Categorie: evolutiestamboom (Pagina 3 van 3)

De stamboom van zoogdieren met Europees-Aziatische oorsprong

Nieuw onderzoek verduidelijkt de evolutionaire stamboom van de Europese en Aziatische zoogdieren op hoofdlijnen. Slechts een enkel raadsel resteert.

De grappige spookdiertjes, met hun enorme ogen, zijn nabije familie van ons – evolutionair gesproken. De toepaja’s zitten ook aardig in de buurt. Dankzij grondig onderzoek van het erfelijk materiaal (DNA) van 18 soorten Euarchontoglires, de grote groep van zoogdieren waar ook wij toe behoren, is de plaats van spookdiertjes en toepaja’s op de stamboom nu vrijwel zeker.

De zoogdieren kwamen tot ontwikkeling toen het supercontinent Pangaea uit elkaar begon te vallen. Op het stuk dat later Europa en Azië zou vormen, leefden vroege vertegenwoordigers van de Euarchontoglires. De grote lijn van hun geschiedenis is bekend. Ruwweg 80 à 90 miljoen jaar geleden deelden zij zich in twee groepen die makkelijk te onderscheiden zijn:

• de tak van de Glires, die later zou opsplitsen in knaagdieren (onder meer muizen, ratten, bevers, eekhoorns, hamsters, marmotten) en haasachtigen
• de tak van de primaten, die later zou opsplitsen in halfapen (Strepsirrhini: lemuren en lori’s) en apen, inclusief mensapen en mensen (Haplorrhini)

Drie raadsels

Maar er zijn drie kleine groepen waar biologen niet goed raad mee wisten:

• toepaja’s of boomspitsmuizen, met als sjieke naam: Scandentia
• vliegende lemuren of vliegende katten: Dermoptera of ‘huidvliegers’
• spookdiertjes: Tarsius-soorten

Tussen twee haakjes: de namen van die kleine groepen zijn misleidend en weerspiegelen verouderde ideeën over hun plaats op de stamboom. Boomspitsmuizen zijn geen spitsmuizen (die behoren tot een andere zoogdiertak, namelijk de van oorsprong Noord-Amerikaanse Laurasiatheria) en ze leven niet allemaal in bomen. De huidvliegers zijn geen lemuren en al helemaal geen katten (ook die behoren tot de oorspronkelijk Noord-Amerikaanse zoogdieren); ze vliegen niet, maar zweven als paragliders dankzij een stuk huid dat gespannen is tussen kop, poten en staart.

Toepaja’s

De toepaja’s, ongeveer 20 soorten, leven in Zuidoost Azië. Hoewel ze qua uiterlijk best voor knaagdieren kunnen doorgaan, waren de meeste onderzoekers er toch van overtuigd dat ze de zustergroep waren van de primaten, nauwer verwant aan halfapen en apen dan aan knaagdieren en haasachtigen (toepaja’s + primaten | Glires).
Maar anderen betwijfelden dat, en de mogelijkheid dat ze een zustergroep vormden van de knagers en knabbelaars was niet uit te sluiten (toepaja’s + Glires | primaten). Ook stond de derde mogelijkheid, dat ze een aparte groep vormden naast de andere Euarchontoglires, nog open (toepaja’s | primaten + Glires).

Nu blijkt de eerste mogelijkheid toch de juiste te zijn: toepaja’s takken af van de primatentak. Toepaja’s plus primaten staan samen tegenover de Glires.

Spookdiertjes

Dat de spookdiertjes – ook uit Zuidoost Azië, ongeveer 10 soorten – bij de primaten horen, leed geen twijfel. Maar de vraag was: zitten ze bij de apen of bij de halfapen? Ook die vraag is nu definitief beantwoord. Ze horen aan de tak van de Haplorrhini, die zich opsplitst in enerzijds de spookdiertjes en anderzijds de apen.

Vliegende lemuren

Nu zweven alleen nog de vliegende lemuren. Het zijn slechts 2 soorten, beide in Zuidoost Azië. Hun plaats op de stamboom is nog onduidelijk om de simpele reden dat hun DNA nog niet in kaart is gebracht.

