Evolutionair inzicht
VPC Animals Photo/Alamy Stock Photo
VPC Animals Photo/Alamy Stock Photo
p>
We hebben ontdekt waarom een Mexicaanse grotvis geen ogen heeft – en het verrassende antwoord zal waarschijnlijk worden aangegrepen door degenen die denken dat de standaardvisie van evolutie herzien moet worden.
In de afgelopen paar miljoen jaar hebben zich in grotten blinde vormen van de Mexicaanse tetra (Astyanax mexicanus) ontwikkeld. Het onderhouden van ogen en de visuele delen van de hersenen kost veel energie, dus het verlies van ogen is een groot voordeel voor dieren die in het donker leven. In plaats daarvan 'zien' de grotvissen door te zuigen.
Er werd aangenomen dat deze vissen blind werden omdat mutaties sleutelgenen die betrokken zijn bij oogontwikkeling uitschakelden. Het is aangetoond dat dit het geval is voor sommige andere ondergrondse soorten die hun ogen hebben verloren.
Maar Aniket Gore van het Amerikaanse National Institute of Child Health and Human Development en collega's hebben geen invaliderende veranderingen gevonden in de DNA-sequenties van oogontwikkelingsgenen in de grotvis.
In plaats daarvan zijn de genen uitgeschakeld door de toevoeging van chemische tags die methylgroepen worden genoemd. Dit is wat bekend staat als een epigenetische, in plaats van genetische, verandering.
“Hoewel een centrale rol voor DNA-methylatie bij ontwikkeling en ziekte goed gedocumenteerd is, suggereren onze resultaten dat epigenetische processen een even grote rol kunnen spelen belangrijke rol in adaptieve evolutie”, schrijft het team.
Sneller evolutie?
De onderzoekers stellen voor dat dit epigenetische mechanisme de grotvis in staat stelde zijn ogen sneller af te werpen dan wanneer de verandering was gebeurd via DNA-mutaties in ooggenen.
Dat is een controversiële suggestie, en een die als muziek in de oren zal klinken van degenen die denken dat evolutie kan plaatsvinden via erfelijke epigenetische mechanismen, en dat de standaard evolutietheorie moet worden uitgebreid om dergelijke processen op te nemen.
“Dit is een zeer interessant artikel”, zegt evolutiebioloog Douglas Futuyma van de Stony Brook University in New York. Maar hij denkt niet dat het een uitdaging vormt voor de standaard evolutietheorie, aangezien de epigenetische verandering zelf hoogstwaarschijnlijk het resultaat is van een genetische verandering.
Gore's team laat zien dat het tot zwijgen brengen van de ooggenen te wijten is aan de verhoogde activiteit van een specifiek gen dat betrokken is bij methylering, benadrukt Futuyma. Dus de vraag is dan: wat maakt dit gen actiever?
“Ik denk dat het waarschijnlijk is dat er een wijziging is opgetreden in de DNA-sequentie van dat gen”, zegt hij.
“Je kunt genetische mutaties niet volledig uitsluiten”, zegt Eva Jablonka van de Universiteit van Tel Aviv, Israël, die denkt dat evolutie kan plaatsvinden via epigenetische veranderingen en dat we een nieuwe evolutionaire synthese nodig hebben. “Misschien was er genetische variatie die bijdroeg aan het oogverlies.”
Lamarckiaanse evolutie
Jablonka denkt echter dat alleen erfelijke epigenetische veranderingen het verlies van ogen kunnen verklaren. Sterker nog, ze denkt zelfs dat het mogelijk is dat de epigenetische veranderingen op de een of andere manier werden veroorzaakt door de grotomgeving in de eerste plaats. Dat zou een vorm van Lamarckiaanse evolutie zijn: het idee dat kenmerken die tijdens het leven van een individu zijn verworven, kunnen worden doorgegeven aan nakomelingen.
David Shuker van de Universiteit van St. Andrews, VK, is niet overtuigd door dit of een van de de andere voorgestelde voorbeelden van evolutie via epigenetische mechanismen.
Het lijdt geen twijfel dat sommige dieren via epigenetische mechanismen op de omgeving reageren, zegt hij, maar deze mechanismen zijn geëvolueerd via genetische veranderingen. “Het gaat door genetisch gebouwde systemen”, zegt Shuker.
Dus, net als Futuyma, denkt hij dat standaard evolutionaire processen zoals mutatie en natuurlijke selectie nog steeds alles verklaren wat we hebben ontdekt.
“ We vinden altijd nieuwe manieren waarop deze processen zich manifesteren”, zegt Shuker. “We hebben veel geweldige dingen gevonden.” Maar de basisprincipes blijven geldig, zegt hij.
Shuker staat wantrouwend tegenover sommige pogingen om het idee van een “uitgebreide evolutionaire synthese” te promoten. Hij denkt dat sommige mensen religieuze ideeën proberen terug te sluipen in de evolutietheorie.
“Ze proberen organismen een keuzevrijheid te geven die niet door genen wordt bestuurd”, zegt hij.
Journaalreferentie: bioRxiv, DOI: 10.1101/199018
Artikel gewijzigd op 1 december 2017
We hebben de aansluiting van David Shuker gecorrigeerd
< p class="font-sans-serif-xxs--bold">
