Als je naar een degenkrab kijkt, kijk je in wezen miljoenen jaren terug. Dieren zoals de degenkrab, coelacanth en eendenbekvogelvogel zijn wat Charles Darwin ‘levende fossielen’ noemde, omdat levende exemplaren fysiek zeer weinig verschillen van hun voorouders in het fossielenbestand dat miljoenen jaren teruggaat.
[Related: A new evolutionary theory could explain the mystery of shrinking animals.]
Nu zou een oude groep luchtvinvissen, gars genaamd, de laatste levende fossielen kunnen zijn, die langzamer evolueren dan welke andere van deze gewervelde dieren dan ook. De studie werd op 4 maart gepubliceerd in het tijdschrift Evolutie ontdekte dat ze de langzaamste moleculaire evolutie hebben van alle gewervelde dieren met kaken en dat hun genoom veel langzamer verandert dan andere dieren.
Wat zijn gar?
Er zijn zeven soorten gar bekend. Ze worden aangetroffen in Noord-Amerika en kunnen in zoet, brak en zout water leven en leven meestal in langzaam bewegende waterlichamen zoals estuaria. Ze hebben pijlvormige lichamen en een lange snavel die als een pincet werkt. Ze leggen ook groene eieren die zeer giftig zijn voor roofdieren die ze willen opeten.
Alle zeven levende gar-soorten zijn vrijwel identiek aan de vroegst bekende fossiele gar-soorten. Deze exemplaren dateren van ongeveer 150 miljoen jaar geleden, in de Jura-periode. Al 100 miljoen jaar geleden (Midden Krijt) begon een van de twee belangrijkste levende geslachten van gars in het fossielenbestand te verschijnen.
Kijkend naar hybridisatie
In deze nieuwe studie analyseerde het team een dataset met 1.105 exons – het coderende DNA-gebied – uit een steekproef van 471 soorten kaken van gewervelde dieren. Ze ontdekten dat het DNA van gars consequent tot drie keer langzamer evolueert dan welke andere grote groep gewervelde dieren dan ook. Steur en paddlefish vertoonden ook langzame veranderingen, maar hun veranderingstempo was niet zo ontspannen als gar.
De onderzoekers keken vervolgens naar een proces dat hybridisatie wordt genoemd, waarbij twee verschillende soorten levensvatbare nakomelingen produceren die zich kunnen voortplanten wanneer ze volwassen zijn. Een paard en een ezel zijn bijvoorbeeld twee verschillende soorten, maar ze kunnen paren en muilezels voortbrengen. Muilezels worden echter meestal steriel geboren en kunnen zich niet voortplanten. Sommige gar-soorten kunnen paren en hun nakomelingen blijven vruchtbaar als ze geslachtsrijp zijn.
Het team keek naar alligator-gar en longnose-gar, twee verschillende soorten gar die voorkomen in de Brazos- en Trinity River-systemen in Texas. Beide soorten deelden minstens 100 miljoen jaar geleden voor het laatst een gemeenschappelijke voorouder, maar produceren nog steeds levensvatbare en vruchtbare baby’s, maar geen nieuwe soorten. Deze succesvolle voortplanting door twee verschillende gar-soorten houdt waarschijnlijk verband met hoe langzaam hun DNA verandert en het aantal soorten op slechts zeven blijft.
“Hoe langzamer het genoom van een soort muteert, hoe waarschijnlijker het is dat het zich zal kruisen met een afzonderlijke soort waarvan het gedurende een lange periode genetisch geïsoleerd is”, zei co-auteur en PhD-student van Chase Yale University D. Brownstein. in een verklaring.
Volgens de studie hebben gars de oudste geïdentificeerde ouderlijke verdeling van alle dieren, planten en schimmels die nakomelingen kunnen voortbrengen die kunnen overleven en zich kunnen voortplanten. De vorige recordhouders waren twee soorten varens, en de gemeenschappelijke voorouder van de varen is ongeveer 60 miljoen jaar ouder dan de gemeenschappelijke voorouder van beide varens.
Geen evolutionair ongeluk
Het team is van mening dat Gars over een ongewoon sterk DNA-reparatieapparaat beschikken. Hierdoor kan de vis somatische en kiemlijnmutaties corrigeren. Deze mutaties zijn veranderingen in het DNA die zowel vóór als na de conceptie plaatsvinden. Gars zou deze mutaties mogelijk efficiënter kunnen omkeren dan veel andere gewervelde dieren, en het begrijpen van dit proces zou toekomstige gevolgen kunnen hebben voor de menselijke gezondheid.
[Related: We probably have big brains because we got lucky.]
“De meeste kankers zijn somatische mutaties die het falen van de DNA-reparatiemechanismen van een individu vertegenwoordigen”, zei co-auteur en evolutiebioloog aan de Yale University Thomas J. Near in een verklaring. “Als verder onderzoek uitwijst dat gar-DNA-reparatiemechanismen buitengewoon efficiënt zijn, en ontdekt wat hen zo maakt, zouden we kunnen gaan nadenken over mogelijke toepassingen in de menselijke gezondheid.”
Volgens het team laat het onderzoek zien dat levende fossielen op aarde niet alleen maar bizarre evolutionaire ongelukken zijn. Het zijn levende, ademende representaties van hoe evolutie in de natuur werkt.
“Het laat zien dat het analyseren van patronen in de evolutionaire geschiedenis van levende fossielen implicaties kan hebben voor ons eigen verhaal,” zei Brownstein. “Niet alleen helpt het ons de biodiversiteit van de planeet beter te begrijpen, het zou op een dag mogelijk ook kunnen worden toegepast op medisch onderzoek en de menselijke gezondheid kunnen verbeteren.”
Het bericht Maak kennis met de nieuwe koning van ‘levende fossielen’ verscheen eerst op Popular Science.
Artikelen kunnen affiliatielinks bevatten waarmee we kunnen delen in de opbrengsten van eventuele aankopen.