Michael Richardson. stony records. of peace. Culinaire Chemie met. Lesbos. The evolution. of evolution

Oktober 2013  jaargang 9

The evolution

of peace

Opleidingen Bio-Farmaceutische Wetenschappen | Biologie | LST | MST

Culinaire Chemie met

Michael Richardson

EVOLUTIE

Uitgave van de faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen

#1

Lesbos’

stony records

of evolution

2  ORIGIN # 1

jaargang 9, oktober 2013

NIEUWS

inhoud #1 Grote Europese subsidie voor virtueel scheikundelab Hoogleraar theoretische chemie Geert-Jan Kroes krijgt een prestigieuze Advanced Grant van de European Research Council (ERC). Met de bijbehorende 2,5 miljoen euro wil Kroes nauwkeurig modelleren hoe gasmoleculen reageren op metaaloppervlakken. Met die fundamentele kennis kunnen veel chemische stoffen efficiënter geproduceerd worden.‘Computermodellering kan een dieper inzicht geven: waaróm reageren moleculen op een bepaalde manier met elkaar. En het is goedkoper. Door de computer in te zetten, kunnen we dure experimenten achterwege laten.’ Aldus, Geert-Jan Kroes.

Koningin Máxima opent ­gerenoveerde tropische kassen Hortus Koningin Máxima opende 4 september onder grote belangstelling het gerenoveerde tropische kassencomplex in de Hortus botanicus Leiden. De kassen zijn dankzij deze renovatie nog geschikter voor het doen van wetenschappelijk onderzoek.

Officiële opening paramagnetische NMR-faciliteit De nieuwe Leidse paramagnetische Nuclear Magnetic Resonance (paraNMR)faciliteit is op woensdag 11 september officieel geopend. De faciliteit biedt externe gebruikers, zowel nationaal als internationaal, expertise op het zeer geavanceerde terrein van paraNMR-onderzoek.

Ig Nobel

De eerste editie van de Nacht van Kunst en Kennis was met 4.000 bezoekers een groot succes. Publiekstrekkers waren onder anderen Leidse fysici die het publiek verrasten met testjes en prikkelende lezingen. De finale van IgNobel 24/7 speelde zich af tijdens het evenement ‘Nacht van de Kunst en Kennis’ De finalisten legden in 24 seconden hun werk uit en gaven vervolgens een samenvatting van 7 woorden. Winnaar was de jonge Leidse fysicus Wessel Valkenburg met zijn ultrakorte lezing ‘Wij in ons heelal’. Hij versloeg onder andere evolutiebioloog Menno Schilthuizen en caberatier Youp van ’t Hek, in 2012 Cultural Professor aan de TU Delft.

Special:

The evolution of peace  4

Why do chimpanzees have a tendency to fight, while bonobos would rather give a cuddle? Psychologist Steven Pinker and primatologist Frans de Waal pose some theories and hypothesize to which primate we can relate our own species best.

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden 

3

The Evolution of Peace 4 Boom van Verscheidenheid; het ­afscheidssymposium van Rinny Kooi 9  studenten: Crises in Biology (of Evolution and the Tree of Life) 10 bètavraagbaak: Hoe is onze identiteit ontstaan?  14 centrefold: Theatrical adaptations 16  Instituten: Cellulair zelfmoordnetwerk ontrafeld 18  Interactive teaching at the Tonaji Medical College in Wuhan, China 20  culinaire chemie: M ­ ichael Richardson 29  boekrecensie: Darwin volgens Kooi 27  on the origin of : Lesbos' stony records of evolution 28 C olumn: Next Generation Bionics 30  agenda colofon volgende nummer : 31 special:

Alles evolueert

Culinary Chemistry:

Fotoreportage

Michael Richardson  22

Lesbos’ stony records of evolution  28

Professors are people too. Get to know them a little better by joining them at the dinner table! In this issue, professor of zoology Michael Richardson cooks for us. Read all about his affection for everything retro and venomous.

How could we learn about the flora that preceded our times? While we cannot hop in a time machine turn back the clock twenty million years, we can do the next best thing: study well-preserved artefacts like the petrified forest on the Greek island of Lesbos.

Zijn mensen gestopt met evolueren? Daar valt wat voor te zeggen. Met steeds betere medicijnen en therapieën zijn steeds meer afwijkingen en zwaktes niet langer levensbedreigend. Als individu pluk ik daar zelf de vruchten van. Dankzij mijn bril kan ik auto’s veel beter ontwijken en zonder alle standaard vaccinaties was ik wellicht nooit ouder dan drie geworden. Daarmee is de nodige selectiedruk tegen mijn zwaktes wel zo’n beetje opgeheven. Toch geloof ik niet dat de evolutie voor Homo sapiens een afgesloten hoofdstuk is. Zo lees je in de special (p. 4) dat we relatief recentelijk nog evolueerden tot een vredelievender soort. Wie zegt dat we daarmee gestopt zijn? En is cybernetica misschien ook evolutie te noemen (p. 30)? Zelfs de Origin ‘evolueert’. Zoals je ziet hebben we onszelf een fris nieuw jasje aangemeten, waarin we onszelf verder kunnen ontwikkelen. Die ontwikkelingen ga ik nauwgezet volgen, maar niet als hoofdredacteur. Vanaf volgend nummer neemt Linda Poppe die taak van mij over. Binnenkort zal zij de volgende stap in de evolutie van Origin vakkundig coördineren en aan jullie introduceren. Veel leesplezier in mijn laatste nummer!

Carlos de Lannoy Hoofdredacteur Origin Magazine Student Universiteit van Amsterdam Limnology and Oceanography, MSc

SPECIAL

4  ORIGIN # 3

jaargang 9, oktober 2013

Auteurs: Linda Poppe Student Universiteit Leiden Biology, MSc

Dwayne van der Klugt Student Universiteit Leiden Biology & Science Based Business www.linkedin.nl/in/dpvanderklugt @dpvanderklugt

 

“In a nutshell” Can we be peaceful? A question people have often asked themselves is: can we be peaceful? Looking at our relatives, the chimpanzee and bonobo, we find that aggression has been a useful trait when necessary. While bonobos are a peaceful species often called ‘hippies’, chimpanzees fight for limited territory. And so have humans. History shows us that we too have been violent ever since prehistory. Continue reading to find out what has driven us to change. Was it our peaceful nature, or perhaps something completely different?

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden 

5

Almost everyone shows signs of violence one time or the other., through the course of history we have gotten better at containing ourselves, says psychologist and cognitive scientist Steven Pinker. His book ‘The Better Angels of Our Nature’ has spurred us to think about the evolution of something we seem to strive for: peace. What can we learn from our animal relatives about our innate drive for destruction? And what chances do we have of truly becoming a peace-loving species? continuously developing more advanced weaponry to crush each other’s skulls with. Are we truly the serene entities we would love to be? And what were we like before? And are animals really the simple-minded, sometimes murderous creatures we think they are? To answer these questions, we shall first pay some attention to our relatives. As most of us know, apes are close ancestors of us, Homo sapiens. Within this group, two species are noted as the closest relatives to humans: chimpanzees and bonobos. Both species look very much alike and because of this, it was not until 1929 that the bonobos were identified as separate species. Since then, both species’ social behavior have been studied closely. The differences found between them are astonishing.

Chimpanzees Until only a few decades ago, man was presumed to be the guardian of the Earth and therefore superior to all other life forms. Animals were subject to all kinds of instincts, which were considered primal and therefore sins for mankind. Lunatics, foreigners and villains of all sorts were eagerly called savages. Nowadays we know better. Mankind has developed itself using exactly the same mechanism as all other animals and no creature can be called better or worse than the other. Abandoning this clear distinction gives us the opportunity to finally rid ourselves of some other peculiar assumptions about sins. Most people now know that sins like lust, sloth and greed have uses and should not be condemned. But we haven’t managed to rid ourselves of all the assumptions. Some are quite tenacious. For instance, the slaughtering of prey or enemies is still considered something controlled by instincts. We humans have our morals to avoid murderous scenes like that. Or perhaps that distinction between man and animal is not easily made either? We are living in a relatively peaceful era, but we are

Killing your own species with strategically planned attacks to conquer new territory. It sounds very unlikely that an animal is capable of showing this kind of behavior, isn’t it? Think again. In a recent study, led by J. Mitani from the University of Michigan it was found that chimps wage war against each other about land ownership. For long, it had been known that chimps kill chimp individuals of other social groups, but it was thought that chimp males did so to conquer new females. As the research showed, male chimps were very unlikely to recruit females of other groups as their mates when they attacked such a group. In fact, they were much more likely to give these females a beating. If they encountered a male of another social group, it had a high chance of being killed. This chance increased when the encounter took place near a bordering territory on which precious fruit trees could be found. Thus, the researchers conclu-





6  ORIGIN # 3

jaargang 9, oktober 2013

ded that chimps actually waged war about land. To successfully conquer a new area, chimps must bond within a group and cooperate. Sometimes, chimps even work together with total strangers to take over a new territory. Jane Goodall was the first to witness a violent encounter between groups of chimps. In 1974 she saw a group of chimps invading an adjacent territory and assassinate a lone male chimp. it was not just a kill, because the group of chimps knew their victim; they used to belong to the same social group. This kind of political killing has been observed often since then. In his book ‘Our Inner Ape’, renowned primatologist and ethologist Frans de Waal describes a political kill even within one social group of chimps held in captivity. How did chimps develop such violent behaviour? Scientists believe that it has to do with resources. Chimps have always had a lot of competition for their food, not only from other social group of chimps, but also from gorillas. Because of food scarcity, scientists believe that aggressive behaviour was their best option to secure food. But what happens if there are enough resources? Does violence disappear?

Bonobos

Bonobos and chimps are thought to have a close common ancestor species. The population of this ancestor species split up into two geographically divided groups, possibly by the formation of the Congo river. One group had to deal with stiff competition from each other and species like gorillas over limited resources and became, as noted before, chimpanzees. The other group did not have a lot of competition and never had to deal with food scarcity. This group would eventually become the modern day bonobo.

Bonobos (Pan paniscus, red) and chimpanzees (Pan troglodytes, other colours), have a recent common ancestor. The formation of the river Congo may have marked the divergence of the two species. Is food scarcity north of the river Congo the reason for the chimp’s more violent nature? ginable when one considers their close relation with chimps. Upon encountering a different social group, bonobos start grooming each other and have sexual interaction. Sex is often used by bonobos to resolve their conflicts. Consequently, sexual interaction takes place between all the individuals within a group, with the exception of mothers and sons. Females interact the most and it helps to seal the tight bond between the females in a group. This strong female bond is the backbone of every bonobo group, as the females are the dominant sex.

