen.

Dit zou niet uniek zijn. Veel virussen beheersen dit kunstje ook. Ongeveer acht procent van ons DNA bestaat uit virussen[4]. De plantenbacterie Agrobacterium tumefaciens, die net als mycoplasma’s in de cellen leeft (en daar bacteriekanker veroorzaakt) wordt vaak gebruikt om vreemde genen in het DNA van planten te injecteren.

En een miljard jaar leven als parasiet is lang. Erg lang. Lang genoeg om een uiterst doortrapte evolutionaire strategie te ontwikkelen…

Bronnen
1. W. B. Langdon, M. J. Arno, More Mouldy Data: Virtual Infection of the Human Genome, Arxiv.org [2011]
2. Mapping a Human Genome, via an eBay Auction, New York Times [2011]
3. Su, Chung J. en Baseman, Joel B., Genome size of Mycoplasma genitalium, Journal of Baxcteriology [1990]
4. UT Arlington genome biologist reports on surprising evolutionary discovery, University of Texas, Arlington [2011]
5. Huang S, Li JY, Wu J, Meng L, Shou CC., Mycoplasma infections and different human carcinomas, World J Gastroenterol. [2001] Apr;7(2):266-9
6. Chernova OA, Volkova EN, Chernov VM, Chromosome aberrations induced by mycoplasma infections in human peripheral blood lymphocytes, Genetika [1996]

Telomeren zijn de witte puntjes op de einden van de chromosomen, die vrijwel al ons DNA bevatten. Kunnen we veroudering stoppen door telomeren te herstellen?

Belangrijke oorzaak veroudering gevonden

20 reacties / Maatschappij, Wetenschap / Door / 14 juni 2011

Onderzoekers ontdekten een nieuw mechanisme voor veroudering. Hun onderzoek geeft inzicht in de manier waarop progerine, een giftig eiwit, te maken heeft met telomeren, de ‘beschermkapjes’ aan het einde van chromosomen. Een veel langer leven komt nu een stuk dichterbij.

Progerine vergiftigt cellen
Het onderzoek is uitgevoerd door door wetenschappers van het Amerikaanse NHGRI (National Human Genome Research Institute), een onderdeel van het National Health Institute.
Bij elke celdeling worden telomeren iets korter. Als ze bijna verdwenen zijn, stopt de cel met delen en sterft. De onderzoekers hebben ontdekt dat korte of niet werkende telomeren de productie van progerine op gang brengen, wat in verband wordt gebracht met celschade door ouderdom. Hoe korter de telomeren worden, hoe meer progerine de cellen produceren.

Progerine is een gemuteeerde vorm van lamine A, een normaal celproteïne. Dit eiwit is gecodeerd in het normale LMNA gen. Lamine A helpt de normale structuur van de celkern te onderhouden. In 2003 ontdekten onderzoekers van het NHGRI dat een mutatie in LMNA de zeer zeldzame ziekte progeria veroorzaakte. Kinderen met progeria (vroeger: Hutchinson-Gilford progeria syndroom) vertonen al op zeer jonge leeftijd ouderdomsverschijnselen, zoals verlies van haar, minder onderhuids vet, aderverkalking en vervormingen in het skelet. Deze kinderen sterven gewoonlijk aan hart- ebn vaataandoeningen in hun tienerjaren.

Onderzoek naar progeria geeft kardinale inzichten in veroudering
“Deze zeldzame ziekte verbinden met het normale verouderingsproces blijkt vruchtbaar op een belangrijke manier,” zei NIH directeur Director Francis S. Collins, M.D., Ph.D., een hoofdauteur van deze publicatie. “Deze studie laat zien dat het bestuderen van zeldzame genetische ziekten als progeria waardevolle biologische inzichten oplevert. Vanaf het begin was ons gevoel al dat progeria ons heel veel kon leren over het normale verouderingsproces en aanwijzingen kon geven over meer algemene biochemische en moleculaire mechanismen.”

Fouten in het overschrijven van DNA in RNA

Telomeren zijn de witte puntjes op de einden van de chromosomen, die vrijwel al ons DNA bevatten. Kunnen we veroudering stoppen door telomeren te herstellen?
Telomeren zijn op deze foto de witte puntjes op de einden van chromosomen. Chromosomen bevatten vrijwel al ons DNA. Kunnen we veroudering stoppen door telomeren te herstellen?

