(biologie). Het onderscheid tussen levende organismen (thans bestudeerd in de biologie) en dode stof (bestudeerd in natuur-, scheien sterrenkunde) moest reeds de primitiefste mens opvallen.
De wetenschappelijke omschrijving van dit verschil heeft tot veel strijd aanleiding gegeven. Bij het eerste chemisch onderzoek van levende organismen bleek, dat daarin geen andere chemische elementen voorkwamen dan in de anorganische natuur. Echter scheen het onmogelijk de typische producten, die uit het organisme geïsoleerd konden worden of daardoor werden afgescheiden, uit anorganische stof te synthetiseren. Om het ontstaan van dergelijke producten in het organisme te verklaren, nam men een „levenskracht” (vis vitalis) aan, volgens Berzelius een niet nader te verklaren grondbegrip, geheel buiten de sfeer der anorganische chemie liggend. Deze opvatting moest men verlaten, sinds het Wöhler in 1828 gelukte het in de urine voorkomende afscheidingsproduct ureum kunstmatig te maken, Kolbe in 1845 het azijnzuur synthetiseerde en Berthelot vooral tussen 1850 en 1865 tal van organische stoffen door synthese wist te verkrijgen. Hierdoor was een zekere brug geslagen tussen de anorganische en de organische wereld en Haeckel e.a. meenden zelfs, het ontstaan van het leven als allereenvoudigste organismen door toevallig samentreden van anorganische stoffen te kunnen verklaren.Deze laatste opvatting was finaal in strijd met de resultaten die biologische experimenten (vnl. van Pasteur) juist in die tijd hadden opgeleverd. Oudere speculatieve natuuronderzoekers namen aan, dat lagere organismen, zelfs wormen,ontstonden uit slijk waarin zij leefden. Toen voor deze dieren een normale voortplantingscyclus was aangetoond, nam men een spontaan ontstaan (generatio spontanea) nog aan voor de laagste en kleinste levende wezens. Pasteur bewees ook hiervan de onmogelijkheid: in voldoende gesteriliseerde en daarna van de lucht afgesloten voedingsbodems trad ook na jaren geen bacterie- of schimmelvorming op. Ondanks deze experimenteel-biologische resultaten, beheersten de mechanistische opvattingen van Haeckel c.s. het laatste deel der 19de eeuw.
Sindsdien is weer een kentering ingetreden. Niet vele natuuronderzoekers hangen meer de mening aan, dat een spontaan ontstaan van organismen uit anorganische stof door toeval mogelijk is, tenzij als een alleruiterste en daardoor te verwaarlozen onwaarschijnlijkheid. Tot dit inzicht droeg eerstens physiologisch onderzoek bij. De verrichtingen en bouw van het organisme bleken ontzaglijk veel ingewikkelder dan men ten tijde van Haeckel had vermoed. De studie van de zenuwverschijnselen, van de stofwisseling, van de hormonen enz. bracht het bestaan van gehele ketens en complexen van de meest ingewikkelde regulaties aan het licht, die alle ten nauwste op elkaar zijn afgesteld. Meer en meer werd het onmogelijk, ja absurd, zich het ontstaan van dergelijke complexe dynamische systemen door een cumulatie van toevals-verschijnselen voor te stellen. Zelfs de belangrijkste bouwstenen der organismen, eiwitten en hogere koolhydraten, bleken van een zo ongehoorde complexiteit te zijn, dat aan een chemische synthese voorlopig niet te denken is (hogere koolhydraten werden onlangs gesynthetiseerd, maar met behulp van enzymen).
Verder droegen tot dit inzicht veel bij de resultaten der ontwikkelingsmechanica (zie aldaar). Onder andere toonde Driesch aan, dat indien de beide cellen, ontstaan bij de eerste deling van het bevruchte zeeëgelei, van elkaar losgemaakt worden, uit elk van beide een volledig volwassen dier ontstaat. Blijkbaar bevatten deze beide cellen elk nog de potentie daartoe; maar blijven zij op de normale wijze verbonden, dan wordt een deel van deze potenties door de aanwezigheid van de zustercel onderdrukt. Ook dit wijst op het bestaan van zeer complexe regulaties gedurende het groeiproces. Proeven over de regeneratie van verloren lichaamsdelen zijn in dit opzicht eveneens leerzaam.
De levende organismen verschillen dus van niet-levende natuurvoorwerpen, niet door de aanwezigheid van een of ander mysterieus levensprincipe, maar door het bezit van een enorm aantal fijn op elkaar afgestemde relaties en regulaties, die voor iedere dier- en plantensoort volgens een voor die soort constant patroon onderling verbonden zijn, zodanig dat elk dezer regulaties nodig is voor het voortbestaan van het organisme en ook niet afzonderlijk zonder dit organisme kan bestaan.
Kant heeft dit met geniaal vooruitziende blik in zijn Kritik der Urteilskraft reeds zo uitgedrukt, dat alles in het organisme tegelijk doel en middel is. Het is de taak van de biologie het mechanisme dezer regulaties langs physische en chemische weg te onderzoeken en hun betekenis voor het voortbestaan van het organisme vast te stellen en te beschrijven. Behalve de categorie causaliteit, die de anorganische wetenschappen vnl. bij hun beschrijving benutten, heeft de biologie die der finaliteit nodig. (Met de verklaring van het ontstaan der doelmatigheid houdt zich vnl. de evolutieleer bezig). Dit onderzoek leidde tot de conclusie, dat vrijwel elk organisme de volgende levensverschijnselen vertoont: voortplanting, ontwikkeling, stofwisseling, prikkelbaarheid, bewegingsvermogen, regeneratievermogen. Niet steeds zijn al deze verschijnselen gelijktijdig waarneembaar. Voortplanting bijv. geschiedt slechts periodiek. Stofwisseling kan in bepaalde toestanden (anabiose, zie aldaar) soms onmeetbaar klein zijn.
Nadat dus na 1900 een scherpe grens tussen leven en niet-leven kon worden getrokken, scheen deze grens weder te vervagen, toen door Stanley in 1935 ontdekt werd, dat een virus (een submicroscopisch ziekteverwekkend agens) dat zich in het lichaam van de gastheer snel vermeerdert en tot dusver als ontwijfelbaar levend werd beschouwd, als een gekristalliseerd eiwit kan worden geïsoleerd en daarbij zijn ziekteverwekkende eigenschappen behoudt. Het moleculairgewicht van dit virus is zeer hoog. Stofwisselingsverschijnselen vertoont het niet. Hier scheen een tussenvorm tussen leven en niet-leven te zijn gevonden. Het feit echter, dat voor de vermeerdering steeds een levend organisme nodig is (op voedingsbodems is een viruscultuur nooit gelukt), maakt het m i. waarschijnlijker dat men hier met een levensvorm te doen heeft, die als parasiet vele typische eigenschappen verloren heeft; een dergelijke reductie komt ook bij hogere parasieten veelvuldig voor. Nader onderzoek is echter gewenst, alvorens een definitieve conclusie te kunnen trekken (z virus).
Natuur- en scheikunde hebben geleerd, dat de geïsoleerde verschijnselen in de anorganische natuur volgens vaste wetten verlopen (zij het dat vele dezer wetten bleken waarschijnlijkheidsregels te zijn). Op grond daarvan kan men omtrent het verloop dezer geïsoleerde verschijnselen voorspellingen doen. Tracht men dit te doen, niet voor geïsoleerde verschijnselen, maar voor de complexe werkelijkheid der anorganische natuur, dan stuit men (behalve bij de sterrenkunde) op grote moeilijkheden, zoals bijv. uit de vaagheid en matige betrouwbaarheid van weervoorspellingen blijkt. Reeds het berekenen der posities van drie lichamen, die zich in een afgesloten ruimte bewegen, op een bepaald tijdstip, indien de posities en snelheden op een aanvangstijdstip gegeven zijn, is in de mechanica een berucht moeilijk probleem. Vanuit dit gezichtspunt is het nu merkwaardig, dat het voor de zo oneindig meer gecompliceerde levende organismen veelal wèl mogelijk is bepaalde verschijnselen te voorspellen. Zo bijv. dat er bij de voortplanting van een bepaald organisme een organisme van dezelfde soort zal ontstaan, de gemiddelde levensduur der soort, de reacties op bepaalde geneesmiddelen, het gedrag dat dieren in een bepaalde situatie zullen vertonen. Dat dit ondanks hun complexiteit mogelijk is, is te verklaren uit de grote constantie en de geslotenheid die het patroon van de opbouw, d.i. het relatienet in een bepaald organisme vertoont. De biologie tracht het hoe van dit relatienet te bestuderen. Door zijn aanwezigheid onderscheidt zich het organisme van een levenloos voorwerp. De studie van het wezen van dit relatienet, het beantwoorden van de vraag, hoe het mogelijk is, dat er in de natuur naast enkelvoudige relaties, zulke ingewikkelde in zich gesloten relatiesystemen bestaan, als de organismen vertonen, behoort vooralsnog tot de filosofie en theologie. Speculaties over het ontstaan van het leven zijn bij gebrek aan volledige analyse daarvan, natuurwetenschappelijk onvruchtbaar, omdat zij niet door experimenten verifieerbaar zijn.
PROP. DR H. J. VONK
Lit.: H. K. Booy, Aan de grens van het leven (Leiden 1947); H. J. Jordan, De causale verklaring van het leven (Amsterdam 1940); Immanuel Kant, Kritik der Urteilskraft (1790); Kohnstamm, Warmteleer (2i92i, Wereldbibl. Amsterdam); Idem, De ontwikkeling en onttroning van het begrip natuurwet (1916); H. J. Pos, De philosophie der Wetenschappen (Arnhem 1940), hfdst. III en IV; P. E. Verkade, Organische Chemie en levenskracht. Chem. Weekblad, 26 (1929); M. A. Lauffer, W. C. Price and W. A. Petre, The Nature of Viruses. Advances in Enzymology, 9 (1949). Vgl. voorts nog: K. W. Deutsch, Some Notes on Research on the Role of Models in the Natural and Social Sciences, in: Synthese, an Internat. Journal, dl VII (1948-’49), blz. 506-533.
