Het eerste meercellige leven ontstond ruim twee miljard jaar geleden. Wat zorgde ervoor dat de eencelligen konden evolueren tot de meercellige levensvormen die we nu zien? Een internationale groep onderzoekers vond bij groenalgen 131 families van genen en een celmechanisme die mogelijk leidden tot meercellig leven.
Het eerste leven dat ongeveer 3,5 miljard jaar geleden ontstond, was eencellig. Waarschijnlijk verschenen ruwweg 2,1 miljard jaar geleden de eerste meercelligen. Hieruit ontstonden 600 miljoen jaar geleden complexere organismen zoals planten en dieren.
De onderzoekers willen achterhalen wat er genetisch verandert wanneer meercellig leven ontstaat uit eencelligen. Hiervoor brachten ze het genoom van een van de simpelste groenalgen in kaart. Deze zogenoemde Tetrabaena socialis bestaat uit slecht vier cellen. Dit genoom vergeleken ze met die van de Chlamydomonas reinhardtii, de meest verwante eencellige groenalg. ‘We identificeerden 131 families van genen die verschillen’, zegt promovendus Jonathan Featherston van de University of the Witwatersrand in Zuid-Afrika.
Delen of niet delen
‘We hebben het verschil in genen niet in detail bestudeerd’, zegt Featherston. ‘We keken vooral naar algemene trends.’ Zo ontdekten ze dat het ubiquitin proteasomal pathway (UPP) een belangrijke rol gespeeld heeft bij de ontwikkeling van de alg tot een meercellige levensvorm.
Het UPP-mechanisme zorgt voor de afbraak en recycling van eiwitten. Eiwitten regelen processen in cellen, waaronder de celcyclus: het proces van celdeling en groei. Door de eiwitten die de celdeling sturen wel of niet af te breken kan het UPP-mechanisme bepalen of een cel wel of niet deelt. ‘In de 131 families van genen die we identificeerden, vonden we links met het UPP-mechanisme’, zegt Featherston. ‘Dat duidt op de belangrijke rol van het UPP.’
Genetische overlap
Dat de onderzoekers maar 131 families van genen vonden die verschillen is opvallend. ‘Dat is relatief weinig’ , zegt Featherston. ‘Er is dus veel genetische overlap tussen de twee soorten. Dat wijst erop dat er geen grote genetische verandering nodig waren om van eencellig naar meercellig leven te gaan.’
Ook uit ander onderzoek bleek dat de evolutie naar meercellig leven een minder grote stap was dan werd gedacht. Bijna drie jaar geleden ontdekte een groep Amerikaanse wetenschappers bijvoorbeeld dat meercelligheid op meerdere manieren kan ontstaan. ‘Onze studie past in die trend’, zegt Featherston.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: