Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

Meer genen, meer bloemen

Een uitgebreide genetische analyse van meer dan 12 soorten planten laat zien dat er twee grote evolutionaire sprongen gemaakt zijn in de wereld van de landplanten. Deze studie van Claude dePamphilis en vele medewerkers toont aan dat er 320 miljoen jaar geleden duplicatie van het genoom plaatsvond in de voorouder van de zaadplanten. De oudst aangetoonde genoomduplicatie tot nu toe was van 135 miljoen jaar geleden.

Duplicatie van het genoom leidt tot polyploīdie, een fenomeen dat bijna de regel is in de huidige plantenwereld. In de dierenwereld bezitten de cellen meestal een diploïde genoom, dat wil zeggen dat er zich van elk chromosoom twee kopieën in de celkern bevinden

Soortvorming door polyploidie

Soortvorming door polyploidie

die van vader en moeder geërfd zijn. Bij planten kan dit genoom triploīde, tetraploīde of zelfs meer zijn. In dat geval zijn er resp. drie, vier of meer kopieën van de chromosomen aanwezig. De chromosomen zijn de dragers van de genen. Drie of vier van dezelfde chromosomen betekent ook drie of vier van dezelfde genen. Meerdere genen maakt het van evolutionair oogpunt uit gezien makkelijker te experimenteren met nieuwe functies. Als één gen muteert, dan zijn er nog twee of drie ‘goede’ kopieën over die de oude functie waarborgen. Meerdere genen zijn daardoor vrij te muteren en eventueel nieuwe functies te verkrijgen.

Verdubbeling van chromosomen kan voorkomen wanneer de celdeling verstoord wordt; de kopieën verdelen zich dan niet goed tussen de twee nieuwe cellen. Dit kan kunstmatig veroorzaakt worden bijvoorbeeld door de stof colchicine. De chromosomen verdubbelen zich wel, zoals altijd voorafgaand aan de celdeling, maar de cel deelt zich niet. Zo ontstaat er een tetraploīde cel bijvoorbeeld.

Er werden vele planten op dubbele genen onderzocht, zoals de bloemenproducerende rijst en sorgo (eenzaadlobbigen), papaya en

Amborella

Amborella

komkommer (tweezaadlobbigen), een mos en een Lycopodiophyta, maar ook vroeg ontstane planten zoals waterlelies en de primitieve Amborella. Zij onderzochten ook de eerste zaadplanten zonder bloemen zoals coniferen, palmvarens en de ginkgo biloba. De studie concludeert dat één duplicatie 200 miljoen jaar plaatsvond, net voor de splitsing van een- en tweezaadlobbigen en dat de andere duplicatie 320 miljoen jaar geleden plaatsvond in de voorouder van de zaadplanten. De duplicatie van deze genomen maakte het ontstaan mogelijk van duizenden nieuwe genen die tot een enorme omwenteling hebben geleid. Deze omwenteling is van groot belang geweest voor het enorme succes van de bedektzadigen (angiospermae).

Uit Physorg.com, Nature, ScienceNow

18 Reacties op “Meer genen, meer bloemen

  1. antoinetteduijsters april 16, 2011 om 08:28

    De manier ook om grotere zaden te verkrijgen, belangrijk voor voedselgewassen zoals granen.

  2. ing St Hawk april 16, 2011 om 08:36

    Bij het zoeken naar de wetmatigheden van het overerven gebruikte Mendel erwten *), een diploïde soort. De Vries, toch ook niet de domste, gebruikte de Teunisbloem *), een polyploïde soort.
    Mendel ontdekte de erfelijkheidsregels, De Vries raakte hopeloos verdwaald in het genetisch labyrinth.
    Toen ze aan hun werk begonnen wisten ze allebei natuurlijk nog niet wat voor vlees ze in de kuip hadden. Mendel had dus enorm geluk met zijn keus en het is de vraag wanneer het mechanisme ontdekt zou zijn als hij met een ander plantje was gaan kweken.

    Wat ik nog steeds onbegrijpelijk vind is hoe je in hemelsnaam kunt vaststellen dat er 320 miljoen jaar geleden een genoomduplicatie plaatsvond. Knappe mensen moeten dat zijn.

    *) een plant die iedereen in zijn of haar tuin zou moeten hebben.

    • Pierra Veneta april 16, 2011 om 18:30

      ing St Hawk Dat is een mooi verhaal van De Vries en Mendel.
      Zowel erwtenpanten (die bij mij in de tuin ontbreken) en de Teunisbloem zijn ook prachtige planten met mooie bloemen.

