Wondere wetenschapswereld

Naar aanleiding van de kritiek op Global Warming.

Ten eerste wil ik mensen aanmanen niet persoonlijk te worden. Ik ga hier een reactie op schrijven maar beschouw achteraf de discussie voor gesloten.

Ik schrijf niet de volledige problematiek rond klimaatsveranderingen neer. Ik probeer een algemeen, voor het publiek toegankelijk overzicht te schrijven. Mijn manuscript is zeker niet enkel gebaseerd (eigenlijk maar voor een klein deel) op het IPCC. Ik baseer mij voornamelijk op recente litteratuur uit ‘peer reviewed’ tijdschriften. Dat zijn tijdschriften waar je als wetenschapper niet zomaar in kunt publiceren. Je werk wordt beoordeeld op correctheid door een aantal reviewers die experts zijn in het vakgebied. De verwijzing naar het IPCC gebruik ik omdat hun bevindingen overeenkomen met die uit de gespecialiseerde litteratuur. De figuren gebruik ik omdat de figuren uit wetenschappelijke publicaties niet vrij te gebruiken zijn.
Voor het schrijven van dit artikel en al mijn artikels beroep ik mij dus steeds op een gamma van wetenschappelijke litteratuur (Nature, Science en een gans gamma van biologische tijdschriften).

Over het IPCC zelf ga ik niet oordelen aangezien ik zelf niet werk in het vakgebied van klimaatsveranderingen. Echter stemmen hun bevindingen wel overeen met de wetenschappelijke litteratuur. Klimaatsmodellen zijn uiteraard steeds variabel. Dagelijks wordt er gewerkt aan verbeterde klimaatsmodellen. Wil dat zeggen dat de oude volledig onbruikbaar zijn? Wel eigenlijk niet. Vaak komen grote trends tot uiting in simpele modellen, maar dient men voor het bestuderen van de gevolgen van de opwarming met meerdere variabelen en processen rekening te houden. Zo zijn neerslagspatroonwijzigingen berekenen een heel moeilijke klus.

Uiteraard is het zo dat CO₂ zeker niet het sterkste of meest voorkomende broeikasgas is. Maar het is een broeikasgas dat een sterke verhoging in relatieve concentratie heeft verkregen binnen de atmosfeer. Het is die werking waarin we geinteresseerd zijn. Waarom belang hechten aan broeikasgassen die niet wijzigen in concentratie, dat zijn constante variabelen die dus niet in rekening dienen genomen te worden. Het wordt wel moeilijker wanneer de gevolgen van de CO₂ op hun beurt de uitstoot van andere broeiksasgassen gaan beïnvloeden (bijvoorbeeld de verdamping van meer water wat ook een broeikasgas is). Er bestaat evenwel een concensus onder wetenschappers dat er een algemene opwarming is.

Waarom was er dertig jaar geleden minder te doen rond het broeikaseffect? Wel inderdaad dacht men toen dat we teruggingen naar een ijstijd. Dat gaat terug op een natuurlijk proces wat de Milankoviccyclus wordt genoemd. Hierdoor is de input in zonnestraling varierend over een grote periode, die zorgt op zijn beurt voor dat er een cyclus van  ijstijden en tussenijstijden bestaat. Uiteraard is deze cyclus enkel maar mogelijk geworden toen de aarde genoeg was afgekoeld (door de stopzetting van de circumequatoriale stroming en het ontstaan van de circumpolaire stroming onder andere) om in een ijstijd-tussenijstijd cyclus te vervallen. We spreken hier over cycli van ongeveer honderduizend jaar.
Het broeikaseffect daarentegen, kan dat verstoren door ervoor te zorgen dat de cyclus niet meer van toepassing is. Hier spreken we ook over slechts een paar honderd jaar waarop significante klimaatswijzigingen zullen plaatsvinden. We zien die trouwens momenteel reeds duidelijk tot uiting komen in biota.

Het enige wat ik hier dus probeer aan te tonen is dat de wetenschap wel degelijk heel wat processen kent en waarneemt om te stellen dat globale opwarming een feit is en het ontregelend werkt op het klimaat. Zo moet je maar eens het tijdschrift conservation biology ter hande nemen om nu reeds vast te stellen dat globale opwarming bepaalde diersoorten reeds bedreigd (bijvoorbeeld amfibiëen uit nevelwouden). Doorheen de ganse ‘peer reviewed’ litteratuur vind je zelfde patronen terug. Ik denk dat het niet opportuun is om gebaseerd op halve argumenten deze wetenschappelijke bevindingen aan te vallen, laat staan mensen daarop aan te vallen. Ik wil deze discussie hier dan ook sluiten.

Stamcellen: duivelsgebroed of goddelijke genezing

Wat zijn stamcellen?