Collins leidde het onderzoek dat eerder leidde tot de ontdekking van de genetische mutatie die verantwoordelijk is voor progeria en verdere vorderingen. Zo is nu veel meer bekend over de biochemische en moleculaire oorzaken van de ziekte. In een studie in 2007 toonden de onderzoekers al aan dat cellen van normale mensen al een kleine hoeveelheid progerine produceren. Zelfs als ze niet de mutatie bij zich dragen. Hoe meer celdelingen, hoe korter de telomeren worden en hoe hoger de productie van progerine. Maar wat zorgde dat de productie van het giftige progerine op gang kwam? De oorzaak lijk te zijn dat het ‘normale eiwit’ lamine A wordt gesplitst, waardoor het giftige progerine ontstaat en hiermee alle tekenen van veroudering. Volgens het onderzoek zorgt de verkorting van telomeren bij elke celdeling er op een nog niet opgehelderde manier voor dat de RNA splitsing fout verloopt.

Telomeren worden steeds korter: de cellulaire doodsklok
RNA is een soort afschrift van het DNA, dat door een ribosoom weer letterlijk wordt vertaald in een eiwit. Als een DNA-gen in een sliert boodschapper-RNA wordt overgekopieerd, worden de stukken onzin-DNA, de introns, overgeslagen. Klaarblijkelijk verandert dit mechanisme door de kortere telomeren en beïnvloedt het de eiwitproductie voor meerdere eiwitten die de celstructuur intact houden. Vooral het messenger-RNA dat codeert voor het eiwit LMNA, waardoor het giftige eiwit progerine wordt gevormd.

Telomerase is een enzym dat telomeren kan verlengen. Zo houden cellen het vermogen om te delen. De studie laat ook zien dat cellen die voortdurend van telomerase worden voorzien, onsterfelijk worden en heel weinig progerine-RNA produceren. De meeste cellen van deze soort zijn kankercellen die continu doorgaan met delen.


Hoe word je onsterfelijk?
De onderzoekers hebben ook laboratoriumtesten uitgevoerd op normale cellen van gezonde individuen, variërend van tien tot 92 jaar oud. Onafhankelijk van leeftijd, bleken cellen die zich vaker deelden meer progerine te produceren en kortere telomeren te hebben. Omgekeerd bleken slecht werkende telomeren onveranderlijk tot meer progerine te leiden. De onderzoekers hebben ook onderzoek gedaan naar de rechtstreekse gevolgen van telomeren op de RNA-afsplitsing. Inderdaad blijkt dat RNA-afsplitsing wordt veranderd door kortere telomeren voor lamine A en een aantal andere genen die enzymen voor de celstructuur produceren. Kortom: wil je onsterfelijk worden, dan zou het wel eens slim kunnen zijn een manier te verzinnen om telomerase in te zetten om de telomeren in cellen tijdelijk te verlengen. Of cellen het signaal te geven tijdelijk telomerase te produceren. Niet permanent; je wilt voorkomen dat zich kankercellen ontwikkelen. In onze geslachtscellen gebeurt dat al. Daardoor kunnen bijvoorbeeld mannen tot op hoge leeftijd zaadcellen produceren.

Misschien dat je hiervoor omgebouwde RNA-virussen kan gebruiken. Deze virussen injecteren niet RNA om de cel mee te infecteren, maar alleen messenger-RNA voor telomerase. Als gevolg hiervan gaat de cel grote hoeveelheden telomerase produceren. Een technisch lastiger alternatief is rechtstreeks telomerase in cellen te injecteren met nanodeeltjes. Ook voor cosmeticafabrikanten is zalf die telomeraseproductie opwekt uiteraard zeer interessant. Ook kunnen enzymen worden gevormd die progerine afbreken. Misschien dat deze als preventieve maatregel in menselijke cellen kunnen worden ingebouwd. Waarschijnlijk zijn er ook andere verouderingsmechanismen, maar dit is de meest dodelijke.

Bronnen
New Clues About Aging: Genetic Splicing Mechanism Triggers Both Premature Aging Syndrome and Normal Cellular Aging, Science Daily (2011)
Kan Cao, Cecilia D. Blair, Dina A. Faddah, Julia E. Kieckhaefer, Michelle Olive, Michael R. Erdos, Elizabeth G. Nabel, Francis S. Collins. Progerin and telomere dysfunction collaborate to trigger cellular senescence in normal human fibroblasts. Journal of Clinical Investigation, 2011 (volledig artikel)

"Tongue of Love 2" door Chidi Okoye laat zien dat liefde ook iets van samensmelten en identificatie in zich meedraagt.

Kan onvoorwaardelijke liefde bestaan?

7 reacties / Filosofie, Visionair leven / Door / 7 juni 2011

Liefde kent doorgaans grenzen, zoals wel blijkt uit het grote aantal echtscheidingen en verbroken relaties. Naar aanleiding van een heftige discussie op Visionair: wat is onvoorwaardelijke liefde, en is het in principe denkbaar dat er iets als onvoorwaardelijke liefde bestaat?

