Hoofdstuk 5, 6 en 8

Hoofdstuk 5 Over bevolking Voor het doen van voorspellingen over bevolkingsgroei worden rekenmodellen gebruikt. Zo’n model kan uitgaan van lineaire groei, dat is groei met een vast aantal, of van exponentiële groei, dat is groei met een vast percentage. Exponentiële groei gaat veel sneller dan lineaire. De theorie van Malthus houdt in dat door het grote aantal kinderen dat mensen krijgen, de bevolking zo snel zal groeien dat er voedseltekorten zullen optreden. Tot 1700 nam de wereldbevolking slechts weinig toe. Maar vooral de laatste eeuwen is er sprake van een sterke toename. Ondanks het gebruik van computermodellen is het moeilijk de bevolkingsgroei te voorspellen. De Club van Rome speelde door het opstellen van een wereldmodel een belangrijke rol in onze maatschappij. Bij dit wereldmodel werden voorspellingen gedaan over vijf factoren: 1) bevolkingsgroei 2) voedselproductie 3) industrialisatie 4) milieuvervuiling 5) uitputting van grondstoffen
Duurzame ontwikkeling laat alle mogelijkheden open voor de generaties die na ons komen. Dit is mogelijk als processen deel uitmaken van kringlopen. De overheid neemt maatregelen om de groei van het vervoer van personen en goederen tegen te gaan. Voor uitbreiding van de voedselproductie is kennis van plantengroei onmisbaar. Voor de fotosynthese zijn koolstofdioxide en water nodig. Onder invloed van zonne-energie produceren planten dan voedingsstoffen en zuurstof. Voor hun groei hebben zij ook de elementen K,P en N nodig. Deze kunnen in de vorm van kunstmest worden toegediend. Voor veel elementen, bijvoorbeeld koolstof, zuurstof en stikstof, bestaat op aarde een kringloop. Onder de term ‘groene revolutie’ verstaan we de teelt van gewassen met een hogere opbrengst. Dit is mogelijk door veredeling of genetische manipulatie. Voor zo’n hoge opbrengst hebben de planten wel veel kunstmest, bestrijdingsmiddelen en water nodig. Vanwege de intensieve veehouderij is er in Nederland een mestprobleem. De natuurlijke kringloop is verstoord. Dit probleem wordt aangepakt door verkleining van de veestapel en de verplichte mineralenboekhouding. Bij duurzame landbouw is sprake van landbouwbedrijven waar geen kunstmest en chemische bestrijdingsmiddelen worden gebruikt.
Hoofdstuk 6. Het zonnestelsel Uit nauwkeurige waarnemingen aan de bewegingen van zon, maan en sterren aan de hemel kan een model worden opgesteld. Als waarnemingen niet met dit model te verklaren zijn, moet het model worden veranderd of uitgebreid. Het model om de beweging van de hemellichamen aan de hemel te verklaren is: de aarde draait in 24 uur om haar as, de maan draait in 29,5 dag om de aarde en samen draaien ze in een jaar rond de zon. Onze tijdrekening en kalender zijn gebaseerd op de bewegingen van de zon en de maan aan de hemel. Door technische ontwikkelingen is de tijd over de hele wereld gestandaardiseerd in 24 tijdzones. Onze hersenen bevatten een biologische klok die een natuurlijke dag- en nachtritme regelt. Dit bioritme raakt ontregelt als mensen in de nachtdienst werken of in korte tijd veel tijdzones passeren. De aardas wijst altijd in dezelfde richting, terwijl de aarde om de zon draait. De zon staat daardoor niet het hele jaar even hoog aan de hemel. Dat veroorzaakt de seizoenen. Eb en vloed ontstaan door de zwaartekracht van de maan op de aarde. Zonsverduisteringen ontstaan als de maan precies tussen de zon en de aarde in staat. Een maansverduistering ontstaat als de aarde tussen de zon en de maan staat. De baan van de maan ligt niet in hetzelfde vlak als de baan van de aarde om de zon. Daarom is er niet elke maand een verduistering. Het zonnestelsel bestaat uit negen planeten die om de zon draaien. Om de meeste planeten draaien