Vooraleer we die vraag kunnen beantwoorden, dienen we eerst kijken hoe een organisme, zoals een mens, zich ontwikkelt van bevruchte eicel tot boorling.
Zoals de meeste wel weten, kunnen cellen zich delen. Eenmaal een eicel bevrucht is en het genetisch materiaal van zowel moeder als vader bij elkaar is gebracht, zal de bevruchte eicel, zygote genaamd, zich delen. Eerst krijg je een hoopje cellen, de morula, bestaande uit 12 tot 32 cellen. Die cellen kunnen nog alle richtingen uit, en zijn dus totipotent. Ze kunnen zich differentieren in alle soorten of types cellen.

1: morula; 2: blastula (figuur: auteur: Pidalka44, http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Blastulation.png)

Een morula zal zich verder ontwikkelen tot een blastula met een 128 cellen aan de buitenzijde die een holte met vloeistof (blastocoel) omringen. In een verder stadium zal die blastula zich verder ontwikkelen tot een gastrula. Op die manier krijg je in het embryo drie lagen: het ectoderm, mesoderm en endoderm. Uit de drie lagen zullen weefsels zich vormen die samen organen en organenstelsels vormen.

1: blastula 2: gastrula (figuur: auteur: Pidalka44, http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Gastrulation.png)

Stamcellen zijn cellen die nog steeds in staat zijn om te delen en zich verder te differencieren in een cel van een bepaald weefseltype (bijvoorbeeld een spiercel, huidcel, ed.). En zijn onder te verdelen in drie groepen: embryonale stamcellen, volwassen stamcellen en navelstrengstamcellen.

De volwassen stamcellen bevinden zich in de weefsels van volwassenen en kunnen zich daar delen om nieuwe cellen te vormen binnen dat weefsel. Die cellen zijn beperkt in de zin dat ze zich maar kunnen omvormen tot een of een aantal weefseltypes.

De embryonale cellen daarentegen zijn cellen die worden genomen uit een blastula en kunnen zich nog differentieren in elk weefseltype.

Gebruik van stamcellen

Door hun eigenschappen nieuwe cellen te vormen en weefsels te kunnen maken, gaat er veel aandacht naar stamcellen aangezien ze nieuwe weefsels kunnen aanmaken. Zo kan men zo een cel gebruiken om daar het DNA (genetisch materiaal) van een ziek persoon in te brengen en weefsel te kweken voor die persoon. Zo zouden ziektes als kanker, parkinson en spierziektes of aandoeningen als verlamming binnenkort te genezen zijn door het kweken van nieuwe weefsels die niet worden afgestoten door het lichaam.
Het probleem is dat de volwassen stamcellen reeds te ontwikkeld zijn om nog te gebruiken. Men heeft dus de embryonale stamcellen van de blastula nodig en dat zorgt voor heel wat opschudding.

embryonale stamcellen van een muis (afbeelding: united state government)

Controverse

Alhoewel deze nieuwe medische methode heel wat ziektes zou kunnen verhelpen bestaat er een grote controverse rond stamcelgebruik. Juist omdat je een levensvatbare embryo (geen foetus dus !) moet gebruiken om cellen aan te ontrekken. Vele geloofsovertuigingen of ethische principes zijn gekant tegen dergelijke methodes en beschouwen het als levensonterend.
Zo heeft in de afgelopen weken in de Verenigde Staten een dergelijke confrontatie plaatsgevonden. Het Amerikaans parlement had een meerderheid, maar geen twee derde, om stamcelonderzoek goed te keuren. De president George W Bush, die zich hard verzet tegen het onderzoek, heeft hierop zijn veto laten gelden.

Recent heeft het witte huis een alternatief voorgesteld, zogezegd gebaseerd op onderzoek van vooraanstaande stamcelwetenschappers. Het rapport van het witte huis beweert dat stamcelonderzoek even goed kan gebeuren op volwassenstamcellen. In de recente uitgave van het tijdschrift Science (19 januari) wordt dat sterk betwist.
Zo klagen Kevin Eggan, Chad Cowan en Douglas Melton, op wiens onderzoek het rapport is opgesteld; dat hun gegevens niet correct werden weergegeven en hun onderzoek de noodzaak van embryonale stamcellen onderstreept.

Wel moet opgemerkt worden dat er van pijn of bewustzijn bij de embryos geen sprake kan zijn aangezien er nog helemaal geen zenuwstelsel is aangemaakt. Niettegenstaande blijft het etisch vraagstuk. Wat is onetischer? Niet bewust leven opofferen om mensen te redden. Of  dood en ziekte beschouwen als natuurlijk en daarvoor geen ander leven opofferen. Ik laat de vraag in het midden.

2007 het jaar van de 'planet hunters'

Planet hunting

De zoektocht naar leven is blijkbaar de nieuwe wedloop na de landing op de maan. Sinds het vinden van de marssteen met mogelijks een oude martiaanse levensvorm heeft die wedloop in de hand gewerkt. Talrijke missies naar mars op zoek naar water en leven komen geregeld in het nieuws. Maar wat met leven buiten ons zonnestelsel? Dat is minder bekend maar misschien meer tot de verbeelding sprekend onderzoek.