      Over de genoomduplicaties: ik denk dat de familieboom van de bestudeerde planten bekend is bij de botanici en genetici en dat ze vervolgens kijken naar de genduplicaties die zich in de verschillende soorten bevinden. Een zogenaamde primitieve plant heeft bepaalde genduplicaties (nog) niet, terwijl de planten die ervan afstammen deze duplicaties wel bezitten. Het grote werk zit hem in het bepalen van de sequenties van al deze planten. Hoe dan ook erg knap allemaal.

      Nu ga ik de Teunisbloemzaadjes maar weer eens water geven (er komt een week aan zonder een druppel regen).

    • tsjok45 april 17, 2011 om 13:31

      ” *) een plant die iedereen in zijn of haar tuin zou moeten hebben.”

      Enkele foto’s van exemplaren uit mijn verzameling plaatselijke wilde bloemen varianten die ik al een paar jaren verder kweek (= lees maar : laat verwilderen= spannend je weet nooit waar ze volgend jaar zullen opduiken ) in mijn (stads) tuintje
      http://www.bloggen.be/evofoto/archief.php?ID=3

      -De “Grote teunisbloem “(ingeburgerde exoot sinds de 19de eeuw ) bekend en beroemd geworden om zijn gemakkelijke mutatievorming ( Hugo De Vries baseerde er de vroegste mutatie- theorie op )
      Zaaitijd in de nazomer (indian summer ) en de vroege herfst —> bloemen volgende zomer en een deel van de herfst lang (tot het begint te vriezen )
      Ik laat de verdroogde tak met de zaaddozen meestal staan ; het biedt namelijk een ideale schuil en overwinterinsplaats voor lieveheersbeestjes (die erg veel bladluizen opruimen )

      Ik zet ook (af en toe al eens een jaartje ) de kleinbloemige gele teunisbloem maar die is minder spectaculair alhoewel ook een forse plant … ze tiert hier in mijn nabije omgeving op oude stationsbermen

      Bovendien zijn er nog andere kleine wit-roze teunisbloemachtigen die door iedereen als woekerend onkruid worden beschouwd en die ik niet eens hoefde een eerste maal in te zaaien ….

      -De paarse bloemen (neen , geen fotoshop effect ) met donkere brede strepen in de bloemkelk = een in de Gentse leie-omgeving onstane mutant van een zuidelijk donkerpaars erg groot en fors ras van het “Grote Kaasjeskruid ” … Deze variant bezit enorme aantallen grote bloemen en de bladeren doen minder “lelijk verlept bestoft en dof “aan dat het gewone “grote kaasjeskruid”…hij heeft bovendien minder last van vreetschade door allerlei insekten
      Maar die plant is ondertussen na een aantal jaren de zolmer en de vroege herfst te hebben gekleurd , jammer genoeg plots uit mijn tuin verdwenen ( = ik “bemest” dus niet )
      Ik zal hem nog maar eens in het wild moeten gaan opzoeken ( ik weet wel nog enkele standplaatsen in een straal van 10 klm )om op het einde van de zomer wat zaden te gaan oogsten

      – De lancetvormige bladeren op de onderste foto ; zijn de bladeren van de reeds uitgebloeide gele lis ( en wat dus duidt op een vochtige bodem )

    • Pierra Veneta april 17, 2011 om 16:12

      Heb de foto’s bewonderd. Nu heb ik de teunisbloem vorige week ingezaaid (het stond op het zakje). Als dat maar goed gaat.

    • ing St Hawk april 17, 2011 om 17:36

      Tsjok, Pierra,

      Als een kleurmutatie van de bloem ontstaat, met zoals bij Tsjoks Kaasjeskruid een andere tekening, zou dat met een verschuiving van een onzichtbare (voor ons ) naar een zichtbare kleur te maken kunnen hebben ?

      Zie bv.

      http://www.naturfotograf.com/UV_OENO_BIE.html

    • Pierra Veneta april 18, 2011 om 11:12

      Ik zou niet weten of het voor het kaasjeskruid geldt, want het is nogal moeilijk te zien op de foto’s van Tsjok45. Neemt niet weg dat je UV-foto’s prachtig zijn. De tekening is als een landingsplaats voor insecten.

  3. tsjok45 april 17, 2011 om 01:02

    Ter aanvulling van jouw mooie post
    Iets meer over Polyploidie
    1.-(zoals die ook voorkomt bij dieren )
    http://evodisku.multiply.com/journal/item/377/POLYPLOIDIE
    2.- ( en zoals gebruikt bij het kruisen van planten )
    http://evodisku.multiply.com/journal/item/432/Planten_kruisingen

    • Pierra Veneta april 17, 2011 om 15:46

      Tsjok45, dank voor de links. Het is mooi naslagwerk dat ik iedereen kan aanraden die zich in de materie wil verdiepen. Ook het voorbeeld van het slijkgras is erg interessant.

  4. Aad Verbaast april 17, 2011 om 10:56

    Boeiend weer. Bij mij rijst de vraag op waarom er ‘ineens’ een evolutioniare sprong was. Leap forward?
    Toeval of noodzaak..

    De teunisbloem. Inmiddels ook ingezaaid. Wat een kleine zaadjes trouwens. Heel benieuwd of dat wat gaat worden.. Eetbaar ook nog. De wortels smaken naar ham heb ik me laten vertellen.

    • tsjok45 april 17, 2011 om 14:24

      Heel benieuwd of dat wat gaat worden..

      -De wilde grote teunisbloem tiert als alle eenjarig onkruid (eenmaal het aanslaat ) en kan zelfs goed tegen droge en bloedhete omgevingen ….

      -Als je de lelijke zaailingen en de ” lelijke eendje”- opschietende plant voor lief neemt (en dus niet uitwied )wordt je beslist beloond met mooie openklappende en welriekende gele bloemen in je zomerse avondtuin …Overdag een vlinderstruik voor de dagvlinders , en voor de avondlijke nachtvlinders een paar teunisbloemen …meer moet dat niet zijn

      -Dat van die eetbare “naar ham smakende ” wortel moet ik toch eens opzoeken of uitproberen … ( of verwar je dat nu met de wortel van die andere amerikaanse ingeburgerde gele hoogopschietende exoot = de “aardpeer” ? ) tsja ik ben ook altijd op zoek naar ouderwetse groenten en vergeten culinaire eigenaardigheden …..

    • Pierra Veneta april 17, 2011 om 16:08

      De evolutionaier sprong heeft denk ik te maken met de duplicatie van een genoom. Dat zorgt ervoor dat de meerdere kopieen van de genen kunnen experimenteren met mutaties waarbij er één gen ongemuteerd blijft en de oorspronkelijke functie vasthoudt tot zolang deze nodig blijft. Dit is een sprong in de zin dat er ineens van alles mogelijk wordt en er een grote diversificatie van soorten kan ontstaan.

      Toeval of noodzaak (of beter (?) onvermijdelijkheid). Beide dus…toeval omdat genoomduplicatie een op een willekeurig moment plaatsvindt of plaats gevonden heeft.
      Eigenlijk vind ik het woord toeval lastig, want het impliceert dat er ‘toevallig’ twee gebeurtenissen tegelijk plaatsvinden, terwijl het in dit geval alleen gaat om het fenomeen genduplicatie, een op zichzelf staande gebeurtenis.

      Onvermijdelijk heb ik zo mijn twijfels bij, maar als je terugkijkend redeneert dan moest er wel genduplicatie plaatsvinden om de varieteit die we nu zien te kunnen krijgen. In die zin is het nodig. Het beroemde boek van Monod draagt niet voor niets de titel ‘Le Hasard et la Necessité‘.

  5. Annet mei 3, 2011 om 21:56

    tsjonge wat ingewikkeld…
    tot op de dag van vandaag begrijp ik niet
    dat er uit zulke piepkleine zaadjes zulke mooie
    dingen kunnen groeien…..wonderlijk…

    (en ik wil ook eigenlijk geen verklaring)🙂

  6. Annet mei 3, 2011 om 21:58

    met de verklaring is de betovering verbroken….

    voor mij dan😉

Praat mee en laat hier uw reactie achter

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Zwervende gedachten

Een filosoof over argumentatie, biologie, handelingstheorie en wat hem verder invalt

Jonas Bruyneel

Literatuur/Journalistiek/Muziek

per amanti della vera musica

SangueVivo

Ancora solo un battito in più

Microplastics

INTERREG MICRO PROJECT

Scientia Salon

Philosophy, Science, and all interesting things in between

Infinite forme bellissime e meravigliose

si sono evolute e continuano a evolversi

Vita da simbionte

perché collaborare è talvolta meglio che combattere

Meneer Opinie

Altijd een mening, maar niet altijd gehinderd door kennis van zaken

The Cambrian Mammal

An evo-devo geek's scientific meanderings

Evolutie blog

bij dezen en genen

The Finch and Pea

The Public House for Science...

voelsprieten

* wonder van het alledaagse *

the aphid room

All about aphids... not simply bugs|

kuifjesimon

Just another WordPress.com site

The Amazing Comics Men

Comics by Dutch cartoonists Jan the Stripman & Wim the Mysterious Helpman

Barbara Jansma

Prenten, spotprenten en schilderijen

%d bloggers op de volgende wijze: