De BBC Earth-columnist spreekt over tweekoppige wezens die niet alleen in oude mythen voorkomen.
Het was een bloedstollend gezicht. Het slangachtige monster, de veelkoppige Lerneaanse hydra, kwam uit zijn hol en ontketende al zijn woede op Hercules, de zoon van de Griekse god Zeus, die op haar wachtte.
Maar Hercules had een plan. Hij wist al dat er in plaats van het afgehakte hoofd van Hydra nieuwe groeiden, dus belde hij zijn neef Iolaus om hulp.
Ik ben er absoluut zeker van dat ze wezens hebben waargenomen met vergelijkbare ontwikkelingsanomalieën in de natuur.
Zodra Hercules Hydra's hoofd afhakte, schroeide Iolaus de wond met een fakkel dicht, en nieuwe hoofden van dit duivelse wezen verschenen niet meer.
De hydra siste en kronkelde, zijn giftige bloed en adem bedreigden de dood van de grootste held van Griekenland, maar hij had nog steeds de overhand.
De laatste kop van het monster viel op de grond en Hercules kwam als overwinnaar uit deze strijd tevoorschijn. Nu kon hij aan de derde van zijn twaalf werken beginnen.
Een meerkoppig wezen met een giftige adem en groeiende lichaamsdelen is waarschijnlijk de vrucht van een rijke fantasie.
Promotie video:
Sommige auteurs beweren dat Hydra vijftig hoofden had, terwijl andere verhalen veel minder hebben.
Maar waar kwam zo'n ongewoon idee vandaan? Is het mogelijk dat het prototype van de Hydra een meerkoppige reuzenslang was die echt in de natuur bestond?
Wetenschappers registreren al vele jaren gevallen van de geboorte van tweekoppige individuen. In de jaren veertig beschreef onderzoeker L. E. Cable een tweekoppig naaldvisembryo. Hij noemde hem "klein monster".
Veel tweekoppige wezens hebben het laboratorium van ontwikkelingsbioloog Arhat Abzhanov van Imperial College London bezocht.
Dankzij moderne kennis op het gebied van genetica was hij in staat om mutaties en cellulaire afwijkingen te identificeren die dit fenomeen zouden kunnen veroorzaken.
Het is mogelijk dat dergelijke natuurlijke fenomenen de inspiratiebron waren voor de makers van oude mythen.
"Ik ben er absoluut zeker van dat ze wezens met vergelijkbare ontwikkelingsanomalieën in de natuur hebben waargenomen en op de een of andere manier hebben geprobeerd dit fenomeen te verklaren of in hun cultuur te weerspiegelen", zegt Abzhanov.
Van tijd tot tijd verschijnen twee- en zelfs driekoppige individuen in het wild en in gevangenschap. Een interessant feit is dat dit fenomeen, bekend als polycefalie, voorkomt bij verschillende diersoorten.
Neem bijvoorbeeld de onderwaterwereld. In 2013 werd een tweekoppig embryo van runderhaaien ontdekt in de Golf van Mexico.
Het jaar daarop werd dezelfde persoon gevonden bij zeezoogdieren: een dolfijn met twee koppen werd gevonden op een van de Turkse stranden.
Blijkbaar waren het in beide gevallen een Siamese tweeling, ontwikkeld uit één ei, dat na bevruchting niet volledig scheidde.
Deze afwijking komt ook voor bij mensen. Vaak hebben Siamese tweelingen niet alleen twee hoofden, maar ook een dubbele set interne organen en zelfs ledematen.
Dankzij zijn beroemde experimenten uit het begin van de 20e eeuw kon bioloog Hans Spemann aantonen dat het mogelijk is om de scheiding van bevruchte eieren kunstmatig te voorkomen en een Siamese tweeling te krijgen.
Hij wilde begrijpen hoe het embryo zich ontwikkelt. Hij verbond in een vroeg ontwikkelingsstadium twee salamanderembryo's met behulp van de haren van een zuigeling.
Hij ontdekte dat het met behulp van deze manipulaties mogelijk was om een salamander met twee koppen te bemachtigen, die onderling vochten om voedsel, ondanks het feit dat ze maar één lichaam hadden. De wetenschapper noemde dit wezen 'twee egoïsten in één lichaam'.
De lijst met dieren, waaronder tweekoppige individuen, is vrij groot. Het omvat schildpadden, slangen, kittens en anderen.
We weten ook dat dergelijke gevallen niet alleen kenmerkend zijn voor de moderne tijd. Paleontologen hebben gefossiliseerde tweekoppige embryo's gevonden die miljoenen jaren oud waren.