Planeten buiten ons zonnestelsel

Misschien had u het niet verwacht, maar er zijn reeds 209 bekende planeten buiten ons zonnestelsel. En er worden er ieder jaar meer ontdekt door wetenschappers die worden omschreven als ‘planet hunters’ (planeetjagers). Het grote doel van hun planetenzoektoch is een planeet vinden die lijkt op onze aarde, een ‘alien earth’.

Het grote probleem om een nieuwe planeet te ontdekken is dat je die planeet met hedendaagse telescopen niet rechtstreeks kunt zien. Het licht dat hun ouderster uitzendt is veel sterker dan dat van de planeet zelf. Het verblindt ons met andere woorden. Je kunt het vergelijken met onze straatverlichting. Wanneer je door de stad loopt zie je amper sterren doordat de straatverlichting feller schijnt dan de sterren. Maar wanneer je op vakantie bent in de Alpen bijvoorbeeld kun je plots de melkweg zien. Datzelfde principe geldt eveneens voor die planeten.

Gelukkig laten die planeten sporen na die we wel kunnen opsporen. Net zoals onze aarde hebben alle planeten een aantrekkingskracht. Die aantrekkingskracht is evenredig met hun massa, zwaardere planeten zullen dus een grotere aantrekkingskracht hebben. De aantrekkingskracht van die planeten zullen een effect hebben op hun ouderster waardoor die lichtjes beweegt. Het is nu net de beweging van de ster die we op aarde kunnen vasstellen doordat die als een verandering in de lichtfrequentie van die ster vast te meten is. De frequentie vertelt ons dus iets over de massa van de planeten in zijn zonnestelsel.   
Het probleem met deze techniek (‘radial velocity’ of RV genaamd) is dat zij voornamelijk planeten met grote massa dicht bij de ster zal weergeven. Zo is de kleinste planeet met deze techniek gevonden al een minimummassa van 7.4 maal onze aarde heeft. Een ander nadeel is dat zij slechts een ruwe schatting van de massa geeft. Toch heeft men met deze techniek reeds 197 planeten gevonden, waarvan de meeste waarschijnlijk gasreuzen zouden zijn (zoals Jupiter bijvoorbeeld) en dus een zeer kleine kans hebben om levensvatbaar te zijn.

Foto van Jupiter, een voorbeeld van een gasreus uit ons eigen zonnestelsel.

(Foto Voyager, NASA)

De ‘nieuwe’ aarde vinden

RV geeft enkel maar de massa van de planeten. We weten dus niets over hun omvang. Hiervoor hebben we ook hun diameter nodig. Zo kan men op basis van massa en omvang hun dichtheid berekenen en bepalen of het gaat om een gasplaneet of een planeet met vaste materialen (zoals onze aarde). Hiervoor heeft men ook een techniek ontwikkeld, de transittechniek. Wanneer een planeet op een lijn komt met tussen de aarde en zijn ouderster dan zal zij een deel van het licht van die ster tegenhouden. Dat is waarneembaar op de aarde. Hoe groter de planeet hoe meer licht er wordt tegengehouden, op basis daarvan kan men dus ook de diameter van de planeet bepalen.
Het nadeel van deze techniek is dat te kleine planeten niet zullen worden waargenomen. Wat ervoor zorgt dat we opnieuw voornamelijk gasreuzen zullen vinden.

afbeelding van onze aarde (Foto NASA)

Een andere methode dan RV en transittechniek is de ‘gravitational microlensing’ (vrij vertaald, het vergroten door gebruik van zwaartekracht als lens). Hiervoor dienen twee sterren op een lijn te staan met de aarde. De zwaartekracht van de voorste ster zal dienen als een soort van lens voor de achtergelegen ster, waardoor het licht dat we van die tweede ster ontvangen sterk versterkt wordt. Hierdoor kunnen we de planeten van de tweede ster direct waarnemen. Met die techniek heeft men de kleinste bekende planeet ontdekt, hij is 5.5 maal groter dan de aarde.
Het nadeel van deze techniek is dat zo’n opleining van twee sterren zelden voorkomt, gemiddeld eenmaal per honderduizend jaar per ster.

Leven?

Mocht men eenmaal een analoge aarde vinden is de mogelijkheid tot leven nog een heel andere stap. Hiervoor dient men een spectrumanalyse te doen van het licht van die planeet. Het spectrum is het geheel aan frequenties die het licht bevat. Om het eenvoudig te stellen staat iedere frequentie voor een afzonderlijke chemische stof. Door het spectrum van de ster (waargenomen als de planeet verborgen is voor ons) af te trekken van het totaal spectrum van de ster en zijn planeten kan men het spectrum van de planeet bepalen. Hierdoor kan men de samenstelling van deze planeet nagaan. Alhoewel deze methode vrij ruw is, kan ze ons toch nuttige informatie verlenen over de aanwezigheid van een atmosfeer en waaruit deze is opgebouwd, misschien over de aanwezigheid van water en andere componenten die leven mogelijk maken.

2007 en de toekomst.