Liefde en het zelf
Liefde is onlosmakelijk verbonden met identiteit, je zelf. Plato stelde dat liefde het herkennen van iets van jezelf in een ander is. Maar liefde gaat verder. Het kan ook het houden van zwakheden in een ander, of juist het bewonderen van een sterk punt zijn. Liefde is dus eerder: de ander beschouwen als jezelf. Daarom kan je pas oprecht liefhebben als je ook om jezelf geeft, en helpt iemand liefhebben ook jezelf lief te hebben. Het is zelfs mogelijk om meer van iemand anders te houden dan jezelf. Er zijn gevallen bekend van mensen die hun leven in de waagschaal zetten of zelfs opofferden om iemand waarom ze meer geven dan om zichzelf, te redden.

Onvoorwaardelijke liefde onmogelijk?

"Tongue of Love 2" door Chidi Okoye laat zien dat liefde ook iets van samensmelten en identificatie in zich meedraagt.
"Tongue of Love 2" door Chidi Okoye laat zien dat liefde ook iets van samensmelten en identificatie in zich meedraagt.

Aan de meeste “onvoorwaardelijke” vormen van liefde zitten voorwaarden. Collega-redacteur Julie verwoordde het als volgt:

Een vader houdt van zijn kind. Maar een vader zegt:” Zolang je onder mijn dak woont, doe je dat volgens mijn regels!”
Vrienden zeggen: “Ik zal er altijd voor je zijn. Je mag me midden in de nacht wakker bellen.” Maar ook: “We verwachten dat we ook op jou kunnen rekenen”.
Geliefden zeggen tegen elkaar:” Ik hou voor altijd met heel mijn hart en ziel van jou”. En ze leggen bij het trouwen ook vast wat een ieder in de relatie inbrengt, mocht de liefde ooit over gaan.
En Jezus zegt: Ik en mijn vader houden onvoorwaardelijk van jullie, maar dan moet je wel doen wat ik jullie zeg.

Als grenzen overschreden worden, of de ongeschreven regels worden overtreden, blijkt de “onvoorwaardelijke” liefde zo onvoorwaardelijk niet meer.

Onvoorwaardelijke wederzijdse liefde kan wel
Het probleem met deze voorbeelden is dat het hier niet om wederzijdse, gelijkwaardige liefde gaat. Als liefde onvoorwaardelijk is, accepteer en bemin je het zelf van je geliefde totaal. Dus ook haar of zijn gevoelens voor jou en voor anderen. Je houdt van wie je geliefde was en wie zij of hij zal worden. Je wil het beste voor haar of hem, dat wil zeggen dat je geliefde zich of haar zelfverwerkelijkt, zich ontwikkelt tot de beste mens die zij of hij kan worden.

Je houdt dus niet alleen van de persoon zoals deze nu is, maar ook in de toekomst. Hierbij hoort ook absolute eerlijkheid ten opzichte van elkaar. Als je namelijk iets verbergt, zal je geliefde daar vroeg of laat achter komen en zich verraden voelen. Aan de andere kant kan openheid ook zeer kwetsend werken, vooral als je elkaar nog niet goed kent. Per saldo is openheid toch beter. het ene geheim lokt de andere leugen uit, tot het vertrouwen totaal aan is getast. Zonder vertrouwen geen liefde, alleen de geperverteerde vorm er van: jaloezie.

 

RNA transcriptase. Virussen maken dit enzym om RNA te vertalen in DNA en zich zo in gastheercellen te verstoppen.

Bacteriën kopiëren menselijke eiwitten over

4 reacties / Wetenschap / Door / 4 juni 2011

Opmerkelijk genoeg blijken antibiotica-resistente bacteriën eiwitten van menselijke gastheren op de een of andere manier over te kunnen kopiëren. Hetzelfde effect doet zich ook voor in dieren als ratten. Wat is hier aan de hand?

Merkwaardige gelijkenis tussen bacterie-eiwit en menselijk eiwit
Van verschillende ziekmakende bacteriën (die tot verschillende bacteriegeslachten horen) is vastgesteld dat hun genen meer dan 95% op elkaar lijken. Dat is abnormaal veel. Gewoonlijk lijken bacteriële eiwitten van die van evolutionair ver van elkaar staande bacteriegeslachten maar twintig tot dertig procent op elkaar. Kleine veranderingen kunnen al een enorme invloed hebben op de bacterie en het ziekmakende vermogen.

RNA transcriptase. Virussen maken dit enzym om RNA te vertalen in DNA en zich zo in gastheercellen te verstoppen.
RNA transcriptase. Virussen maken dit enzym om RNA te vertalen in DNA en zich zo in gastheercellen te verstoppen.