Early man

Were we more like the chimpanzees or the bonobos? What early man was like remains shrouded in a veil of time. Little evidence is left. When we look at our more recent history, we can easily conclude that we fight for many reasons, but when did this start? Have we been shaped by scarcities like the chimpanzees, or have we known more tranquil times?

No-one has ever reported bonobos attacking a different social group in the field. Their behaviour is totally unima-

According to psychologist and cognitive scientist Steven Pinker, mankind is growing ever more peaceful. Indeed, artefacts like the arrowhead found in the mummy of Ötzi, a man who lived three

For trees that bear fruits like these, chimpanzees are prepared to fight ruthless battles against other social groups of chimps.

Cuddling bonobos are a common sight; even members of different social groups give hugs. Did an abundance of food contribute to the development of such friendly behaviour?

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden 

7

thousand years ago, and the many sacrificed people found in mires do suggest that prehistoric man was quite violent as well. From ancient history onwards, we can at least be certain that humans have a definite destructive side to them. Punishments such as crucifixion and entertainment like gladiator fights are unmistakable proof of our ancestors’ sadism. The middle-ages do not seem to be any better. Putting criminals to death without evidence was quite normal and people swarmed to the places where executions took place to witness the event. Stands with food and drinks were commonly found there, just like we would expect them at concerts nowadays.

War

Concerning wars, we can be certain that we have been waging them for a long, long time. Evidence of armed conflict dates back to 12.000 years ago. Before the existence of states, these armed conflicts most likely consisted of raiding. These raids may have varied in magnitude but were usually quick and unorganized, as defensive structures and formal training were nonexistent or scarce. Territorial fights became abundant only when civilization began (10.000 – 3000 BCE) and have been fought ever since. However, soldiers in some recent wars have unquestionably spilled the blood of more people than those in several ancient wars together. Should the death toll not decrease if we are truly growing more peaceful? To explain this anomaly, Pinker uses a way of counting deaths that seems somewhat peculiar. Instead of simply counting deaths, he uses the number of deaths relative to the number of people alive at the time. Using this method, it becomes evident that the average amount of deaths has gradually lowered over time. Whether this is a good way of counting or not is subject to quite some speculation, but one thing remains certain: we have never known peaceful times.

The nature of civilization

Now that we have looked at the history of violence, we should ask ourselves what has changed our ways. We are evidently still waging war here and there, but we are shocked when news of cruelty, be it to animals or man, reaches us. At least for most people, something has changed: we disapprove. Two closely related factors seem to have caused this: science and books. Science gave us knowledge of the planet, gave us steam power and transportation and ultimately diminished the power of the religion. In earlier days you were only familiar with the people of your own village and everything outside those little boundaries would be considered strange and scary. Nowadays, you probably are connected to the entire planet. Books, on the other hand, have given us an opportunity to live other lives and show compassion to other people than yourself and your relatives. Slowly but steadily, boundaries between different villages, different countries and different ethnic groups faded, be it willingly or not. Nowadays, we are capable of making stereotype jokes safely in most environments. There are only a couple of people left (at least in the first world countries) that feel the need to throw stones at minorities such as witches or homosexuals.

In his books, primatologist and ethologist Frans de Waal describes how the behaviour of chimpanzees that is not unlike that of humans, including violence and intricate politics. The keyword seems to be empathy. Our ‘circle of empathy’ has expanded gradually. After removing women, foreigners, homosexuals and frankly all humans we found slightly peculiar from the ‘inanimate object’ list, the next logical step was animals. In 1886, animal cruelty became illegal. The reason for this was not harm done to the animal, but psychological harm to the human witnesses. Apparently, people had started empathizing with even the animals that were considered mere tools or playthings before.

The Leviathan

Nothing seems to suggest wars have become more violent over time or the other way around. We have known

‘Our Inner Ape’, by Frans de Waal

This book, written by the number one authority on primate social behaviour Frans de Waal, takes a look at some of the most provocative aspects of human behaviour from the ape’s perspective. Power, sex, violence, kindness, and morality are aspects of behaviour not only shown by man, but by their evolutionary siblings, the chimp and the bonobo, as well. De Waal uses his twenty years of experience with theses apes to explain their behaviour, and by doing so, he attempts to explain some aspects of the human behaviour as well.





8  ORIGIN # 3

jaargang 9, oktober 2013 more vexing task with the development of forensic techniques and the presence of a more efficient (and above all fair) judiciary system. Pinker calls these ‘The Leviathan’, resembling the entity that forcibly keeps countries at bay invented by Thomas Hobbes. And indeed, we might be quite a bit more violent if we could get away with it.

Our brain

Psychologist Steven Pinker poses that humanity is gradually becoming more peace-loving. massacres in prehistoric times as well as during the 20th century. What has changed is technology. As mentioned before, we keep inventing new ways to kill each other and become ever more efficient. Perhaps too efficient, in fact. And this might be one of Steven Pinker’s ‘better angels’ - motives for people to refrain from violence - in itself. We have become so good at killing each other that using weapons would result in the destruction of far too many people. Also, we are collectively good at it, making annihilation of other people impossible, as they have claws just as sharp as your own. Something similar has happened to smaller scale events such as murder and rape. While it was rather easy to rape and murder before and hide the traces perfectly, or use your status to avoid any damage, this has become a far

‘The Better Angels of Our Nature’, by Steven Pinker

Steven Pinker’s ‘The Better Angels of Our Nature’ is an inspiring book about something that has baffled philosophers, film-makers and biologists alike: human nature and violence. Pinker explains how humanity has become increasingly less violent and describes historical trends, inner demons and better angels to do so. The many examples in his book are often interesting to read on their own, but all contribute to the big picture. Room for criticism is mostly found in the ubiquitous graphs and perhaps too optimistic views Pinker provides. Nevertheless, the book grants us an refreshing summary of human violence and gives the reader quite something to philosophize about on their own.

To find out more about our nature than history can provide us with, Steven Pinker also describes built-in mechanisms for and against the use of violence. It suggests that we have indeed equipped ourselves with the tools needed for living like the chimps do, instead of the ‘hippie’ lifestyle of bonobos. First of all, we are very good at laughing at people. The internet is full of videos of people frightened to death or hurting themselves or others in ridiculous ways. We are, apparently, all a little sadistic. Also, we are dominant. We were not born to live in a democracy and continuously seek ways of gaining power. We still like being more famous, having more money, being popular with the other sex and having the most beautiful body. Also, our ways of gaining power often require physical or psychological violence. This is, of course, quite useful for self-preservation, but strokes with our idealism. We want everyone to be equal, but still want to be better than the rest. On the other hand, we have very good mechanisms to suppress these ‘sins’ as well. Again, empathy is key here. Without this mechanism, we might not care about our partners or our children, making it rather vital for the survival of our species. We, as a society, can gladly exploit this now that we care about everyone (excluding the neighbors, perhaps). Selfcontrol has always been useful to avoid attempting to kill your rather rude superior, but with the Leviathan and a good dose of reason aiding you, it makes you capable of avoiding getting people hurt altogether. Whether or not we will ever achieve the ideal of becoming a society without any violence remains a question nobody can provide a satisfying answer to. We do, however, know that we are no peaceful species, and that we are capable of incredibly violent acts. We also know that most of us no longer have any need to fight at all. Calling violent behaviour primitive, however, would not be fair, neither to ‘primitive’ creatures nor to our own ancestors. Violence is something built in, something we cannot get rid of. We can live with it, though. It might be impossible to reach the utopian peace we dream of, but we might get even closer.

Recommended reading:

Steven Pinker: ‘The Better Angels of Our Nature: Why Violence Has Declined’. ISBN: 9780670022953 Frans de Waal: ‘Our Inner Ape’, ISBN 1594481962 (In Dutch: ‘De Aap in Ons’, ISBN: 9046703975) Frans de Waal: ‘The Bono and the atheist’, ISBN 0393073777 (In Dutch: ‘De bonobo en de tien geboden’, ISBN: 9025438636)

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden 

9

Boom van Verscheidenheid Het afscheidssymposium van Rinny Kooi

Plastic speelgoedbeesten in de practicumzaal en een dierengedicht voor elk college. Het zijn slechts twee van vele onconventionele elementen die Rinny Kooi in haar vakken gebruikte. Al enkele decennia wakkerde ze zo de interesse voor biodiversiteit aan bij Leidse studenten. Haar emiritaat vorig collegejaar luidde helaas het einde in van haar lessen. Met een symposium dat de brede interesse van Rinny weerspiegelde, nam het Instituut Biologie Leiden afscheid van een kleurrijke docent. Foto’s: De Leidse Biologen Club Hoewel Rinny Kooi grote bekendheid geniet in Leidse biologenkringen, weten weinig studenten dat zij zich ook met andere universiteitszaken dan onderwijs en onderzoek bezighield. De afgelopen 30 jaar heeft zij zich veelvuldig ingezet voor de werknemers aan de universiteit die wellicht minder zichtbaar zijn dan een professor of onderzoeker, maar zeker niet minder belangrijk zijn. Verder spant ze zich ook buiten de universiteit in voor anderen, door mee te helpen met de oprichting van een opvangtehuis voor exgedetineerden. Al deze facetten van Rinny werden belicht tijdens haar afscheidssymposium getiteld ‘Boom der Verscheidenheid’ op 19 juni 2013, wat ook de dag van haar 65e verjaardag was. Tijdens het symposium gaven goede bekenden van Rinny lezingen over onderwerpen die haar aan het hart liggen; onderwijs, onderzoek, Human

resource management en de positie van vrouwen op de arbeidsmarkt. Zo gaf haar collega-bioloog professor Menno Schilthuizen een lezing over evolutie, biodiversiteit en het uitsterven van soorten. Als voorbeeld gaf hij de slakjes van het geslacht Opisthostoma die uitsluitend op kalksteenrotsen voorkomen. Door de grote afstand tussen de kalksteenrotsen is er differentiatie tussen de populaties ontstaan. Deze fraaie slakjes zijn in Borneo te bezichtigen, maar doordat de kalksteengroeves worden afgegraven, worden ze met uitsterven bedreigd. Menno heeft ook onderzoek gedaan naar de evolutiesnelheid van de tuinslak. Marieke van den Berg van PGGM HR Advies vertelde over het Human Resources beleid op de universiteit. Hierbij benadrukte zij dat het belangrijk is om de medewerkers en het ondersteunend personeel van de universiteit een stem te geven

om de organisatie draaiende te houden. Hoogleraar Geologie Jan Wijbrans gaf vervolgens een lezing getiteld ‘Life, the universe and everything’ naar het gelijknamige boek van Douglas Adams. Hij gaf een interessante kijk op het onderwijs en sprak met name over hun gezamelijke project: de Honours Class ‘Crises in Biology’. Hoogleraar rechtsgeleerdheid Jenny Goldschmidt, ging in op vrouwenemancipatie aan de universiteit. Het is nog steeds lastig voor vrouwen om topposities te bemachtigen. Zoals Goldschmidt het zelf uitdrukte: ‘Er wordt hard aan gewerkt om het welbekende glazen plafond

te doorbreken, maar ondertussen zitten mannen in een glazen lift.’ Deze verschillen zouden voortkomen uit bewuste en onbewuste vooroordelen over de kwaliteiten en capaciteiten die worden toegeschreven aan de verschillende geslachten. Er is echter hoop dat dit verschil in de toekomst kleiner zal zijn. Na de vooraangekondigde sprekers kwamen de ‘mystery guests’ aan het woord. De meest verassende was zeker Henri Lenferink, burgemeester van Leiden, die Rinny na een fraai overzicht van haar prestaties tot ridder in de orde van Oranje Nassau benoemde. Rinny’s afsluitende speech was erg ontroerend. Hierin sprak zij over de obstakels die zij op haar pad tegengekomen was. Gelukkig heeft zij die overwonnen en van een dubbeltje heeft zij het zeker tot een kwartje geschopt.

