KCV 3+4

1. De Griekse beeldhouwkunst: sterven naar perfectie
1.1 Inleiding: de Griekse beeldhouwer Pygmalion
Op het eind van Venus, Cyprus, leefde de Griekse beeldhouwer Pygmalion. Hij had een afkeer tegen de vrouwen op het eiland omdat zij zich overgaven aan overspel. Hij maakte daarom een beeld van een vrouw, het werd prachtig. Hij ging dit beeld als een mens beschouwen en werd verliefd op haar. Venus vervulde zijn wens en blies het beeld leven in, ze leefden nog lang en gelukkig.
Dit laat zien dat de Griekse beeldhouwkunst tot een perfectie was gekomen. Het leek levensecht maar idealiseerden de werkelijkheid. Er zijn hier 3 periodes aan vooraf gegaan, die worden nu besproken.

1.2 De archaïsche periode (650-490 v. Chr.)
Tot de oudste Griekse beeldhouwwerken behoren beelden van staande naakte jonge mannen (kouros). De Griek gebruikte hiervoor de techniek van de Egyptenaren. Ze tekende de omtrekken van het beeld op de 4 zijden van een blok marmer en hakten het uit, dit volgens een vast schema van proporties en houding, hierdoor lijken de Egyptische beelden zo op elkaar. De Grieken vonden dat het beeld ook schoonheid moest bezitten. De gebruikten daarvoor symmetrie en gestileerde vormen over het hele lichaam. De armen kwamen los van het lichaam en de benen los van elkaar. Ze waren altijd naakt en een been stond net iets voor het ander. Hij keek voor zich uit en staat iets naar voren. De handen zijn tot vuisten gebald, de krullende haren zijn weergegeven als ronde kralen, vaak had het gezicht een duidelijke glimlach: de archaïsche glimlach. Het konden beelden van Goden zijn, geschenken aan Goden of het gedenkteken op een graf. In de loop van de jaren kwamen er kleine veranderingen in het kouros beeld waardoor het steeds realistischer werd. Het bleef echter nog steeds stijf dus daarom was er sprake van botsing in stijlen.

1.3 De klassieke periode (490-323 v. Chr.)
In deze periode lukt het om de stijfheid weg te werken: de haren werden kortgeknipt, het gezicht kreeg meer expressie en hij hield zijn hoofd scheef waardoor de houding natuurlijker werd. Ook ging het beeld op 1 been rusten. De ene heup staat hierdoor ook hoger. Het is echter nog steeds een statisch beeld. Daarom wilde men beelden gaan maken die in beweging waren. Dit deden ze in brons (marmer was te riskant) omdat het lichter was. Het beeld werd als volgt gemaakt: eerst in klei, daaromheen een laag van was. Deze werden beide helemaal gemodelleerd. Als de was hard was kwam er een nieuwe laag van klei overheen en deze werd gebakken. De waslaag smolt hierdoor, door gaatjes in de buitenste klei kon de was eruit vloeien. De ruimte die overbleef werd opgevuld met gesmolten brons. Als dit hard was werd de buitenste laag klei weg gehakt en bleef het bronzen beeld over. We noemen deze techniek de cire perdu (verdwenen was). Vaak werden beelden in delen gegoten en aan elkaar gemaakt. Men was toen in staat tot het maken van een beeld als de discuswerper van Myron. Er zijn veel kopieën van dit beeld gemaakt in marmer (dit was goedkoper), het origineel is er niet meer omdat het brons is omgesmolten en voor andere doeleinden nis gebruikt.
In 1972 werden in Riace in Zuid-Italië 2 Griekse bronzen beelden opgevist. Ze zijn 2 meter hoog en het zijn 2 naakte mannen. De lichaamshouding is natuurlijk: het gewicht rust op 1 been, het bekken is licht gekanteld. Heup en schouders vormen een tegengestelde (contra) lijn. Links is gespannen, rechts is ontspannen. Het is een balans tussen spanning en ontspanning. Deze houding is een contraposto. Ook in het beeld de Speerdrager van Doryphorus komt het contraposto naar voren. Het hoofd is iets naar links geneigd, hierdoor ontstaat een S-bocht. Dit zal nog vaak terugkomen.
De beelden van deze periode zijn nog steeds geïdealiseerd maar ze hebben al een eigen identiteit. Vrouwen werden toen altijd gekleed afgebeeld, pas in de 4de eeuw voor Christus komen naakte vrouwenbeelden voor. Deze beelden werden volgens dezelfde stijlkenmerken als de mannelijke beelden gemaakt. Ook aan de plooien in de kleding was te zien uit welke tijd ze kwamen: hoe speelser, hoe jonger.
Van oorsprong zijn de Griekse marmeren beelden gekleurd.

1.4 De Hellenistische periode (323-27 v. Chr.)
In deze periode ging men nog een stapje verder, men wilde de expressiviteit en de emotie van de mensen gaan vastleggen in de beelden. Hij gebruikte hiervoor de werkelijkheid en niet langer meer de idealiteit. Het beeld werd realistisch. Door deze verandering wilde men ook andere mensen gaan vastleggen: kinderen, oude mensen, lelijke mensen, dronken en gewonde mensen. Ook ging men groepen mensen weergeven. 

2. De Griekse bouwkunst: in dienst van de Goden 
De elementen uit de Griekse tempel vinden we nog steeds terug in gebouwen van latere eeuwen. Natuurlijk zijn er niet alleen tempels gemaakt maar ook huizen, hier is echter niks meer van over. 
2.1 Functie van de tempel
De tempel diende als plaats voor de Goden. Er kwamen vooral beelden te staan, en mensen kwamen er bijna nooit binnen. De bijeenkomsten werden op het plein voor de tempel gehouden waar ook het altaar stond

2.2 Vorm en stijl
De eerste tempels werden van hout gebouwd, hier is niks meer van over. Wij hebben het over de tempels uit steen en marmer. De eenvoudigste vorm van een tempel had een cella (ruimte voor het godenbeeld) en een portaal. De cella stond op een verhoging die via trappen aan alle kanten was te bereiken. Aan de achterkant was soms ook een portaal, maar dan zonder entree tot de cella. Rondom kwam een galerij van zuilen (peristylium). Hierboven kwam een architraaf. Verder waren er nog vele onderdelen die elke tempel had. Zo kwam boven de architraaf de fries, en deze bestond uit trigliefen en metopen. Hierboven kwam een soort dakje dat het tympanon werd genoemd. De bovenkant van elke zuil had een kapiteel. Deze manier van bouwen noemen we de afchitraafbouw. We onderscheiden 3 stijlen: de Dorische orde (vanaf 600. v. Chr.), de Ionische orde (vanaf 570 v. Chr.) en de Corinthische orde (vanaf 420 v. Chr.). De verschillen zitten in het fries en de zuilen zelf. De kapitelen van de Ionische stijl had krullen, die van de Corinthische stijl had bladeren en de Dorische had niks. Ze werden door elkaar gebruikt. 