In dit onderzoek richtte onderzoekster Mia Champion de aandacht op o-methyltransferase, omdat dit enzym veel bij meerdere hoog-pathogene bacteriëstammen van Francisella tularensis voorkomt.  Het gen dat o-methyltransferase beschrijft ligt dicht bij  een DNA-eiland waar veel pathologische genen liggen. Verschillende o-methyltransferase subtypes zijn aanwezig in verschillende Francisella tularensis ondersoorten. Verwante eiwitfamilies werden aangetroffen in de zoogdiergastheren en ook in soorten ziekteverwekkende bacteriën die fylogenetsich (dus evolutionair) sterk verschillen van Francisella, zoals mycobacteriën.

De onderzoeksgegevens lijkt te wijzen op een vorm van moleculaire mimicry. Dit verschijnsel is ook in de bacteriën Legionella en Coxiella aangetroffen.

Is evolutie de oorzaak van deze opvallende gelijkenis?
Er zijn enkele mogelijke verklaringen. De eerste, verreweg waarschijnlijkste en ook door de onderzoekster gevolgd, is dat door evolutie de eiwitten in de bacteriën dezelfde bouw hebben gekregen als die in de gastheer. Hoe meer de eiwitten in de bacterie op die van de gastheer lijken, hoe minder agressief het immuunsysteem op de eiwitten zal reageren.Dit is een moleculaire vorm van mimicry. Mimicry komt bij veel soorten voorkomt. Zo zijn er orchideeën waarvan het vruchtbeginsel precies lijkt op een vrouwelijke vlieg, om zo mannelijke vliegen over te halen te paren (en de bloem te bevruchten). Dit is dus verreweg de waarschijnlijkste verklaring, zeker gezien de tientallen miljoenen jaren van co-evolutie tussen gastheer en bacterie.

Worden eiwitten reverse engineered door de bacterie?
Een tweede, erg vergezochte verklaring, die veel verder gaat en in strijd is met de heersende dogma’s in de biochemie, is dat de bacteriën op de een of andere manier in staat zijn de eiwitten te reverse engineeren. In theorie kan het. Eiwitten zijn net als genen strengen. Je zou een eiwit door een enzym aminozuur voor aminozuur kunnen laten afbreken, hier het juiste stuk t-RNA bij laten zoeken, aan de hand daarvan via baseparing een RNA-streng coderen en die met RNA transcriptase vertalen in DNA. Sporen van een dergelijk mechanisme zijn nog nooit gevonden. RNA transcriptase komt alleen bij bepaalde virussen voor. En in de vorm van telomeer RNA transcriptase, waarmee de telomeren, stukjes niet-coderend RNA aan het eind van celchromosomen, worden verlengd. Een nogal verregaande theorie die niet erg waarschijnlijk is. Wel zou dit mechanisme een missing link vormen bij het ontstaan van het vroegste leven, zeker als hier op de een of andere manier RNA transcriptase vormende virussen bij betrokken zijn.

Bronnen
1. Science Daily, Deadly Bacteria May Mimic Human Proteins to Evolve Antibiotic Resistance
2. Mia Champion, Host-Pathogen O-Methyltransferase Similarity and Its Specific Presence in Highly Virulent Strains of Francisella tularensis Suggests Molecular Mimicry, PlosOne (2011)

De Amerikanen testten hun kernwapens uit op het paradijselijke atol Bikini. Dankzij de radioactieve besmetting laten vissers het schitterende koraal met rust.

Herstel duinen en ander natuurgebied door mensen te verbannen

4 reacties / Ideeën en techniek / Door / 21 mei 2011

Het herstel van het duingebied bij Schoorl kost geen miljoenen. Het blijkt namelijk opmerkelijk simpel om een weelderig natuurgebied aan te leggen. Zorg gewoon dat je alle mensen dertig jaar weghoudt uit een bepaald gebied. Een fotogalerij.

De grens tussen Noord- en Zuid-Korea vormt een aaneengesloten weelderig bos van 250 kilometer lang en vier kilometer breed.
De grens tussen Noord- en Zuid-Korea vormt een aaneengesloten weelderig bos van 250 kilometer lang en vier kilometer breed.
De Amerikanen testten hun kernwapens uit op het paradijselijke atol Bikini. Dankzij de radioactieve besmetting laten vissers het schitterende koraal met rust.
De Amerikanen testten hun kernwapens uit op het paradijselijke atol Bikini. Dankzij de radioactieve besmetting laten vissers het schitterende koraal met rust.
Het stadje Tsjernobyl en de radioactieve besmettingszone er omheen zijn veranderd in het rijkste natuurgebied van Europa.
Het stadje Tsjernobyl en de radioactieve besmettingszone er omheen zijn veranderd in het rijkste natuurgebied van Europa.
De zeldzame moeflon komt bijna alleen nog voor op het niemandsland tussen het vrije deel van Cyprus en het door de Turken bezette Noord-Cyprus.
De zeldzame moeflon komt bijna alleen nog voor op het niemandsland tussen het vrije deel van Cyprus en het door de Turken bezette Noord-Cyprus.