Men heeft grote verwachtingen voor het jaar 2007. Dat heeft te maken met twee grote projecten.
Het eerste is het nieuwe Europese ruimtevaartuig de COROT dat gelanceerd werd in 27 december 2006. Hij zal gedurende 300 dagen het heelal afspeuren en preciezere lichtmetingen van sterren uitvoeren. Op basis daarvan hoopt men kleinere planeten te ontdekken via de RV en transitmethode. In 2008 zal het NASA ruimtetuig Kepler gelanceerd worden die gedurende 4 jaar hetzelfde zal doen.
Het tweede project is zelfs ambitieuzer. Men heeft 50 miljoen sterren opgevolgd en een lijst gemaakt voor de volgende oplijningen van twee sterren. Die zullen gemeld worden aan ‘planet hunters’ zodat zij via de ‘gravitational microlensing’ techniek op zoek kunnen gaan naar nieuwe planeten.

Het nieuwe jaar zullen we dus zeer verwachtvol kunnen inzetten in midden 2007 worden de eerste resultaten van de COROT missie verwacht. Misschien zal 2007 de geschiedenis wel ingaan als het jaar van de ontdekking van de nieuwe aarde.

debat rond de opwarming van de aarde

Vanwege de reactie op de log rond de film 'an inconvient truth'.

Het is inderdaad zo dat in populariserende pers er vaak gediscussieerd wordt over de menselijke invloeden op de opwarming van de aarde betwistbaar zijn.
In de film wordt hier ook op ingegaan. In de film kwam het inderdaad naar voor dat in de populariserende pers (vooral Amerikaanse) er artikels verschijnen die de menselijke invloeden betwisten (zelfs een vrij hoog percentage). Blijkbaar heeft men voor de film een meta-analyse uitgevoerd (dat is een analyse waarbij verschillende wetenschappelijke publicaties worden geanalyseerd) op 'peer reviewed articles'. Ten eerste een woordje uitleg over de 'peer-reviewed articles'. Dat zijn artikels die verschijnen in internationale wetenschappelijke tijdschriften (bekendste daaronder zijn Nature en Science); om daarin te kunnen publiceren moet het artikel wetenschappelijk correct zijn, wat wordt gecontroleerd door 'reviewers' (dat zijn wetenschappers uit het vakgebied waarover het artikel handelt). Uit die meta-analyse blijkt dat geen enkel van die artikels de menselijke invloed op het broeikaseffect ontkent (in grote tegenstelling met de populariserende artikels, die niet gereviewed zijn).
Of de meta-analyse correct is weet ik niet, alhoewel ik wel denk dat die goed is uitgevoerd. Uit eigen leeswerk weet ik wel dat binnen de wetenschap men toch met overgrote consensus kan zeggen dat de opwarming van de aarde wordt veroorzaakt door de mens.

Maar hoe zit het dan met die voorbije klimaatsveranderingen?

Het is inderdaad zo dat in de voorbije miljoenen of zelfs duizende jaren de aarde klimaatsveranderingen heeft gekend. De ijstijden zijn daar het typische voorbeeld van. Maar langer geleden waren er nog veel spraakmakendere klimaatsveranderingen. Bijvoorbeeld de K-T verandering, dat is een zware klimaatsverandering tijdens de overgang van Krijt naar Tertiair, waarbij bijna alle dinosaurussen zijn uitgestorven (zo'n 65 miljoen jaar geleden). Nog een extremere vorm was zo'n 800 tot 600 miljoen jaar geleden, de sneewbal aarde. Toen was de ganse aarde bedekt met ijs. Ongeveer 90% van alle leven op de planeet stierf toen uit.
Klimaatsveranderingen zijn dus geen vreemde zaken. Hun oorzaken zijn inderdaad vanuit natuurlijke processen te verklaren. De oorzaken hiervoor zijn veranderingen in atmosferische concentratie van broeikasgassen of verschuiving van continenten, waardoor zeestromingen anders lopen.

"Is deze opwarming dan niet te wijten aan natuurlijke oorzaken?" is uiteraard een oprechte vraag. Wel een eerste indicatie daarvoor krijgen we al over de tijdsperiodes waarop de meeste natuurlijke klimaatsveranderingen veranderen, dat gaat meestal over verschillende duizende jaren. Er is wetenschap van extreem snelle veranderingen (bijvoorbeeld de overgang van de laatste ijstijd naar onze huidige tussenijstijd) en daarbij spreekt men over een temperatuursverandering van 1.5 graad over een paar honderd jaar. In verband met de huidige klimaatsveranderingen spreken over de stijging van gemiddeld 3.5 graden over enkel honderd jaar. Dat is dus heel wat sneller dan je natuurlijk zou verwachten.