2.3 De Acropolis: de grootheid van Athene
Overal in Athene kun je de Acropolis zien. Het is in de 5de eeuw voor Christus wederopgebouwd door de staatsman Pericles. Hij wilde hiermee laten zien dat de Grieken de Perzen hadden overwonnen. De tempels moesten niet alleen het huis voor de Goden (beelden) zijn maar ook moest het de overwinning op de Perzen uitbeelden. De tempels hadden perfecte verhoudingen en bezaten daardoor een grote harmonie. 
Het eerste tempeltje is het Nike-tempeltje, gewijd aan de godin Athene-Nike (godin van de overwinning). Het staat rechts van de Propyleën (de voorpoorten), de entree. Het is een kleine tempel met cella, voor- en achterportaal en 4 Ionische zuilen. Op de fries is in laag reliëf (heel bijzonder voor een Ionische tempel) de strijd tussen de Grieken en de Perzen afgebeeld. 
Hierna komt het Parthenon. Deze tempel is gebouwd voor Athene-Partenos (de maagdelijke Athene). Het is een Dorische tempel en heeft een cella, een voor- en achter portaal, 6 zuilen aan de voorkant en 6 aan de achterkomt en hieromheen nog een zuilengalerij. Het Parthenon is bekend om zijn decoraties: meer dan 200 meter reliëf. Elke van de 92 metopen is 1,3 x 1,3 meter. In deze vierkanten is de strijd tussen de Grieken en de Perzen afgebeeld, zoals het gevecht tussen de Lapithen (beschaafde Griekse mensen) en de Centauren (monsters, half mens, half paard, de Perzen). Het werd gebeeldhouwd in hoogreliëf. Aan de binnenkant van de zuilengalerij is een doorlopend fries (kenmerkend aan de Ionische orde!!!) te vinden. Het is 160 meter lang. Er is een processie op afgebeeld. (Lange jaarlijkse stoet voor Athene) Het doorlopend fries en de metopen werden in situ (ter plekke) gemaakt. 
Het tympanon werd opgedeeld in 2 delen. Het oost-pediment stelde de geboorte van Athene voor. Op het west-pediment was het gevecht tussen Poseidon en Athene te zien om de stad Athene. Van dit beeldhouwwerk is weinig bewaard gebleven. De hoeken van het tympanon werden opgevuld met zittende, knielende of liggende mensen en voorwerpen. 
Tot slot komt het Erechtheion. Deze tempel bevatte 2 ruimtes, een gewijd aan de God Poseidon, een aan de godin Athene. Er zijn 6 kariatiden (zuilen in de vorm van vrouwen). Deze zuilen komen aan zijn naam door een gevecht in het Spartaanse stadje Peloponnesus waar de inwoners partij kozen van de Perzen. De mannen werden vermoord en de vrouwen tot slaaf gemaakt. 
Heel de Acropolis verwijst naar een historische werkelijkheid en drukt de grootheid van Athene uit. Zoals Plutarchus ooit heeft gezegd heeft de Acropolis nooit iets van zijn frisheid, kracht en bezieling verloren. 

3. De Griekse schilderkunst 
3.1 De schilderkunst van de 17de tot de 4de eeuw
De Grieken schilderden op muren en (houten) panelen. Hier is niks van bewaard gebleven. Wel hebben we nog veel beschilderde vazen. 

3.2 De schilderkunst op vazen
Vazen werden vroeger gebruikt om vloeistoffen of levensmiddelen in op te slaan. Ze waren er in alle soorten vormen en maten, afhankelijk van de functie. Grote vazen werden tot aan hun hals in de grond gegraven en waren niet versierd, hier zaten wijn, water, olijfolie en etenswaren (olijven) in. In sierlijke kleine vaasjes werden kostbaarheden bewaard. Doden kregen vaak een flesje olijfolie mee in hun graf en de prijs voor een sportprestatie bestond meestal uit een grote vaas gevuld met olie. Ook werden er vazen gebruikt om vloeistoffen te mengen. 
De afbeeldingen waren vaak goden of helden of scènes uit de mythologie. Later werden het ook dagelijkse taferelen. 
In de 7de en 6de eeuw had men nog veel moeite met de realistische weergave op de vazen. Het lichaam werd vaak schematisch weergegeven. Rond 530 v. Chr. kwam de doorbraak toen roodfigurige afbeeldingen populair werden. Tot dan waren de figuren namelijk met zwart aangegeven en tijdens het bakken kreeg de achtergrond een rode kleur. Omstreeks 530 ging iemand het precies andersom doen, de figuren werden nu rood en de achtergrond zwart. De lijnen in de figuren konden nu met de zwarte kleiverf aangebracht worden en ze hoefden niet meer de kerven. De vaasschilders gingen zich nu meer bezig houden met verkorting en perspectief. Figuren werden geheel en profil afgebeeld. Rond 500 beheerste men deze techniek en was men zelfs in staat emoties uit te drukken. Ook experimenteerden sommigen met dieptewerkingen door de figuren overal te verspreiden. 

3.3 Een schildersanekdote
Twee beroemde schilders, Zeuxis en Parrhaius, waren een wedstrijd aangegaan wie het beste kon schilderen. Het schilderij van Zeuxis was zo mooi dat niemand dacht dat Parrhaius het zou kunnen overwinnen, toen hij zei dat Zeuxis het doek mocht weghalen bleek het doek geschilderd te zijn. Het was wel duidelijk wie er had gewonnen.

Hoofdstuk 4
1. Romeinse bouwkunst: voor burger en imperium 
1.1 Inleiding: Romeinen en Grieken
De Grieken waren beter dan de Romeinen als het ging om kunst en wetenschap. Maar de Romeinen waren overwinnaars van een zeer groot rijk. Dat zie je ook in hun beeldende kunst en architectuur. 

1.2 De allure van de Romeinse bouwkunst
Omdat de Romeinen vooral bezig waren met het uitbreiden van macht interesseerden zij zich vooral in het aanleggen van wegen, aquaducten, thermen en gebouwen waar handel werd gedreven en recht werd gesproken (de basilica’s). Dit waren zeer grote gebouwen die de grootheid van het Romeinse imperium (keizerrijk) moesten uitstralen. De plattegronden van de steden die ze stichtten gingen terug naar de legerplaatsen. Ze bouwden uiteraard ook gebouwen die herinnerden aan successen en hun macht. Wat tempel- en theaterbouw betreft grepen ze terug op de Grieken.


1.3 Griekse invloed: tempel en theater
De Grieken en Romeinen waren al vroeg met elkaar in contact gekomen. Rond 700 v. Chr. gingen er Grieken op de zuidpunt van Italië wonen, hier zijn nog enkele Griekse tempels te vinden. De Romeinen hebben de tempelvorm, met enkele afwijkingen, van de Grieken overgenomen. Ze hebben ook de tempels met een ronde vorm ingevoerd. Ook het theater werd van de Grieken overgenomen, al waren hier meer schillen zichtbaar. Het materiaal wat ze gebruikten was vaak bepalend voor de vormen. 

1.4 Romeinse materialen
Ze gebruikten niet alleen natuursteen maar ook baksteen en zelfs beton. Dit laatste ging als volgt in zijn werk: ze maakten een bekisting van hout of baksteen, gooiden daarin allemaal afval en door overheen goten ze kalk, vulkanisch zand en water. Als het hard was geworden bouwden ze daarboven op weer een nieuwe bekisting, enz. Op deze manier konden ze zeer hoge gebouwen met een groot oppervlak maken. Koepels konden namelijk veel makkelijker groot worden gemaakt met beton dan met daken die gestut moesten worden. 
1.5 Romeinse vormen: bogen, gewelven en koepels
De Romeinen hebben een grote invloed gehad op architectuur, zij brachten de bogen, gewelven en koepels. De boogconstructie is een belangrijke vinding. De boog wordt gevormd door wigvormige stenen. Door de zwaartekracht worden deze naar beneden getrokken en zo komen ze klem te zitten. Met een sluitsteen boven in het midden wordt de boog gesloten. Aan de zijkant worden ze altijd gestut aan een andere boog of een steunbeer (dikke muur) zodat de druk niet alleen naar beneden gaat maar alleen opzij. De bogen hoeven dan niet ondersteund te worden als in de architraafbouw en ze kunnen een bredere ruimte overspannen. Bogen worden vaak gebruikt bij het bouwen van bruggen. Als je meerdere bogen achter elkaar plaatst ontstaat er een tongewelf. De muren onder dit gewelf moeten erg dik zijn om het gewicht op te vangen. Ze werden van beton gemaakt. Om de druk te verdelen plaatste men ook soms de gewelven kruislings boven elkaar, een kruisgewelf. Dit zie je in het Colosseum. De onderste laag is versierd met Dorische halfzuilen (half in de muur). In de middelste laag staan Ionische zuilen en op de derde rij Corinthische. Dit is later steeds vaker gebruikt bij gebouwen met meerdere verdiepingen. In de bogen stonden vroeger stambeelden. Helemaal bovenop stonden palen waaraan een zijl kon worden bevestigd om de zon tegen te houden. Door de bogen lijkt het gebouw minder kolossaal dan het is. Het is een typisch Romeins gebouw met Griekse elementen. 
Ook in basilica’s tref je kruisgewelven aan. Dit is een overdekte multifunctionele ruimte. Na het Pantheon in de basilica in Trier het grootste gebouw dat nog overeind staat. Er was een middenschip, met een ronde uitbouw (apsis) en 2 zijbeuken, dit was het grondpatroon voor veel christelijke kerken die later gebouwd zouden worden. 
Een variant van de gewelfbouw is de koepel. De grote koepel in het Pantheon (Rome) maakt het gebouw bekend. Het was oorspronkelijk een tempel voor allerlei Goden maar vanaf 600 is het in gebruik als christelijke kerk. Dit betekende de redding voor het Pantheon. Lichamen van Italiaanse koningen en de Italiaanse schilder Rafael zijn hier geborgen. Aan de voorkant staat een Grieks tempelportaal met zuilen. Daarachter is een enorme ronde ruimte die met een grote betonnen koepel is overdekt. Deze was oorspronkelijk bedekt met brons. Het gebouw is 43 meter hoog en ook de koepel heeft een diameter van 43 meter. Door de opening met een diameter van 9 meter komt voldoende licht naar binnen, dit gat wordt de oculus genoemd. In de loop van de dag wordt zo steeds een ander deel opgelicht. De binnenkant is bedekt met cassetten, die met brons waren verguld. 
Twee bekende Romeinse vormen die te maken hadden met het karakter en de ‘taak’ van het Romeinse volk zijn de triomfboog en de triomfzuil. Ze werden opgericht als herinnering aan overwinningen. De veldheer mocht met zijn soldaten een triomftocht maken om de overwinning te vieren. Ze gingen dan door een (houten) boog die hiervoor was opgericht op weg naar het Forum Romanum en daarna naar het Capitool waar de veldheer een offer bracht aan de Goden. Later werden deze bogen van steen en als blijvende herinnering. (Arc de Triomphe) In 113 is er ook een zuil opgericht als herinnering aan de overwinning van Trajanus tegen de Daciërs (inwoners van het huidige Roemenië) De zuil is 35,25 meter hoog. In de basis is in een gouden urn de as opgeborgen van Trajanus en zijn vrouw. Vroeger stond er boven op een beeld van Trajanus, in 1500 is dit vervangen door een beeld van de apostel Petrus. Op de zuil staat in een spiraal het verhaal afgebeeld van de overwinning, met meer dan 2500 figuren. 

2. De Romeinse beeldhouwkunst
De Romeinen hadden zoveel bewondering voor de Grieken dat ze in 168 v. Chr. heel veel beelden lieten overkomen naar Rome waar ze de stad versierden. Via de Romeinen is de Griekse beeldhouwkunst aan ons doorgegeven. Maar ook de Romeinen zelf hebben eigen kenmerken ingebracht. Vooral in de portretten en reliëfs. 

2.1 Portretten
De Grieken maakten portretten van beroemde mensen waarbij ze de werkelijkheid idealiseerden. De Romeinen maakten portretten van iedereen die het kon betalen en ze moesten ook lijken. Ze werden vaak gebruikt op sarcofagen (doodskisten) waar het as van de overledene inzat en waar boven op een beeld werd geplaatst. Het lichaam was vaak standaard maar het hoofd had een letterlijke gelijkenis. Ook maakten de Romeinen vaak dodenmaskers van de overleden familie en deze werden in huis dan nog behandeld als officiële familie. Tijdens een begrafenis droeg iemand dit masker en de kleding van de dode, zo leek deze weer tot leven gekomen. Dit is de Romeinse portretkunst. Er bestaan ook portretten die niet letterlijk zijn maar die geïdealiseerd zijn. Een voorbeeld is het portret van keizer Augustus. Als basis is de Speerwerper gebruikt, maar het hoofd is van keizer Augustus (wel geïdealiseerd) en hij is ook gekleed. Het beeld moest bewondering en waardigheid oproepen. Later wilden keizers juist ook realistische portretten om de kracht te laten zien. 

2.2 Reliëfs
Op Griekse reliëfs worden meestal mythen afgebeeld, terwijl de Romeinen juist ware gebeurtenissen afbeelden. We zien hier ook Griekse vormen die aangepast zijn aan de Romeinse smaak. Een voorbeeld is de Ara Pacis, waar de figuren erg werkelijk en individueel zijn afgebeeld. 

3. De Romeinse schilderkunst 
3.1 De uitbarsting van de Vesuvius
Op 24 augustus van het jaar 79 barstte de vulkaan Vesuvius uit. De schrijver Plinius en zijn moeder wisten zichzelf te redden maar vele anderen hebben het niet gehaald. 

3.2 Romeinse schilderkunst op fresco’s
Grote delen van de aarde waren door deze uitbarsting verdwenen, bedekt door lava, modder en puin. Pas in de 18de eeuw werden steden als Pompeii, Herculaneum , Boscoreale en Stabiae opnieuw ontdekt. De Duitse geleerde Joachim Winckelmann speelde een belangrijke rol bij de opgravingen. Men ontdekte toen hele Romeinse steden die door de vulkaanlaag intact was gebleven, ook werden er lijken gevonden. Hier kon men veel informatie vandaan halen. De huizen van de rijken waren versierd met fresco’s (wandschilderingen die op de natte kalk waren aangebracht) en de kamers hadden geen ramen (tegen de hitte) en de grote muren waren ook beschilderd met fresco’s. Hier werden vaak omlijstinkjes omheen geschilderd om de suggestie van ruimte te wekken. Hierdoor leek het alsof er een landschap of tuin zichtbaar werd. In de grote vlakken kwamen soms mythologische voorstellingen. Andere muurdecoraties waren de guirlandes en grottesken: sierlijke, geschilderde zuiltjes, bloemmotieven, maskers en dieren- en mensenfiguurtjes, die speels met elkaar waren verbonden. Ze worden in 1500 aangetroffen in onderaardse ruimtes (grotte), vandaar de naam. 

ANW ch 7

Chapter 7 Radiation: risks and uses
Radiation is emitted by a source and travels in a straight line until it hits another object. When it is absorbed, it no longer exists as radiation but heats up the absorber and may also cause chemical changes. 

Some substances: radioactive. They emit ionising radiation(radiation with enough energy to break up  which can cause changes within living cells, changes which can make them grow ou of control and cause cancer. The health risks of ionising radiation increase with the dose a person receives. 

