Iedereen kent wel de plaatjes van Haeckel, die laten zien hoezeer embryo’s van verschillende gewervelden overeenkomen. Van vissen en salamanders, tot vogels en zoogdieren. Haeckel schijnt zijn tekeningen (figuur 1) op zijn zachtst gezegd nogal aangedikt te hebben om de overeenkomsten, die er wel degelijk zijn, uit te lichten. Er is vanuit creationistische hoek altijd veel kritiek geweest op deze tekeningen. Ze worden door de creationisten als moedwillige vervalsing bestempeld. Het idee van de ‘ontogenese die de fylogenie’ weerspiegelt is dan misschien fout, maar dat er sterke overeenkomsten zijn binnen de verschillende phyla (stammen) is sinds een jaar wel overduidelijk.
Figuur 1. Een reproductie van de tekeningen van Haeckel.
De gelijkenis van de embryo’s is gebaseerd op de vorm of morfologie van de organismen in de diverse stadia. Al sinds enige tijd weet men dat er ook grote verschillen zijn in de ontwikkeling van ei naar volwassene. Het is daarmee altijd een vrij subjectieve waarneming gebleven. Het is wel duidelijk geworden dat er een stadium is tussen dat van het ei en de volwassen vorm waarin de organismen sterk op elkaar lijken. Dit wordt het fylotypische stadium genoemd en wordt verbeeld met behulp van een zandloper (zie figuur 2). De eerste fasen binnen het phylum verschillen erg van elkaar, maar naarmate men dichter bij een tussenliggend stadia komt lijken de organismen juist weer veel op elkaar. Bij het bereiken van de volwassen vorm verschillen ze weer.
Figuur 2. Zandloper met de vroegste stadia onderin en de laatste stadia bovenin.
Nu zijn er in 2010 twee studies voltooid die aantonen dat er gedurende de passage door de nauwe doorgang in de zandloper niet alleen morfologische overeenkomsten weerspiegeld worden, maar ook overeenkomsten in de expressie van de genen. Een eerste studie met verschillende soorten fruitvliegjes toont aan dat de genen die tot uitdrukking komen tijdens de fylotypische fase minder uiteenlopen tussen de verschillende soorten. De genen die dan tot uitdrukking komen lijken meer op elkaar tussen de verschillende soorten. Het bleek ook dat de genen die belangrijk zijn voor de anatomische ontwikkeling de smalle doorgang van de zandloper volgen, terwijl genen die daar niet bij betrokken zijn niet de smalle doorgang nemen.
Een tweede studie op zebravisjes toont aan dat gedurende embryogenese het de oudste genen zijn die tijdens het fylotypische stadium worden uitgedrukt. Dit laatste gegeven toont dus aan dat de genen die tot uitdrukking komen tijdens de fasen waarin de organismen het meest op elkaar lijken de oudste zijn (figuur 3).
Het lijkt mij dat er sprake is van twee onderzoeken die hetzelfde resultaat opleveren. ‘Oude’ genen zijn genen die veel overeenkomsten met elkaar hebben en op basis van de overeenkomsten wordt een fylogenetische boom geconstrueerd. Gedurende de smalle doorgang van de zandloper bij fruitvliegjes zijn de genen die tot expressie komen de genen die het minst uiteenlopen. Dit betekent dus ook dat ze fylogenetisch dicht bij elkaar staan én het oudst zijn. De twee studies tonen vanuit verschillende invalshoeken hetzelfde mechanisme aan.
figuur 3. Oudste genen in de smalle doorgang
Hiermee is duidelijk dat Haeckel, hoewel hij de tekeningen wat overdreven had, toch iets ontdekt had. Blijkbaar is deze ‘smalle’ fase goed geconserveerd, wat betekent dat het een fase is die essentieel is voor de daaropvolgende stadia.
Uit: Nature 1, 2 Jerry Coyne‘s blog, PZMeyers, Panda’sThumb.
