We weten mogelijk eindelijk hoe dieren aan hun anus zijn gekomen. Onderzoek naar de genetische ontwikkeling van verschillende diersoorten biedt nieuwe inzichten.
De anus is een behoorlijk succesvolle ontwikkeling, maar hoe is dit lichaamsdeel eigenlijk ontstaan? Een genetische analyse toont aan dat het waarschijnlijk begon met een opening voor sperma. Dit gat is later samengesmolten met de darmen. Het is een voorbeeld van hoe tijdens de evolutie structuren een nieuwe functie krijgen.
‘Als een gat er eenmaal is, kan je het ook voor andere dingen gebruiken’, zegt ontwikkelingsbioloog Andreas Hejnol van de Friedrich Schiller-universiteit van Jena in Duitsland. Er wordt gedacht dat de eerste dieren aanvankelijk alleen een mond en darmen ontwikkelden, en later pas een anus. Eenvoudigere wezens, zoals kwallen, hebben deze lichaamsbouw namelijk nog steeds. Zij moeten via hun mond de resten van hun laatste maaltijd uitscheiden, voordat ze weer kunnen eten, zegt Hejnol.
(Geen) gemier
Deze maand trok een grappig nieuwtje mijn aandacht. Twee Italiaanse wetenschappers hadden maandenlang op hun knieën op de grond gezeten, turend naar ...
Een van de ideeën over het ontstaan van de anus is dat de mond zich bij de eerste dieren in tweeën heeft gesplitst. In 2008 toonde Hejnol echter aan dat de belangrijkste genen voor de ontwikkeling van het mondgebied behoorlijk verschillen van de genen voor delen van de darmen. Dat wijst op een andere oorsprong van de anus – die hij nu gevonden denkt te hebben.
Worm zonder anus
Hejnol en zijn collega’s bestudeerden dieren zoals de Xenoturbella bocki, een wormachtig organisme dat op de zeebodem leeft. Het dier heeft een mond en darmen, maar geen anus. Mogelijk is het dus een levend overblijfsel van de oude diergroep die tussen de voorouders van kwallen en de eerste dieren met een anus inzat.
De biologen hebben nu ontdekt dat deze X. bocki een aparte opening, een zogeheten mannelijke gonoporie, heeft voor het lozen van sperma. Er is geen vrouwelijke opening, aangezien de eitjes uit de mond komen. Het team ontdekte ook dat verschillende belangrijke genen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van een deel van de darmen, ook de ontwikkeling van de gonoporie regelen bij dieren als de X. bocki. Dat wijst op een evolutionair verband.
‘Het is waarschijnlijk dat de opening [gonoporie] al bestond en dat het spijsverteringsstelsel vlakbij was’, zegt Hejnol. ‘En toen zijn ze simpelweg samengegaan. Ze zijn met elkaar verbonden en delen de opening.’
‘De bevindingen zijn mooi en erg overtuigend’, zegt evolutionair bioloog Max Telford van de University College London. ‘Ik doe al lange tijd onderzoek naar de Xenoturbella bocki en het feit dat we daarbij nog nooit een gonoporie hebben gezien is uitzonderlijk.’
Evolutionaire basis
Het achterhalen van de oorsprong van de anus is meer dan alleen nieuwsgierigheid. Er wordt gedacht dat toen dieren eenmaal een spijsverteringsstelsel van mond tot anus hadden, dit de basis heeft gelegd voor de huidige lichaamsbouw. ‘Het ontstaan van dit darmkanaal zou weleens de oorsprong kunnen zijn geweest van vrijwel alle dieren om ons heen’, zegt Telford.
Maar hij denkt niet dat X. bocki ons de juiste richting op wijst. Hij denkt dat de groep dieren waartoe het organisme behoort ooit al een anus had met een daaraan verbonden gonoporie. Daarna zou hij zijn anus zijn verloren. Met andere woorden, volgens Telford is deze soort pas ontstaan na de evolutie van de anus, in plaats van vlak daarvoor. Hejnol denkt dat zijn eigen interpretatie aannemelijker is, maar voorlopig is er nog geen manier om het debat te beëindigen.