Electromagnetic radiation and its effects
The light we can see is a very narrow band in the broad spectrum of electromagnetic radiation from the Sun and other sources. Our eyes can see because this visible light produces chemcial changes in the cells of our retinas. Other types of electr. magn. radiation with different wavelengths can also bring about physical and chemical changes, but our eyes cannot see them. 

For life on Earth the most important chemical effect of the Sun’s visible radiation is photosynthesis, which harnesses the energy from the sun to make foods that are energy stores. Other effects of radiation are harmful and can kill. When UV, X-rays or gamma radiation is absorbed by cells, the energy carried by the radiation does not just heat up the cells; it can also break up molecules into fragments. 

High-intensoity radiation can damage so many molecules so many molecules in cells that it destroys them. Cells may be able to repair lesser amounts of damage done by lower levels of radiation. If the DNA in cells is damaged even a small amount of damage can have serious consequences. 

If vital genes are damaged, cells can be crippled or killed. If radiation damages the genes that control growth and replication, cells can start to divide uncontrollably to produce tumours of rogue cells -> cancer. 

Scientists are confident in claiming that ionising radiation causes cancer.

Are mobile phoes a health risk?

1999: UK government set up an expert group to review the evidence if mobile phones are a health risk
2000: Report was published (Mobile Phones and Health). The scientists said that the public was not harmed by the microwave radiation from mobile phones and base stations. However, they accepted that there was evidence that there could be biological effects from the radiation even at exposure levels below those permitted inter- and nationally. 

2007: Researchers collected data from 678 people with acoustic neuroma. In this condition, benign tumours grow in the nerve that connects the ear to the brain. The tumours are not cancers but they cause loss of hearing. They grow slowly and do not spread to other parts of the body. 

Looking at the whole group, scientists found no link between phone use and brain cancer. 

Possible explanations
Scientists have been looking for evidence of how microwaves might damage cells. Various claims have been made, eg (microwaves make cells hotter; microwaves disrupt the mechanism in cells). 

Living close to a high-voltage power line
Pylon lines are a feature of our landscape, both in cities and in the country. They carry electricity form power stations to consumers. Mains electricity in the UK is an alternating 50 Hz supply so that the current changes direction and back again 50x p/s. This means that the eletrical and magnetic fields around cables and power lines are also alternating with the same frequency. As a result the cables emit electromagnetic radiation. 

ELF Radiation = radiation from wires and cables carrying mains electricity with a very low frequency compared to other types. ELF is non-ionising. 

In 1996 and 1999 Denis Henshaw and his colleagues at the University of Bristol published a theory to explain the health effects of power lines. The idea is that the ions in the air join up with small particles of air pollution so that these particles become electrically charged. The electric charge on these particles means that they are more likely to stick in the lungs. So, in this theory, the rise in cancers is caused by the increased effect of air pollutants. In 2004 a group of the National Radiological Protection Board decided that this was not a plausible explanation.

What do we mean by ‘ risk’?
Risk estimates like these are never exact. One reason is that someone might be diagnosed as having influenza when they only have a heavy cold. For this reason, the risk of death from different causes is easier to measure as the outcome can be detected with certainty. All statements about risk are estimates. Often it is difficult to measure the size of a risk. This may be because the outcome is hard to detect with certainty, or because the risk is low and only a few people are affected, even when data is collected from a large population. 

Sometimes a risk is expressed in terms of the number of people likely to experience the event in question. The size of risk may also depend on exposure to the hazard. 

People often don’t know the actual risk for many of the activities they choose. They have to use their own perception of risk to decide whether it is safe to do something. People tend to overestimate the risk of unfamiliar events, and underestimate the risks of familiar ones. If there has recently been an accident or a health-scare story in the news, people are likely to see the risk of this as larger than it really is. 

Risk factors

There are often claims that something is believed to pose a risk to health, or to improve our health. For instance, living under high-voltage power lines has been claimed to increase the risk of some types of cancer. On the positive side, it has been claimed that drinking a glass of red iwne a day reduces the risk of heart disease. Claims like these, however, are often contested. 

If a factor causes a major effect, it is easy to spot - and people quickly recognise that it is important. But often a factor causes a very small effect; for example, worries about the effect of low levels of ionising radiation or about the use of mobile phones. The number of cases is very small. So if a study compares a group that is exposed to the factor with a control group, the numbers of individuals affected will be small in both groups. And if the numers are small it is hard to be sure if any difference is real or just due to random variation.

One way to tackle this is to use large samples. The bigger the samples, the more cases there will be in both groups and the bigger any difference will be. The larger the difference, the less likely it is that it is just due to chance. 

Another option is to use a case-control study. This type of study has the advantage that it guarantees that there are enough cases of the ill effects in the data set to reveal a pattern if there really is one. But it is harder to avoid bias.

Media reports - genuine concern or just hype?
Media reports sometimes sensationalise new scientific claims. Reports can make them appear to be quite certain even when thye are in fact provisional, based on limited evidence, and not yet confirmed by other scientists. Conflicting findings reported by other scientists may be ignored. This can lead other scientists to enter the discussion, to counter the claims being made. The result is a public disagreement between scientists. 

Media reports also have a tendency to give undue weight to case histories of individual people. This may be done to add human interest to the story. But it can be very misleading, as it usually implies that there is little or no doubt that the indiviudal’s ill health was caused by whatever the ‘scare’ story is about.

Three types of ionising radiation
- Alpha radiation: particles have a positive electrical charge and are several 1000x more massive than beta particles. They are much more easily absorbed.
- Beta radiation: particles are electrons, so they have a negative electrical charge and only a very small mass. They pass reasonably well through many materials.
- Gamma radiation: Electromagnetic radiation from the short-wavelength end of the electromagnetic spectrum. 

Alpha particles are very easily absorbed -> cause a lot of ionisation in a short distance. It might seem that they are more likely to damage cells than beta particles or gamma rays. This is true if unstable atoms are close up against liveing cells or even inside them. But for sources of radiation outside the body, alpha is least dangerous because alpha radiation will not even reach the body. 

Effective dose is an important quantity becuase it is related directly to the risk of dying from cancer. 

A source of radiation that is outside a person’s body can harm that person’s body by the radiation it emits: it can irradiate the body. This irradiation can be reduced by screening the source or moving the source and the person apart. The source of radiation may be actually on the body. We then say that te person is contaminated by the radioactive substances that is the source of the radiation. It may then be difficult to remove the source. 

Radon is a radioactive gas that is produced in a series of radioactive decays that begin with unstable uranium and thorium atoms. There are small quantities of these elements in almost all types of rock and soil, so radon is produced nearly everywhere. 

Scienteist believe that there is a risk of cancer form ionising radiation, no matter how small the dose is. Even a single alpha or beta particle or gamma ray can damage the DNA in a cell in such a way as to make it cancerous. Others bleive that there may well be a threshold level of radiation below which there is little/no risk of cancer. 

The seascale leukaemia cluster
1990: Martin Gardner claimed that he had evidence indicating that children of workers at Sellafield were 6-8x as likely to develop leukaemia if their fathers had received cumulative radiation doses exceeding 100mSv. Possible explanation: radiation damage to the fathers’ sperm.

1999: Report was published concluding that children of fathers who had been exposed to radiation before their conception were more likely to have leukaemia. 

Later 1999: new twist in the story. Evidence was found supporting the virus theory; suggesting that leukaemia clusters are triggered by infections that occur in populations where many of the people are new to the area.