Onze evolutionaire familie bestaat dus, van meer naar minder verwant, uit: apen, spookdiertjes, halfapen, toepaja’s en knaagdieren plus haasachtigen. Een knap gezelschap.

Willy van Strien

Foto’s: Pierre Fidenci (groot, spookdiertje; Wikimedia Commons) en Arjan Haverkamp (klein, boomspitsmuis; Wikimedia Commons)

Zie ook sterke boom en bekijk de interactieve zoogdierstamboom

Bron:
Kumar, V., B.M. Hallström & A. Janke, 2013. Coalescent-based genome analyses resolve the early branches of the Euarchontoglires. PLoS ONE 8: e60019. doi: 10.1371/journal.pone.0060019

Oogvlekken van koraalvlinders hebben geen verdedigingsfunctie

Stippen en oogvlekken beschermen koraalvissen niet tegen roofvijanden, denken Jennifer Kelley en collega’s. Ze leiden dat af uit het gemak waarin ze tijdens de evolutie veranderen. De oogstreep beschermt wel.

Koraalvlinders of Chaetodontidae, een familie van vissen die leven op de koraalriffen van de Atlantische Oceaan, Indische Oceaan en Stille oceaan, hebben schitterende kleuren en patronen van lijnen en stippen. Hebben die kleurpatronen een functie?
Biologen hebben vaak geopperd dat de patronen bescherming bieden tegen roofvijanden. Grote stippen, en dan met name oogvlekken die bestaan uit een donkere cirkel met een lichte ring eromheen, zouden vijanden kunnen afschrikken omdat ze lijken op de ogen van hun eigen roofvijanden. Of ze zouden vijanden kunnen misleiden door de aandacht af te leiden van de echte ogen; als zo’n oogvlek aan de achterkant zit zal de vis bovendien net de andere kant op zwemmen als de roofvijand verwacht.
Een streeppatroon zou de vis moeilijker zichtbaar maken tegen een oneffen achtergrond van koralen en sponzen.

Een begrijpelijke gedachtegang – maar toch gaat het verhaal niet op, laten Jennifer Kelley en collega’s zien. In elk geval niet voor de stippen.

Stippen en vlekken

Ze bekeken de verspreiding van soorten met stippen over de stamboom van de koraalvlinders. Deze familie is ruwweg 50 miljoen jaar oud en telt 120 soorten. Zouden stippen en oogvlekken belangrijk zijn om roofvijanden te ontlopen, dan zouden ze al vroeg in de geschiedenis van de familie een keer ontstaan zijn en behouden gebleven bij alle soorten die van die vroege drager afstammen.
Maar in plaats daarvan zijn de stippen van de huidige vissen vrij jong (hooguit 8 miljoen jaar oud) en zijn ze op minstens 12 verschillende plaatsen verspreid over de hele stamboom ontstaan. Daaruit leiden de onderzoekers af dat de stippen gemakkelijk verschijnen en verdwijnen, wat niet strookt met een belangrijke verdedigingsfunctie.

Oogstreep

Wat wel vroeg in de evolutionaire geschiedenis van deze vissenfamilie is verschenen en bij veel soorten terug te vinden, is een streep over het oog. De onderzoekers vermoeden daarom dat die streep dient om het oog voor de roofvijanden te verbergen.

Zijn de opvallende stippen en oogvlekken er dan voor niets? Mogelijk spelen ze een rol bij de onderlinge communicatie tussen soortgenoten die elkaar aan hun kleurpatroon herkennen.

Willy van Strien

Foto: Juliana Buglia (Wikimedia Commons)

Bron:
Kelley, J.F., J.L. Fitzpatrick & S. Merilaita, 2013. Spots and stripes: ecology and colour pattern evolution in butterflyfishes. Proceedings of the Royal Society B, 20 februari online. Doi: 10.1098/rspb.2012.2730

Alle vierpotige dieren nu samen in interactieve stamboom

De evolutiestamboom van OneZoom groeit, en nu zijn de reptielen toegevoegd. De boom brengt de evolutie in beeld.

Sinds afgelopen zaterdag (9 maart) zijn de reptielen opgenomen in de interactieve online evolutiestamboom van OneZoom. Daarmee zijn de vierpotige dieren – amfibieën, zoogdieren, reptielen en vogels – compleet.

De kracht van deze prachtig vormgegeven evolutiestamboom is dat je vanaf het overzicht op het beginscherm naar hartenlust kunt inzoomen om op zoek te gaan naar groepen en afzonderlijke soorten. Met een beetje kennis van de soortgroepen vind je vlot je weg in de fractale structuur van takken en takjes.

Stamboom

De boom is gestaag gegroeid sinds de ontwerpers James Rosindell en Luke Harmon in oktober vorig jaar als eerste onderdeel de zoogdiertak lanceerden. En de groei zet door, is de bedoeling, tot ergens in 2014 alle soorten present zijn. Binnenkort worden de vissen eraan gehangen en dan de planten.
De stamboom is opgebouwd volgens de laatste wetenschappelijke inzichten.

Drie takken

Hij weerspiegelt dan ook dat de reptielen evolutionair gezien niet een echte groep zijn. Er is namelijk geen tak aan te wijzen waarop uitsluitend reptielen zitten en waarop tegelijkertijd alleen maar reptielen zitten, zoals dat voor amfibieën, zoogdieren en vogels wel kan.
In plaats daarvan bezetten de reptielen drie afzonderlijke takken: een tak van hagedissen en slangen, een tak van schildpadden en een tak van krokodillen die direct naast de vogeltak zit.

Reptielen en vogels samen vormen wel een eigen exclusieve tak, dus een evolutionaire groep: de Sauropsida. En alle vierpotige dieren bij elkaar vormen ook een evolutionaire groep.

Willy van Strien

Foto: Trebol-a (Wikimedia Commons)

Informatie over OneZoom
Zoek alle vierpotigen in de boom

Zie ook:
Zoomboom dijt uit
Boom om te zoomen
Schildpadpuzzel

Voorouder van duizendpoten en miljoenpoten kwam al heel vroeg aan land

Veel eerder dan voor mogelijk was gehouden kwamen er dieren het water uit om op het droge te gaan leven, laten Omar Rota-Stabelli en collega’s zien.

Een beestje dat de voorouder zou worden van de duizendpoten en miljoenpoten krabbelde vijfhonderd miljoen jaar geleden als eerste aan land. Daar begonnen toen net de planten  op te komen – en misschien kwamen die zelfs nog wat later.
Na deze pionier volgden de voorouder van de insecten, de voorouder van de spinachtigen en het allereerste aaltje (Nematode, klein, wormachtig beestje).

Deze vier kolonisten zouden voor stuk succesvol worden; insecten alleen al maken driekwart uit van alle diersoorten. Ze vormen samen met de eveneens succesvolle schaaldieren (kreeften, krabben en garnalen) en wat kleinere groepen een enorm grote tak aan de evolutionaire stamboom: de Ecdysozoa. De naam betekent: dieren die een omhulsel van taai materiaal om zich heen hebben dat ze af en toe afwerpen om te kunnen groeien.

Omar Rota-Stabelli en collega’s achterhaalden hun evolutionaire geschiedenis door veel kennis over fossielen en over het erfelijk materiaal van deze soorten te combineren.

Aan land

Het leven begon in zee, en daar ligt dan ook de oorsprong van de Ecdysozoa. De groep is volgens de onderzoekers een slordige zeshonderd miljoen jaar oud. Als eerste splitste de tak van de aaltjes zich af. Daarna verschenen de spinachtigen, vervolgens de duizendpoten plus miljoenpoten en tenslotte de schaaldieren en de insecten.

De meest verrassende conclusie van hun werk, schrijven de onderzoekers, is dat enkele van deze diertjes zich al vijfhonderd miljoen jaar geleden op het land waagden.

Gezelschap

Ze leiden dat af uit de analyse van erfelijk materiaal. Ze vinden het verrassend vroeg omdat er van zulke oude landdiertjes geen fossielen zijn.

Het duurde nog zo’n honderd miljoen jaar voordat nakomelingen van het allereerste insect de lucht in gingen. In die tijd – dat is nu vierhonderd miljoen jaar geleden – ontstonden er ook bossen.
Nog weer miljoenen jaren later, 340 miljoen jaar terug, kregen de kruipende en vliegende aardbewoners gezelschap van een heel andere groep dieren: de amfibieën verschenen. Daaruit zouden zich later zoogdieren, reptielen en vogels ontwikkelen.