manen. De planeten verschillen onderling sterk van elkaar in grootte, samenstelling, temperatuur en omlooptijd om de zon. Veel van de kennis over het zonnestelsel komt van ruimtevaartuigen die naar verschillende planeten zijn gestuurd. Het zonnestelsel is waarschijnlijk ontstaan uit een gigantische oerwolk die door zijn eigen zwaartekracht is samengetrokken. De zon is een ster. Sterren zijn enorme gasbollen die licht uitzenden omdat ze zeer heet zijn. Sterren zijn vele lichtjaren van de aarde verwijderd. Een telescoop vergroot het beeld en vangt veel meer licht op dan het oog. Sommige telescopen bestaan uit een buis met lenzen, maar grote telescopen gebruiken hol geslepen spiegels om het licht te bundelen. Door de waarneming te fotograferen wordt het beeld vastgelegd. Met lange belichtingstijden wordt nog meer licht opgevangen, waardoor nog meer sterren en gaswolken zichtbaar worden. Uit het spectrum van sterlicht zijn temperatuur en samenstelling te bepalen. Tegenwoordig worden waarnemingen met een CCD-chip direct in de computer gezet. CCD’s zijn veel nauwkeuriger dan foto’s. Hoofdstuk 8 Geheimtaal van het leven Veel wetenschappers waren op jacht naar het geheim van de erfelijkheid. Watson en Crick ontdekten een structuur voor DNA, waarmee verklaard kan worden hoe DNA zichzelf kan kopiëren. Ook kraakten ze de in DNA opgeslagen code voor de opbouw van alle levensvormen. DNA kun je zien als een tekst van vier letters A, T, C en G, waarbij elk woord uit drie letters bestaat. Elk drieletterwoord vormt een code. Veel codes samen vormen een gen, een stuk van het DNA, dat de aanmaak van één bepaalde eigenschap van het lichaam regelt. DNA heeft de structuur van een gedraaide touwladder. Als DNA zich gaat delen, gaan de sporten van de touwladder open. Bij elke helft maakt de cel een identieke kopie van de ontbrekende helft. Uit twee halve touwladders ontstaan zo weer twee hele touwladders. Erfelijke ziekten kun je zien als schrijffouten in het DNA. Door DNA-onderzoek kun je laten vaststellen of je zulke schrijffouten hebt, en daardoor drager bent van een ernstige erfelijke ziekte. Alleen al de mogelijkheid tot dit onderzoek plaatst mensen voor grote dilemma’s. werkgevers mogen onder bepaalde voorwaarden vragen over (onderzoeken naar) erfelijke ziekten stellen, en verzekeraars ook. Bij de voortplanting worden de schrijffouten soms wel en soms niet doorgegeven. Er is daarbij de mogelijkheid tot prenatale diagnostiek. Bij genetische manipulatie worden genen van de ene soort ingebouwd in het DNA van een andere soort. Dat kan bij bacteriën, schimmels, planten, dieren en mensen. Wat wel en wat niet mag in de moderne biotechnologie wordt door wetgeving geregeld. Lange tijd is er discussie geweest of octrooi op kennis van DNA verleend kon worden. Genetische manipulatie wordt steeds meer toegepast in de land- en tuinbouw en bij de productie van medicijnen. Maatschappelijk is er protest ontstaan tegen transgene en gekloonde dieren. Gentherapie als behandelingsmogelijkheid bij ernstige erfelijke ziekten is nog volop in onderzoek. Wetenschappers over de hele wereld werken samen aan het HUGO-project dat tot doel heeft alle menselijke genen in kaart te brengen. Rond 2005 verwachten ze het onderzoek te hebben voltooid. Toch is de mens meer dan zijn DNA. Omstandigheden bepalen eveneens waarom de ene mens crimineel wordt en de ander een geweldige carrière maakt. De invloed van de DNA-technologie op het leven zal steeds meer toenemen. De vraag naar ethiek is noodzakelijk om goed de grens tussen wat wel en niet mag te kunnen blijven trekken. Je krijgt er zelf ongetwijfeld ook mee te maken. Een reden om nu al stil te staan bij je standpunt over DNA-diagnostiek, genetische manipulatie en klonen.