Radiation and health

Radiologists use X-ray machines to obtain images of bones and ohter parts of the body. A CT scan is a more sophisticated way to use X-rays. 

Nuclear medicine uses radioactive substances introduced into patient for diagnosis or treatment. The radioactive atoms are part of a chemical known to be taken up by the tissues or organ to be examined. 

An example of radiotherapy with radioactive isotopes is the use of iodine-131 to kill cancer cells in the thyroid gland. The patient swallows a capsule containing the radioactive isotope. 

Radiotherapy aims to treat or cure cancers with a powerful beam of radiation from X-ray machines/radioactive sources.  The doses of radiation are many 1000x higher than those used for diagnosis. The aim is to cure cancer or at least to alleviate the most distressing symptoms. 

GS: 5.1 + 5.3

5.1 Renaissance
Wedergeboorte.

Middeleeuwen eindigde rond 1500. Maar in de 15e eeuw ontstond de Renaissance al in Italiaanse zelfstandige stadstaten als Venetië, Rome, Florence en Milaan. Machtige bovenlaag van handelaren en bankiers → bouwden riante villa’s en lieten kunstenaars voor hun werken.
- Goede kant van het leven, Carpe Diem → pluk de dag.
- Nieuwe belangstelling voor klassiek erfgoed (kunst en kennis van de Grieken en Romeinen).             - Herontdekking klassieke oudheid. Humanisten bestudeerden en vertaalden de klassieke boeken. Monniken hadden al is klassieke teksten gekopieerd maar hun vertalingen beperkten zich alleen tot religieuze teksten.
Humanisten → wilden weten wat de klassieke schrijvers schreven los van het christendom
Toen de Turken Constantinopel veroverden (1453) was dat gunstig, geleerden namen Griekse kennis mee. Het lezen van klassieke tekst hoorde bij opleiding van de gegoede burgerij. Boekdrukkunst verspreidde het werk.

Erasmus (humanist) → hij was het er niet mee eens dat zoveel andere humanisten los raakten van het christendom, volgens hem moest het christendom juist gezuiverd worden.
Natuurwetenschappelijk denken → de zon stilstaand middelpunt. Zonnestelsel
Aanloop wetenschappelijke revolutie 17e eeuw, wereldbeeld veranderend.
Kunstenaars bestuurden werk van Griekse en Romeinse oudheid → realistisch schilderen, niet alleen Bijbels, ook landschappen, portretten, enz. Positie kunstenaar = zelfbewust, vooral niet anoniem zoals in middel eeuwen.

5.3 Kerkhervorming

Erasmus bestudeerde originele Griekse teksten van het nieuwe testament. Hij vergeleek die met de Latijnse Vulgaat (de meeste gebruikte bijbel), en ontdekte dat er fouten in stonden. Erasmus maakte een nieuwe vertaling. Zijn Bijbelonderzoek versterkte zijn kritiek op de kerk.
Lof der Zotheid was het boek dat hij schreef.
Erasmus → voorloper van reformatie/kerkhervorming (herstel van de oorspronkelijke, betere toestand. Naar zuivere staat terugbrengen). Erasmus had veel gezag, vooral bij de rijke elite. Holland maakte zich los van de katholieke kerk. Erasmus zelf bleef, ondanks zijn kritiek. Hij wilde dat de kerk uit zichzelf zou hervormen.
Corruptie binnen de kerk, doen en laten wat bisschoppen, kardinalen, enz. zelf wilden. Niemand sprak hun toe want anders werd je gezien als een ketter en op de brandstapel gegooid.
1517 → actie met Duitse monnik Maarten Luther. Christendom scheurde → protestanten en katholieken.
Aflaten → mensen die hadden gezondigd kochten een aflaat brief en gingen zo toch naar de hemel.
Op 31 okt. 1517 hing Luther op de deur van een kerk een brief met 95 stellingen, vol met kritiek. Net als Erasmus wilde hij dat de kerk uit zichzelf zou hervormen, maar na de brief werd Luther de kerk uitgestoten door de Paus. Luther had vooral aanhang van Duitsland (voornamelijk Duitse vorsten). Duitsland → ook gescheurd door reformatie.

Woordenlijst:

Uomo universalis = de universele mens die zich op de meest uiteenlopende terreinen had ontplooid (Leonardo da Vinci)

Humanisme = Stroming onder geleerden vanaf de 15^e eeuw die zich vooral kenmerkte door vernieuwde studie van de klassieke filosofie, literatuur en kunst. 

ANW 129

Anw hoofdstuk 1

Germs: small organisms, including bacteria, viruses and funghi. They can be passed from individuals to others. The body can defend itself with the immune system.

Ignaz Semmelweis
A lot of women in the ninetheenth century died after giving birth. Ignaz Semmelweis saw that medical students dissected a dead body and then helped giving birth without washing their hands. A colleague of him died of the same symptoms as the women after cutting himself. Semmelweis found the disease was caused by an infectious agent. The death rate was decreased enormously, but still he couldn’t convince others because:
It was hard to admit
It became a part of giving birth
Washing your hands was odd in that time
Semmelweis found the rejection unbearable.

Cholera in London was very easily spread by poor people with poor sanitation. Most doctors thought it was spread by touching or bad air.

John Snow: doctor in Newcastle, interested by cholera. His conclusion: cholera was caused by poison which reproduced in the human body, found in vomit & diarrhoea. He was ignored.
When another cholera outbreak hit London, Snow found that two different parts of London had a big difference in deaths. The most deaths were in the part that used the water of the river that went through London, the other river went around it and was cleaner.

The work of Semmelweis and Snow led to acceptance, but it took long before it was widespread.

Pasteur: studied fermentation -> he became interested in microbes. People thought  living things arised from dead things (spontaneous generation). Pasteur showed an experiment to disapprove this: microorganisms were already in the air. He also found that silkworms were infected by leaves used by infected worms -> important influence on his thinking about infectious diseases, he saw that some infected worms died and some didn’t. He didn’t know how to identify different germs.

1866: Koch became interested in examining microbes with more powerful microscopes. He grew bacteria on agar jelly. He discovered 11 diseases (anthrax, TB, cholera) and tried to stop them.
He got the Nobel Prize for medicine. By the end of the 19th century the idea that infectious diseases were caused by germs was generally accepted.

Things that helped to decrease the deaths by infectious diseases: relieved poverty, improved housing, installing piped water supplies and enclosed sewers, diet guidelines.

Everybody knew small pox didn’t come back once you had had it. Therefore, they tried to immunise people (in prison). It worked but not with everybody, so it was illegalised.

Jenner knew that girls working with the cows suffered from cowpox but rarely from smallpox. He wondered if infecting people with cowpox would help them not to get smallpox. He tested his idea in 1974: he took pus from cowpox spots and scratched it into the arm of a healthy boy, who recovered. Two months later he scratched smallpox into the boy’s arm. The boy didn’t develop smallpox. The pus was the first form of vaccination (vacca = cow)

Pasteur wondered if vaccination could help to prevent other diseases. In 1879 he studied chicken cholera and managed to grow a cell culture. They showed microbes outside a chicken’s body infected them and they died. An assistant injected chickens with cultures that had been standing for several weeks, so they had weakened. The chickens got ill but recovered. The second time, using fresh microbes, they stayed healthy. This is the basis of vaccination.

Making an anthrax vaccination was more difficult. Pasteur used the theory of Koch to grow anthrax cultures. He and his team found that the anthrax was weakened by keeping it warm. Rossignol challenged Pasteur to convince his ideas. They vaccinated half of the sheep, then they were injected with anthrax spores. The half that was injected survived, the other didn’t.