Annette Emerenciana Student Universiteit Leiden Bio-Pharmaceutical Sciences, MSc

STUDENTEN

10  ORIGIN # 3

jaargang 9, oktober 2013

Crises in Biology:

Evolution and the tree of life ‘Crises in Biology’ is een Honours Class over Geologie en Mariene Biologie die als zomercursus aangeboden wordt. Deze cursus bestaat uit een voorbereidende lezingenreeks en een tweeweekse excursie naar Normandië in de ­zomervakantie. Gedurende de eerste week van de excursie werd er aandacht besteedt aan de geologie van Normandië en in de tweede week mochten de studenten aan de slag met onderzoek naar het mariene leven aan de Franse kust. Deze excursie is een initiatief van RInny Kooi (IBL) en Jan Wijbrans (Bijzonder hoogleraar Geologie). De twee studentes Jaeike Faber (Biomedische Wetenschappen en Geneeskunde) en Annette Emerenciana (Bio-Farmaceutische Wetenschappen) schrijven over hun ervaringen tijdens deze bijzondere excursie. Tekst: Annette Emerenciana en Jaeike Faber, Foto’s: Tamara de Koning

DOSSIER EVOLUTIE

Op zondag 19 augustus 2012 vertrok een expeditie enthousiaste jonge wetenschappers in spé in de vroege uurtjes richting het zuiden. De eindbestemming van deze reis, waarvoor de nodige mentale voorbereidingen in juni al waren getroffen, lag in Normandië, Frankrijk. Met buschauffeur Jacques aan het stuur werd het halve inventaris van het Leidse biologielab verscheept naar Luc sur Mer om daar twee weken lang alle onderzoek mogelijk te maken die de studenten zich maar konden wensen. Het doel van de reis was het in kaart brengen van de geologie van de Seine delta die terugvoert tot het precambrium (meer dan 550 miljoen jaar geleden), meer te weten te komen over de fossielen in de verschillende aardlagen en een inventarisatie te maken van de huidige flora en fauna van de Franse kuststreek. De tien uur durende heenreis hebben we gebruikt om elkaar en de liederen van Boudewijn de Groot beter te leren kennen. Tijdens de voorbereidende lezingen werd het al duidelijk dat onze groep

11

Professor Jan Wijbrans

De ‘tree of life’ bevat een overzicht van de organismen die op aarde te vinden zijn. Er zijn in de afgelopen duizenden jaren heel wat soorten uitgestorven, door klimaatverandering, verandering in de atmosfeersamenstelling, meteorietinslagen en de opkomst van natuurlijke vijanden om een paar redenen te noemen. De gebeurtenissen zijn op verschillende manieren te dateren, bijvoorbeeld door gebruik te maken van radio-isotopen en referentiefossielen.

Universiteit Leiden 

Professor Jan Wijbrans is sinds 19 maart 2012 bijzonder hoogleraar Geologie. Geologie is de studie naar de vorming van de aarde, de geschiedenis en de opbouw van de aardlagen. Door de nauwe samenwerking met onder andere Biologie en Archeologie is er weer een aanbod van Geologie in Leiden, met name op het gebied van plaattectoniek en evolutietheorie. Dat is voor het eerst sinds sinds 1979. In dat jaar werd de geologiefaculteit van Leiden samengevoegd met Utrecht. Deze is nu gelokaliseerd op de Uithof in Utrecht. (bronnen: www. luf.nl, www.uu.nl)

De Geologenuitrusting De geologen uitrusting bestond uit een geologenkompas en een geologenhamer. Onder begeleiding van professor Wijbrans werd er kennis vergaard over de verschillende soorten gesteenten van Luc-sur-Mer en omstreken. Het geologenkompas is een onmisbaar stuk gereedschap in de geologie, maar de geologenhamer sloeg werkelijk alles. Het was een vreemde ervaring om geoorloofd stenen stuk te slaan, maar na een tijdje raakte je eraan gewend en wordt het zelfs leuk, als een soort bezigheidstherapie. Nu snap ik waarom geologen veldwerk zo leuk vinden.

Rotsformatie bij Etretat





12  ORIGIN # 3 studenten een gevarieerde achtergrond had: van Archeologie en Geologie tot Informatica en Biomedische Wetenschappen. Drie studenten kwamen uit Amsterdam, een uit Den Haag en twee uit Utrecht. Leiden werd door zeven studenten vertegenwoordigd. Er waren evenveel experts als studenten, waardoor altijd wel iemand tijd had om vragen te beantwoorden. Van deze gelegenheid werd dan ook gretig gebruik gemaakt. Op het moment dat wij arriveerden in het prachtige kustplaatsje scheen de zon. Uitrustingen werden in sneltreinvaart uitgepakt en weggestouwd. Gedurende een week ontbeten we vroeg in de ochtend om vervolgens na een busreis een fikse wandeling te maken over stranden, kliffen, kiezelstranden en slikbeddingen. Een van de doelen van de uitstapjes was om ons een beeld te geven van de verschillende aardlagen die in Normandïe zichtbaar zijn. Een van de meest memorabele momenten beleefden we langs de Orne bij May, waar we in twee groepen fossielen zochten en gesteenten bekeken. Met onze geologenuitrusting, bestaande uit een bijl, een kompas en een geologen-app op de smartphone, gingen wij op zoek naar ammonieten. Helaas werkte de geologen-app niet naar behoren, omdat de plaats waar de fossielen te vinden zouden zijn met een nauwkeurigheid van honderdveertig meter kon worden bepaald. De ene helft van de groep wist wel de goede locatie te vinden en kwam met tassen vol fossielen terug, terwijl de andere helft met lege handen stond. Gelukkig was de vondst zo groot, dat het overschot aan fossielen gedeeld kon worden met de minder bedeelden. Een ander hoogtepunt was toch wel de trektocht langs de rotskust van Etretat. We hebben ons hier een hele dag vergaapt aan de mooiste rotswanden die je je maar kan bedenken om vervolgens af te dalen naar het strand, dat vol lag met een gestreept gesteente genaamd augen gneiss. Daar namen we een verkoelende duik in het heldere water. Op het strand was veel te ontdekken en de wereld

De mariene biologenuitrusting Afhankelijk van het onderwerp van onderzoek werd er gebruik gemaakt van allerlei soorten gereedschap om organismen te verzamelen. Van schepnetten en emmertjes tot sleepnetten, alles werd ingezet om de mooiste exemplaren te verzamelen voor de collectie in het laboratorium van Luc-sur-Mer. Een van de bijzondere dieren die wij verzameld hebben is het Elysia viridis, een slakkensoort die fotosynthese bedrijft.

jaargang 9, oktober 2013 van de mariene biologie kon ons dan ook niet onberoerd laten. Op de meest donkere, koude en vooral regenachtige dag gingen wij op weg naar het strand van Ouistreham om te gaan snorkelen. Het was koud, zelfs met een wetsuit aan, maar dat kon de pret voor de meesten niet drukken. Helaas was er onder water weinig te zien toen we eenmaal allemaal met onze snorkels in het water lagen, omdat de ondergrond door de stroming werd omgewoeld. Gedurende twee weken verzamelden we allerlei soorten flora, fauna en fossielen op de stranden en visten we intensief met sleep- en schepnetten, met gemengd succes. Het verzamelde levende grut werd in bakjes en emmers vervoerd naar het lab waar een ingenieus systeem van buisjes talrijke aquaria van stromend water voorzag. Een greep uit de vangst: 50 soorten wier; een paarse, inktspuitende slak; een minisepia; een visje; garnalen; heremietkreeftjes; krabben

Elysia viridis, het fotosynthetiserende slakje, is op verschillende plaatsen in Normandië te vinden. Er wordt onderzoek gedaan naar deze slak om meer te weten te komen over de manier waarop het gebruik kan maken van bladgroen om in een gedeelte van zijn glucosebehoefte te voorzien. inclusief een ter plaatse geboren wolkje kroost; anemonen in alle kleuren van de regenboog; zeesterretjes en slakjes met bladgroen (Elysia). De fossielen die gevonden zijn, waaronder een grote ammoniet die een plek gevonden heeft boven aan de trap van het Gorlaeus gebouw, werden bestudeerd en kregen hun soortnaam. Voor het determineren van de soorten was er de bibliotheek, vakkundig ingericht door de begeleiders Rinny Kooi en Jan Wijbrands, die gedurende de twee weken door verscheidende biologen, paleontologen en geologen werd aangevuld tot een omvangrijk naslagwerk. Naast de determinatie werden er ook onderzoekjes verricht met de dieren, zo werd er gekeken naar het type omgeving waar de beestjes zich meer thuisvoelden (rots of open water) en werd er met de heremietkreeftjes een soort stoelendans uitgevoerd met slakkenhuisjes. Een grote sepia van de vismarkt werd grondig ontleed en plankton werd onder de microscoop bekeken. Voor de planten was er een apparaat meegenomen dat de efficiëntie van de fotosynthese kon meten waarna geconcludeerd kon worden dat de groenwieren het efficiëntst kunnen fotosynthetiseren. Na twee weken hard werken werd het helaas tijd om afscheid te nemen van het lab, de professoren en de beestjes (allemaal teruggezet in zee uiteraard). Ter afsluiting bereidden we een heus zeebanket met vissen en krabben van de lokale markt. De reis naar Normandië was een groot succes en heeft ons veel geleerd. Het was een ervaring om nooit te vergeten!

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden 

13

Annette Emerenciana Student Universiteit Leiden Bio-Pharmaceutical Sciences, MSc

Jaeike Faber Student Universiteit Leiden Biology, MSc

‘Crises in Biology’ is een Honours Class die als zomercursus aangeboden wordt. Honours Classes zijn vakken die voor alle 3e jaars bachelorstudenten toegankelijk zijn en elk jaar is het aanbod anders. Om deel te kunnen nemen aan een Honours Class moet je je eerst aanmelden door een motivatiebrief en een cijferlijst in te sturen. Meer informatie is te vinden op de website van de Honours Classes: http://onderwijs.leidenuniv.nl/honoursacademy/honourscollege/honours-classes/

14  ORIGIN # 1

jaargang 9, oktober 2013

Bètavraagbaak

Hoe is o identite Het wordt gedefinieerd door je geboortejaar en woonplaats. Maar het zegt ook of je het snel koud hebt of graag koffie drinkt. ‘Identiteit’ is een ongrijpbare term, een mengsel van feiten en karaktertrekken die jou uniek maakt, of juist onlosmakelijk deel van een groep. Je kunt een identiteit verliezen, verzinnen of zelfs stelen. Toch blijft het een ontastbaar goed, waarvan we vaak nauwelijks waar het vandaan komt. Wat betekent identiteit eigenlijk? Wat wordt bedoelt met ‘onze identiteit’? Kan een identiteit ‘ontstaan’? En, zo ja, hoe dan? In de Bètavraagbaak vragen we ons deze keer af, hoe onze identiteit is ontstaan.

Joris Voorn Student Universiteit Leiden Physics, MSc

Persoonsidentiteit Het woord identiteit duikt vaak op in berichten omtrent ongevallen en misdrijven. ‘De identiteit van het slachtoffer is nog niet bekend’, is niet zelden de afsluitende zin van de kleine berichten in de zijlijn van een krant of nieuwssite. In dit geval wordt met identiteit eigenlijk naam, woonplaats, geboortedatum etc. van de persoon in kwestie bedoelt. In deze context ontstaat iemands identiteit in feite uit gebeurtenissen in het leven van deze persoon en dat van zijn voorouders. Naast enige richting in woonplaats en geboortedatum geven (voor)ouders ook een unieke genenmix mee aan hun nakomelingen. Op basis van dit DNA kan een persoon worden geïdentificeerd. In dit geval is iemands identiteit dus bepaald door de volgorde van de nucleotiden in zijn celkernen, ontstaan bij het samenkomen van de geslachtscellen van zijn ouders. Dit lijkt de meest fundamentele definitie van identiteit. Het DNA is immers het enige dat in de loop der tijd, op mutaties na, niet verandert of vernieuwt. DNA als bepaler van identiteit is ook een mogelijke oplossing van het probleem van persoonsidentiteit in de filosofie van de geest. Een centrale vraag hierin is wat een persoon op twee tijdstippen tot dezelfde persoon maakt. Er zijn in de loop der tijd veel oplossingen voor deze vraag aangedragen.

Eén daarvan neemt het lichaam als het fundament van de persoonsidentiteit, waarbij DNA dus in beeld komt. Een ander neemt de geest als fundament en ziet het lichaam als een machine in functie van deze geest. Daarnaast spelen de hersenen een belangrijke rol in de discussie over persoonidentiteit. Kan ons identiteitsgevoel volledig worden toegeschreven aan processen die plaatsvinden in onze hersenen? En als we onze hersenen zouden overplaatsen naar een andere persoon, zou deze daarmee dan ook onze identiteit overnemen? Volgens hoogleraar neurobiologie Dick Swaab ontstaat ons identiteitsgevoel inderdaad deels in onze hersenen, maar wordt het ook deels vastgelegd door omgevingsfactoren in de eerste fase van onze menswording. In dat geval zou het overplaatsen van hersenen dus niet genoeg zijn om ook de identiteit over te dragen. ‘Onze identiteit’ Om niet verstrikt te raken in een discussie over persoonsidentiteit, keren we terug naar de oorspronkelijk vraag. Hierin gaat het over ‘onze identiteit’ en dus niet zo zeer over de identiteit van één persoon. Een gezamelijke identiteit van twee of meer mensen verwijst eigenlijk naar elke groep mensen die zich met elkaar identificeren. Wat onze identiteit is, is in dit geval dus niet zo maar te zeggen. Omdat dit artikel in

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden 

15

onze eit ontstaan? het Nederlands geschreven is, zouden we onze identiteit kunnen definieren als de Nederlandse identiteit. Deze identiteit ontstaat doordat mensen een onderlinge binding voelen met mensen die bijvoorbeeld dezelfde taal spreken of eenzelfde achtergrond of levensstijl hebben. In een veelzijdige samenleving als de Nederlandse zullen veel mensen zich echter niet kunnen identificeren met deze nationale identiteit. Zij zullen zich bijvoorbeeld meer kunnen identificeren met een politieke, culturele of wetenschappelijke identiteit. In het algemeen bestaat er dus niet zoiets als ‘onze identiteit’. Nieuwe identiteit Een soort identiteit die tot zo’n twintig jaar geleden niet bestond is de online identiteit. Dit is de identiteit van een gebruiker van online platforms. Ook al behoren profielen op sites als facebook en twitter vaak toe aan bestaande mensen, ze zullen vaak geen volledig realistisch beeld geven van het werkelijke leven en de identiteit van die persoon. Online kan iemand immers tot op zekere hoogte bepalen hoe hij wil dat andere gebruikers hem/haar zien.

Een ander voorbeeld van een online identiteit is een naam plus eventueel een afbeelding waarmee mensen posten op online fora. De naam en/of afbeelding komen vaak niet overeen met deze van de postende persoon. Sommige maken hier misbruik van door meningen of opmerkingen te posten zonder dat zij hiervoor ter verantwoording kunnen worden geroepen. Althans, dat denken zij. Immers, wanneer zo’n post maatschappelijk onrust veroorzaakt, zoals bij een bedreiging, zijn er maar weinigen die hun echte identiteit achter hun online identiteit verborgen kunnen houden. Veel verontrustende posts waren nooit gemaakt als de makers daarvoor direct hun officiële identiteit moesten gebruiken. Een identiteit zorgt dus ook voor verantwoordelijkheid en verplicht mensen tot het aanvaarden van consequenties van hun handelingen. Definitiekwestie Het woord ‘Identiteit’ wordt vaak gebruikt, maar echt nadenken over de betekenis van het woord doen we zelden. Daardoor is dit artikel wellicht vervallen tot een opsomming van hoe het begrip identiteit valt te interpreteren. Dat betekent ook dat er geen een-

Bronnen: http://nl.wikipedia.org/wiki/Identiteit_(eigenheid) http://nl.wikipedia.org/wiki/Persoonsidentiteit http://www.jacobikerk.nl/info/jacobidebat/2012-januari-Identiteit,-religie-en-het-brein-Wat-bepaalt-wie-wij-zijn.html

duidig antwoord is op de vraag ‘Hoe is onze identiteit ontstaan?’. De betekenis van het woord identiteit is afhankelijk van de context waarin deze wordt genoemd. Zo kan het woord verwijzen naar de gegevens van een persoon, die afhankelijk zijn van zijn of haar eigen levensloop. Die identiteit ontstaat bij je geboorte en wordt je leven lang aangevuld door het vastleggen van gebeurtenissen, zoals het behalen van diploma’s. Vandaag de dag wordt deze identiteit beschouwd als de meest ‘officiële’ en wordt die het meest gebruikt om jou en je eigenschappen te erkennen. Daarnaast kunnen mensen geïdentificeerd worden op basis van hun DNA. Die identiteit ligt vast op het moment van bevruchting en verandert nooit meer. Met de vooruitgang in forensische wetenschappen is het niet ondenkbaar dat de identiteit in je genetische informatie ooit deel gaat uitmaken van je ‘officiële’ identiteit. Tot slot kunnen mensen online een nagenoeg oneindig aantal andere identiteiten creëren. De makkelijke verkrijgbaarheid van die identiteiten zorgt ervoor dat je ze waarschijnlijk als minder waardevol acht dan de identiteiten uit de vorige definities. Uiteindelijk bepalen oneindig veel factoren samen dus de aard van alle identiteiten die je bezit. Daarmee lijkt het ineens heel waarschijnlijk dat iedereen uniek is, zelfs te midden van de miljarden mensen die ooit zullen bestaan.

16  ORIGIN # 3

jaargang 9, oktober 2013

Universiteit Leiden 

17

CENTREFOLD

DOSSIER EVOLUTIE

l a c i r t a e h T s n o i t a t adap apt to each other sms constantly ad ni ga or , ay pl a wers act Like actors in oney bees and flo H . ns tio la re e at ic and develop intr utual dependence who evolved a m , rs te ac ar ch e bl hand, play like insepara ars on the other ill rp te ca d an ts for survival. Plan ernal arms race. s, locked in an et ie em en l ta or m constantly the roles of xins, caterpillars to er tt be g in ak t As plants keeps m ench modern artis e those toxins. Fr m co er ov to ns ity tio seek immun dramatic adapta s to capture these ek se e gh work uy s H hi re In Pier tors. d plants as his ac an s al im an ith w theatre mask in theatre, chose a Japanese at th ab cr it rm In his aquarium ‘Zoodram 4’, a he ays the lead role. pl y gl in itt w un e collaboraas his hom it crab engages in rm he e th , on k ce and with his mas is stage performan her organisms. H ot ith w es ttl . ba tions and ture and culture clash between na is an unexpected atuurlijk!’ e exposition ‘Ja N th at n ow sh as . ‘Zoodram 4’, eum, The Hague in the GEM mus van ographer: Thomas

Lannoy, Phot Text by: Carlos de

Lenden

Institute

18  ORIGIN # 1

jaargang 9, oktober 2013

Erik Danen is Universitair Hoofddocent aan het Leiden Academic Centre for Drug ­Research (LACDR). Als celbioloog is hij werkzaam op de afdeling Toxicologie, waar hij mechanismes rondom kanker onderzoekt. In 2011 werd hij genomineerd voor de C.J. Kokpublieksprijs Ontdekker van het jaar, die jaarlijks op de nieuwjaarsreceptie door de Rector Magnificus wordt uitgereikt. De jaarlijkse uitgave ‘Waar wij trots op zijn’ ­publiceerde zijn onderzoek onder de titel ‘Kanker is evolutie binnen ons eigen lichaam’.

Cellulair zelfmoord netwerk ontrafeld DNA vormt de blauwdruk voor alle cellulaire processen. Beschadigd DNA wordt door cellen, van bacterie tot mens, meestal vakkundig gerepareerd. Cellen met beschadigd DNA dat niet gerepareerd kan worden, vormen een bedreiging voor het organisme en worden dan ook rücksichtslos verwijderd. Dat kan doordat de DNA-schade een signaal initieert dat de cel ertoe aanzet zelfmoord te plegen. De oncoloog maakt van dit proces gebruik bij de behandeling met chemotherapie of radiotherapie. Onderzoekers van de afdeling Toxicologie van het Leiden Academic Centre for Drug Research (LACDR) hebben het signaleringsnetwerk dat dit cellulaire zelfmoord proces controleert recentelijk in kaart gebracht. Het DNA, de blauwdruk voor alle biochemische processen in onze cellen, loopt voortdurend schade op. Blootstelling aan chemicaliën, UV straling uit zonlicht, reactieve producten die ontstaan tijdens de stofwisseling, of fouten die optreden bij DNA-replicatie tijdens de celdeling, zorgen voor breuken, crosslinks of afwijkende baseparing. Terwijl defecte eiwitten simpelweg worden afgebroken en opnieuw worden aangemaakt, op basis van de codering in het DNA, is dat voor het DNA niet mogelijk. Het is immers zelf de genetische code. In plaats daarvan bevindt zich in onze cellen een uiterst efficiënt DNAreparatiemechanisme. Allerlei enzymcomplexen, die elk een afzonderlijk type schade herkennen, zorgen ervoor dat fouten in het DNA snel hersteld worden. Soms is de schade echter te groot om nog te kunnen repareren. Cellen met dergelijk beschadigd DNA kunnen verkeerde eiwitten gaan produceren en dus verkeerde

biochemische processen aansturen. Uiteindelijk kunnen ze afsterven, waarbij vrijgekomen cellulair materiaal het immuunsysteem activeert. Dit proces, necrose genaamd, kan de werking van weefsels en organen verstoren. Er zouden ook mutaties kunnen optreden die juist leiden tot ongecontroleerde celdeling en dus tot het ontstaan van kanker. Om dit alles te voorkomen initieert DNA-schade een signaal dat de cel ertoe aanzet op een gecontroleerde manier zelfmoord te plegen. Bij dit proces, apoptose genaamd, komt geen cellulair materiaal vrij, maar wordt de cel in keurige pakketjes opgeruimd (Fig. 1).

Figuur 1. De cellulaire reactie op DNA schade – van reparatie tot celdood.

Cellen zullen in eerste instantie proberen schade te repareren en hiervoor tijdelijk allerlei andere cellulaire processen pauzeren. Pas wanneer duidelijk wordt dat dit niet succesvol verloopt, wordt het signaal voor zelfmoord geactiveerd. Om deze afweging

zorgvuldig te kunnen maken, is het noodzakelijk dat een grote verscheidenheid aan signaleringssystemen in de cel effectief met elkaar communiceert. Het is dit netwerk van geïntegreerde signaleringssystemen

DOSSIER EVOLUTIE dat de balans tussen veroudering en kanker reguleert. Fouten hierin kunnen fataal zijn. Een te snelle keuze voor celdood, daar waar reparatie nog mogelijk was geweest, kan door een versneld verlies van stamcellen in weefsels tot snellere veroudering leiden. Een te lang uitgestelde beslissing kan gemuteerde cellen de kans geven zich te vermenigvuldigen en aanleiding geven tot kanker. Inzicht in de signaleringsprocessen die zulke beslissingen controleren, is van belang om de schadelijke effecten van toxische stoffen te begrijpen. Zijn deze processen uniek voor DNA-schade of spelen ze ook een rol bij de reactie op kankerverwekkende stoffen die het DNA niet aantasten? Kunnen we aan de hand van de signaleringsnetwerken ‘biomarkers’ identificeren die voorspellen of en hoe geneesmiddelen of andere stoffen toxisch zijn? Maar er is ook een andere relevantie: bij de behandeling van kanker speelt het induceren van DNA-schade een belangrijke rol tijdens chemotherapie of radiotherapie. Resistentie van kankercellen is in deze gevallen een groot klinisch probleem. Welke manieren hebben kankercellen om te voorkomen dat ze in die gevallen zelfmoord plegen? Op welke manieren kunnen we de resistentie van kankercellen omzeilen? Op de afdeling Toxicologie van het LACDR is recentelijk een belangrijke stap gezet in het ontrafelen van dit cellulaire zelfmoordsignaleringsnetwerk. De eerste resultaten van dit onderzoek zijn dit jaar gepubliceerd in Science Signaling (2013, Vol 6 (259)). Net als andere signaleringsnetwerken bestaat de zogenoemde ‘DNA damage response’ uit een cascade van interacties tussen eiwitten. De DNA-schade wordt herkend door eiwitten die als reactie daarop enzymen rekruteren en activeren. Deze enzymen bewerken op hun beurt een volgende reeks eiwitten door er een moleculair vlaggetje aan te plakken. Dit kan een fosfaat-groep, een ubiquitine-groep of een andere vlag zijn. Die modificaties leiden vervolgens tot nieuwe interacties tussen deze eiwitten en activatie van weer andere enzymen die weer andere vlaggetjes aan andere eiwitten hangen, enzovoorts. Door deze cascade worden specifieke transcriptiefactoren beïnvloed, waardoor genen aan, of juist uit worden gezet. Uiteindelijk zorgt dit dan voor productie van een specifieke set eiwitten gericht op het effectief reageren op de DNA-schade. Stamcellen moeten zich regelmatig delen en specialiseren. Daarom moeten ze bij uitstek

Universiteit Leiden 

Figuur 2. DNA schade signalering netwerken verkregen door integratie van verscheidene “omics” technologieën. effectief kunnen reageren op DNA-schade. Daarom willen we op de afdeling toxicology van het LACDR de DNA damage response van stamcellen ontrafelen met een viervoudige aanpak: i) met ‘RNA interference’ technologie schakelen we duizenden genen coderend voor enzymen beurtelings uit, waarbij we analyseren wat het effect is op de reactie op DNA-schade – gaan de cellen vlugger of juist langzamer dood?; ii) met ‘proteomics’ technologie bepalen we welke eiwitten op welke manier gemodificeerd worden na DNA-schade; iii) met ‘transcriptomics’ technologie bepalen we welke genen aan of uit worden gezet na DNA-schade; en iv) met ‘metabolomics’ technologie brengen we de veranderingen in metabolisme na DNA-schade in kaart. Door deze grootschalige, multidisciplinaire aanpak worden grote hoeveelheden gegevens verkregen, die we met behulp van bioinformaticatools integreren tot ‘DNA damage response signalering netwerken’. In deze netwerken zien we kluwens van interacties waarin bijvoorbeeld enzymen gekoppeld zijn aan eiwit-modificaties en transcriptiefactoren gekoppeld zijn aan gereguleerde genen (Fig. 2). Overigens is het verzamelen van de gegevens ook het resultaat van samenwerking in een ‘netwerk’, waarbij naast de afdeling Toxicologie van het LACDR ook onderzoekers van LUMC en andere nationale en internationale partners betrokken zijn. Uiteraard vinden we bekende signaleringsnetwerken die betrokken zijn bij DNAschadereparatie of regulatie van celdeling. Maar het in Science Signaling gepubliceerde werk laat bijvoorbeeld zien dat ook andere, minder voor de hand liggende signaleringsnetwerken een cruciale rol spelen in het zorgvuldig reguleren van de balans tussen reparatie en zelfmoord. Zulke netwerken worden uitgebreid experimenteel getest om de voorspelde interacties te valideren. Zo zien we dat de uit de ontwikkelingsbiologie bekende ‘Wnt signaleringsroute’ wordt aan-

19

gezwengeld na DNA-schade en dat dit ervoor zorgt dat de beslissing om zelfmoord te plegen in stamcellen getemperd wordt (Fig. 3). Het is fascinerend om te zien dat stamcellen dit doen door tijdelijk een Wntremmend enzym te onderdrukken en dat recent is aangetoond dat ditzelfde enzym permanent wordt uitgeschakeld in sommige tumoren. Het is dus mogelijk dat het door ons geïdentificeerde netwerk een rol speelt in therapieresistentie in die tumoren. Dat onderzoeken wij nu verder. De link tussen onze resultaten in stamcellen en het probleem van ongevoeligheid voor chemo- of radiotherapie in kanker levert verschillende interessante inzichten op. Zo hebben wij een nieuw netwerk ontdekt dat zowel stamcellen als kankercellen in staat stelt tijdelijk de globale productie van eiwitten te staken, wanneer ze blootgesteld worden aan grote hoeveelheden DNA-schade. Door deze reactie te blokkeren worden kankercellen, althans in kweek, veel gevoeliger voor chemotherapie en radiotherapie gemaakt. Hier ligt voor ons veel spannend en relevant onderzoek in het verschiet, dat hopelijk zal leiden tot aangrijpingspunten voor ontwikkeling van verbeterde antikanker therapie.

Figuur 3. Het Wnt signalering netwerk geïmpliceerd in DNA schade-geïnduceerde cellulaire zelfmoord.

Erik Danen



h ttp://nl.linkedin.com/pub/ erik-danen/19/333/a07



h ttp://toxicology.leidenuniv.nl/people/ danen

20  ORIGIN # 1

Education program director of Life Science and Technology, prof. dr. Mathieu Noteborn and senior scientist dr. Claude Backendorf report on their experiences when asked to organize a series of lectures in the far east.

jaargang 9, oktober 2013 In May, we went to the Tongji Medical College in Wuhan, China for giving lectures in ‘Molecular Cell Signaling’. 800 bachelor (bio)medical students, who attended in parallel their course in Biochemistry and Molecular Biology, came to our lectures. About twenty teachers visited also our lectures ‘for getting in contact with the Western teaching style’. Nowadays, modernizing education is propagated by the government throughout China. Here, we describe our enthusiasm about experiencing such an educational opportunity, encountering Chinese and fo-

protein and on the mechanism underlying the tumor-selective cell-killing activity of apoptin. What started as a pure research collaboration developed towards research and education. The first ‘Leiden’ lecture in Wuhan was a ‘surprise’ for our Chinese colleagues, but they seemed to have liked it: ‘Can you give again lectures next year?’ Our education efforts culminated in the ‘International Bachelor Course Molecular Cell Signaling’ in 2013. It was a great challenge and experience for the students, the teachers attending our lectures and for ourselves.

Interactive Tea Tongji Med in Wuh Chinese students

Are Chinese students different from the Dutch students? YES and NO is always our answer. Chinese girls are always more active than the Chinese boys, at least during the lectures. That is a NO to the question, same in the Netherlands. Almost all Chinese students manage to pass the bachelor diploma within the set time, which is a YES. ‘They are working hard’ is always what their teachers are telling us. During the practical courses the students learn aspects that they are not always able to link to the same topic within the lectures: A YES or NO; up to your own opinion. However, the contact between students and teachers, especially during the lectures, is minimal. This hampers, to our opinion, the real understanding of the lecture.

reign students and being part of a broad program improving academic education at Tongji Medical College and enjoying the warm Chinese hospitality.

Collaboration with Tongji Medical ­College in Wuhan

Since 2005, we have a research collaboration on the tumorselective killing activity of the apoptin protein with the department of Biochemistry and Molecular Biology at the Tongji Medical College in Wuhan, China. Grants from the KNAW and CAS, the Chinese sister organization, enable us to receive Chinese post-docs in Leiden and visit once a year our Chinese colleagues in Wuhan. Our Chinese-Dutch activities generated publications on the therapeutic potential of the apoptin

Scientific skills also for (bio)medical students

The Tongji Medical College of the Huazhong University of Science & Technology is one of the most renowned and influential medical faculties in China. Our colleagues from the Department of Biochemistry and Molecular Biology educate, during an extensive part of their time, bachelor students to become (bio)medical researchers and/ or medical doctors: in China fundamental aspects of Biochemistry and Molecular Biology are regarded as essential for the education of both (bio)medicaloriented students and medical doctors. This is nicely symbolized by the presence of a huge DNA double helix at Tongji Medical College. Every year about 1,000 students from all over China are looking forward

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden  to get permission to start their study at Tongji Medical College. The bachelor program lasts five years and contains many basic Life Science courses, which is to their opinion very important in getting good (bio)medical researchers and doctors.

Chinese lectures and our interactive style

The way of Chinese lecturing, that we have encountered, is that the teachers are standing in front of the students without any clear attempt of interaction. The students are sitting in their benches, the girls in the front and paying

aching at the dical College han, China more attention than the boys in the back. Many of our Dutch colleagues would tell us, ‘what is different to our situation?’. The difference is that we have, or sometimes should have, much more interaction with our students. China is enormously investing in its academic education program. That is also the reason that our Chinese colleague prof.dr. Jun Sun invited us to give an interactive course for his students in parallel with their practical course in Biochemistry and Molecular Biology. Quite some Chinese teachers from the Tongji Medical College and from outside came also to our lectures. Parts of our lecturing style seemed to be propagated during the workshop. Despite the lack of English of some of the teachers, they enjoyed our lectures and one of them even told us: ‘The interactive way you are teaching,

shows that you do not need language’. What did we do?

Our international course for Chinese and foreign students

Our seven topics ranged from molecular aspects of cell signaling and epigenetics, via DNA repair and cell death to mitosis, ending with cancer development and cancer therapy. We focused on molecular mechanistic knowledge as basis for understanding diseases. The students were encouraged to ask and answer questions and were allowed to come to us during the breaks or after the lectures in case they had a question or just wanted to know more about a topic. This sounds obvious, but this isn’t the case in China. Besides verbal interaction, we visualized molecular processes by giving Chinese teachers and students an active participation in the discussed cellular processes (for instance by performing illustrative sketches). Students mumbled: ‘Now, I understand what the teacher means.’ We have got the impression that the students were really paying attention during the lectures. However, Chinese students are rather shy and do not like getting questions while sitting together in a lecture room. Starting by asking the teacher a question is not done (in both meanings). The solution for getting them activated was twofold: First, the Chinese government is giving ‘foreign’ students, especially from Africa, but also from the Middle East and other Asian countries the possibility to study in China. In one of our classes we counted fourteen different natio-

21

nalities. The ‘foreign’ students are in general more extraverted and show their Chinese colleagues what interaction with teachers is. Our underlining that this is the way to go for, was more and more accepted by the Chinese students during our stay in Wuhan and the Chinese teachers promised us to include more interactive education in their lectures.

Leiden Science T shirts and ‘double pens’

The second reason was somewhat connected with the first one: Shortly before we left for Wuhan, Jill Lieuw Sjong (PR department) and Rob van Wijk (faculty board) provided us with 28 Leiden University pens that can be used at both sites (ballpoint and marker; we called them the ‘double pens’), and fourteen ‘Leiden-2013-Science’ T-shirts. The students giving good answers got a ‘double pen’ and the best remark during our lectures by one girl and by one boy were awarded with ‘the famous Leiden Science T-shirt’. It worked; even the very shy female students went for it. Of course, it was accompanied by a lot of giggling. And in the evening it was very rewarding for us to sporadically encounter a Leiden Science T-shirt being proudly worn around campus. We hope that the Chinese and foreign students have learned a lot and our Chinese teachers are inspired by our way of lecturing and will integrate it in their lectures. We had a lot of fruitful discussions on education with our fellow teachers and look back on a fascinating week.

Dr. C. Backendorf prof. dr. M. Noteborn Laboratory of Molecular Genetics Leiden Institute of Chemistry http://molgen.lic.leidenuniv.nl/people/noteborn http://molgen.lic.leidenuniv.nl/people/backendorf

22  ORIGIN # 1

jaargang 9, oktober 2013

Culinary chemistry with

u n e M s ’ l e a h c Mi

cheese ith cream m, w t s a o T a ciutto h and pros with dille sprinkled h fresh erved wit s , ’s o t ji es Mo mint leav lime and ani, icken biry Spicy ch h white rice it served w ith berries w sugar p s a r h s ed Fre d powder cream an

Michael Richardson

The best way to get to know someone better is joining them at the dinner table in their own home. Every issue, two editors of Origin do exactly that to show you a different side of your professors. Read on to find out what we learned about Michael Richardson, head of the zoology department of the Institute Biology Leiden, and his affection for everything retro and venomous. By: Carlos de Lannoy and Annette Amerenciana

DOSSIER EVOLUTIE

‘Hi, come in!’ says a voice through the intercom after we rang the bell at an apartment in Leiderdorp. It is a hot and sunny summer evening. On the third floor of the building Michael Richardson greets us in the doorway of his home. ‘I have already started cooking, but there are some appetisers on the table.’ The toast with cream cheese and prosciutto ham, sprinkled with a copious amount of fresh dill, surely works up our appetites. While Michael stirs in a pot in his open kitchen, we look around in the living room. In the numerous showcases, many pieces of brightly coloured porcelain catch the eye. ‘I collect sixties and seventies stuff ’, Michael explains while stirring. ‘Retro is quite trendy nowadays, but when I started collecting it, this was just junk.’ The appeal of the oddly shaped plates and jugs stems from Michael’s professional background. ‘Look at the prints. There are zebra stripes and flower motives. The shapes are very organic and asymmetric. All of that hits my buttons as a biologist.’ After he moved from London to the Netherlands in 2000, the sudden availability of internet made his collection grow fast. ‘In the Netherlands, everything was so much more advanced over England. Everyone was already connected to the internet. I did not have an internet connection before I moved. Once I got my internet connection and a laptop, I discovered eBay. I started buying and, as a collector, once you are bitten by eBay it becomes a bit of an addiction.’ Yet, it was not technological advancement that brought Michael to The Netherlands. ‘I already knew Holland very well because I have Dutch family in the Hague.’ A job opportunity convinced Michael to leave London for Leiden. ‘In London I was involved in research on evolution and development. Then, a friend of mine called and told about a professorship in The Netherlands. She thought that I would be perfect for it and that I should apply. I was only 36 then, so I thought that I was too young to be a professor. Nevertheless, I applied and was accepted.’ He found the transition to The Netherlands an easy one. ‘London is too busy, too dirty and too expensive. In Leiden, everything is so much more relaxed. I can ride my bike to work.’

Universiteit Leiden 

Mojitos

Michael takes a break from cooking and comes with a refreshing suggestion. ‘Would you like a mojito? A perfect drink for a warm day.’ He quickly retrieves a bag of ice from his freezer. After banging away on it with a sauce pan (‘This may be a bit loud’) he distributes the crushed ice over three glasses, adds some fresh mint leaves, rum, sugar, lime and sparkling water. ‘I discovered mojito’s when I visited Barcelona for a conference, a few weeks ago’, Michael notes while we sip at our glasses. ‘I get many invitations to speak at conferences, so I have to turn most of them down’, he continues. For the conference in Barcelona however, Michael gladly made an exception. He was asked to present his lab’s study, recently published in the journal Nature, on the number of digits of birds and reptiles. ‘Most vertebrates have five fingers on each hand and five toes on each foot. In some lineages, fingers and toes have been lost. Archosaurs, the group to which birds and crocodiles belong, can have anywhere from one to five digits per hand or foot. Chickens have three fingers. Ostriches have only two toes. However, we found that all go through the trouble of developing four or five fingers in embryonic stages. They all go through that ancestral pattern, after which the embryos lose some digits as they grow older. It took us eight years to research all the embryos and their gene expression.’

23

In Michael’s research, genomics plays an important role. ‘Evolution and development is now analysed in terms of gene expression’, he mentions as he refills our glasses. When he arrived in The Netherlands, however, he had no training in genomics. ‘Herman Spaink taught me how to do the bioinformatics. He sat down with me onand-off for six weeks and together we analysed the zebrafish genome. He is a great teacher: he made it seem so easy. After those six weeks we published a paper, together with some colleagues, on the zebrafish HOX-genes.’ Meanwhile, Michael is chopping up coriander and tomatoes for the main dish, chicken biryani. ‘I learned it from my Pakistani students’, he says while adding the coriander to the cooking pot. Many Pakistani PhD-students pass through the department of integrative zoology, as the Pakistani government pays to get its brightest students educated abroad. ‘When the male students arrive in Leiden, most of them cannot cook. Cooking is often considered a woman’s job in Pakistani culture. They probably learned something from watching their mother cook though.’