De 2e keer dat ik vandaag lees dat iemand voor de laatste keer ‘schrijft/publiceert’. Nazmye Oral stopt bij de VK. Van allebei vind ik het jammer om niet meer de gedachtengang en weetjes te kunnen vernemen. Ga je misschien nog ergens anders schrijven? Please do
Sjees die smiley kon ook wel wat minder. ff check
@Gus, waaruit maak je op dat ik voor de laatste keer zou schrijven ? Dat is niet waar.
Waar is mijn reactie nou gebleven ? Niet dat die erg spannend was, maar toch…
@de stripman, jammer, maar leuk dat je er was !
Het is wel gek. Ik had alleen geschreven dat ik het interessant vond. Toen ik later terug kwam en mijn reactie niet zag, schreef ik weer hetzelfde en toen kreeg ik de melding dat het een dubbele reactie was. Waar is die eerste dan gebleven…;o)
== op zijn zachtst gezegd nogal aangedikt te hebben == Dus “Stapel” heeft het niet van een vreemde?
Op zich niet vreemd lijkt me (als leek). Als we allemaal afstammen van hetzelfde ‘oerwezen’ dan zullen er ook wel oermechanismen zijn die ergens in het proces nog overeenkomsten vertonen.
@Aad, het is ook niet vreemd en dat de embryo’s op elkaar lijken is niet verrassend. De meeste biologen dachten ook wel dat er een kern van waarheid in Haeckel’s tekeningen zat. Het mooie is dat het meeste ervan nu bevestigd is door deze studie op moleculair niveau.
Een klap voor de creationisten die dachten dat dit verhaal niet waar was.
Dat fylotypische stadium is op zich niet vebazingwekkend misschien, de plek in de ontwikkeling verbaast me dan toch weer wel. Het lijkt alsof er in het stadium ervoor bij de verschillende soorten andere genen tot expressie komen, die structuren bouwen en ook weer afbreken, om dan weer tot een ontwerp te komen dat ‘als twee druppels water’ lijkt op dat van heel veel ander soorten. Dat ‘heen en terug’ vind ik een lastige om te vatten.
@Rob, dat is ook lastig. De auteurs zelf komen met verklaringen waar PZMeyers van zegt dat ze niet deugen. Het enige dat ervan gezegd kan worden is dat deze ‘smalle’ fase cruciaal is voor de ontwikkeling van het organisme, dat het bouwplan oud is en zeer belangrijk is.
Van de passage van visseeitjes naar landeieren en daarna naar placenta’s betekent natuurlijk dat er ook wel enige flexibiliteit moet zitten in deze vroege fasen.
Het waarom van de zandlopervorm zal nog bestudeerd worden.
http://multimedia.mcb.harvard.edu/media.html
Op de onderste rij staat het filmpje: “All Embryo’s’.
De eerste 20 uur van een wie-zal-zeggen?, of een wat-gaat-het-worden?
Dus de eerste 20 uur lijken erg veel op elkaar. Hier zie je dat het inderdaad een van de eerste stadia zijn tot en met ‘e’.
http://www.nature.com/nrm/journal/v4/n7/images/nrm1149-f1.jpg
Mijn álpha’hoofd snapt alleen de plaatjes
)
maar: ik houd wel van zandlopen (met branding en meeuwen enzo)
marleen,
gaat het vooral om die zogenaamde Hox genen?
ik las ergens dat belangrijkste genen die onze neuronen bouwen daar eigenlijk ook bij horen, want ze zijn al meer zo’n 800 miljoen jaar niet veranderd, alleen ‘gepurified’. Dus benieuwd hoe die zich in de zandloper dan gedragen. Is daar wat over bekend?
@geinteresseerde leek, De Hox genen zijn vast heel belangrijk in deze fasen en zijn zeer goed geconserveerd binnen de gewervelden. Ze zijn vooral belangrijk gedurende de segmentatie en dat is precies gedurende de smalle fase van de zandloper (zie figuur 3). Dus zou het inderdaad best eens om de Hox-genen kunnen gaan.
Verbazend dat neuronen al zo oud zijn. Ik zal eens gaan zoeken naar wat er bekend is over de ontwikkeling van het zenuwstelsel binnen dit ontwikkelingsproces.
Pingback: Convergentie van de zandloper « Op zoek naar de klepel