He invented a vaccination for dogs that had rabies. He dried out parts of the spinal nerves from rabbits infected with rabies. It was experimented on a boy that was bitten by a dog with rabies and it worked. It was a laboratory-based medical breakthrough. It led to the Pasteur Institute.


Anw hoofdstuk 2

To prevent a disease you need to know which microbes cause the disease.
Vaccination: effective, but new diseases appear constantly.
They only work if nearly all babies are immunised, otherwise an epidemic may appear
Antibiotics: gave the doctors power to treat the symptoms of bacterial diseases, but they develop resistance
WHO: works with governments to develop strategies to protect people from infection and fight the spread of disease.

Toxins: poisons produced by living cells or organisms

The work of scientists led to the general acceptance of the germ theory of disease.
Infectious diseases are widespread, affecting humans, plants and animals. People catch them when their body is invaded by an infectious agent/microbe invades their body. They reproduce themselves in the body. Sometimes the damage and symptoms are caused by a toxin, not the microbe (cholera)

Living organisms are build up by cells, carrying out the basic functions of life, similar in all organisms. (new proteins, transferring energy, replicate)

Bacteria: a single-celled organism, a microbe, can cause disease (tonsillitis, TB, cholera), mostly harmless or beneficial

Viruses can only be seen since the electron microscope. It are packages of DNA. They multiply by invading a healthy cell, taking it over and producing new copies of itself. The cell destruction and the bodies reaction cause the symptoms.

Fungal infections: mostly superficial but can also cause serious disease: Aspergillus (long infection)
They can be very harmful for people who are already weakened by other disease.

Culture: growing a microbe in the laboratory
It’s easy to tell them apart with microscopes because they are very different

In the past, people thought that infection happened through the air. They tried to avoid contact between people and put people with infectious disease into quarantine. Later people understood it was more effective to improve public health measures (better housing, sewage disposal, drinking water)

Insect vector: an insect species which transits human disease. E.g. the mosquito

Immune system: when a foreign microbe enters the blood, cells start to destroy them, by attacking them and making antibodies. White blood cells that fought the microbe stay in the body for years, so after infection a body stays immune. Natural defences are weaker in younger people.

Vaccination became popular after Jenner’s demonstration. In 1853 it became compulsory for infants under three months. Compulsory vaccination ended in 1946.

 By 1971 routine children vaccination in Britain was no longer recommended. In May 1980 the WHO declared the world free of the scourge of smallpox. Greatest triumph so for of vaccination programmes. Between 1967 and 1977 many dollars were spent in a worldwide vaccination programme but this is cheaper than curing.

Vaccination against other diseases:
As long as enough people are immune, immunisation helps to prevent the spread of disease. The necessary level of vaccination depends on how infectious the disease is. At least 90% of children must be vaccinated year by year to stop for example the highly infectious measles.

Risks of vaccination:
There are no perfect vaccines and parents may ask the following questions before having their children being vaccinated:
- Is the vaccine really effective in preventing disease?
- What are the possible side effects and what is the chance that my child will be affected?
- What will the authorities do to compensate if my child suffers lasting damage from a vaccination recommended as part of public policy? Some effective vaccines can produce side effects which are not serious and which clear up quickly.

Medicines to treat and cure disease:

Remarkable developments in techniques of analysis and synthesis allow chemists to model and manipulate the detailed structure of complex molecules. Until the mid-30’s doctors relied on immune systems of patients by making simple chemicals made from plants. One or two of the older medicines were effective like vitamins and foxgloves to treat heart failure. Quinine was an anti-malaria drug found in tropical rainforests. In 1922 insulin was successfully isolated and tested in the pancreas of a dog. The use of chemicals to treat disease started in 1935 with sulfonamide drugs.  This was followed by the discovery of antibiotics in the 40’s.

Drugs are the active ingredients in medicines used for the treatment, relief or prevention of disease. People also take drugs for pleasure, stimulation and relaxation.
Medicines normally consist of one or more drugs, mixed with other inert materials, and combined in a way which makes the treatment available as pills to swallow, ointments to rub onto the skin, powders or vapours to inhale, solutions to inject or drops for the eyes or ears.
The pharmaceutical industry is the part of the chemical industry which makes drugs and medicines.

Antibiotics:An antibiotic is a chemical produced by a microbe that kills or limits the growth of another microbe.
The discovery of Penicillin:
When species collected themselves on for example an old slice of bread they start to prevent others from trespassing and then they start to release chemicals to kills invaders which are called antibiotics. In 1928 Alexander Fleming was examining Staphylococci. He saw a mold on a dish around which this bacteria was dying. This led him to conclude that the mould produced a substance which killed the bacteria. The mould released chemicals into the solution which could kill bacteria that cause human diseases. To show it did not harm he inserted it into mice. The mould was identified as Penicillium notatum and Fleming named the anti-bacterial substance it produced penicillin. He found the first antibiotic.

Large-scale production:In 1938 Ernst Chain and Howard Florey at Oxford University took up the investigation. They established penicillin’s effectiveness against different bacteria. By 1941 they made methods to produce enough penicillin for clinical trials. 100 litres of the mixture were needed for one person on one day. Penicillin was very effective for treating infections. During WO2 there was an urgent need for penicillin as untreated wounds often became infected with bacteria, causing fatal diseases. Large-scale manufacturing processes started in the USA. By 1944 the production of penicillin was sufficient to treat all victims. New high yielding strains of Penicillium mould ensure today’s massive worldwide demand. Genetic engineering has also helped to improve. Penicillins are produced in huge containers(fermenters) which hold up to 200000 litres of mould and culture solution. The mould is filtered off and the penicillin extracted from the solution. The drug weakens cell walls of the bacterial cells so that they burst and die. Human cells do not have cell walls so they are not affected by the antibiotic.

Antibiotic restistance:With time, antibiotics become less effective because bacteria develop resistance. Since the introduction the 40’s strains of bacteria have emerged which produce the enzyme penicillinase. The enzyme beaks down the penicillin, making the drug ineffective. Populations of bacteria always contain a few individuals with gened for penicillinase, making them resistant to the antibiotic. These individuals survive the onslaught of penicillin when a patient is treated with the drug, and reproduce new individuals which inherit the genes for penicillinase. The offspring are resistant, and because bacteria multiply very quickly resistance spreads quickly. As resistance becomes more widespread the dosage of drug has to be increased step by step until the drug becomes ineffective or so poisonous to the patient that an alternative has to be found. Incorrect diagnosis, patients not finishing a course of antibiotics and the use of antibiotics in animal feed all contribute towards development of resistance. Limit the use of antibiotics to people who really need them.  Superbug infections in hospitals involve bacteria which have developed resistance to a wide range of antibiotics. These microbes are a real threat to life in situations where antibiotics are used constantly and extensively. Keeping hospital-acquired infections at bay is possible through careful use of antibiotics and strict hygiene procedures when caring for patients. Hospitals routinely test new patients to identify those carrying dangerous bacteria; these people can transfer the bacteria to others even though they may not have symptoms themselves.

Tuberculosis

The Disease

Turberculosis(TB) is an infectious disease which is most commonly caused by infections of the bacterium Mycobacterium tuberculosis. By coughing, sneezing, talking or spitting TB is spreaded. Crowded living or working conditions add to the ease with which it spreads. However the immune system give protection and the bacteria may lie dormant in the body(latent TB). Only the minority of infected people fall sick or become infectious.