Het enige nadeel van deze methode is dat je op deze manier geen heidegebied terugkrijgt.

Wij mensen hebben reeds laten zien uiterst onverantwoordelijk met dodelijke technologie om te springen.

Het wijsheids-slot

12 reacties / Filosofie, Maatschappij, Wetenschap / Door / 18 mei 2011

Er bestaan technologieën en informatie waarvan je liever niet wil dat mensen die daar niet mee om kunnen gaan, er over kunnen beschikken. Denk aan kennis om een atoombom in elkaar te zetten. Zou je deze informatie zo kunnen beveiligen dat alleen mensen die voldoende wijs en intelligent zijn, er bij kunnen? Zouden buitenaardse wezens een vergelijkbare strategie hanteren? Is dat misschien de reden dat we nog geen bezoek hebben?

Wij mensen hebben reeds laten zien uiterst onverantwoordelijk met dodelijke technologie om te springen.
Wij mensen hebben reeds laten zien uiterst onverantwoordelijk met dodelijke technologie om te springen.

Met grote macht komt grote verantwoordelijkheid. Helaas, zo wijst de menselijke geschiedenis uit, wil het bij de bezitters van die macht nog wel eens aan dat verantwoordelijkheidsgevoel ontbreken. Dodelijke technieken worden al snel misbruikt om de meest afschuwelijke massavernietigingswapens te ontwikkelen, denk bijvoorbeeld aan de beide wereldoorlogen. Kortom: beschik je over vergevorderde kennis waarmee veel onheil is aan te richten, dan ligt het voor de hand om te voorkomen dat dit ellende aan kan richten. Voor kleine kinderen is er bijvoorbeeld de kindveilige dop ontwikkeld. Deze dop moet tegelijkertijd ingedrukt en gedraaid worden om hem te openen. Alleen mensen die kunnen lezen kunnen de instructies op de dop lezen. Daardoor is de kans vrij klein dat kleine kinderen er achter komen hoe de dop kan worden geopend. Zouden er veiligheidsdoppen op hoger niveau bestaan?

De uitvinders van de atoombom waren geen domme mensen. Ze wisten exact wat de gevolgen zouden zijn van de ontwikkeling van een wapen, zo dodelijk en zo buiten het voorstellingsvermogen van mensen dat Robert Oppenheimer de Bhagavad Gita aanhaalde: ‘Ik ben de dood geworden, de vernietiger van werelden’. Veel ontwikkelaars van de atoombom, geconfronteerd met de allesvernietigende effecten van het wapen, werden later overtuigde pacifisten. Helaas zijn dictators of andere politici dat niet en zijn zij degenen die uiteindelijk beslissen wat er met een wapen gebeurt. Kortom: je zal een systeem moeten bedenken dat zo goed is dat deze kennis alleen door een vreedzame beschaving wordt ontdekt en toepasbaar is.

Mogelijk kan je gebruik maken van een zeer ingewikkelde versleuteling, die alleen door een computer die krachtig genoeg is verbroken kan worden. Een andere oplossing is de versleuteling te laten bestaan uit een probleem, dat alleen door middel van inzicht is op te lossen. Een inzicht dat garandeert dat de toepasser ervan niet meer de behoefte heeft de kennis op destructieve wijze toe te passen. Zouden buitenaardse wezens er op wachten tot wij dat inzicht opdoen en dan pas contact met ons zoeken? Hindoes geloven dit, waarbij goden de rol spelen van buitenaardse wezens. Alleen een wijze met voldoende inzicht kan de ketenen van maya, versluiering, doorbreken waardoor hij in staat is de ultieme realiteit – met de goddelijke krachten die daarbij horen – te doorzien.

Of staan we er toch helemaal alleen voor, de eerste bewuste kinderen van ons melkwegstelsel, en is aan ons te taak heen te gaan, ons te vermenigvuldigen en de Melkweg eigenhandig te laten bloeien van intelligent leven?  Vragen waarop bij mijn weten nog niemand een antwoord heeft.

“Chimpansees kennen bewustzijn”

1 reactie / Maatschappij, Mensheid, Wetenschap / Door / 4 mei 2011

Chimpansees zijn in staat de gevolgen van hun daden te voorzien, toont een nieuwe studie aan. Tot nu toe werd gedacht dat deze vaardigheid alleen exclusief aan mensen voorbehouden was.

Volgens de onderzoekers maken de bevindingen duidelijk dat de grens tussen mens en dier minder scherp ligt dan tot nu toe gedacht en maakt ook duidelijk hoe het bewustzijn zich evolutionair heeft ontwikkeld.

Eerder onderzoek heeft al aangetoond dat verschillende aapachtigen en dolfijnen in staat zijn zichzelf te herkennen in een spiegel – als ze in de spiegel een rode vlek op hun voorhoofd zagen, probeerden ze deze te verwijderen.
Onduidelijk was echter wat het onderliggende denkproces was. Om deze vraag te beantwoorden voerden ethologen Takaaki Kaneko and Masaki Tomonaga van het Primate Research Institute in het Japanse Kyoto drie experimenten uit met een groep chimpansees.

In het eerste experiment speelden drie vrouwtjes een videospel met een trachball (een soort vaste computermuis) om een van twee cursors te bewegen. De tweede cursor (bedoeld om de chimpansees in verwarring te brengen) herhaalde de bewegingen die de chimpansees enkele ogenblikken daarvoor hadden gemaakt.

Het spelletje eindigde nadat de dieren een doel raakten of de tijd voorbij was. De chiompansees moesten aanwijzen welke cursor ze manipuleerden en kregen een beloning als ze dit correct deden. Dit gebeurde in meer dan 90% van de gevallen. Volgens de onderzoekers bewijst dit dat de chimps duidelijk in staat waren hun cursor te onderscheiden van de verwarrende cursor.

Ook hierna was het nog niet duidelijk of de chimps inderdaad een zelfbewustzijn kenden of domweg goed op visuele prikkels letten, dus werd een tweede experiment ontworpen, waarbij twee testen werden vergeleken. De eerste test was identiek aan het eerste experiment. In de tweede test trok geen van de cursors zich wat aan van het gedrag van de chimps: de eerste cursor herhaalde de bewegingen uit de eerste test, de tweede cursor was een misleidende cursor.

Two pygmy chimpanzees check for fleas at the zoo in Frankfurt/M., western Germany

Als de dieren het wel goed deden op de eerste test maar niet op de tweede, zou dit betekenen dat ze niet op het gedrag van de cursor letten, maar op de vraag of ze de cursor konden controleren. Dit was ook de uitkomst van de proef.

In een laatste proef, waar alleen de slimste chimps aan meededen, werd een tijdvertraging van enkele seconden ingebouwd tussen de trackball en de cursor en werd ook de richting verdraaid. Ook hier bleken de chimpansees toch in staat de door hen bestuurde cursor te onderscheiden van de random cursor.

Mensen niet meer enige soort met bewustzijn?
Al deze resultaten suggereren volgens de wetenschappers dat chimpansees en mensen fundamentele cognitieve processen delen en zich een individu voelen. Met andere woorden: onze superioriteitsgevoelens ten opzichte van niet-menselijke soorten zijn in ieder geval wat betreft chimpansees misplaatst. Ook chimpansees kennen een rudimentaire vorm van bewustzijn.

Reden te meer om dierproeven op chimpansees zo niet te verbieden, dan toch wel aan zeer strenge eisen te laten voldoen.

Bronnen
COSMOS Magazine
PNAS B (embargo tot 6/5, helaas)

Verklaart een puntmutatie in een enkel gen de snelle sprong in hersenmassa tussen Australopithecus en Homo ergaster?

Grote hersenen door één enkele mutatie

5 reacties / Maatschappij, Nederland, Wetenschap / Door / 29 april 2011

Een verandering in één enkel gen verklaart waarom onze hersenschors zo enorm groot is, en dus waarom we zo veel slimmer zijn dan apen. Dat blijkt uit onderzoek van de Yale School of Medicine.

Verklaart een puntmutatie in een enkel gen de snelle sprong in hersenmassa tussen Australopithecus en Homo ergaster?
Verklaart een puntmutatie in een enkel gen de snelle sprong in hersenmassa tussen Australopithecus en Homo ergaster?

Wij mensen dragen allen genen van meerdere erfelijke ziekten. Elk gen komt dubbel voor (heeft twee allelen, zegt een bioloog). De meeste genen die erfelijke ziekten veroorzaken zijn recessief: ze worden alleen actief als er geen dominante variant van het gen aanwezig is. Eén van deze genen is centrosomaal NDE1, dat de ernstigste vorm van microcefalie (extreem kleine hersenen) veroorzaakt. In Turkije, Saoedi-Arabië en Pakistan wordt veel binnen de familie getrouwd, waardoor de kans groot is dat zeldzame recessieve genen als NDE1 bij elkaar komen. Dat is gebeurd bij Turkse(1), Saoedische(2) en Pakistaanse(1) families. De kinderen in deze families hebben hersenen die tien keer zo klein zijn als normale hersens. Wat ook opvallend is, is dat de grote hersenen en vooral de hersenschors extreem klein is.

