In de hoop een van de belangrijkste momenten uit de evolutie op te helderen – de overgang van water naar land – bracht een internationaal onderzoeksteam het genoom van de coelacant in kaart. Een vis die er nog bijna hetzelfde uitziet als 300 miljoen jaar geleden. Het onderzoek bevestigt een oud vermoeden: de genen van coelacanten evolueren langzamer dan bij andere dieren.
De Zuid-Afrikaanse visser die in 1938 een grote, prehistorische blauwe vis in zijn net had zitten, besefte niet wat hij zojuist had opgevist. Hij bracht hem naar Marjorie Corteney-Latimer, conservator van een klein natuurhistorisch museum in East London. Het bleek een coelacant, een soort waarvan gedacht werd dat hij 70 miljoen jaar daarvoor was uitgestorven.
Levend fossiel
Coelacanten leven op grote diepte in grotten en kunnen 1,80 meter lang worden. Ze hebben een raar soort vinnen, die aan pootjes doen denken. Er zijn twee soorten; een Afrikaanse en een Indonesische. Omdat er in zijn leefgebied relatief weinig is veranderd de afgelopen miljoenen jaren en hij weinig vijanden heeft, was er nauwelijks evolutionaire druk voor de soort om te veranderen. Vandaar dat de exemplaren die nu nog leven zo te lijken zijn weggezwommen uit het Krijt, toen er nog dinosauriërs rondliepen. Darwin noemde zulke soorten ‘levende fossielen’.
Het internationale wetenschapsteam werkte de afgelopen jaren aan het in kaart brengen van het genoom van de Afrikaanse variant van dit bijzondere dier. En dat bevestigde het vermoeden dat de genen die bij coelacanten voor eiwitten coderen langzamer evolueren. Er treden wel kleine veranderingen op, maar op een veel lager tempo dan bij andere diersoorten. Niet al het DNA van de vis evolueert langzaam; in het niet-coderende deel van het DNA treden wel degelijk snel veranderingen op.
Wie is de winnaar?
Er is nog een vis met vinnen die sterk op pootjes lijken: de longvis. De longvis en de coelacant hebben lang gestreden om de eer wie het nauwst verwant is aan de vis die als eerste vin aan wal zette, wat uiteindelijk tot het ontstaan van de eerste viervoeters leidde. Maar dankzij het nieuwe onderzoek, dat vandaag in Nature verschijnt, is er een winnaar: de longvis. Toch is er een kleine overwinning voor de coelacant. Omdat het genoom van de longvis met 100 miljard basen te groot is om te analyseren, gaat de meeste aandacht uit naar de coelacant die met een genoom van 2,8 miljard basen beter te onderzoeken is.
Uitgeplozen DNA
Tijdens dat onderzoek deed het team enkele belangrijke ontdekkingen. Zo vonden ze een DNA-regio die sterk lijkt op het DNA dat bij zoogdieren zorgt voor de aanleg van de placenta. Coelacanten hebben geen placenta, maar produceren heel grote eieren die in het lichaam van de moeder uitgebroed worden. Daarnaast vonden de wetenschappers DNA dat bij landdieren de vorming van ledematen zoals vingers en tenen stimuleert. In deze zogeheten homeoboxgenen zaten maar kleine verschillen tussen de landdieren en de coelacant. Bij andere vissen ontbreekt dit DNA. In de genen die de reuk regelen zijn juist grote verschillen opgetreden. Leven op het land vereiste andere aanpassingen om de omgeving waar te nemen.
Landdieren zetten ammonium om in het minder giftige ureum – dat via de urine wordt uitgescheiden – tijdens de ureumcyclus. Vissen scheiden ammonium rechtstreeks uit. De genen voor de ureumomzetting ontbreken dan ook bij de coelacant en zijn aangepast tijdens het ontstaan van landleven. Opvallend is het ontbreken van genen die coderen voor IgM-antilichamen in de coelacant. Van IgM-antilichamen werd gedacht dat ze onmisbaar zijn bij de reactie op antigenen. Toch doet de coelacant het al miljoenen jaren zonder. Hoe dat kan weten de onderzoekers niet.
De wetenschappers hopen dat het coelacantgenoom nog meer geheimen over de overgang van water- naar landleven kan onthullen. Coelacanten zijn een beschermde diersoort en er mag dus niet op gevist worden voor onderzoek. Met het weinige beschikbare DNA van per ongeluk opgeviste exemplaren wordt dan ook heel voorzichtig omgegaan.