Herbs

The plants in Michael’s living room are a bit sober, most of them not bearing flower at all. While cooking, our host

24  ORIGIN # 1

finds the time to explain us why. ‘Most plants I have here are either medicinal or poisonous. But do not worry, I have not used any in today’s dish’, he laughs. Michael leads us to his balcony, which is densely populated with more potted plants. ‘The neighbours have a baby, so I keep the poisonous plants away from their side of the balcony.’ Many of his plants have a long history as being poisonous or medicinal or both. ‘This is belladonna, or wolfskers in Dutch, Michael points out. ‘a well known poisonous plant. It contains very potent alkaloids, like atropine. This one is Mandrake, also a member of the nightshade family. Its roots look like a little man and it starred in Harry Potter. Mandrake plants

jaargang 9, oktober 2013

are usually expensive to buy, because they grow slowly but for some reason they seem happy on my balcony.’ Next, he points to a deceivingly harmless looking plant. ‘This is waterscheerling, one of the most poisonous plants in Europe.’ Not all of Michael’s plants spell death for the unwary consumer, however. He turns to one of the larger plants and rips a leaf in two. White fluids start oozing out of the leaf. ‘This is wild lettuce and it grows everywhere. The white fluid contains a compound that acts like aspirin.’ On our way back to the living room, we pass another showcase. This one is filled with dozens of antique medicine bottles. ‘I bought these as a medical student in England. They look beautiful and drugstores would display them

so that customers would have confidence that they would be cured. But look at the labels: belladonna, tincture of opium and mercury. It is unbelievable what they fed to people.’ During our trip to the balcony, the chicken biryani has had enough time to cook. After we get back, Michael serves the fragrant chicken with white rice and we all sit down at the dinner table to enjoy the spicy dish with a glass of white wine. Meanwhile, we talk some more about the herbalist that lives inside Michael. Michael’s interest in poisonous and medicinal plants extends beyond his plant collection. It also plays a role in his research. ‘Screening natural products for medicinal properties is a hot item. Researchers from Asian countries screen everything and publish thousands of papers on this subject. We need to keep up in the West.’ Screening compounds is currently much easier in Asian countries than in Western countries, Michael explains: ‘That is mainly because we work with mice and rats, which are very expensive and ethically problematic in the West. In China, researchers also work with mice and rats, but they are much cheaper there and you need fewer licences.’ The introduction of zebrafish as the standard model organism could solve that problem. ‘Zebrafish embryos are cheap, need little space and people do not object so much to their use as test animals. You do not need a licence until the zebrafish embryo has reached five days after fertilization and you also need much less of the compound you are testing. Using zebrafish, we are currently screening orchids for compounds with medicinal properties, in cooperation with Barbara Gravendeel of Naturalis.’

Snakes and lizards

Chopping up some mint for the mojito’s.

Quite recently, snakes and lizards have found their way in Michael’s labs too, thanks to Freek Vonk, a former student of Michael with whom he now regularly cooperates. ‘Freek came into my lab during his bachelor biology. He said he had followed my lectures, but I could not remember ever seeing him before. I asked him what he wanted to do. Something with reptiles he said. I replied that we did not work with reptiles in my lab, so I just re-directed him

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden 

25

to my lab technician and forgot about him. For the next six months he made histological sections of the venom glands of reptiles, but I had not much interest in his work. All of a sudden he asked “would you like to be co-author on a Nature article?”’ Freek’s research had contributed to evidence that venom in snakes and lizards had a single, early origin in evolution. Since then, collaborations between Michael and Freek have resulted in several papers in high-end scientific journals. Recently they submitted a paper to PNAS, one of the most prestigious journals in the world, about the sequenced genome of the king cobra. ‘It is the first snake genome ever sequenced. It is also the first genome of a venomous snake. In the US, another group has recently sequenced the genome of the python, a non-venomous snake and we have agreed to submit our papers backto-back. PNAS is very interested.’ We have finished the chicken and rice, so it is time for the next course: desert. Michael puts two bowls of fresh raspberries on the table, with cream and powdered sugar. After we have all helped ourselves with a large serving of fruit, we discuss some more snake research. Although research on snakes continues in Leiden, live adult snakes are not allowed at the labs. ‘We once suggested that we could keep our own snakes and our colleagues nearly had a heart attack. They asked what would happen if the snakes got out. I would rather not think about that.’ Snake embryos are kept in the labs, however. ‘We usually get them from snake hobbyists who would otherwise flush them down the toilet.’ Unfortunately, procuring snake embryos can be risky too, albeit in a totally different way. ‘One time, Freek wanted to order some embryos from a seller in Africa he found on a forum’, Michael says. ‘It was all legal so I sent a few hundred Euros to that guy in Africa out of my own pocket. We thought it would be alright since the guy was on a hobbyist forum, but we never received any embryos. Apparently, frauds often ask you to send your money with Western Union, like we did, after which you never hear from them again.’

Some antique medicine bottles in Michael’s collection are reminders of times during which doctors would prescribe highly poisonous antimonium or belladonna to their patients.

Although Michael was involved in many discoveries, there is one he is without a doubt most proud of: ‘A few years ago a PhD-student of mine, Ilse de Jong, was looking at the recapitulation theory. That theory states that embryos go through stages that resemble the species of their ancestors. Human embryos would go through stages in which they resemble a fish or a monkey. Instead of such tightly regulated development, we found quite the opposite. Embryos of different species do not pass through identical stages similar to their ancestors. Even within species, we found huge amounts of variation in growing rates of different organs. The lump of cells that

forms the eye is not going to adapt its growing rate to the lump that will end up as a tail. Apparently it does not matter which grows faster, as long as all the organs are fully grown in the end. The research got published in Journal of Morphology. Not a high impact journal, but the article was such a fantastic piece of work. No-one understands it, but I think it is very important. Maybe I need to write another paper on the subject to explain our first study!’

Coffee

After a second serving, not a single raspberry remains. We return to the living room for some tea and coffee to

26  ORIGIN # 1

jaargang 9, oktober 2013

conclude our dinner. ‘I always drink coffee and I start my day with two large pots’, says Michael. ‘Tea simply does not do it for me anymore.’ Over our warm cups we discuss teaching, the part of his job that Michael considers most important. As a postdoc in the United States, a researcher in England and a professor in The Netherlands, Michael has worked with many students of different nationalities. Between them, he saw some distinct differences: ‘American students are very polite and very respectful. English students are the other extreme, much less respectful. In the middle are the Dutch students, who are friendly and respectful, but not sycophantic or slimy. I think that is good, because it means that I can have a conversation with them.’ Indeed, Michael has many talks with students during and after his lectures on embryo development and evolution. Teaching has the highest priority in his schedule. ‘I have always loved teaching and I stopped being nervous about giving lectures very quickly. I would never let the teaching go wrong. You must show up for a lecture and you must prepare the lecture, because students know if you do not. When I was a student I used to complain to the lecturers, that they cared too much about research while their job was to teach us. They just said that their job was to do research. I was quite militant about that at the time, so now I have to follow that through. Apart from teaching and doing research, the professorship also comes with some less stimulating administrative tasks. Michael has accepted that part of the job as well. ‘I spend twenty to thirty percent of my time sitting in meetings and discussing about fire extinguishers and filling in forms. But if I do not do the administration, things go wrong. I learned to accept that it is part of what I am paid for, and in the end, I waste more time if I don’t take it seriously.’ We have finished our coffee and the evening draws to an end. In the past hours, we have learned much more about our host than an article can hold. ‘Are you travelling with public transport?’ Michael asks. We decide to opt for an evening walk towards Leiden. Outside, Michael points us in the right direction and bids us goodbye. ‘Do not hesitate to contact me if you have any questions!’, he reassures us. After a great evening, we leave Leiderdorp, and the dedicated professor who lives there, behind.

Recipe for chicken biryani Ingredients: 1 kg of chicken legs 4 medium onions, sliced thinly 4 tomatoes, chopped 10 cloves of garlic, crushed 5 cm cube of fresh ginger, crushed ½ cup of fresh coriander 1 tablespoon of salt 1 tablespoon of turmeric 1 tablespoon of ground coriander 2 tablespoons of garam masala 1 cup of plain yogurt 1 cinnamon stick, crushed 1 cup of vegetable oil ½ cup of water 1 package of biryani masala Put 1 cup of oil in a large pot. Add onions and let cook until translucent. Once onions start to turn brown, add ½ cup of water to keep from sticking. Add crushed garlic and mix. Add chicken and mix. Let the mixture cook on high heat for 5 minutes. Add tomatoes and ginger and mix. Add the salt, tumeric, ground coriander, garam masala, biryani masala package, cinnamon stick, and yogurt. Mix thoroughly and keep at a boil for 5 minutes. Then, add enough water to cover the chicken and turn down the heat. Simmer for 25 minutes and stir occasionally. Serve with rice.

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden 

Darwin volgens Kooi Als biologiestudent in Leiden kun je er bijna niet om Charles Darwin heen. Overal zijn verwijzingen te vinden naar de grondlegger van de evolutietheorie. Zo ligt Naturalis, het natuurhistorisch museum van Leiden, aan de Darwinweg en staan er gebouwen met de naam ‘Darwin House’ en ‘Beagle’. Zelf is Darwin nooit in Leiden geweest, maar er bestaan wel banden met de stad die nu nog zichbaar zijn. Professor R.E. Kooi beschrijft ze in het boek ‘Darwin in Leiden’. Aanleiding voor het onderzoek naar banden tussen Darwin en Leiden was de vondst van een portret van Darwin. Professor Kooi vond het tussen een stapel portretten die weggegooid konden worden. Dit portret werd in 1870 gemaakt door de Zweedse fotograaf Oscar Gustav Rejlander en was waarschijnlijk één van de twee portretten die Darwin zelf opstuurde naar Pieter Harting, een Utrechts hoogleraar die in Leiden een eredoctoraat ontving. Darwin had zelf voor zijn 68e verjaardag van Nederland een album ontvangen met daarin portretten van wetenschappers die Darwin en zijn theorie bewonderden. Pieter Harting was een van de initiatiefnemers van dit paars fluwelen album. Naar alle waarschijnlijkheid stuurde Darwin zijn portretten naar Harting voor in een soortgelijk cadeaualbum. Professor Kooi heeft in Leiden vele banden gevonden tussen Darwin en de stad. Zo is het museum Naturalis in bezit van vijf Darwinvinken. Tijdens zijn reis op de Beagle verzamelde Darwin 31 vinken, of eigenlijk gorzen, van in totaal dertien verschillende soorten. Deze exemplaren zijn verspreid geraakt over verschillende musuemcollecties, waarvan die van Naturalis er één is. Daarbij was Darwin een groot brievenschrijver. Volgens ‘The Darwin Cor-

respondence Project’ zijn er zo’n 14500 brieven van Darwin bewaard gebleven. Darwin correspondeerde veel met wetenschappers voor aanvullende bewijzen voor zijn theorieën en heeft dan ook contact gehad met wetenschappers in Leiden. De Leidse Universiteitsbibliotheek is in het bezit van enkele door Darwin geschreven brieven. In het boek wordt beschreven hoe Darwin tegen vrouwen aan keek. Zo was hij als het om vrouwenrechten ging erg progressief voor iemand uit zijn tijd. Hij was een voorstander van vrouwenkiesrecht en beijverde zich voor onderwijs voor vrouwen. Toch zijn er in zijn wetenschappelijke werken een aantal bedenkelijkheden te vinden, die veelal voortkomen uit de bredere cultuur en geschriften van andere evolutionaire denkers. Darwin verklaarde de verschillen tussen man en vrouw aan de hand van seksuele selectie. Seksuele selectie kan worden beschouwd als een bijzonder voorbeeld van natuurlijke selectie. Kort gezegd gaat het om mannetjes die met andere mannetjes concurreren om vrouwtjes en vrouwtjes die mannetjes uitkiezen. Dit komt voort uit het feit dat mannetjes op een andere manier in hun voortplanting investeren dan vrouwtjes. Door zijn theorie van seksuele selectie op de mens toe te passen, schiep Darwin een revolutionair vrouwbeeld waarin de vrouw zelf seksuele keuzes maakt en daardoor de evolutie van mannelijke en vrouwelijke kenmerken beïnvloedt. Hierdoor ontving hij al snel veel kritiek op zijn theorie. Na zijn dood is de theorie min of meer in de vergetelheid geraakt, maar de afgelopen tientallen jaren wordt de theorie beter onderbouwd en valt de naam Darwin nog vaak. Dat professor Kooi aandacht aan dit onderwerp besteedt, is niet vreemd. Zelf heeft ze in een emancipatiecom-