Zoals Abzhanov opmerkt, kunnen verschillende mechanismen dienen als reden voor het verschijnen van talloze hoofden of gezichten.
Hij legt uit dat het hoofd als orgaan een voorbeeld is van convergente evolutie, een proces waarbij individuen van zeer verschillende soortengroepen gelijkaardige kenmerken ontwikkelen.
Dieren met en zonder ruggengraat hebben een kop, hoewel er geen relatie tussen is. Het lijkt erop dat het hoofd gewoon een nuttig aanpassingsproduct is dat in veel organismen veel voorkomt.
"Het hoofd is inderdaad een zeer effectief orgaan", legt Abzhanov uit. "Het is een must om een nieuwe omgeving te leren."
Dit is de reden waarom er zoveel zintuigen op het hoofd zijn, waaronder de ogen, oren, neus en mond.
De vorm van het hoofd en de structuur van het gezicht worden bepaald door genen, waarvan er één van bijzonder belang is en in het bijzonder verantwoordelijk is voor de breedte van het gezicht.
Het heeft een merkwaardige naam: Sonic Hedgehog of SHH (ter ere van Sonic the hedgehog, de held van het populaire videospel Sonic the Hedgehog).
Het wordt geassocieerd met de Hedgehog (HH) -familie van genen die voor het eerst in de fruitvlieg werden aangetroffen. Als resultaat van mutaties van dit gen ontwikkelden de larven van deze insecten scherpe uitgroei, vergelijkbaar met egelnaalden.
Alleen gewervelde dieren hebben het SHH-gen. Abzhanov legt uit dat als de signaalroute van Hedgehog wordt verzwakt tijdens de ontwikkeling van het embryo, zijn kop geleidelijk smaller wordt.
In sommige gevallen kan het zo vervormen dat een wezen met één oog, vergelijkbaar met een cycloop, zal verschijnen. De stof die dergelijke afwijkingen veroorzaakt bij vee, inclusief schapen, heeft de toepasselijke naam gekregen: cyclopamine.
Het zit in de akkerwinde, die een zwanger vrouwtje per ongeluk kan eten.
Wat gebeurt er als het SHH-signaal daarentegen toeneemt? Dit heeft het tegenovergestelde effect: het hoofd zal uitzetten totdat er twee gezichten op verschijnen.
"Deze mutatie is zeldzaam, maar dergelijke gevallen zijn zowel bij wilde als bij huisdieren geregistreerd", zegt Abzhanov.
Technisch gezien zijn een persoon met twee gezichten en twee hoofden twee verschillende dingen. Volgens de waarnemingen van Abzhanov moet een dier, wil een dier twee afzonderlijke halzen en koppen op hetzelfde lichaam hebben, in een vroeg ontwikkelingsstadium een andere genetische fout optreden.
“De vorming van het hoofd, zoals elk ander deel van het lichaam, wordt veroorzaakt door een speciale groep cellen aan het begin van de ontwikkeling van het embryo. We noemen het het organisatiecentrum”, legt hij uit.
Dit mechanisme werd precies ontdekt dankzij Spemanns experimenten met salamanderembryo's.
“Als je een groep cellen neemt en ze transplanteert in bijvoorbeeld een kikkerembryo, heeft het twee koppen. Dit suggereert dat het deze cellen zijn die het signaal naar het lichaam sturen over de noodzaak om een hoofd te vormen”, zegt Abzhanov.
Hetzelfde gebeurt in het geval van een Siamese tweeling, maar Abzhanov observeerde vergelijkbare processen in zijn laboratorium.
Organiserende centrumcellen kunnen per ongeluk van het ene embryo naar het andere worden overgebracht door injectie of incisie als de chirurgische instrumenten niet correct zijn verwerkt.
Wetenschappers proberen te begrijpen wat tot dergelijke verstoringen in de ontwikkeling van het embryo leidt. Abzhanov merkt op dat een van de factoren de omgevingstemperatuur kan zijn.
Samen met zijn collega's bestudeert hij vaak in het laboratorium bevruchte kippeneieren die hem van boerderijen worden afgeleverd. Ze merkten dat er vreemde dingen gebeuren bij warm weer.
"De eieren die we krijgen tijdens warm weer, wanneer de luchttemperatuur hoger is dan 30 ° C, vertonen meer afwijkingen, waaronder vaker tweekoppige embryo's", zegt hij.
Deze trend wordt ook opgemerkt door andere wetenschappers. Een bioloog heeft bijvoorbeeld ontdekt dat stijgende temperaturen in waterlichamen kunnen leiden tot de ontwikkeling van tweekoppige zebravisembryo's.
De redenen voor dit fenomeen zijn nog niet onderzocht, maar wetenschappers doen momenteel onderzoek om de relatie tussen hoge temperatuur en het optreden van anomalieën op te helderen.