Bij al deze families werd vastgesteld dat het om hetzelfde gen ging. Onderzoekers denken hierom dat de eerste mensachtige ook door een enkele mutatie in dit gen veel grotere hersens heeft gekregen. Deze eerste echte mens, de echte Adam (of Eva) moet een nogal eenzaam bestaan hebben gehad. Hij of zij moet een enorme voorsprong hebben gehad wat betreft plannen en vooruitdenken, wat er vermoedelijk toe leidde dat zijn of haar afstammelingen zich al snel tot nieuwe succesvolle hominide soort hebben kunnen ontwikkelen. Inderdaad vindt er in de menselijke evolutie een raadselachtige, plotselinge sprong plaats van de ontwikkeling tot een mensachtige hersengrootte. Homo habilis heeft bijna twee keer zoveel hersens als zijn onmiddellijke voorganger, Australopithecus afarensis.

Bronnen
1. M. Bakircioglu et al., The Essential Role of Centrosomal NDE1 in Human Cerebral Cortex Neurogenesis. American Journal of Human Genetics (2011)
2. S. Alkuraya et al., Human Mutations in the NDE1 Cause Extreme Microcephaly with Lissencephaly. American Society of Human Genetics (2011)
3. Science Daily

Uitvinder Jonathan Liow met de SolarBall

Drie liter drinkwater per dag op zonne-energie

4 reacties / Ideeën en techniek, Mensheid / Door / 23 maart 2011

Met een simpele, maar baanbrekende uitvinding is uitvinder Jonathan Liow er in geslaagd om een zeer netelig probleem in onder andere dorpen zonder schoon drinkwater en vluchtelingenkampen op te lossen.

Er vallen ieder jaar vijf miljoen doden door vervuild drinkwater.

Uitvinder Jonathan Liow met de SolarBall
Uitvinder Jonathan Liow met de SolarBall

Dit krijgt weinig aandacht in de media omdat uitgedroogde kindertjes een stuk minder mediageniek zijn dan kruisraketten en brallende dictators, maar dit is verreweg de grootste humanitaire ramp in de wereld.

De uitvinding van Jonathan Liow, de SolarBall, is zowel simpel als baanbrekend. Een grote transparante bol verzamelt zonne-energie waardoor het water verdampt. Het gedestilleerde water drupt naar beneden en kan worden afgetapt en gedronken. Drie liter water is wat een volwassen mens per dag nodig heeft in een woestijnklimaat.

De bol is vervaardigd van het zeer sterke polycarbonaat. Door de eenvoudige constructie is de bol robuust en kan eenvoudig worden vervaardigd.

Als de negenhonderd miljoen mensen die op dit moment een gebrek aan schoon drinkwater hebben, alle een SolarBall zouden bezitten – iets wat niet meer dan enkele tientjes per persoon zou kosten – zou dit miljoenen levens per jaar redden.

Misschien iets om over na te denken als weer eens de zoveelste politicus op televisie verrukt kraait over het redden van mensenlevens, door peperdure straaljagers explosieve eitjes te laten leggen…

Bron/meer informatie
ABC Australia

Abraham Maslow onderscheidde vijf niveaus in zijn piramide van behoeften.

Een wereld met alleen geluk: kan dat?

7 reacties / Filosofie, Ideeën en techniek / Door / 17 maart 2011

Stel je voor, je wordt wakker in een wereld waarin iedereen gelukkig is. Iedereen zou rekening houden met elkaar en begrip voor elkaar opbrengen. Is een dergelijke wereld denkbaar of per definitie onmogelijk?

De droom van een ideale wereld is al zo oud als de mensheid. Een oud ideaal – een wereld zonder gebrek, hebben we in rijke landen als Nederland zestig jaar geleden al bereikt en is ook in het grootste deel van de wereld nu steeds meer realiteit. Niemand hoeft hier van de honger om te komen, al blijkt uit de noodzaak van voedselbanken dat de overheidsbureaucratie niet in staat is om iedereen op tijd aan een redelijk bestaan te helpen. Jezus en andere denkers als Boeddha spraken al over ideale werelden waarin verlichte mensen wonen die het beste met elkaar voorhebben. Kleine groepen mensen brengen deze droom al in praktijk: een gelukkig getrouwd echtpaar bijvoorbeeld. Zou dit ook op grotere schaal kunnen? Kunnen we een wereld creëren waar iedereen domweg gelukkig is?

Menselijke behoeften en de piramide van Maslov
Deze vraag is lastiger te beantwoorden dan het lijkt. Geluk bestaat namelijk in verschillende bewustzijnsniveaus. Zo is er het geluk van een volle maag en een het geluk van veiligheid.

Abraham Maslow onderscheidde vijf niveaus in zijn piramide van behoeften.
Abraham Maslow onderscheidde vijf niveaus in zijn piramide van behoeften.

Ook geaccepteerd worden door een groep of een aantrekkelijke seksuele partner is een bron van veel geluk. Op een nog hoger bewustzijnsniveau bestaat er het geluk van voldoende intellectuele uitdagingen, leuk zinnig werk (waardoor je in een toestand van flow raakt) en een leven dat zin heeft door bijvoorbeeld een geloof of een bepaalde visionaire overtuiging: existentieel geluk dus.

De humanistische psycholoog Abraham Maslov, mogelijk geïnspireerd door de Griekse denker Epicurus,  veronderstelde dat deze geluksniveaus hiërarchisch geordend zijn: pas als een lager geluksniveau bereikt is, ontstaat een hoger geluksgevoel. Opmerkelijk genoeg blijkt dit niet altijd zo te zijn. Heel veel mensen rapporteren geluk zonder dat ze bijvoorbeeld een gevierd lid van de maatschappij zijn of een aantrekkelijke seksuele partner hebben. Anderen voelen zich diep ongelukkig terwijl ze alles hebben wat hun hartje begeert. Eén van de beroemdste voorbeelden uit de geschiedenis is prins Siddharta Gautama, de grondlegger van het boeddhisme die zijn luxe leven vaarwel zegde om het vraagstuk van het lijden op te lossen. (Hij deed dit door alle begeerte uit te bannen).

Geluksgevoel hangt boven een bestaansminimum niet veel van welvaart af
Uit onderzoek blijkt dat Maslov tot op zekere hoogte gelijk heeft. Mensen in zeer arme landen zijn veel minder gelukkig dan mensen in rijke landen en hun mate van geluk stijgt naar mate hun rijkdom toeneemt. Hier zit echter een bovengrens aan: ongeveer het niveau waarbij iedereen voldoende voedsel, onderdak en bestaanszekerheid heeft. Daarboven gaan andere behoeften een rol spelen.

Dankbaarheid: niet in de piramide van Maslov, wel erg belangrijk
Belangrijker is dankbaarheid: het vermogen om te genieten van wat je hebt of at je meemaakt en dat te waarderen als geschenk. Uit onderzoek blijkt dat het geluksgevoel met 25% stijgt door dankbaar te zijn met wat je hebt (1). Voel je je beroerd, ga dus niet naar het winkelcentrum of slijmen bij je baas om opslag te krijgen: geniet van de kleine dingen om je heen. Zowel Jezus als Boeddha hebben het in feite over dankbaarheid.
Ook van veel carrieremensen hoor je vaak dat ze gelukkiger waren toen ze nog van een uitkering leefden. Blijkbaar weegt het extra geld van een drukke baan (waar niet altijd veel van overblijft) niet op tegen dat van de relatieve vrijheid van iemand met een uitkering. Wel klagen veel uitkeringsgerechtigden over de leegheid en uitzichtloosheid van hun bestaan. Ook is de overheid de laatste jaren bezig om mensen met een uitkering aan het werk te krijgen, vaak kwaadschiks. Afgunst daarentegen maakt daarentegen ongelukkig. Wel worden afgunstige mensen sneller rijk. Wil je als politicus dat de economie in je land snel groeit, dan moet je de afgunst flink stimuleren.

Flow als bron van geluk
Uit diverse onderzoeken komt naar voren dat als mensen in hun werk een ideaal evenwicht bereiken tussen prikkel en capaciteit, ze in een toestand van flow belanden. Het begrip flow is geïntroduceerd door de Hongaarse psycholoog Mihaly Csíkszentmihályi. Ze gaan dan helemaal op in waar ze mee bezig zijn. Zijn ze eenmaal in flow, dan kunnen ze bergen verzetten en voelen ze zich gelukkig . Op de een of andere manier lijkt de mens dus inderdaad “gemaakt” om te werken. Wel moet dit werk dan uitdagend zijn en meegroeien met de capaciteiten van de werkende. Aan dat laatste mankeert het nogal eens, wat er toe leidt dat veel mensen in hun baan opbranden. Het wordt kortom tijd dat we de economie aan gaan passen aan de mens in plaats van, zoals nu, de mens aan de economie.

Bronnen
1. Journal of Personality and Social Psychology