Bewijzen voor menselijke invloeden

Wel het eerste en veruit meest duidelijke bewijs is dat de sterke verhoging is dat de toename van broeikasgassen tesamen valt met de industriële revolutie en exponentieel stijgt analoog aan de industrializering van de wereld (men zou bijna kunnen spreken van een perfecte correlatie).  Je kan dat ook duidelijk zien op de onderstaande figuur (bron: website van het intergovermental panel on climate change: www.ipcc.ch)

Wanneer we die stijgingen leggen naast de natuurlijke fluctuaties van koolstofdioxide tijdens de voorbije klimaatsveranderingen (de ijstijden) dan is het resultaat wel schokwekkend (zie figuur onder: bron http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Carbon_Dioxide_400kyr.png door Robert A. Rohde )

Hieruit blijkt duidelijk dat de klimaatsveranderingen die nu op punt staan niet de cyclus van de voorbije ijstijd-tussenijstijdsysmteem volgen. We zien hier duidelijk dat de huidige concentratie al over de 350 parts per million (aantal deeltjes koolstofdioxide op duizend gasdeeltjes). In de pre industriële periode was dat ongeveer 270 ppm. Wanneer je goed naar de grafiek kijkt zie je dat het maximum in voorbije tussenijstijden maar net de 300 ppm raakt. Er is dus duidelijk iets niet natuurlijks aan de hand. 

Er zijn ook nog verdere onderzoeken die de bijkomende uitstoot van de menselijke uitstoot in kaart brengen ten opzichte van de natuurlijke koolstofcyclus, die verschillende koolstofreserves analyseert, enz. Allen geven ze dezelfde uitkomst: er is een belangrijke menselijke invloed in de koolstofdioxide uitstoot (en zelfs andere broeikasgassen) dat leidt tot een verhoging van de aardse temperatuur. Op de website van het IPCC (http://www.ipcc.ch) kun je daar veel meer informatie op terugvinden.

Waarom dan toch al die artikels die het betwisten?

De uitstoot van koolstofdioxide komt vooral uit de verbranding van fossiele brandstoffen (voor industriële of particulier gebruik) en het is geen geheim dat met die markt heel wat geld gemoeit gaat. Zij hebben sterke lobbygroepen, sponseren presidenten en voeren tegenonderzoeken uit (die vaak gekleurd zijn,  geen van hun onderzoeken zijn bij mijn weten ooit verschenen geweest in een wetenschappelijk tijdschrift). Het doel is bij de publieke opinie (de consument dus) en de overheden (de beleidsmakers dus) verwarring en twijfel te zaaien. Zij proberen het consumentenvertrouwen in fossiele brandstoffen veilig te stellen; en belangrijker nog, maatregelen tegen het gebruik van fossiele brandstoffen uit te stellen of tegen te werken.
Zo waren de Verenigde Staten onder Bill Clinton mee aan het werken aan de Kyotodoelstellingen. Onder president Bush zagen we een grondige beleidsverandering, hij wees het protocol integraal af en kwam over de brug met een aantal maatregelen die slechts weinig effect zullen hebben op de uitstoot van broeikasgassen. De link leggen tussen deze president en de olierijke sponsors van zijn verkiezingen laat ik aan u over.
Een dergelijk lobbybeleid is niet vreemd, zeker niet binnen het Amerikaanse kapitalisme. Zo herinneren sommigen onder u zich ongetwijfeld nog de tabaksreclames die beweerden dat roken gezond was. Dat was eveneens een tegenreactie tegen de onafhankelijke wetenschap die meer en meer bewijzen vond dat tabaksgebruik zeer schadelijke gevolgen kon hebben. Dit argument wordt trouwens ook in de film aangehaald.

Conclusie

Ik denk dus dat over de menselijke invloeden op de opwarming van de aarde momenteel geen wetenschappelijk debat bestaat maar eerder een consensus: er is een invloed en die is aanzienlijk. Hoewel de olieindustrie dat niet graag hoort, is het, mijns inziens, een wetenschappelijk feit.

An inconvenient truth: geen fictie !

Waarschijnlijk heeft u er al van gehoord, de spraakmakende documentaire over de klimaatsveranderingen. De film liet in België zo een indruk na dat de volledige regering de film ging bekijken. Aangezien dat deze film op een wetenschapspopulariserende manier een cruciaal punt aankaart, dien ik hier toch een woordje over te zeggen.

Ik zal proberen u een (te) beknopt overzicht van de problematiek te geven en even in te gaan op de film.

Global warming of de opwarming van de aarde

Het broeikaseffect. Tien jaar geleden zou men nog zeggen, wablief! Nu, een begrip waar iedereen toch al iets heeft van gehoord. Maar wat is dat beest nu? Wat is het verschil tussen het broeikaseffect en klimaatsveranderingen?

Vreemd genoeg is het begrip reeds bekend uit 1824 en zelfs degelijk bestudeerd in 1896 door de Zweed Svante Arrhenius. Wat houdt het broeikaseffect nu in? De Aardse atmosfeer is samengesteld uit een gamma gassen. Sommige van deze gassen zijn broeikasgassen, de belangrijkste hieronder zijn (in volgorde van belang) waterdamp (H₂O), koolstofdioxide (CO₂), methaan (CH₄) en ozon. Zonnestraling wordt door deze gassen doorgelaten, die zonnestraling wordt binnen de atmosfeer en de Aarde omgezet in warmtestraling. Het is die warmtestraling die voor een groot deel door de broeikasgassen binnen de atmosfeer wordt gehouden. Broeikasgassen zijn dus geen slechte zaak voor de Aarde; integendeel, zij zorgen ervoor dat de Aarde op temperatuur blijft. Dat is het natuurlijk broeikaseffect.