Willy van Strien

Foto: Kevin Collins (Wikimedia Commons)

Bron:
Rota-Stabelli, O., A.C. Daley & D. Pisani, 2013. Molecular timetrees reveal a Cambrian colonization of land and a new scenario for Ecdysozoan evolution. Current Biology, 31 januari online. Doi: 10.1016/j.cub.2013.01.026

Nu ook alle vogels en amfibieën op één scherm

OneZoom is uitgebreid. Niet alleen zoogdieren staan er nu in, maar ook amfibieën en vogels.

Het meest bekeken bericht op dit blog is ‘Boom om te zoomen‘ van 19 oktober, over de prachtige zoogdierstamboom van James Rosindell en Luke Harmon waarin je eindeloos kunt rondstruinen. De boom is gebouwd op de manier van Google Earth; als je begint, staat de hele boom voor je en dan kun je een tak kiezen en steeds verder inzoomen, tot je een soort te pakken hebt.

Zoals de makers toen aankondigden, is nu ook de stamboom van amfibieën beschikbaar, met alle soorten kikkers, padden en salamanders.

En vorige week voegden zij er de vogels aan toe. Daarvoor gebruikten ze de pas opgestelde vogelstamboom waarover we berichtten op 5 november. Wat zou er volgen in 2013? In elk geval komen de reptielen er binnenkort bij, belooft OneZoom. Misschien ook de vissen?

Willy van Strien

Foto: Saxifraga/Arie de Knijff

Klim in de stambomen:
OneZoom

Zie ook:
Boom om te zoomen
Complete vogelstamboom

Meeste vogelsoorten zijn piepjong

Er is nu een complete vogelstamboom tot op soortniveau, dankzij het werk van Walter Jetz en collega’s. Die haalt nogal wat oude ideeën overhoop.

Momenteel vliegen, hippen, zwemmen en lopen er op de kop af 9993 soorten vogels op aarde. Walter Jetz en collega’s zijn erin geslaagd om die allemaal hun eigen plekje op de stamboom te geven.

Dat is mooi nieuws, want biologen wisten zich tot voor kort niet goed raad met de evolutie van vogels. Honderdvijftig miljoen jaar oud zijn ze, en daarmee jonger dan de andere groepen gewervelde dieren (vissen, amfibieën, reptielen, zoogdieren). Ze vallen uiteen in oervogels (zoals Archaeopteryx) en moderne vogels. En wat de moderne vogels betreft, waren onderzoekers het eigenlijk maar over twee dingen eens:

1. Ze splitsten zich 120 miljoen jaar geleden op in twee groepen: vogels met een oude kaakvorm (struisvogels, nandoes, kasuarisssen, emoes, kiwis en tinamoes) en vogels met een moderne kaakvorm (alle andere levende vogels).
2. Van de vogels met moderne kaakvorm takten 105 miljoen jaar terug allereerst de groepen van ganzen, eenden en zwanen en van hoenders af.

Voor de overige vogels – en dat is maar liefst 95 procent van de vogelsoorten – was het beeld tien jaar geleden nog wazig.

DNA-gegevens

Nu is er dus duidelijkheid. Voortbouwend op werk van anderen tekenden Jetz en collega’s de complete vogelstamboom tot op soortniveau uit.
Voor de meeste soorten konden ze DNA-gegevens gebruiken. Die geven, mits goed toegepast, betrouwbare informatie; hoe minder verschillen in het DNA (erfelijk materiaal) van twee soorten, hoe dichter ze bij elkaar op de stamboom staan. Het is overigens nog een forse klus om uit al die informatie een stamboom te berekenen.

De overige soorten voegden ze toe op grond van uiterlijke overeenkomsten zoals die van oudsher gebruikt worden.

Snelle evolutie

De nieuwe kennis haalde de oude indeling behoorlijk overhoop. Zo bleek bijvoorbeeld dat valken niet bij de andere roofvogels horen.

Maar de grootste verrassing zat hem in de snelheid waarmee nieuwe soorten ontstaan. Die snelheid is de afgelopen periode steeds maar groter geworden. Vijftig miljoen jaar geleden waren er nog maar zo’n honderd soorten vogels, twintig miljoen jaar geleden duizend, en nu dus ruwweg tienduizend. Dat betekent dat de meeste vogelsoorten erg jong zijn.

