Lapilli

AFZETTINGEN WTKG25 (2),2004 34

Lapilli

Larsvanden Hoek+Ostende

Slappe

kaken

DNA-analyses

doe

_je

aanrecente soorten.Voor de evolutievandemens

zijn

de

mogelijkhe-den dus

beperkt.

Er is immers nogmaaréén soort.Alhoewel

je

nogwel iets kanmetDNAvan

jonge

fossielen als Neanderthalers of vroege

Australiërs,

is de

vroege evolutievandemensecht het werkterreinva

pale-ontologen.

Hansell Stedmanetal.(lit.

4)

laten echter zien hoe DNA ook

_gebruikt

kan wordenomonderzoektedoennaar

ver-anderingen

die

_plaatsvonden

toenonzeverrevoorouders nog op de Afrikaansevlakte

liepen.

De kenmerken die eenrol

spelen

in de vroege evolutievandemens

zijn goed

bekend. Stedmanen

zijn

team hebben het DNA achter-haald datvooréénvandeze kenmerken

_{verantwoordlijk}

is.

Hun onderzoekrichtte zich op het

MYH-gen (Myosine

Heavy Chain).

Dat genzorgt

bij

mensapenvoordezware

kaakspieren. Bij

mensenis het

uitgeschakeld.

Onze

kauw-spieren zijn

veel minder ontwikkeld dan dievan

_gorilla’s

DNA. Het

_lijkt

zo’n toverwoord. In

mijn

favoriete tele-visieserie CSI Miami

_gebruiken

zehetommisdaden opte lossen. Enindemeesteartikelenover

biologie

die

gepu-bliceerd worden in NatureenScience

_speelt

_{DNA op}een of andere maniereenrol. Het ontrafelenvan

complete

ge-nomen is erg in,en nu grotedatabases ter

_beschikking

komen,kan de evolutionaire

geschiedenis

vanhele groepen

tegelijkertijd

worden ontrafeld. Voor de

_paleontoloog

speelt

DNA slechts een

_{ondergeschikte}

rol. In fossielen ouder dan 100.000

jaar

zal

_je

_{geen DNA}meeraantreffen. Wordt hetreconstrueren van de boomvan het leven dan voortaanalleeneenzaakvandeDNA-laboratoria? Geens-zins. De

_{huidige ontwikkelingen}

bieden

_juist

nieuwe

mo-gelijkheden. Vragen

die voortkomen uit de

_{paleontologie}

kunnennuvanuiteenandere hoek bekeken worden.

Mul-tidisciplinair

onderzoek steltonsin staateenveel

voltal-liger

beeldvanhet verledente reconstrueren dan ooit tevo-ren.Enzonieuwe vragen opte_roepenvoorde

_geoloog

en de

bioloog. Vragen

diezevaak

gezamenlijk

zullenmoeten beantwoorden.

_Geobiologie.

Onthoud dat woordmaar, wantwe zullen het wel vaker horen.

Deze keer in

Lapilli

tweeonderzoeken uit

DNA-laborato-ria,die nieuw inzicht gevenin de

ontwikkeling

vanhet leven. Eneen‘echt’

paleontologisch

onderzoek. Het hemd isen

blijft

nader dan de rok.

35 AFZETTINGEN WTKG 25(2), 2004

en

chimpansees,

enookonzekaken

zijn

veel slanker. Dat onderscheidtussenzwaar- en

lichtgebouwde

kaken is

_goed

tezien

bij

de

_{Australopithecini.}

Aan deenekant zienwe de notenkrakermens

Paranthropus

boisei,

enaande an-dere kant

graciele

vormenals

_{Australopithecus africanus.}

Volgens

Stedmanethl.moethet

_{MYH-gen bij}

een van deze aapmensen

zijn uitgeschakeld.

Hun onderzoekwees

namelijk

uit dat het gen zo’n2,4

miljoen jaar geleden

inactiefwerd,endat is net de

periode

dat de

Australo-pithecini

overde Afrikaanse vlakten zwierven.

De onderzoekers laten dus zien dat het

mogelijk

is een kenmerkin de

_loop

vande evolutiete

_vervolgen

dooreen stuk vanhetgenoomteachterhalen datmetdatkenmerk

samenhangt.

Het

_lijkt

haast Science

fiction,

maarhet kan dus echt. Het is dan ook

jammer

dat de

_{wetenschappers}

proberen

directeenlinkte

_leggen

meteenheel anderken-merk.

_Slappe

kaken is

_kennelijk

niet

menselijk

genoeg, endus wagen de onderzoekers zich aan

uitspraken

over een‘echte’

menselijke eigenschap,

het hersenvolume. Met het uitschakelenvan het

MYH-gen,

zostellen de

schrij-vers,

kregen

de hersenen ruimtete

groeien,

omdatzeniet meeromsloten werden doorzware

kaakspieren.