Waarom dan al dat gedoe omwille van dat broeikaseffect kan je denken. Wel er is vastgesteld geweest dat in de laatste honderd jaar het CO₂ gehalte in de atmosfeer sterk gestegen is. Aangezien koolfstofdioxide een broeikasgas is, lijkt het ook logisch dat hierdoor de aarde zal opwarmen, met andere woorden ‘global warming’ of ‘de opwarming van de aarde’.

Vanwaar komt die CO₂ dan vandaan? Wetenschappelijk bestaat er een consensus dat het gootste deel van deze CO₂ afkomstig is van menselijke invloeden. Uitlaatgassen (van autoos, de industrie; maar bijvoorbeeld ook verwarming van gebouwen) en landbouw vormen hier belangrijke bronnen.  Vaak heeft de opwarming zelf ook gevolgen betreffende opwarming. Zo zal er meer water verdampen (wat ook een broeikasgas is) of veengebieden verddwijnen waardoor een hoop methaan en koolstofdioxide vrijkomt in de atmosfeer. Op die manier wordt de opwarming nog versterkt.

Klimaatsveranderingen als gevolg van de opwarming.

De Aardse opwarming heeft uiteraard gevolgen. Een verhoogde temperatuur betekend dat het klimaat hierdoor zal beïnvloed worden. Lucht- en oceaanstromingen worden in grote mate beïnvloed door temperatuur. Op hun beurt zullen deze stromingen neerslagspatronen op onze aarde beïnvloeden.

De klimaatsveranderingen kunnen misschien aantrekkelijk lijken, wie wil er nu niet een graadje meer. Maar zij kunnen zware gevolgen hebben. Het klimaat op onze planeet valt in grote lijnen op te delen in klimaatsgordels, denk zo maar aan de tropische gorldel, subtropische gordel, etc. Op hun beurt kan je die gordels opnieuw gaan opdelen in grootschalige klimaten (denk maar aan ons gematigd maritiem klimaat in België). Zo kun je klimaten gaan opdelen tot lokale klimaten en zelfs microklimaten (klimaat op een kleine schaal). Naar gelang die klimaten ga je dus andere leefomstandigheden krijgen, zo kan je je inbeelden dat het leven in een woestijn sterk verschilt met het leven hier in België. Ook vegetaties verschillen van klimaat tot klimaat. Zo ook welke planten je kan telen zal sterk verschillen tussen klimaten.

Gevolgen die een klimaatsverandering inhouden

Zoals reeds aangehaald zal het klimaat de leefomstandigheden bepalen op een bepaalde plaats. Wanneer dat klimaat verandert, veranderen de leefomstandigheden mee. Dat heeft uiteraard een groot gevolg op het leven op deze planeet. Zo zijn er talrijke wetenschappelijke studies die aantonen dat bepaalde soorten uitsgestorven zijn om met uitsterven bedreigd omdat hun leefomgeving verdwijnt door een veranderend klimaat.
De klimaatsveranderingen heb ik in eigen onderzoek ook duidelijk kunnen waarnemen in de broeddata van vogels. Wij zien duidelijke patronen van vogels die steeds vroeger beginnen broeden (zo broedt de koolmees ongeveer een maand vroeger in vergelijking met de jaren tachtig).

Ook op de mens zullen de klimaatsveranderingen belangrijke gevolgen hebben. Zo merkt men in Europa al een verdubbeling van de kosten door natuurrampen in de laatste tien jaar. We zien meer en vooral krachtigere orkanen de kop opsteken. Zo bestaat er een vrij grote wetenschappelijke consensus dat orkaan Katrina zo krachtig was door de klimaatsveranderingen.
Belangrijk om te onthouden is dat door de klimaatsveranderingen ook vegetatieveranderingen zullen optreden. Dat kan vrij zware gevolgen hebben voor de landbouw. In de laatste jaren merken we reeds dat de landbouw het in verschillende delen van de wereld steeds slechter doet.
Ten slotte zal door de opwarming van de aarde ook de ijskappen op onze planeet kleiner worden, een fenomeen dat reeds zeer goed waarneembaar is bij gletsjers. De dikte van het noordpoolijs is reeds met 40% afgenomen. Minder ijs betekent meer water. Kustlijnen over de ganse wereld worden bijgevolg bedreigd door de klimaatsveranderingen.

De film: An inconvenient truth

De film gemaakt door Davis Guggenheim toont een multimediapresentatie van oud presidentskandidaat Al Gore. Hierin legt hij op een wetenschappelijk correcte manier uit hoe de vork nu eigenlijk in de steel zit. Verassend is dat in de prent gegevens worden gebruikt die slechts een paar weken geleden gepubliceerd zijn in spraakmakende tijdschriften als Nature of Science.