Veel nieuwe soorten zijn de laatste tijd ontstaan bij de eenden, spechten, meeuwen en bepaalde groepen zangvogels. Dat gebeurde vooral in Noord Amerika, gebieden in het noorden van Azië en het zuidwesten van Zuid Amerika. En dus niet in de tropen, hoewel daar wel de meeste soorten leven.

Grote lijnen liggen nu vast

Momenteel is de snelheid van soortvorming onder vogels naar evolutionaire maatstaven duizelingwekkend: er komt naar schatting elke zevenhonderd jaar een nieuwe soort bij. Toch zal de rijkdom aan vogels afnemen, want de snelheid waarmee vogelsoorten uitsterven door menselijk toedoen is een paar honderd keer zo hoog.

De stamboom is niet definitief. Er zullen best nog wat details veranderen als meer DNA-gegevens of meer fossielen beschikbaar komen. Maar de grote lijnen liggen vast.

Willy van Strien

Foto: Alastair Rae (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Jetz, W., G.H. Thomas, J.B. Joy, K. Hartmann & A.O. Mooers, 2012. The global diversity of birds in space and time. Nature, 31 oktober online. Doi: 10.1038/nature11631
Hackett, S.J. et a.., 2008. A phylogenomic study of birds reveals their evolutionary history. Science 320: 1763-1768. Doi: 10.1126/science.1157704

Uitvoerig rondsnuffelen in zoogdierstamboom

James Rosindell en Luke Harmon ontwierpen een interactieve evolutiestamboom. Alle soorten passen erin, maar vooralsnog beperkt de boom zich tot zoogdieren.

Miljoenen soorten leven op aarde en allemaal hebben ze hun eigen plekje op de evolutiestamboom. Biologen weten steeds beter hoe die boom eruit ziet, tot in de details. Het probleem is alleen, dat ze al die informatie niet in beeld kunnen brengen.
Althans, niet op papier.

Digitaal kan het wel, laten James Rosindell en Luke Harmon zien. Ze ontwierpen een interactieve stamboom volgens eenzelfde idee als Google Earth: OneZoom, sinds 16 oktober online.

Takken en blaadjes

Het werkt eenvoudig. Als je de stamboom voor je op het scherm hebt, kun je op takken inzoomen waar je maar wilt en hoe ver je maar wilt – tot op het niveau van de afzonderlijke soorten, de blaadjes van de boom. Bij de afsplitsingen waar je langs komt staat wanneer die plaats vonden en hoeveel soorten op de takken zitten.
Op de blaadjes vind je voor elke soort een verwijzing naar Wikipedia. Aangegeven is ook of een soort al dan niet bedreigd is. Er is een animatie waarin je de boom ziet groeien terwijl onderin de tijd meeloopt.

Ik ben er erg enthousiast over. Het is een geweldige vondst en bovendien mooi uitgewerkt. De boom heeft een fractalachtige vorm, dus op welk niveau je hem ook bekijkt, je ziet steeds eenzelfde patroon van takken en blaadjes.

Jammer dat er nu alleen nog maar de zoogdieren op staan. Maar binnenkort komen de amfibieën (kikkers, padden, salamanders) erbij en het idee is om hem verder uit te breiden. Veelbelovend!

Willy van Strien

Foto: Saxifraga/Mark Zekhuis
Illustratie: OneZoom, Imperial College London, James Rosindell

Neem een kijkje

Bron:
Rosindell, J. & L.J. Harmon, 2012. OneZoom: A fractal explorer for the tree of life. PLoS Biology 10(10): e1001406. Doi:10.1371/journal.pbio.1001406

De evolutie van de zoogdieren werd gedreven door drijvende continenten

De evolutie van de zoogdieren weerspiegelt de geografische geschiedenis van de aarde. Nieuw onderzoek van Sen Song bevestigt dat nog eens.