Het is aannemelijk dat biologie de inspiratie was voor de auteurs van mythen, maar het omgekeerde is ook waar: mythen zijn ook een inspiratiebron voor biologen.
In 1758 noemde de Zweedse botanicus en zoöloog Carl Linnaeus een groep kleine zeedieren die enigszins op Hydra leken, naar Hydra.
Deze wezens zijn van bijzonder belang vanwege hun meerdere slangachtige aanhangsels en het vermogen om te regenereren - net als de Hydra die door Hercules is gedood.
Er moet echter worden opgemerkt dat veel tweekoppige individuen, waaronder een Siamese tweeling, zeer weinig overlevingskansen hebben. Ze gaan zelden door het embryonale ontwikkelingsstadium en overleven bijna nooit tot de volwassen leeftijd.
Terwijl ze groeien en zich ontwikkelen, ervaren individuen met twee hoofden een enorme last, en wetenschappers waren hier opnieuw van overtuigd in 2014, toen een zeldzaam exemplaar verscheen in het laboratorium van de Universiteit van Haifa in Israël - een tweekoppige salamander. Spemann zou zeker opgetogen zijn geweest.
Ze trok veel aandacht van de media, maar was van zeer korte duur.
"Tweekoppige salamanders zijn zeldzaam", legt Leon Blaustein uit, die het lab leidde. "In het larvale stadium was alles in orde, maar na de metamorfose stierf het individu."
De salamanderlarve is een kikkervisje dat door metamorfose verandert in een volwassene, terwijl het kieuwen en verschillende vinnen verliest.
Zijn hoofd ondergaat ook belangrijke veranderingen. De ogen ontwikkelen zich, de tong en de tanden verschijnen en de mond wordt wijder. Misschien waren het deze kardinale veranderingen die tot haar vroege dood leidden - niemand weet het antwoord.
Abzhanov geeft toe dat de Grieken, naast het observeren van echte tweekoppige dieren in de natuur, geïnspireerd hadden kunnen zijn door andere verschijnselen. Hij legt uit dat slangen zich tijdens het paarseizoen vaak in ballen verzamelen.
"Als je zoiets ziet, kun je je voorstellen dat je één slang met meerdere koppen voor je hebt", zegt hij. "Het ziet er heel eng uit."
Inderdaad, het beeld van de Hydra dat in de oude tekeningen wordt gepresenteerd, lijkt sterk op het hierboven beschreven beeld.
Polycefalie is een zeer ongebruikelijk fenomeen dat bij mensen angst kan veroorzaken - dit is een kenmerk van onze psyche. Dit verklaart gedeeltelijk waarom de ontwikkelingsanomalie werd gekozen om de Hydra uit de oude Griekse mythen een angstaanjagende blik te geven.
Wanneer mensen met polycefalie worden geconfronteerd, ervaren mensen ongemak, zoals blijkt uit de verhalen over Blausteins tweekoppige salamander en Cable's "kleine monster".
In het eerste geval begonnen mensen zelfs complottheorieën te bouwen.
"Het begon uit de hand te lopen toen verschillende groepen op internet begonnen te beweren dat het straling was", herinnert Blaustein zich. "Maar de reden bleef onbekend."
Hydra is verre van het enige wezen met meerdere hoofden in de mythologie. Bij het uitvoeren van zijn twaalfde prestatie stond Hercules tegenover de driekoppige hond Cerberus.
In de Japanse mythologie is er een achtkoppige draak Yamata-no Oroti, en in Slavisch is er een driekoppige Slang Gorynych.
Het beeld van een meerkoppig wezen in literaire werken symboliseert altijd vele gevaren die niet gemakkelijk kunnen worden overwonnen.
Er kan dus worden aangenomen dat er een hele cultuur is verbonden met het beangstigende effect dat wezens met meerdere hoofden hebben op mensen.
Er is nog veel onduidelijk over het fenomeen polycefalie bij dieren. Aangezien individuen met twee hoofden echter zeer weinig kans hebben om te overleven, zowel in gevangenschap als in het wild, is er geen reden om aan te nemen dat dit kenmerk geen zeldzame afwijking zal blijven.
Men kan alleen maar raden waar de auteurs van klassieke mythen hun ideeën vandaan hebben gehaald. Het is mogelijk dat iemand in de oudheid een dier met twee koppen zag en er overdreven opgesmukte verhalen over begon te vertellen.
Na verloop van tijd kunnen deze verhalen steeds meer ongelooflijke details krijgen en uiteindelijk uitgroeien tot de legendes die we vandaag kennen.
Chris Baraniuk