Ze stel-len

daarbij

dat de doorhun

_gevonden

ouderdomdeze theo-riezouondersteunen. En dat

terwijl

er tocheenhalf

mil-joen jaar

verschil zittussen het inactief wordenvanhet genendeeerste schedels meteen

duidelijk

grotere

her-seninhoud.

Mij lijkt

het beterom te

_proberen

een gente vinden dat directzorgtvoor eengroterhersenvolume. En ik

_hoop

_{dat het nog}eens

gevonden

wordt.

Late diversificatievan varens

Zestaanin de

_wegberm,

of misschien wel

_bij

uachter in de tuin; de heersersvanweleer. Paar-destaarten,wolfsklauwenvarens, die ooit het wereldbeeldbeheersten,

zijn gereduceerd

tot

zielige

groep-jes.

Waar

je

ook

_kijkt,

de

_bloemplanten

hebben het over-genomenenhun voorgangers

weggedrukt

naarde

margi-nale

_plekjes

in hetecosysteem.

Dat is althans het

_algemene

beeld,maarvooralwaarhet devarensaangaateenmodel dat

_{weinig voldoening geeft.}

Met 10.000 soorten in de

huidige

flora

_zijn

varens

nauwe-lijks

een

zielig groepje

tenoemen.

Harald Schneideren

zijn

vijf

co-auteurs

(lit. 2)

wilden weleenswetenwanneerde_groteradiatievandenulevende varens

_plaatsvond.

Als het modelvan

verdrukking

door de

_{bloemplanten (Angiospermen)}

klopt,

dan zouden de varens eerder dan deze

_{bedektzadigen}

hun_grootste

verscheidenheid

gehad

moetenhebben. Inderdaad

_kregen

de varens met de

_opkomst

van de

bloemplanten

een

gevoelige

knauw. Maar demeestefossielenvanmoderne varens komen

juist

uit het Tertiair. Fossielen geven geen uitsluitseloverhetmoment vanradiatievoordeze groep

varens.

Voor

_{paleobotanici}

die werken in het

Krijt lijken

varens minder interessant. Dit is de

_periode

waarin de

bloem-planten

ontluiken,ende meestestudies gaan dan ook uit naarde vroege

Angiospermen.

Daar _{komt nog eens}

_bij

dat demeestevarens

epiphyten zijn,

ze leven op andere

planten.

Dat vermindert de kans op fossilisatie

aanzienlijk.

En varensporen verliezen in het

fossilisatieproces

vaak hun kenmerkende

_sculptuur,

waardoor

_juist

voor de groep waarin Schneideret

_{al. geïnteresseerd zijn palynologische}

studies geen uitkomst bieden.

HetteamvanSchneider benaderde het

probleem

dus van-uit de DNA-hoek.

Daarbij

richttenzezichopde

polypode

varens, diesamen 80% van de

huidige

varens vormen.

DNA-gegevens

van45soorten werden

geanalyseerd,

en vandaaruit werd een

fylogenetische

boomopgezet. Om daareenechte stamboommet

tijdschaal

van temaken, moestde boom

geijkt

worden. En daar kwamen de fossie-len toch weer om de hoek

kijken.

Het schema liet zien welke kenmerken in

bepaalde

takkenontstonden,de fos-sielen gavenaanin welke

geologische periode

deze

ken-merken

aanwezig

waren.De bekende varenfossielen

zijn

te

weinig

om eenboom op tebouwen,maargenoegom een

tijddimensie

aan eenbestaande boomtegeven.

Op

deze manier ontdekten Schneiderende

zijnen

dat de

groteradiatievan de

_polypodioide

varens

_plaatsvond

in het

_{Vroege Krijt.}

Dat is dus dezelfde

periode,

waarin de

bloemplanten opkwamen.

Het waren dus geenheersers van weleer die door de

bedektzadigen

gedecimeerd

wa-ren.Devarens

zijn juist opportunisten,

die

_gebruik

maak-tenvan de

_{mogelijkheden}

dieontstondentoen het

land-schap

veranderde. En dat iseen

zinnig

resultaat.

Wij

er-varen eenrol als

epiphyten

misschien als een

marginale

niche in het_ecosysteem, maarinevolutionairetermenis

erniet zoiets als een

marginale

habitat. Want ook het le-venals

epiphyt

vraagtom

zijn specifieke adaptaties.

Is ditnuhet eindvanhet cul-de-sac

model,

waarin

planten-groepen die ooit hetwereldbeeld beheersten door latere groepen

gedecimeerd

worden? In

zijn

commentaarop het artikel stelt Eriksson

_{(lit. 2)}

in dezelfde Nature dat het modelnu toch serieuseens

opnieuw

bekekenmoet wor-den. Maar ik zie dat toch

ietsje

anders. De moderne

va-rens ontstonden zo’n 250

miljoen jaar geleden.

Het

enige

dat Schneideretal. hebben

aangetoond,

is dat de

huidige

varens ontstonden uiteenradiatie die circa 130

miljoen

jaar geleden plaatsvond.