Al 200 miljoen jaar zijn er zoogdieren op aarde. Maar ze vormden lange tijd een klein takje aan de evolutiestamboom en kregen pas de kans om zich verder te ontwikkelen nadat de dinosauriërs van het toneel waren verdwenen, 65 miljoen jaar geleden. Toen vertakte de zoogdiertak zich snel en verschenen er veel soorten.
Biologen hebben de laatste jaren die ontwikkeling goed in kaart kunnen brengen door verschillen in het erfelijk materiaal, het DNA, van soorten te bestuderen. En het mooie is: de evolutiestamboom die ze schetsten klopt prachtig met de geografische geschiedenis. De vroege zoogdierevolutie loopt namelijk parallel met de opsplitsing van het vroegere supercontinent Pangaea in de huidige continenten.

Het is dan ook geen wonder dat het net verschenen artikel van Sen Song – over het grootste onderzoek tot nu toe – het beeld bevestigt en verder verduidelijkt.

Scheuren

Toen de eerste zoogdieren – om precies te zijn: de ‘gewone’ zoogdieren die volgroeide jongen baren – verschenen, was al het land op aarde samengeklonterd tot één groot supercontinent, Pangaea. Dat begon in die tijd langzaam uiteen te scheuren in het zuidelijke Gondwanaland en het noordelijke continent Laurasia. Vervolgens, vanaf zo’n 150 miljoen jaar terug, brak Gondwana op zijn beurt in stukken die nu Zuid-Amerika, Afrika, Antarctica en Australië zijn. En nog later, 60 miljoen jaar geleden, deelde Laurasia zich op in Noord-Amerika en Europa plus Azië.

Groepen zoogdieren raakten daardoor in het vroegste stadium van hun evolutionaire geschiedenis van elkaar geïsoleerd en gingen hun eigen weg. En dat laat de evolutiestamboom mooi zien. De zoogdiertak splitst zich eerst in tweeën, net zoals het supercontinent Pangaea.
De Atlantogenata leefden op het zuidelijke continent.
De noordelijke landmassa was het gebied van de Boreoeutheria – de biologen verzonnen geen makkelijke namen voor de diergroepen.

Verder uiteen

De Atlantogeneta gaan, parallel aan het verbrokkelen van Gondwana, uiteen in twee takken. In Afrika ontwikkelden zich de Afrotheria tot olifanten, zeekoeien, klipdassen, tenreks, goudmollen, olifantspitsmuizen en het aardvarken. En Zuid-Amerika is het continent van de Xenarthra; daar verschenen de nu nog typisch Zuid-Amerikaanse soorten: luiaards, miereneters en gordeldieren.

Antarctica en Australië dreven af zonder ‘gewone’ zoogdieren met zich mee te nemen. Ze huisvestten overigens ook geen buideldieren, de andere groep zoogdieren, waar Australië bekend om is. Buideldieren vallen buiten dit verhaal; ze hebben een eigen complexe geschiedenis, en hun oorsprong ligt niet in Australië.

Ook de tak van de Boreoeutheria splitst zich op volgens het patroon van de continenten. In Azië-plus-Europa leefden de Euarchontoglires; die groep bracht vliegende lemuren, toepaja’s (boomspitsmuizen), primaten (apen, mensen en mensapen), knaagdieren en haasachtigen voort. De Laurasiatheria ontwikkelden zich in wat nu Noord-Amerika is; egels, mollen, spitsmuizen, roofdieren, onevenhoevigen, evenhoevigen (waaronder dolfijnen en walvissen) en vleermuizen ontsproten aan deze tak.

Vier hoofdgroepen

Zo zijn er binnen de gewone zoogdieren vier hoofdgroepen te onderscheiden, elk met een eigen geschiedenis op een eigen continent:

• Afrotheria in Afrika
• Xenarthra in Zuid-Amerika
• Euarchontoglires in Azië-Europa
• Laurasiatheria in Noord-Amerika.

Inmiddels zijn deze zoogdiergroepen al lang niet meer aan hun oorspronkelijke gebied gebonden. Want toen Pangaea uiteen gevallen was, kwamen de losse continenten op drift. India zat aanvankelijk aan Afrika vast, maar brak los en verhuisde naar Azië. Noord-Amerika en Europa raakten via Alaska en Siberië met elkaar verbonden, Afrika kwam vast te liggen aan Europa en Azië en de landbrug van Panama verbond Noord- en Zuid-Amerika.
Daardoor konden diergroepen overlopen naar nieuwe continenten (en sommige groepen wisten een oceaan over te steken) en zich daar verder ontwikkelen.