Boek

27

recensie

missie gestreden voor meer vrouwen in de wetenschap. Professor Kooi is van mening dat het aantal vrouwen dat hoogleraar is aan de universiteit lager is dan het zou moeten zijn. In de tijd dat zij in de emancipatiecommissie zat, is het percentage vrouwen dat een hoge functie bekleedt bij de faculteit gestegen van 5% naar 19%. In de biologie is het nog steeds bar gesteld, vindt ze. Het boek wordt afgesloten met een foto van het straatnaambordje van de Darwinweg, dat op 24 november 2009 werd onthuld. Hoewel Charles Darwin nooit in Leiden is geweest, is hij niet uit de stad weg te denken.

Darwin in Leiden

28  ORIGIN # 3

jaargang 9, oktober 2013

On the origin of This petrified forest covers 150 square kilometres. Together with a smaller petrified forest in the US state of Arizona, it grants biologists a unique opportunity to study the plants that lived millions of years ago.

This ancient gianfot r holds the record petrilargest standing world. fied tree in the tall It stands 7,02 mhe and belongs to tioxylon species of Taxod ncesalbertense, an a quoia. tor of today’s se

The petrified forest was created by volcanic eruptions on the northern side of the Aegean basin during late Oligocene until the middle of the Miocene epoch, or 23 to 11 million years ago. Lava and other volcanic material blanketed the dense forest, which existed at the time on the western section of the island. The subsequent isolation to external conditions and the intense hydrothermal circulation of liquids petrified the plant fibers.

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden 

29

 esbos’ L stony records of evolution... Over the course of history, the climate and geological composition of Earth have changed much. The petrified forest on the Greek island of Lesbos is a natural document that has recorded those changes in the Aegean basin for the last twenty million years . The forest covers an extensive area, littered with remnants of ancient trees, and belongs to the Global Geopark Network of UNESCO. It gives us considerable information regarding the composition and characteristics of paleoflora and climatic conditions of the past. Images and text by: Jessica Elferink

ere rew r e t t a m ic n a rg o Different types onft types of inorganic matplaced by differe ssilization process. As a result ter during the fohe morphological characteristics of this process t e internal structure of the wood of plants and th been excellently preserved. of the trees has

COLUMN

30  ORIGIN # 1

jaargang 9, oktober 2013

Next Generation Bionics

Forget evolution, we are about to design our own bodies

Hugh Herr lost both his legs to frostbite, but that did not stop him from climbing. In fact, he is even better at it than he was before. him to do most things that ordinary legs are capable of and some that go beyond. When Herr goes ice-climbing he simply unscrews his everyday legs and fastens a specialized pair. It’s plug and play. ‘In the end,’ Herr says, ‘I was climbing better with artificial limbs than I achieved before my accident with biological limbs.’ Herr even goes so far as to say that having normal bodies is boring. Because, whereas biological limbs deteriorate over time, their artificial counterparts are immortal. What is more, they are upgradable and thus actually improve with time.

‘I was climbing better with artificial limbs than I achieved before my accident with biological limbs.’ Hugh Herr by Freescale Semiconductor, http://www.flickr.com/photos/freescale/4727715869/. License at: http://creativecommons.org/ licenses/by-nc-nd/2.0/deed.en For many people the concept of a fusion between man and machine is positively monstrous. But do not be too quick to judge. Especially if you wear glasses and even more so if you are the owner of a pacemaker or implant. In truth, humans are already surprisingly cybernetic. We have been like that ever since we started using canes and crutches. Back then disability embodied loss, an irreparable damage and aesthetic affliction. Nowadays the societal stigma has lifted. Bionic arms, hands and cheetah-like carbon-fiber legs all find themselves publicly accepted. Suddenly, handicapped are given the possibility to create whatever it is they want in that lost space. A pair of legs for every occasion, whether it be rock climbing or running. They could even add an inch or two to their height. You see, modern prosthetics and in a broader context bionics, are not only overcoming deficiencies, they are augmenting the body. This means that your crippled neighbor might soon take you over in The London Marathon. One of the leading scientists in bionics is professor Hugh Herr, MIT’s director of Biomechatronics. Herr lost both his legs to frostbite in a climbing accident. But the incident did not stop him from climbing. His team developed a pair of bionic legs that emulate biological function allowing

Herr believes that bionic limbs will be linked to the nervous system within some decades. Communication will then go two ways. Apart from receiving signals, future prosthetics will also be able to send stimuli to the brain. These machines, Herr proclaims, ‘will no longer be separate lifeless mechanisms.’ Instead, humans will engage in a ‘symbiotic relationship reaching far beyond the digital age.’ Man and machine will thus be welded together causing bionic material to be included in what we view as ‘self ’. But it does not stop there. Scientists from Tel Aviv University in Israel have been able to restore brain function in rats by creating a chip mimicking the cerebellum. These chips could eventually replace damaged brain tissue or enhance the functioning of a healthy brain. And enhancement is exactly the sort of problem we will shortly be running into. Should we allow healthy people to electively replace limbs, eyes, ears or parts of your brain by superior machinery? Considering the fierce opposition against eugenics, bionics aimed at transcending human capability can really be seen as a way to bypass genetic manipulation. It is therefore of importance that we draw new ethical and moral parameters of how far one ought to go. Disability will soon be a thing of the past, but ironically, super-ability will pose a new dilemma. References BBC. (2013). How to Build a Bionic Man. Documentary. Channel4News. (2013). The bionic man, and what he tells us about the future of being human. Interview. Geddes, L. (2011). Rat cyborg gets digital cerebellum. NewScientist. Herr, H. (2010). Hugh Herr at TEDMED. TEDMED. Herr, H. (2011). Hugh Herr, Leader of the Bionic Age. Time. Mullins, A. (2009). My 12 pairs of legs. Ted Ideas worth spreading.

DOSSIER EVOLUTIE

Universiteit Leiden 

AGENDA 19 oktober 2013 

Universitaire Open Dag

Maak kennis met alle bacheloropleidingen van de Universiteit van Leiden in en om de Pieterskerk. Meer informatie op opendageninleiden.nl 7 november 2013

Masterdag

Leer vandaag alles over de masteropleidingen die de Science Faculty rijk is! 22 november 2013

Facultaire Open Dag Bacheloropleidingen

VOLGEND NUMMER

Wil jij weten hoe het is om na het VWO een bèta studie in Leiden te volgen? Ervaar het zelf en kom langs bij onze opleidingen.

Soms is de grens tussen ‘echt’ en ‘nep’ heel vaag. Is dit schilderij echt van Johannes Vermeer?* En is de sinaasappelsmaak in je drankje ‘echt’? In de volgende Origin lees je meer over de wetenschap achter nepperij: n Van sterrenwichelaars tot kwakzalvers: een special over pseudowetenschappen. n Beter worden van nepmedicijnen: is het placebo effect nep? n  Genept door de zeepreclame: waarom je best zonder douchezeep kunt. n En meer….

Elke dinsdag

This Week’s Discoveries

Korte presentaties van onze eigen onderzoekers over hun ­recente ontdekkingen (12h30-13h15), gevolgd door een gezamenlijke lunch (13h15-13h45). Locatie: De Sitterzaal, Oort­ gebouw. Meer informatie op science.leidenuniv.nl Elke donderdag

Science Club borrel

Verschillende verenigingen of onderzoeksafdelingen staan achter de bar om vanaf 16h00 een drankje met elkaar te drinken. Van harte aanbevolen!

* Sommige kunsthistorici meenden dat dit schilderij te lelijk was voor een Vermeer. Een analyse van pigmenten in de verf en het dradenpatroon in het doek gaf uitsluitsel: het is weldegelijk van de hand van de Hollandse meester.

COLOFON Oplage 4.700 Redactieadres Origin Magazine Einsteinweg 55 2333 CC Leiden [email protected] www.originmagazine.nl 071 527 4538

Aan deze Origin werkten mee Michael Richardson, Yaeike Faber, Mathieu Noteborn, Thomas van Lenden, art exposition ‘Ja Natuurlijk!’, Erik Danen

Redactie Rob van Wijk en Rembrandt Donkersloot hoofdredactie Carlos de Lannoy redactie Marit van Santen, Anja Rienitz, Annette Emerenciana, Carlos de Lannoy, Dwayne van der Klugt, Dylan van Gerven, Joris Voorn, Linda Poppe, Lisette Hemelaar, Mark Weijers, Jessica Elferink, Rob van Wijk, Valery Tjoeng eindredactie

Productie Drukkerij De Bink Ontwerp en vormgeving Balyon Origin en al haar inhoud © Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen, Universiteit Leiden.

Alle rechten voorbehouden.

31

Heb jij een profiel natuur en techniek of een profiel natuur en gezondheid? Wil je weten hoe het is om na het vwo een bèta studie in Leiden te volgen?

e nd u isk mie W e | cono fe d un & E | Li k y ren tica nol ie | r n e St rma Tech log appe | o urs de | Inf ce & | Bio sch o t n n ! Lab rku tica cien logy ete en u u ma r S no g W s t a vr ge Na for ula ech sche e e l j c l n T i l | I ole & eut fco la e ac e e M c t o | ien m S Pr r s Sc Fa t n a de Bio tic tu

s ac ur Pr o t ee M

Ervaar het zelf en kom langs bij onze opleidingen tijdens de 22 november 2013!

Meer informatie of je direct aanmelden

Bij ons leer je de wereld kennen