Maar dat wil niet zeggen dat de

varens in de 120

miljoen

daarvoor hebben

stilgezeten.

Er kunnen eerdere radiaties

_{geweest zijn, waarbij}

deontstane soortenlater,al dan niet door de

_opkomst

van de

bloem-planten,

verdwenen

_zijn.

En van

sommige

vandenunog levendevarens,zoals de Marattialesen de Osmundales weten weook vanfossielen datzealver voorhet

Knjt

een

belangrijke

rol

speelden.

Oude radiaties waarvandesoorten niettot de moderne

tijd zijn doorgedrongen

kunnen alleen door

_{paleobotanici}

worden

_opgespoord.

Het

_verfijnen

vande boom zoals die is_opzetdoor Schneideretal. iseenzaakvanmoleculair

biologen

en

paleobotanici

samen. Of misschien welvoor eennieuwe

generatie

onderzoekers die beide

_disciplines

beheerst. Aan de

_{Rijksuniversiteit}

Leiden kan in ieder

geval

AFZETTINGEN WTKG25_(2), 2004 36

binnenkorteenAIOaande gang, die

zijn/haar tijd

zal ver-delentussen het DNA-lab en

paleobotanische

museum-collecties.

Poten

_bij

devis

Volgens

de leerboeken is de

belangrijkste

ge-beurtenis

_tijdens

het Devoon ‘De

verovering

van het land’. Dat klinkt een

beetje

bombas-tisch, maardat mag in dit

geval.

Het is

nogal

een

omscha-keling.

Het land_vraagteenandere

voortbeweging,

adem-haling, ondersteuning

nu de zwaartekracht nietmeer

ge-compenseerd

wordt door deopwaartse

druk, bescherming

tegendezon en ook seks is onderwatereenheel andere

aangelegenheid

dan op het land. Het

enige

bezwaar dat het woord

_{‘verovering’}

metzich

_meebrengt,

is dat het

lijkt

alsof het iets

opzettelijks

is. Maar zelfs de overgangvan vis naaramfibie is gewoon iets dat ‘zomaar’

gebeurde.

Voor

_mij

is hetmeest

_aansprekende

model dat het land veroverd werd door vissen die op zoekwaren naarwater. Het Devoonwas een

tijd

van

droogte.

Als een

poel

op-droogde,

dan overleefden alleen de vissen die de over-steek naarhet

_volgende

water konden maken. Het pro-bleemmet dit model

_is,

dat die vissen dan al wel_poten moesten hebben

ontwikkeld,

voordatze zich buiten het water

waagden.

Vertebratenpaleontologen

die in het Devoonwerken, heb-ben de laatste

_jaren

veel aandacht besteedaande ledema-ten van

kwastvinnige

vissenenvroege amfibieën. Hetgat tussen vinenpoot werd al steeds kleiner. Met de vondst van een

opperarmbeen

in het Boven Devoon van

Penn-sylvania lijkt

dat_gatnu

vrijwel gedicht (lit. 3).

Het fossiel met

_{registratienummer}

ANSP 21350 is

_gevonden

in

rivier-afzettingen

waarin ook allerlei andere fossielen

gevonden

zijn.

Omdat niet

_duidelijk

is

_bij

welke

_{schedelfragmenten}

deze humerus

_hoort,

is niette

_bepalen

vanwelkesoort

_hij

is. Maar dat hoeft ook niet. De onderzoekers Shubia,

DaescherenCoates concentreerden zich op de

morfologie

van het bot. Door de

aanhechting

van de verschillende

spieren

te_{reconstrueren,}kondenze aantonen dat Devo-nischc vissenal instaat waren om zichmet

behulp

van hun _{ledematen op}terichten. En

_je

moetkunnen staan voordat

_je

kan

_lopen.

De

_verovering

vanhet landwaseen hele_stapvoorwaarts. Maar ANSP 21350 laat zien dat de Devonische vissenerklaarvoor waren.

Literatuur

1 Eriksson,T.,2004.Femsreawakened. Nature428,pp. 480-481.

2

Schncider,H.,E.Schuettpclz,K.M.Pryer,R.Cranfill,

S.

Magallón

& R.

_Lupia,

2004. Fems diversified in the shadow of

angiosperms.

Nature

_428,pp.

553-557. 3 Shubin, N.H., E.B. Daeschler & M.I.Coates,2004. The

_early

evolution of the

_tetrapod

humerus. Science

304,

pp. 90-93.

4 Stedman, H.H.,B .W.

_Kozyak,

A.Nelson,DM.Thesier,

L.T.Su,D.W.Low,C.R.

_Bridges,

J.B. 5.

_Shrager,

N.

Minugh-Purvis,

M.A. Mitchell, 2004.

_Myosin

_gene mutation correlates with anatomical

_changes

in the human

_lineage.

Nature428,_pp.415-418.

*Lars W._vanden HoekOstende,Nationaal Natuur-historisch MuseumNaturalis,Postbus 9517,