Willy van Strien

Foto: Wolaap uit Zuid-Amerika, Arco van Strien

Bronnen:
Song, S.,L. Liu, S.V. Edwards & S. Wu, 2012. Resolving conflict in eutherian mammal phylogeny using phylogenomics and the multispecies coalescent model. PNAS, 28 augustus online. Doi: 10.1073/pnas.1211733109
Springer, M.S., M.J. Stanhope, O. Madsen & W.W. de Jong, 2004. Molecules consolidate the placental mammal tree. TRENDS in Ecology and Evolution 19: 430-438. Doi: 10.1016/j.tree.2004.05.006

Plaktenen van gekko’s zijn meermalen ontstaan, blijkt uit stamboom

De kleefpoten van gekko’s hebben een bijzondere constructie. Toch is die constructie meermalen ontstaan, blijkt uit stamboomonderzoek van Tony Gamble en collega’s.

Tegen een muur omhoog klimmen, over het plafond lopen, aan één teen hangen: veel gekko’s doen het met gemak, dankzij brede klevende kussentjes onder hun tenen. Van de ongeveer 1450 soorten gekko’s heeft meer dan de helft, 60 procent, pootjes met kleefkracht.
Dat kleefvermogen hebben gekko’s in hun evolutie minimaal drie keer en waarschijnlijk maar liefst elf keer ontwikkeld, blijkt uit onderzoek van Tony Gamble en collega’s.

Kussentjes

Zij maakten een evolutiestamboom van gekko’s door van 244 soorten het DNA (erfelijk materiaal) te vergelijken. Daarna keken ze op welke plaatsen in die stamboom de soorten met kleeftenen zaten. Ze vonden ze op elf verschillende takken; al deze elf groepen stammen af van een vooroudergekko zonder kleeftenen en ze hebben hun eigen variaties in de bouw van poten en tenen. Omdat de stamboom nog niet tot in detail bekend is, kunnen de kleefpoten ook iets vaker of iets minder vaak zijn ontstaan.

Het resultaat lijkt verrassend. Een kleefpootje is namelijk een heel bijzondere constructie, zoals onder anderen Kellar Autumn heeft beschreven voor de Aziatische tokeh en andere gekko’s. De kussentjes onder de tenen bestaan uit lamellen waarop miljoenen microscopische haartjes staan, de setae. Die haartjes splitsten zich allemaal in honderden uitlopers met een soort knopje aan het eind. Als die knopjes contact maken met een oppervlak waarop een gekko loopt, kan de poot vastplakken door middel van moleculaire vanderwaalskrachten.

Goed bewegen

Dat gebeurt echter niet zomaar. Een gekko moet zijn poten op een heel bepaalde manier bewegen om ze vast te plakken – met de knopjes goed georiënteerd – en ook om ze weer los te trekken. Daar zijn ook spieren, pezen en botten speciaal op gebouwd.
Je zou denken dat die bijzondere constructie in de evolutie één keer is ontstaan en dat alle gekko’s met kleefpoten dezelfde voorouder hebben. Maar dat is dus niet zo.

Dat de kleeftenen meermalen konden ontstaan danken gekko’s waarschijnlijk aan het feit dat de cellen van hun huid al een groot aantal kleine haarachtige uitsteekseltjes hebben die zich kennelijk gemakkelijk tot setae kunnen ontwikkelen; de andere aanpassingen volgden daarna, denken de onderzoekers. Overigens: gekko’s behoren tot de hagedissen en er zijn nog wat hagedissen die kleefpoten hebben ontwikkeld: anolissen en een enkele skink.

Willy van Strien

Foto: De Aziatische tokeh, ©Kellar Autumn

Bronnen:
Gamble, T., E. Greenbaum, T.R. Jackman, A.P. Russell & A.M. Bauer, 2012. Repeated origin and loss of adhesive toepads in geckos. PLoS ONE 7(6): e39429, 27 juni online. Doi :10.1371/journal.pone.0039429
Autumn, K., 2006. How gecko toes stick. American Scientist 24: 124-132. Doi: 10.1511/2006.58.987