Ribkwallen – niet sponzen – waren de eerste dieren

De oudste meercellige dieren zijn de ribkwallen, blijkt uit uitgebreid DNA-onderzoek van Joseph Ryan en collega’s. Een onverwacht resultaat, want de meeste biologen hadden gedacht dat de sponzen, die eenvoudiger zijn, zich eerder hadden ontwikkeld.

Toen meer dan 550 miljoen jaar geleden in zee de meercellige dieren waren verschenen, splitsten zij zich in relatief korte tijd op in vijf takken. Verreweg de grootste groep vormen de tweezijdig symmetrische dieren (Bilateria), oftewel de dieren met een rechter- en een linkerkant. Daarnaast zijn er de neteldieren (Cnidaria: kwallen, poliepen, zeeanemonen, koralen), de ribkwallen (Ctenophora), de sponzen (Porifera) en het piepkleine en obscure groepje van de simpele plakdiertjes (Placozoa; slechts één of enkele soorten).

Afgezien van de plakdiertjes zijn de sponzen het meest eenvoudig; ze hebben geen spieren en geen zenuwstelsel. Het was dan ook een vanzelfsprekende gedachte dat zij als eerste zouden zijn ontstaan en op de stamboom van de dieren het verst van ons af staan.
Waar de ribkwallen thuis hoorden was nog geen uitgemaakte zaak.

Eerste tak

Joseph Ryan en collega’s hebben de ribkwallen nu op hun plaats gezet. Zij brachten het volledige genoom (al het DNA) in kaart van een ribkwal-soort, de Amerikaanse ribkwal Mnemiopsis leidyi. Van verschillende dieren van de andere groepen was het genoom al bekend. Door het genoom van de Amerikaanse ribkwal met de genomen van die diersoorten te vergelijken konden de biologen de evolutionaire geschiedenis van de meercellige dieren achterhalen.

De plaats die zij de ribkwallen geven is de plaats die misschien wel het minst was verwacht. Ze laten de ribkwallen namelijk als eerste aftakken van de meercellige dieren. Pas na hen komen de sponzen, en vervolgens de plakdiertjes, daarna de neteldieren en tenslotte de tweezijdig symmetrische dieren.

Zenuwstelsel

De ribkwallen en niet de sponzen zijn dus de oudste dieren. Maar is dat niet vreemd als je bedenkt dat de ribkwallen complexer van bouw zijn? Zij hebben een eenvoudig zenuwstelsel en spiercellen, sponzen hebben dat niet.
Ryan en collega’s geven een verklaring voor deze ongerijmdheid. De genen die zijn betrokken bij het eenvoudige zenuwstelsel van ribkwallen komen ook voor bij de andere groepen: sponzen, neteldieren en tweezijdig symmetrische dieren. De verrassende conclusie is dat de gemeenschappelijke voorouder van alle meercellige dieren al een eenvoudig zenuwstelsel lijkt te hebben gehad. De sponzen hebben dat stelsel verloren, maar de erfelijke aanleg is er deels nog.

Spiercellen

De genen die betrokken zijn bij de spiercellen van ribkwallen verschillen van de genen die betrokken zijn bij de spieren van tweezijdig symmetrische dieren. Sponzen en netelcellen hebben geen spiercellen. Ryan en collega’s denken daarom dat de voorouder van de meercelligen geen spiercellen had, en dat de ribkwallen en de tweezijdig symmetrische dieren pas spiercellen ontwikkelden nadat ze van de andere diergroepen waren afgesplitst, elk op eigen wijze.

Acht kammetjes

Ribkwallen zijn sierlijke, doorschijnende dieren: juweeltjes. Ze zwemmen door golfbewegingen in acht kammetjes die over hun lijf lopen. Ze eten kleine diertjes, die ze vangen met plakkerige tentakels.
Er zijn zo’n tweehonderd soorten ribkwallen bekend. De Amerikaanse ribkwal is een grote; het dier wordt ongeveer tien centimeter lang. Het leefde oorspronkelijk aan de oostkust van Amerika, maar komt nu op veel meer plaatsen voor, sinds 2006 ook langs de Nederlandse kust. Op Nederlandse stranden vind je vaak aangespoelde exemplaren van een andere, kleinere soort: de zeedruif.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Amerikaanse ribkwal. Vidar A (Wikimedia Commons)
Klein: zeedruif. Bj. Schoenmakers (Wikimedia Commons)

Bron:
Ryan, J.F., K. Pang, C.E. Schnitzler, A.-D. Nguyen, R.T. Moreland, D.K. Simmons, B.J. Koch, W.R. Francis, P. Havlak, NISC Comparative Sequencing Program, S.A. Smith, N.H. Putnam, S.H.D. Haddock, C.W. Dunn, T.G. Wolfsberg, J.C. Mullikin, M.Q. Martindale & A.D. Baxevanis, 2013. The genome of the ctenophore Mnemiopsis leidyi and its implications for cell type evolution. Science 342: 1242592, 13 december online. Doi: 10.1126/science.1242592