Hij brengt de klimaatsproblematiek op een duidelijke en overzichtelijke manier naar voor, zonder te profetisch over te komen. Al Gore mag dan wel een policus zijn, maar uiteindelijk beperkt hij zich voornamelijk tot feiten. In de film worden er wel pijlen geschoten naar de administratie Bush, maar het is ook geheim dat die administratie zich niet echt bekommerd om de klimaatsveranderingen.

De recenties over deze film waren dan ook positief. Zo schrijft de New YorkTimes “As unsettling as it can be, it is also intelectually exhilarating, and, like any good piece of pedagogy, whets the apitite for further study.”

Mijn persoonlijke mening sluit hierbij aan. Ik was verrast door deze film, het is een mooi staaltje van wetenschap brengen op een algemeen aanvaardbaar niveau. Het is een absolute aanrader, ik zou in mijn enthousiasme zelfs zeggen een morele plicht om deze film te bekijken. Verdere informatie over de film kan u altijd vinden op http://www.climatecrisis.net.

Informatie over klimaatsveranderingen kan u vinden op http://www.ipcc.ch, de site van het intergovermental panel for on climate change, een oprichting van de Verenigde Naties.

Is God boos op Darwin? (deel1)

Waren Adam en Eva apen?

Deze vraag mag ludiek lijken. Maar misschien vat het samen wat er nu aan de gang is tussen twee stellingen over het onstaan en voorkomen van de levensdiversiteit op deze planeet. Er zijn twee kampen: creationisten en neodarwinistische evolutionairen.

Wanneer creationisme precies is ontstaan is onduidelijk. We weten dat het in ieder geval stamt uit de steentijd. Het is een visie die stelt dat het leven op deze planeet is gecreëerd door een schepper. Een soort van bovennatuurlijke, nog niet waargenomen of te verklaren entiteit, heeft de ganse diversiteit op deze planeet tot stand gebracht, aldus de creationisten. Recent werd het creationisme geplaatst onder het nieuwe jasje van ‘intelligent design’. Deze stelling gaat iets breder en er zijn heel wat varianten op deze stelling. Algemeen stelt men dat een bepaalde scheppende kracht, direct of indirect, het leven op deze planeet heeft veroorzaakt. Dat kan gaan van mensen die geloven dat de aarde en het leven is geschapen in zeven dagen, en daarbij een hele hoop wetenschappelijke gegevens naast zich neerleggen; tot mensen die geloven in een vorm van evolutie waarbij de drijvende kracht een schepper is. Naar gelang de bron kan de visie over het ‘intelligent design’ sterk verschillen.

Daartegenover heeft zich de idee van evolutie afgezet. Sommige filosofen opteren zelfs dat Oude-Grieken zoals Plato een concept hadden dat evolutie benaderde. In de zeventiende eeuw werd de term “evolutie” voor het eerst gebruikt door Sir Matthew Hale. Sindsdien had men een strekking die men evolutionisme noemde, volgens wikipedia:” evolutionism theories explored from 1700 to 1850, the earth, life, and universe developed without divine intervention.” Evolutionistische theoriëen verkenden van 1700 tot 1850, de aarde, leven en universum ontwikkeld zonder goddelijke tussenkomst. Alhoewel een aantal wetenschappers evolutie suggereerde, had niemand kunnen verklaren hoe die evolutie precies werkte. Het was Jean-Baptiste Lamarck die voor het eerst in 1809 een evolutietheorie voorstelde, nu bekend als Lamarckiaanse evolutie. Op zijn theorie was er enorme kritiek. Eerst en vooral vanuit creationistische hoek, maar anderzijds ook vanuit andere evolutionisten. Zijn mechanisme tot evolutie werd sterk in twijfel getrokken. Het was wachten tot 1859 wanneer Charles Darwin zijn “On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life.” publiceerde. Hiermee werd de basis gelegd voor de huidige visie op evolutie die door de meeste wetenschappers wordt aangehangen. Een groot probleem dat Darwin had was dat hij de systemen van overerving niet kon verklaren. In 1930-1940 werd de Mendeliaanse overerving gecombineerd met de Darwinistische evolutietheorie door R.A. Fisher. Een theorie die bekend staat onder de ‘moderne synthese van evolutie’ vaak ook neodarwinisme genoemd. Neodarwinistische evolutionairen gaan er dus van uit dat het leven op deze planeet is geëvolueerd zonder ‘goddelijke’ interventie, maar gericht door natuurlijke selectie, die inwerkt op een bepaald overerfbaar genotype (verzameling van de ganse genetische code van een organisme).

Het is duidelijk dat ‘intelligent design’ en neodarwinistische evolutie vaak haaks op elkaar staan. Momenteel merken we een verhoogde interesse in creationisme of intelligent design, het is interessant om deze problematiek te bekijken en eens dieper in te gaan op de evolutietheorie die maar al te vaak verkeerd wordt geïnterpreteerd. In volgende blogs zal ik pogen een overzicht te geven van de evolutietheorie en kritieken, die creationisten op deze theorie hebben, bespreken.

Het is herfst! ... De vogels beginnen te zingen !?

Misschien heb je er al op gelet, misschien ook niet. Maar we zijn aangekomen in het najaar. En plots, na de stilte van de eindzomer, horen we overal geluid. Vogelgeluid! Neen, dat hoeft niet noodzakelijk te maken hebben met de effecten van de opwarming van de aarde. Eigenlijk is dat een natuurlijk fenomeen. Vreemd? Wel laat ons eens kijken wat hier aan de hand is.

Je hebt vogels die in het najaar wegtrekken naar zuidelijkere warmere oorden; maar een groot deel van de vogels blijft hier ook. Maar een winter is uiteraard niet hetzelfde als een zomer. De omgevingscondities zijn veel harder en de diertjes moeten zich aanpassen aan die condities. Een zo een aanpassing is het vormen van groepen of ‘flocks’, wat vaak gezien wordt bij kleine zangvogels zoals mezen. Dat gedrag is door wetenschappers ook nauwkeurig bestudeerd bij de koolmees, een klein zangvogeltje met zwarte kop, witte wanten, geel lichaam met op de buik een zwarte streep.
Gedurende het broedseizoen (voorjaar en begin zomer) zijn de koolmezen territoriaal, ze bakenen een mooi stukje grond af en verdedigen dat tegen indringers. Maar in de late zomer en begin van de herst beginnen ze hun territoria te verlaten en in een groepje samen te hokken, als voorberreiding op de winter.

Waarom heeft dat samenhokken voordelen voor de winter? Daarover is in de wetenschap al heel wat geschreven en gesuggereerd. Er zijn een aantal verklaringen voor te geven. Samenwerken in hardere omstandigheden kan voordelig zijn. Ten eerste kan je gezamelijk naar voedsel zoeken. Ten tweede zien meerdere paren ogen meer dan een paar, zo kan je in groep beter een predator zien aankomen, wat je kansen om opgegeten te worden verkleint. Dat zijn de belangrijkste redenen om zich in een groep te begeven.

Maar wat heeft dat dan te maken met zingen? In een groep moet uiteraard iemand de baas zijn. En baas zijn heeft zo ook zijn voordelen. Als dominantste mannetje van de flock, heb je voordelen. Zo eet het dominant mannetje op de beste voedselplekken als eerste, terwijl de anderen moeten wachten. Hij eet ook op de meest beschutte plekken, anderen moeten zich voeden op meer open en gevaarlijkere plekken. Terwijl de minst dominante dieren zich mogen voeden op de onbeschutte plaatsen. Je kan ook al relaties leggen voor het volgende broedseizoen met het meest kwaliteitsvol vrouwtje. En zo al een goede zaak doen voor de toekomst. Het loont dus om het dominante mannetje te zijn.
Hoe ben je als mees dominant? Wel vogels vechten ook. Maar vechten is gevaarlijk en energetisch kostelijk, zeker op een tijdstip waar je je energie goed gaat kunnen gebruiken (vergeet niet, de winter staat voor de deur). Vaak kan je vooraleer te moeten vechten al de conflicten oplossen door signalen te sturen wie het sterkste of meest dominante mannetje is. Zo wordt zang bij vogels vaak gebruikt om te duiden wie het dominantst is. Een andere verklaring is dat bijvoorbeeld twee mannetjes al gevochten hebben in het verleden. En door zang kunnen ze elkaar herkennen en weet het een van de ander dat hij de sterkste was.

Zo zie je dat vogels inderdaad zingen in de herst, en daar alle recht toe hebben. Het gaat hier niet meer om territoriumverdediging maar om dominantie in de flock. Die flock als aanpassing op de hardere condities in de winter.

even voorstellen

Hallo aan webloggend Vlaanderen,

ik ben Drs. Xavier Baecke, 23 jaar en werkzaam op de universiteit van Antwerpen en op de universiteit van Gent. Alvorens jullie te bestoken met allerlei interessante wetenschappelijke weetjes of wetenschapsgerelateerde 'items', wil ik mijzelf even voorstellen aan jullie.

Ik ben zelf werkzaam als doctoraatsstudent in de biologie, namelijk evolutionaire biologie en ecologie (voor sommigen misschien nog grote woorden, maar hopelijk kan ik die in de komende logs verklaren). Mijn onderzoeksonderwerp handelt voornamelijk over asymmetrie bij zangvogels ('shieve veugels', om het in mijn Gentse moedertaal te zeggen). Waarschijnlijk zal ik hierover ook nog wel eens het een en ander neerschrijven.
Naas wetenschap (zowel biologisch als breder) heb ik een grote interesse in natuur. Dus je mag van mij ook 'wist je datjes' over planten en dieren verwachten.

Tot zover een korte voorstelling. Hopelijk kan ik jullie boeien met een aantal interessante topics.

Drs. Xavier Baecke