NGV-Geonieuws 170 artikel 1063

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


Augustus 2010, jaargang 12 nr. 5 artikel 1063

Redactie: George Brouwers tot en met artikel 1023 en vanaf 1024 dr.W.M.L.(Willem) Schuurman

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 170! Op de huidige pagina is alleen artikel 1063 te lezen.

<< Vorig artikel: 1062 | Volgend artikel: 1064 >>

1063 Genoom van spons werpt licht op de complexiteit van dieren
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Sponzen vormen geologisch gezien een zeer oude diergroep; het is een zeer primitieve diergroep, die zelfs pas in de 19e eeuw als behorende tot de dieren werd herkend. Nu is het genoom geanalyseerd van de sponsAmphimedon queenslandica (een genoom is een complete set van chromosomen - met daarop de genen - en bepaalt de combinatie van alle erfelijke factoren). Amphimedon is daarmee de vertegenwoordiger van de oudste en meest primitieve diergroep waarvan (tot nu toe) het genoom is geanalyseerd. Dat is vooral interessant omdat een sponsachtig organisme in het verre verleden waarschijnlijk het eerste meercellige organisme is geweest dat ontstond uit het samensmelten van een zaadcel en een eicel, het wezenlijke kenmerk van dieren. Met de analyse van het genoom van A. queenslandica kan dus meer duidelijkheid ontstaan over de evolutionaire genetische ontwikkeling van alle diergroepen, van primitief tot hoger ontwikkelt.


De spons Amphimedon queenslandica.


Detail van de spons
(foto Maely Gauthier, University of Berkeley).


Terwijl sponzen als de meest primitieve dieren worden beschouwd, zien we - al dan niet terecht - mensen vaak als de evolutionair hoogst ontwikkelde vorm van leven. Dat zou in principe tot uiting moeten komen in de verschillen in opbouw van het genoom van spons en mens: de mens zou groepen genen moeten hebben die de complexiteit van deze levensvorm verklaren, en die genen zouden bij de spons afwezig moeten zijn. Het blijkt echter dat het genoom van de spons de meeste genenfamilies bezit die ook in het genoom van de mens voorkomen. Door na te gaan welke genenfamilies bij de mens verrijkt of juist verarmd zijn ten opzichte van de spons, konden de onderzoekers echter toch vaststellen welke groepen genen verband houden met de complexiteit van dieren. Dat sponzen primitieve organismen zijn, bleek bij het genoomonderzoek uit het feit dat ze geen genen bezitten die cellen aanzetten om zich te ontwikkelen tot spieren, een darmkanaal of neuronen. Dat was zeker in het verre verleden geen grote handicap: sponzen konden toen de oceanen koloniseren. En ook nu nog komen sponzen in grote getalen voor. Daarentegen zijn er bij de spons wel genen aangetroffen die een andere functie hebben bij celdeling (en dus ook groei), onder andere bij het ontwikkelen van cellen met verschillende functies en bij het afsterven van cellen.

De vroegste sponzen moeten verder genetisch al zo ingericht zijn geweest dat zich daaruit later zeer complexe levensvormen konden ontwikkelen; daarvoor was het nodig dat cellen zich konden gaan specialiseren. Dat doen ze onder invloed van biochemische prikkels. Het is in dit verband interessant dat sponzen veel biochemische karakteristieken hebben die we gewoonlijk in verband brengen met complexe functies bij de mens of andere complexe diergroepen. Sponzen missen echter wel bepaalde componenten, en juist die componenten kunnen dus heel goed de evolutie van meer complexe diergroepen mogelijk hebben gemaakt.

Het feit dat sponzen de eerste meercellige dieren waren, heeft bepaalde consequenties. Zo kunnen eencellige organismen geen kanker krijgen, omdat de oorzaak van kanker de ongebreidelde groei van nieuwe cellen is, door zeer snelle celdeling. De cellen in een meercellig organisme moeten goed samenwerken om dat organisme effectief te laten functioneren. De genen die deze samenwerking reguleren, zijn dezelfde die kunnen aanzetten tot de ongewenste celdelingen die tot kanker kunnen leiden. Kennis van het genoom van de spons kan daarom het inzicht in het ontstaan van kanker bevorderen.


Onderzoekers Kenneth Kosik, Cecilia Conaco en Todd Oakley
(foto Rod Rolle).

Kennis van het genoom van de spons heeft trouwens ook mogelijk al op korte termijn praktische consequenties. Zo produceren ze een breed spectrum aan chemische stoffen die de farmaceutische industrie gebruikt. Die stoffen zullen nu mogelijk synthetisch kunnen worden vervaardigd. Daarnaast produceren sponzen vezels van silica, dat ze direct uit het zeewater opnemen. Dergelijke vezels zijn van groot belang voor de communicatie-industrie, en ook dergelijke vezels zullen mogelijk al op relatief korte termijn op een milieuvriendelijke manier uit zeewater kunnen worden vervaardigd.

Referenties:
  • Srivastava, M., Simakov, O., Chapman, J., Fahey, B., Gauthier, M.E.A., Mitros, Th., Richards, G.S., Conaco, C., Dacre, M., Hellsten, U., Larroux, C., Putnam, N.H., Stanke, M., Adamska, M., Darling, A., Degnan, S.M., Oakley, T.H., Plachetzki, D.C., Zhai, Y., Adamski, M., Calcino, A., Cummins, S.F., Goodstein, D.M., Harris, C., Jackson, D.J., Leys, S.P., Shu, S., Woodcroft, B.J., Vervoort, M., Kosik, K.S., Manning, G., Degnan, B.M. & Rokhsar, D.S., 2010. The Amphimedon queenslandica genome and the evolution of animal complexity. Nature 466, p. 720-726, doi:10.1038/nature09201.

Foto’s: University of California, Santa Barbara, CA (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl