Bètacanon (18) Fout

Dit is een wiki. Als hier iets staat dat fout is of als er iets belangrijks mist, dan kan het door u veranderd of aangevuld worden. Het principe van de wiki vertoont een sterke overeenkomst met de wetenschappelijke werkwijze. Er wordt een beeld van de wereld gevormd dat steeds wordt bijgeschaafd en uitgebreid.

Het zou dan ook zomaar kunnen dat een paar van de besproken onderwerpen op de bètacanon over een paar jaar toch iets anders in elkaar blijken te steken dan u op deze plek gelezen heeft. Niet omdat de schrijvers u een rad voor ogen wilden draaien, maar omdat wetenschap nu eenmaal dynamisch is. Ons beeld van de werkelijkheid wordt constant getoetst, soms verlaten en vaak uitgebreid. Fouten zijn onlosmakelijk met dit proces verbonden, ze staan aan de basis van de vooruitgang van de kennis.

Wetenschappers hebben een prachtige baan. Ze proberen de hele dag meer te begrijpen van het onderwerp waar ze hun hart aan hebben verpand. Het begint altijd met een vermoeden, een hypothese, denken te weten hoe iets zit. Vervolgens bedenken ze hoe ze die gedachte kunnen toetsen. Dat is niet altijd even makkelijk want hoewel een bioloog vaak een systeem in handen heeft dat hij kan manipuleren, ligt dat voor astrofysici en geologen een stukje moeilijker. Zij moeten het doen met wat ze aantreffen. Maar toch, de hypothese dient getest te worden. Tijdens dat testen is het belangrijk om te herkennen wat er fout is in je originele hypothese en dat vervolgens ook te erkennen.

Thales van Milete (624-545 v. Christus) was een van de eersten die het belang van fouten benadrukte. Zijn uitgangspunten waren dat opvattingen gestaafd moeten worden met argumenten en dat men conclusies omtrent het universum alleen mag baseren op het universum zelf en niet op goddelijke interventie. Die manier van redeneren leidde onder andere tot de foutieve hypothese dat het de wind was die de overstromingen van de Nijl veroorzaakte. Toch was deze uitspraak in wetenschappelijk opzicht een belangrijke doorbraak.

De beroemde wetenschapsfilosoof Karl Popper (1902 -1994) schreef in de jaren dertig van de vorige eeuw een gezaghebbend boek over de wetenschappelijke methode, getiteld Logik der Forschung (De Logica van Onderzoek). Hierin stelt hij dat een wetenschappelijke hypothese altijd te falsificeren moet zijn. Wat dat betekent wordt duidelijk als we even terug gaan naar Thales van Milete en zijn tijdgenoten. De heersende gedachte was dat de goden de overstromingen van de Nijl veroorzaakten. Zo’n hypothese zou Popper onmiddellijk betitelen als onwetenschappelijk: hij is onmogelijk te toetsen. De hypothese dat het de wind is die de Nijl laat overstromen is weliswaar fout, maar voldoet wel aan twee belangrijke eisen (i) de grenzen van de bewering zijn duidelijk (we hebben het over de Nijl en iedereen weet wat we met de wind bedoelen), en (ii) hij is relatief makkelijk te toetsen. Popper ging nog een stap verder. Met de juiste hypothese in handen moet elke wetenschapper op zoek naar bewijzen voor het tegendeel, als wetenschapper moet je proberen om je eigen theorie te falsificeren.

Nu is dat een mooie theorie, maar werkt die ook in de praktijk? Want de wetenschappers waar het hier over gaat staan allemaal te popelen om de nieuwste ontdekkingen als eerste naar buiten te brengen, daar ontlenen zij immers hun bestaansrecht aan en daar worden ze op afgerekend. En soms is er dan geen tijd voor nog een controle, voor nog een testje. Dus natuurlijk worden er experimenten bedacht om eigen hypotheses omver te werpen maar het houdt een keer op. En meestal gaat dat prima zo. Maar soms wordt er echt onzorgvuldig gehandeld of nog erger, gewoon keihard gefraudeerd. Wie herinnert zich niet de krantenkoppen uit 2005 over de Koreaan Hwang die allerlei baanbrekende resultaten verzonnen bleek te hebben in het stamcelonderzoek: hij kloneerde geen menselijke stamcellen, laat staan elf keer op rij. Omdat meerdere onderzoeksgroepen naar dezelfde waarheid op zoek zijn en elkaars onderzoeksresultaten gebruiken om verder te komen worden ieders ontdekkingen voortdurend getest. Zo zorgt de manier waarop wetenschap in de wereld is georganiseerd voor een zelfcorrigerend vermogen. Dus zelfs waar het enthousiasme en de dadendrang van de individuele onderzoeker onverhoopt leiden tot het publiceren van hele of halve onwaarheden, zorgt de wetenschappelijke gemeenschap er gezamenlijk toch voor dat elke theorie getoetst wordt en waar nodig verworpen.

Naast dit opzettelijk zoeken naar de fouten in de heersende theorieën is er nog een ander soort fout die soms tot grote ontdekkingen leidt: het ongelukje, of de slordigheid. Het meest aansprekende voorbeeld van iemand die met dergelijke fouten zijn voordeel deed is de Schotse wetenschapper Alexander Fleming. Hij deed in zijn leven twee grote ontdekkingen. Beiden waren het directe gevolg van slordig werken.

Fleming had zich ten doel gesteld een middel te vinden tegen bacteriële infecties dat niet schadelijk was voor de mens. Bacteriën waren algemeen bekend geworden in 1683 toen onze eigen Antonie van Leeuwenhoek ze voor het eerst beschreef. Dat ze ziektes veroorzaakten liet de Fransman Louis Pasteur pas laat in de negentiende eeuw zien. Toen Fleming in 1922 had zitten hoesten boven de platen met bacteriën waaraan hij werkte, merkte hij dat de bacteriën de volgende dag verdwenen waren. Zo ontdekte hij lysozym, een natuurlijk bestanddeel van tranen en neusvocht dat helpt om bacteriële infecties tegen te gaan.

Een paar jaar later deed Fleming een ontdekking die hem de Nobelprijs voor de geneeskunde opleverde In 1928 had Fleming toen hij op vakantie ging de platen met Staphylococcus aureus, nu beter bekend als de gevaarlijke ziekenhuisbacterie MRSA, gewoon op zijn tafel laten slingeren. Toen hij terug kwam, waren ze volgegroeid met schimmels. Op één van de platen had de schimmel de bacteriën van de plaat verdreven. De schimmel bevatte kennelijk een antibacteriële stof, die iedereen nu kent onder de naam penicilline.

Het leuke van de bètawetenschappen is dat de fout die zo belangrijk is in het wetenschappelijk proces zelf, ook een heel belangrijke rol speelt in het onderwerp van studie, de natuur. Fouten in ons DNA, ofwel mutaties, treden voortdurend op. Het gaat iets sneller als we in de zon liggen te bakken of bij voortdurende blootstelling aan radioactiviteit. Maar ook thuis, op een gewone regenachtige zondagmiddag, treden er veranderingen op in ons erfelijk materiaal. De meeste van deze fouten worden razendsnel herkend en hersteld door de reparatiemechanismen aanwezig in onze cellen. Maar soms laat dit zelfcorrigerend vermogen een steekje vallen en ontstaat er een echte verandering in ons DNA.

Als dat in een gewone lichaamscel gebeurt, bijvoorbeeld een spiercel of een huidcel, dan is de kans dat we er wat van merken bijzonder klein. Slechts in een klein aantal van de gevallen leidt zo’n mutatie tot bijvoorbeeld kanker. De kans op kanker is met name zo klein omdat het pas ontstaat als er in één en dezelfde cel meerdere mutaties optreden. En de kans daarop is praktisch nul. Toch weten we allemaal dat het bestaat, kanker. En dat komt doordat de eerste verandering op weg naar kanker de cel een groeivoordeel geeft waardoor die veel vaker gaat delen dan andere cellen. Voordat een cel deelt, moet hij zijn erfelijk materiaal verdubbelen, en tijdens dat verdubbelen gaat het nog weleens fout. Dus hoe vaker een cel deelt, hoe groter de kans is dat er nog een mutatie optreedt, en nog één, en nog één, tot er een kankercel is ontstaan.

Als de verandering optreedt in het DNA van een geslachtscel, dus een ei- of spermacel, dan geven we deze verandering door aan onze kinderen. Ook in dat geval is de kans dat deze verandering een zichtbare verandering tot gevolg heeft heel klein. Toch zijn deze veranderingen de basis voor evolutie: als ze nadelig zijn voor een organisme verdwijnen ze vanzelf uit de populatie terwijl mutaties die een positief gevolg hebben in stand worden gehouden.

Nu is het uw beurt. Omdat dit een wiki betreft kunt u nu naar hartenlust veranderingen aanbrengen. Als ze de tekst nadelig beïnvloeden zullen ze weer verdwijnen, terwijl de voordelige veranderingen zullen blijven. De tijd zal deze tekst alleen maar beter maken.

Tekst: Nadine Vastenhouw (1977)

Relevante boeken
Worden in de loop van 2020-2021 toegevoegd (3 september 2020)

Homepage Bètacanon
(zondag 6 mei 2007)