Eén ei leidt tot meer eieren
In 2017 werd een fascinerende eencellige soort ontdekt in de zeebodem rond Hawaï: Chromosphaera perkinsii. Dit organisme blijkt al ruim een miljard jaar op aarde aanwezig te zijn – lang vóór de eerste dieren verschenen. Onderzoekers van de Universiteit van Genève (UNIGE) ontdekten dat deze soort kleine, meercellige structuren vormt die sterk lijken op de eerste ontwikkelingsstadia van dierlijke embryo’s. Dit roept de vraag op: waren de genetische bouwstenen voor embryonale ontwikkeling al aanwezig voordat dieren bestonden, of heeft C. perkinsii toevallig zelf vergelijkbare processen ontwikkeld? Volgens de wetenschappers had de natuur dus mogelijk al de “genetische gereedschappen” om eieren te maken, nog voordat er ooit een kip was bedacht. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Van eenvoudig naar complex leven: een evolutieraadsel
De eerste levensvormen op aarde waren eencellig, zoals bacteriën en gist. Uiteindelijk verschenen dieren, die uit meerdere cellen bestaan en zich via een complex proces vanuit één eicel ontwikkelen. Dit embryonale proces is verrassend consistent tussen verschillende diersoorten en zou zelfs veel ouder kunnen zijn dan de dieren zelf. Toch weten wetenschappers nog maar weinig over hoe die overgang van eencellig naar meercellig leven precies plaatsvond.
Chromosphaera perkinsii: een oeroude schakel
Onder leiding van Dr. Omaya Dudin, assistent-professor aan de UNIGE, richtte het onderzoeksteam zich op Chromosphaera perkinsii, een oersoort die zich meer dan een miljard jaar geleden afsplitste van de lijn die leidde tot dieren. Dit maakt C. perkinsii een ideaal organisme om de overgang naar meercelligheid beter te begrijpen.
Tijdens hun onderzoek zagen de wetenschappers dat C. perkinsii-cellen, nadat ze hun maximale grootte hebben bereikt, zich blijven delen en kleine kolonies vormen die sterk lijken op de eerste ontwikkelingsfasen van dieren. Opvallend is dat deze kolonies een derde van hun levenscyclus blijven bestaan en minstens twee verschillende celtypes bevatten – een bijzonder verschijnsel voor een eencellige soort.
Een kijkje in de oertijd van levensvormen
“Hoewel C. perkinsii eencellig is, toont dit gedrag aan dat basisprocessen voor meercellig leven zoals coördinatie en celverschillen al ver vóór de eerste dieren bestonden,” zegt Dr. Dudin.
Wat nog verbazingwekkender is, is dat de manier waarop deze cellen zich verdelen en een driedimensionale structuur vormen, sterk doet denken aan de eerste stadia van dierlijke embryo’s. Samen met Dr. John Burns van het Bigelow Laboratory for Ocean Sciences bestudeerde het team de genetische activiteit in deze kolonies. Ze ontdekten opmerkelijke gelijkenissen met de processen die plaatsvinden in dierlijke embryo’s, wat suggereert dat de genetische basis voor complexe meercellige ontwikkeling al meer dan een miljard jaar geleden bestond.
Hoewel C. perkinsii eencellig is, toont dit gedrag aan dat basisprocessen voor meercellig leven zoals coördinatie en celverschillen al ver vóór de eerste dieren bestonden.
Dr. Omaya Dudin, assistent-professor aan UNIGE
Terug in de tijd met een recent ontdekte soort
“Het is fascinerend dat een soort die zo recent is ontdekt, ons inzichten biedt in het leven van meer dan een miljard jaar geleden,” vertelt Marine Olivetta, laborant aan de UNIGE en eerste auteur van de studie. Deze bevindingen laten zien dat óf de basisprincipes van embryonale ontwikkeling al voor het ontstaan van dieren bestonden, óf dat C. perkinsii onafhankelijk vergelijkbare mechanismen ontwikkelde.
Oude fossielen, nieuwe vragen
Deze ontdekking werpt ook een nieuw licht op oude wetenschappelijke discussies over 600 miljoen jaar oude fossielen die op embryo’s lijken en kan traditionele opvattingen over meercelligheid op z’n kop zetten. Wellicht biedt C. perkinsii het ontbrekende puzzelstukje in het mysterie van de evolutie van complex leven op aarde en onthult het dat het “plan” voor meercellig leven veel dieper in de tijd geworteld is dan ooit gedacht.
Bronmateriaal: Nature Journal