Symptoms of TB

The most common forms of TB affect the respiratory system. It doesn’t only damage and destroy lung tissue, it also sppresses the action of the immune system, which makes the body less able to fight the disease. Fever, night sweats, inability to eat and loss of weight are typical symptoms. Mostly mucus is contained because the lungs are damaged which can culture M. Tuberculosis. Improving living standards is most effective way of controlling TB. Vaccination, less crowded conditions and generally healthier and better-fed people help.

Immunisation:

Every bacterium is different so vaccination is difficult. There is no fully active vaccine against TB. The BCG(Bacillus Calmette-Guerin) vaccine was invented in 1921 and is made from a weakened form of a bacterium closely related to human TB. Only available vaccination.

It reduces the likelihood and severity of TB in young children. In areas were TB is highly prevalent this is especially important. Costs for research are not likely to be recouped as the disease is mostly common in developing countries. You are likely to get it if you have another disease, don’t eat well or live in overcrowded or sub-standard housing.

BCG is also used for healthcare workers and people immigrating to countries with high TB-levels. The BCG vaccine does not continue to adults. BCG does not not the reactivation of latent TB so it can still be spread.

Incidence:

The frequency of a disease in a particular population or area is called the disease’s incidence and it is expressed as the number of newly diagnosed cases during a specific time period.

Drug treatments for TB:

The antibiotic of streptomycin was discovered and was promised to provide an effective treatment for TB. Austin Bradford Hill tested this drug by giving some people the drug and let others stay in bed and the drug worked better. Because this drug has harmful sides it has been superseded by new antibiotics as it can affect the nerves from the ears to the brain. Today treating TB is very effective by the means of 4 antibiotics and they have to be taken regularly for 6 to 12 months. The disease has to be under control as fast as possible otherwise drugs resistance may occur. A combination of drugs is used because it is unlikely for a drug to be resistant to the whole drug cocktail. Most deaths from multi-drug resistance have been patients infected with HIV.However, there are strains of bacteria resistant to all of the known anti-TB drugs. Better living conditions, vaccinations and drug treatment led to a dramatic fall in the cases of TB in the UK.

TB on the rise:

There has been an increase in notifications of TB since 1990 with people in close contact with a person with TB or people who have lived in place where TB is still common. Weakened immune systems caused by HIV or other medical conditions, people with chronic poor health as a result of homelessness, alcoholism or drug abuse and the very young and very old are most susceptible.TB is the leading cause of death for people who are HIV-positive. Badly managed TB treatments make TB incurable through the development of drug resistance. This is accelerated if doctors prescribe the wrong treatment or patients taking the full dose and stope when they feel better.

TB worldwide:

According to the WHO 90% cases of TB are in developing countries and 75% of those affect people in the 15-54 range when they are most productive which is economically serious.

Children have to leave school, women may be abandoned and a adult may miss three to four months of work. Multidrug resisantce caused by poorly TB treatment is a growing problem. The WHO has developed a strategy to detect and cure TB if applied systematically. Key elements:

- Political Commitment

- Microscopy servises to detect the TB bacteria in samples of saliva

- Steady drug supplies

- A drug regime which has proved effective

- Monitoring of patients by a health worker to ovserve and record patients swallowing the full course and the correct doses of drugs.

It also reduced new cases of drug resistance. Ambitious targets were to detect 70% of the cases and a target of 85% succesfull treatment. In the Western Pacific region this was accomplished but overall not. A crucial problem is some parts of the world is the lack of laboratory services with the capacity to confirm diagnosis and monitor treatments.

Influenza

Hundreds of millions of people suffer from an influenza infection every year.

The disease

Influenza (flu) is a relatively common respiratory disease casued by the influenza virus. There are several strains of the virus. The disease is highly infectious and has a very short incubation period.

Symptoms:

-       Fever (often accompanied by shivering and sweating)

-       Feeling very unwell and unable to do anything

-       Loss of appetite

-       Aching muscles and painful joints

Simple influenza: 5-7 days till fever goes down and convalescence begins. But the exhaustion which follows can last from 6-12 weeks.

Influenza infects the cells lining the tubes leading to the lungs, causing them to die. This leaves the airways open to infection, and many of the deaths associated with influenza are from severe secondary bacterial infections on top of the original viral invasion. The people most likely to die of the disease are the elderly and anyone who is prone to asthma or heart disease.

Treatment for influenza: rest, warmth, plenty of fluids and mild painkillers.

Immunization

Each year the various strains of the influenza virus are subtly different; the change is usually quite small, so having influenza one year leaves people with some immunity against infection for the next.

Antiviral drugs

Two antiviral drugs used to treat influenza patients are: oseltamivir (Tamiflu) and zanamivir (Relenza). These drugs are designed to halt the virus spreading in the body. The main effects of the drugs are to reduce the symptoms of the disease and make it less likely that the patient will suffer from complications.

Developing effective antiviral drugs is proving to be very difficult. Viruses constantly change as a result of mutations in the viral genetic code. This means that antiviral drugs effective against a particular form of a virus can quickly become useless against the different mutated version.

Pandemics of influenza

If a new influenza virus appears against which the human population has no immunity, there is a risk of simultaneous epidemics of the disease all over the world, leading to a huge number of deaths. This is a pandemic.

Influenza infects many animals as well as humans. Poultry farming is particularly vulnerable to some forms of ‘bird flu’ which can spread very rapidly where chickens or turkeys are crowded together on intensive farms. The disease can kill all birds in just a couple of days.

Millions of birds have been killed in attempts to control the disease, but scientists believe that an influenza pandemic is inevitable in the near future.

 
Chapter 9 - Evolution

The science behind the issues

If biologists are correct, all forms of life are sharing the same common ancestor some 3500 million yrs. ago. Many theories are controversial and the general public in some countries is divided over whether evolution really took place. Some believe it hasn’t and they believe the world is just 10000 years old. Scientist now have information about how genetics are passed to offspring. Changes start with mutations and constantly change. Natural selection is widely accepted as a major element of the process of evolution. Evolution is a scientific explanation for the diversity of life on Earth. The processes of fossilization and natural selection are open to experiment.

Charles Darwin

Charles Darwin is one of the most famous scientists of all time for two reasons: Het produced a hypothesis that succeeded in convincing scientists of the theory of evolution. Secondly, he came up with natural selection. He was born in 1809. Darwin as a student became interested in beetles, which lead to his ideas of natural selection. He was sent with the HMS Beagle that was to sail around the world to make world maps. The ships’ leader, Robert Fitzroy, doubted the truth of the biblical flood when Darwin still believed in that. During the five year sail, Darwin was not sure about the similarities and differences that occurred between animals and plants. He slowly became convinced that evolution explains the huge diversity of living species on Earth.

His evidence for evolution

During the years, Darwin got convinced by the fact that species weren’t fixed, but that they evolved from their ancestors over a huge period of time. This was lead by the example that fossils often resembled species currently alive in the same place, but were clearly different form them. Another reason for Darwin’s change of mind came from study of living species. The Beagle spent a month in the Galapagos, and the island provided Darwin with evidence that isolated groups of organisms can change. Darwin noted that one of the most striking things about the organisms on the Galapagos Islands is that few are found on the mainland of South-America yet all resemble organisms found on the mainland. On the first island, Darwin found a mocking bird like the South-Americans ones he knew but clearly different. On the second island he found another kind of mocking bird. On island three, he found yet another and labeled that.

Natural selection

Once home, Darwin tried to come up with a mechanism that could account for evolution. For scientist, a new period in the history of evolution starts here. Darwin once read an essay about human populations (Thomas Malthus), and saw how it might apply equally to animal populations, so there is your explanation. Eventually, Darwin came up with 4 conclusions:

- Individuals within a species differ from one another.

- Offspring generally resemble their parents.

- In all species more offspring are born than can survive to adulthood and reproduce.

- Some individuals are better suited to their environment than others, and they survive and reproduce more effectively than others.

By means of the following statements Darwin completed his theory of natural selection:

- Individuals that survive to reproduce pass onto their offspring the characteristics that enabled them, the parents, to survive.

- Over time, a group of individuals belonging to a single species may give rise to tow different groups that are sufficiently distinct to belong to two separate species.

The theory of natural selection was Darwin’s attempt to explain the observations he made. He spent years to strengthen his theory. Scientific theories need creative thinking. The best evidence for natural selection is ‘artificial selection’. Artificial selection is intentional breeding for particular characteristics.  Darwin became so interested that he built a pigeon house, bought several different pigeons and let them breed. He found surprisingly large differences between the pigeons he bred. These differences were not just the visual ones; the insides also had changed. Red blood cells had mutated.

Jean-Baptiste de Lamarck

The ancient Greeks had been thinking about evolution as well. But Darwin wasn’t the first one to come up with the theory of evolution. Jean-Baptiste de Lamarck had published his very different theory 50 yrs. earlier.  Lamarck stated that organisms changed as their environment changed, and thereby also changing inside body structures. They physically adapted to the environment. These adaptations could also be passed onto their offspring. He backed his theory up by means of the following example: a son of a blacksmith had stronger arms than the son of a weaver, a trait that was given to them by their fathers. Lamarck’s theory is much like Rudyard Kipling’s Just so stories, in which an elephant gets its trunk by having its nose pulled up by a crocodile. Lamarck’s theory suggested that giraffe’s reached up to eat leaves growing on higher trees. Their necks stretched as a result. Better said: characteristics which were vital were acquired during an animal’s lifetime so the animals progressed to an ideal form. A then acquired charac. could then be passed on to the offspring. Darwin’s explanation was different. It would state that there are always more giraffes than the food supply can support. As a result, those giraffes happen to have taller than average necks would be most likely to survive. This trait would be passed on to their offspring which will increase the length of the neck over the years. Lamarck is credited with attempting to explain the evolution of higher species from simpler ones from Darwin, even though his explanation didn’t match with the evidence from simple observations of inheritance.

Alfred Wallace

On 18^th June 1858 Darwin got a letter from a relatively unknown naturalist named Alfred Wallace. The letter contained Darwin’s theory of evolution. This may seem strange, but when looking at the history of both, we can see that they both studied and thought about Malthus’s arguments (which were the fact that there would never be enough food to keep up with the world’s population). Wallace had been studying the rainforests in the Amazon and came up with 8000 new animal species. Then bad luck struck him; His ship caught fire and all (15000) animal species were lost including lots of his notes. After this he set for Asia -an 8 yr. trip- and he got the flu there. While laying on bed he thought about Malthus’s theories. Why do some die and some live? The effects of disease etc. Wallace then wrote his theory and sent it to Darwin. Darwin and Wallace joined up their theories and this became the generally accepted evolution theory.

How long does evolution take?

Offspring of dogs, sheep, pigeons etc. differ greatly from the ancestors  a century ago. However, wall paintings from 30000 yrs. ago show recognizable differences from today’s species. Evolutionary biologists think that it takes millions of years for species to evolve into new species. Darwin had no idea, but he knew that his theory only could be valid if the world was very old. For evolution this meant that it only could have started 700 million yrs. ago. This is because only then multicellular organisms appeared. William Thompson, a well respected scientist in the age of Darwin, calculated that the Earth was 100 million yrs. old. Darwin changed his theories in order to let them come true with Thompson’s theory. Scientists today have corrected Thompson’s calculations so Darwin doesn’t need to worry about his theory anymore.

Reactions to Darwin’s theory

Darwin’s theories had by 1859 been accepted by critical scrutiny. One thing struck the people in those days; In the bible it says that humans descend from Adam and Eve, who were created by God. This was in conflict with Darwin’s statements, which say that we descend from worm-like creatures. Theologians of those days were quicker to accept Darwin’s theories than scientists. This is interesting. To this day, the theory of evolution remains controversial .

A human need to make sense of the organization of living organism on Earth is seen right back in ancient writings. In Aristotle’s view, the Great Chain of Being was perfect; there were no empty links in the chain an no link was represented by more than one species. There is still a cultural argument about the origins of life on Earth. On the one hand there are people who believe in the creation of God. On the other hand there are those who see scientific theories as distinct from religious belief.

The genetic basis for evolution, Gregor Mendel

Gregor Mendel was born in 1822. From 1856 to 1866, Mendel bred, examined, described and counted over 28000 garden peas. He discovered that the various characteristics of the peas (height, color, shape of seeds) were determined by factors or particles that passed unchanged down the generations and didn’t blend. We now know Mendel’s factors as genes. Mendel’s explanation of inheritance was right; in most species there is just a single copy of each gene in the sex cells, whereas all other cells have two copies of each gene. Lots of scientist, including Darwin were unaware of Mendel’s thoughts at that time. After Mendel’s theory became public, the hunt for gene understanding was on. Scientists  soon appreciated that Darwin had been right when he saw variation between individuals as lying at the heart of evolution. Mutations are changes in the structure of an organism’s genetic material. They are caused by spontaneous errors, cell division, certain chemicals and radiation. If a mutated gene happened to be in a sex cell, copies of it were handed on to the offspring. It is only these mutations that occur in the sex cells that have a role in natural selection. Sometimes, mutations are very harmful. Usually they are beneficial.

The theory of evolution by natural selection

The fundamental principle behind the theory of evolution is that all the Earth’s present-day life forms have evolved from common ancestors, and ultimately from self-replicating molecules which happened to develop under the conditions then prevailing on Earth. The mechanism that best explains evolution is natural selection. Within a species, some individuals are better able to survive and reproduce in the environment in which they find themselves than are others. Over time, changes to the genetic make-up of individuals in a species accumulate,  and can lead to the evolutions of new species.  Among the implications of the Darwin-Wallace theory of natural selection is the idea that the process is lead by random events and doesn’t have any overall direction at all. Evolutionary biologists believe that all the species which now exist, and all those which have existed, can be linked in a single ‘branching tree’ structure. The popular view of life as progress, with humans at the top of the evolutionary tree, is misleading and certainly Darwin didn’t believe in this ranking of species. In evolution, there is no upward inevitable ascent towards perfection. Instead, species merely respond to the environmental pressures they face. A person’s  ideas about animal rights and our responsibility to other species may reflect their views on the relationship between species.

Environmental pressure

The theory of natural selection relies on the existence of variation among individuals in a population, but also on environmental pressure. Competition for resources is just one type of environmental pressure. The end and result of natural selection is often extinction, as new species evolve and eliminate their relatives. Ecosystems are often able to withstand minor disruptions that are due to extinctions and environmental changes, but the knock-on effect of a single species becoming extinct is difficult to predict due to the complex interdependence of species.

Does natural selection explain all of evolution?

Generally, scientists are more confident about theories which provide a good explanation for what is being observed. Most biologists today accept that natural selection is the prime mover behind evolution. Modern evidence for evolution uses changes in DNA and proteins in cells as evidence for natural selection. Much of the modern debate about the mechanisms of evolution is around the unit of selection, whether this is genes, cells, individuals, or whole species.