De eerste gewervelde soorten beschikten mogelijk al over een heel goed reukorgaan.
Dieren gebruiken hun neus om eten te vinden, gevaar te vermijden en met elkaar te communiceren via geuren. Het reukorgaan gebruikt daarvoor speciale receptoren die door grofweg vier verschillende ‘genenfamilies’ tot stand komen. Een nieuw onderzoek van de University of Tsukuba laat nu zien dat een van die families veel ouder is dan wetenschappers lang dachten. Het onderzoek is te vinden in iScience.
De eerste gewervelden
Om dat te ontdekken keken onderzoekers in het genoom van een slijmpriksoort (Eptatretus burgeri) naar genen die te maken hebben met reuk. Die keuze is niet toevallig: slijmprikken horen bij de kaakloze gewervelden (Cyclostomata) en staan evolutionair gezien heel dicht bij de basis van alle gewervelden. Daardoor kunnen slijmprikken helpen om te begrijpen hoe zintuigen er bij de eerste gewervelden uitzagen. Door dat beter te begrijpen wordt het mogelijk om preciezer te weten hoe zintuigen zich door de tijd heen hebben geëvolueerd.
Leestip: Evolutie een kwestie van genen? Volgens deze onderzoekers neemt cultuur de overhand
Ze vonden bij de slijmpriksoort in totaal 185 genen die een rol speelden bij de vorming van het reukorgaan. Daarvan komen maar liefst 135 genen uit de genenfamilie V2R. Vervolgens controleerden ze of die genen ook echt ‘aan’ staan in het reukorgaan. Dat bleek voor de meeste genen zo te zijn. Dat maakt het aannemelijk dat ze ook echt een rol spelen bij het ruiken.
Daichi Suzuki heeft meegewerkt aan het onderzoek. Hij legt uit aan Scientias: “Een groter aantal receptor-genen suggereert dat een dier een bredere reeks geurstoffen kan detecteren, of een sterk gespecialiseerd reuksysteem heeft.” Dat de slijmprik zoveel V2R-genen heeft suggereert dat deze genfamilie blijkbaar al heel vroeg een rol speelde bij de evolutie van het reukorgaan.
Nieuw inzicht
Dat inzicht botst met eerdere theorieën. Biologen hebben namelijk heel lang aangenomen dat V2R-genen pas een vlucht namen toen de kaakdragende gewervelden om de hoek kwamen kijken. Daar was een belangrijke reden voor: bij andere kaakloze gewervelden, zoals lampreien, worden vaak maar heel weinig V2R-genen gevonden. De genen die wel gevonden werden leken ook nog eens sterk af te wijken van de typische V2R-genen die we bij ‘modernere’ dieren zien.
Dit nieuwe onderzoek laat daarmee zien dat ‘typische’ V2R-genen waarschijnlijk al aanwezig waren bij de gemeenschappelijke voorouder van alle gewervelden, en dus niet pas veel later opdoken. Suzuki: “Onze resultaten laten zien dat typische V2R’s niet uniek zijn voor kaakdragende gewervelden, maar al aanwezig waren bij de gezamenlijke voorouder van alle gewervelden.” Daardoor krijgt de situatie bij lampreien ook een andere uitleg: niet dat V2R-genen dus ‘nog niet bestonden’, maar dat ze in die evolutionaire lijn door de tijd heen mogelijk zijn verdwenen of sterk zijn veranderd.
Belangrijk puzzelstukje
Maar waarom is dat inzicht nou zo belangrijk? Nou, het helpt om een heel belangrijk puzzelstukje te leggen in de geschiedenis van het ruiken. Als V2R-genen al zo vroeg bestonden betekent dat dus dat het reuksysteem van de eerste gewervelden waarschijnlijk veel rijker was dan we dachten. Daarnaast blijkt uit het onderzoek dat al heel snel ná die eerste voorouder alle genfamilies een andere kant op zijn gegaan. Zo heeft de slijmprik dus heel veel V2R-genen, maar bijna niks van twee andere families.
Dat laat iets interessants zien: blijkbaar wordt de evolutionaire ontwikkeling van het reukorgaan bij dieren ‘gestuurd’ door hoeveel genen van een bepaalde genfamilie aanwezig zijn. Tegelijkertijd zet het volgens de onderzoekers ook aan tot het stellen van nieuwe vragen: welke stoffen worden door V2R-genen herkend en hoe zijn ze onderling georganiseerd? Het antwoord daarop kan niet alleen iets zeggen over hoe slijmprikken de wereld waarnemen met hun reukorgaan. Het kan ook iets zeggen over hoe onze verste voorouder ooit de wereld heeft geroken.
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Zeldzame dinosaurusfossielen onthullen geheimen over de evolutie van vliegen en Stadsjungle blijkt snelkookpan voor evolutie: planten passen zich razendsnel aan . Of lees dit artikel: Menselijke stamboom op zijn kop: de bekende Lucy mogelijk niet onze voorouder .
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
