Lang dachten onderzoekers dat zeesterren helemaal geen hoofd hadden. Maar een duik in het genetisch materiaal van de zeester suggereert nu dat het juist andersom is: de zeesterren zijn alleen maar hoofd en moeten het dus zonder torso of staart doen.
Als iemand je een worm voorschotelt en vraagt wat de voorkant – oftewel het hoofd – en wat de achterkant – oftewel de staart – is, is het simpelweg een kwestie van goed kijken en je slaagt er ongetwijfeld in om het hoofd aan te wijzen. Hetzelfde geldt voor veel andere organismen: van honden tot vissen en van slangen tot mensen.
Het hoofd van een zeester
Een stuk ingewikkelder wordt het echter als iemand je een zeester voorschotelt, met de vraag het hoofd aan te wijzen. En dat is niets om je voor te schamen, want zelfs biologen komen er eigenlijk al eeuwenlang niet helemaal uit wat nu kop of staart is. De vijf armen van zeesterren zijn identiek. En tot overmaat van ramp kan elk van die armen ook nog eens het voortouw nemen als de zeester mocht besluiten zich te verplaatsen. Kortom: niets verraadt eigenlijk wat nu de voorkant – oftewel het hoofd – van een zeester is. En uiteindelijk concludeerden sommige wetenschappers geruime tijd geleden dan ook al voorzichtig dat zeesterren waarschijnlijk gewoon geen voorkant, oftewel hoofd hebben.
Nieuw onderzoek
Maar nieuw onderzoek, verschenen in het blad Nature, onthult nu dat die conclusie onjuist is. Zeesterren hebben namelijk wel een hoofd. Sterker nog: in feite zijn ze alleen maar hoofd. “Het is alsof de zeester het compleet zonder torso moet doen,” zo vertelt onderzoeker Laurent Formery. “En je kunt (de zeester, red.) eigenlijk het best beschrijven als een hoofd dat over de zeebodem kruipt.”
De wetenschappers trekken die conclusie nadat ze het genoom van (jonge) zeesterren sequenceten en vervolgens – met dank aan de nieuwste technologieën – heel nauwkeurig bepaalden op welke plekken specifieke genen actief waren. Tot hun grote verbazing zagen de wetenschappers dat genen die geassocieerd worden met de ontwikkeling van een hoofd vrijwel overal in jonge zeesterren te vinden zijn, terwijl genen die coderen voor een romp en staart juist nauwelijks tot uiting kwamen.
Bijna alle dieren zijn zogenoemd ’tweezijdig symmetrisch’. Dat betekent dat ze langs een rechte as – die van kop naar staart loopt – uit twee gespiegelde helften bestaan. Ook voor mensen geldt dit: de linkerzijde van je lichaam is ruwweg een gespiegelde versie van je rechterzijde. En jaren geleden toonden onderzoekers middels experimenten met fruitvliegen al aan dat deze tweezijdige symmetrie die we dus bij de meeste dieren zien, wordt ingegeven door specifieke genen die in een pril stadium van de ontwikkeling van organismen in specifieke delen van dat organisme tot uiting komen en de cellen aldaar opdracht geven om een hoofd of juist een romp te vormen. Vervolgonderzoek wees al snel uit dat dezelfde of vergelijkbare genen ook actief waren in tal van andere tweezijdig symmetrische organismen: van mensen tot vissen en van insecten tot wormen. Maar zeesterren zijn – met hun vijf armen – niet tweezijdig symmetrisch. Hetzelfde geldt trouwens voor sommige familieleden van de zeester, zoals de zee-egel. En welk ‘genetisch bouwplan’ achter hun lichaamsvorm zit, was lang onduidelijk.
Romp verloren
Voor nu gaan de wetenschappers er op basis van eerder en dit nieuwe onderzoek vanuit dat zeesterren dus – in tegenstelling tot wat velen dachten – niet zonder hoofd door het leven gaan. In plaats daarvan lijken ze alleen maar hoofd te zijn en juist hun romp te zijn verloren, aldus de wetenschappers. Die conclusie wordt onderschreven door eerder ontdekte gefossiliseerde voorouders van zeesterren die wel een romp lijken te bezitten.
Bizar
Het idee dat zeesterren eigenlijk over de zeebodem wandelende hoofden zijn, is natuurlijk vrij bizar. Maar tegelijkertijd is het ook weer niet zo heel gek dat we zoiets uitgerekend over zeesterren moeten concluderen. Want dat zeesterren nu eenmaal heel bizarre organismen zijn, staat al veel langer vast. Zo heeft eerder onderzoek bijvoorbeeld uitgewezen dat ze – in tegenstelling tot veel andere dieren – geen voedsel naar hun maag brengen, maar hun maag juist naar het voedsel brengen. Daartoe stulpen ze hun maag naar buiten en vouwen die over het lekkers heen, waarna het voor een deel al buiten het lichaam verteerd wordt. Ook de manier waarop zeesterren zich verplaatsen is tamelijk bizar; dat doen ze namelijk door water door duizenden buisvoetjes – die zich aan de onderkant van hun armen bevinden – te pompen.
Het nieuwe onderzoek maakt zeesterren – zo mogelijk – tot nog vreemdere eenden in de bijt. Maar het onderzoek roept tegelijkertijd ook veel nieuwe vragen op, zo erkennen de onderzoekers. Zo kun je je natuurlijk afvragen waarom zeesterren zich van hun romp hebben ontdaan. Ook vragen wetenschappers zich af of een vergelijkbaar onderzoek onder zee-egels tot vergelijkbare resultaten zou leiden en dus eveneens uit zou wijzen dat ze alleen maar hoofd zijn. Vervolgonderzoek moet dat uitwijzen. “Ons onderzoek vertelt ons dat het lichaam van stekelhuidigen een veel complexere evolutie kent dan eerder werd gedacht en dat we nog veel over deze intrigerende organismen kunnen leren,” aldus onderzoeker Jeff Thompson. “En als iemand die ze in de laatste tien jaar bestudeerd heeft, kan ik stellen dat deze resultaten mijn denken over deze groep dieren radicaal heeft veranderd.”
