In een prehistorisch eencellig organisme is een celdeling ontdekt die lijkt op die van een dierlijk embryo. En dat is interessant, want dit geeft aan dat embryonale ontwikkeling mogelijk al bestond voordat dieren zich ontwikkelden.
Al eeuwenlang vragen wetenschappers zich af wat er eerst was: de kip of het ei? Vorig jaar stelden onderzoekers nog dat het de kip was. Maar een nieuwe studie komt nu tot een andere conclusie. Volgens deze onderzoekers zijn er nu namelijk overtuigende aanwijzingen dat het ei toch echt het eerste was.
Eerste levensvormen
De eerste levensvormen op aarde waren eencellig, zoals gist of bacteriën. Later evolueerden dieren, meercellige organismen, die zich vanaf één cel, de eicel, ontwikkelden tot complexe wezens. Deze embryonale ontwikkeling verloopt in verschillende stadia die opvallende overeenkomsten vertonen tussen dierlijke soorten en mogelijk al stammen uit een tijd vóór de eerste dieren. De overgang van eencellige naar meercellige organismen wordt echter nog steeds niet volledig begrepen.
Chromosphaera perkinsii
In een nieuwe studie hebben onderzoekers de eencellige soort Chromosphaera perkinsii bestudeerd. C. perkinsii werd in 2017 gevonden in zeesedimenten rondom Hawaï en is een voorouderlijke soort van protisten. De eerste aanwijzingen voor het bestaan van deze soort op aarde gaan meer dan een miljard jaar terug, lang vóór de opkomst van de eerste dieren. Omdat dit eencellige organisme zich meer dan een miljard jaar geleden afsplitste van de dierlijke evolutielijn, verschaft het belangrijke inzichten in de processen die mogelijk geleid hebben tot de overgang naar meercelligheid. “Het is fascinerend dat een soort die pas recent is ontdekt, ons in staat stelt om meer dan een miljard jaar terug in de tijd te kijken”, zegt onderzoeksleider Marine Olivetta.
Multicellulaire structuren
Het onderzoek naar C. perkinsii leidt tot een opmerkelijke ontdekking. Zo ontdekten de wetenschappers dat de cellen, zodra ze hun maximale grootte hebben bereikt, zich delen zonder verder te groeien. Vervolgens vormen ze multicellulaire structuren. Opmerkelijk is dat deze structuren ongeveer een derde van hun levenscyclus intact blijven en minstens twee verschillende celtypen bevatten, wat een verrassend fenomeen is voor dit soort organisme. “Hoewel C. perkinsii een eencellige soort is, laat dit gedrag zien dat processen van multicellulaire coördinatie en differentiatie al aanwezig waren in deze soort, lang voordat de eerste dieren op aarde verschenen”, aldus onderzoeker Omaya Dudin.
Dierlijke embryo’s
Nog verrassender is de manier waarop deze cellen zich delen en de driedimensionale structuur die ze aannemen. Dit lijkt namelijk sterk op de vroege stadia van de embryonale ontwikkeling bij dieren. De analyse van de genetische activiteit in deze structuren vertonen dus opvallende overeenkomsten met die in dierlijke embryo’s.
Het ei
Deze waarnemingen wijzen op twee mogelijke verklaringen: ofwel de genetische programma’s voor embryonale ontwikkeling bestonden al vóór de opkomst van dieren, of C. perkinsii ontwikkelde zich onafhankelijk om vergelijkbare processen te vertonen. Dit zou betekenen dat de natuur al de genetische middelen had om ‘eieren te maken’ lang voordat het ‘kippen uitvond’.
Inzicht
Vergeet dus de kip, want mogelijk was toch het ei er het eerste. Deze ontdekking zou overigens ook nieuwe inzichten kunnen bieden in een ander langlopend wetenschappelijk debat over fossielen van 600 miljoen jaar oud die op embryo’s lijken. Bovendien zou het sommige traditionele ideeën over meercelligheid kunnen uitdagen.
Al met al werpt de studie, gepubliceerd in Nature, nieuwe perspectieven op de overgang van eencellige naar meercellige organismen en kan de manier waarop we de evolutie van multicellulaire levensvormen begrijpen, fundamenteel veranderen. De studie daagt ook traditionele opvattingen uit over de oorsprong van embryonale ontwikkeling en biedt stof tot nadenken over de evolutie van multicellulaire organismen als geheel.
