Genetici hebben mogelijk de specifieke mutatie gevonden waardoor mensapen, waaronder wij mensen, geen staart meer hebben. Hun vondst suggereert dat het verlies van onze staart een stuk abrupter plaatsvond dan voorheen gedacht.
Zo’n 25 miljoen jaar geleden verloren onze voorouders hun staart. Dit fenomeen fascineert geneticus Bo Xia van de New York-universiteit al zijn hele leven. Als kind vroeg hij zich af waarom mensen geen staart hebben zoals andere dieren. Die vraag stak opnieuw de kop op toen Xia zijn staartbeentje bezeerde in een auto-ongeluk. ‘Het was ontzettend pijnlijk’, zegt hij. ‘Het bleef me constant herinneren aan het staartstukje van ons lichaam.’
Junk-DNA
Xia startte een onderzoek naar de genetische achtergrond van het verlies van onze staart. Hij redeneerde dat de mutaties die hier verantwoordelijk voor waren in mensapen aanwezig moesten zijn, maar niet in andere apen. Daarom vergeleken hij en zijn collega’s bij deze twee groepen 31 genen die betrokken zijn bij de staartontwikkeling.
‘Einstein liep als theoreticus vast op de nieuwe bevindingen’
Toen de Nederlandse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes iets geks ontdekte over supergeleiding, was dit onder veel fysici het gesprek van de dag. Maa ...
Er was niks opvallends te vinden in het eiwitcoderingsgebied van die genen, de stukjes DNA die in de uiteindelijke eiwitten terechtkomen. Daarom richtten de onderzoekers zich op het junk-DNA in deze genen. Dit zijn grotendeels overbodige stukjes code, intronen genoemd, die nog voordat het eiwit wordt gemaakt uit de mRNA-kopieën worden geknipt.
Genetische parasiet
In een van die genen, TBXT, vond Xia iets dat mensapen wel hebben, maar apen niet. Er bleek een Alu-element middenin een intron van het gen te zitten. Zulke Alu-elementen staan bekend als genetische parasieten, omdat deze stukjes DNA zich vaak vermenigvuldigen en zich vervolgens op willekeurige plekken in het genoom nestelen. ‘We hebben wel 1 miljoen Alu-elementen die ons genoom vervuilen’, zegt onderzoeksleider Itai Yanai, geneticus aan de New York-universiteit.
Vaak heeft zo’n Alu-element in een intron geen effect, want het intron komt niet in het eiwit terecht. Maar in dit geval lag het vlakbij een tweede Alu-element, ditmaal in omgekeerde volgorde. Xia realiseerde zich dat de twee stukjes code met elkaar kunnen binden en zo een lus vormen.
Door die lus is het net alsof er verschillende pagina’s van de genetische handleiding aan elkaar plakken. Wanneer de junk-pagina’s uit de handleiding worden geknipt, wordt ook het eiwitcoderende DNA eruit geknipt. Het TBXT-eiwit dat ontstaat mist dus belangrijke onderdelen.
De onderzoekers testten het effect van deze mutatie in het TBXT-gen in muizen. Net als in mensapen, leidde de mutatie ook hier tot een mix van complete en incomplete TBXT-eiwitten. Hierdoor ontwikkelden de muizen of een kortere staart of helemaal geen staart.
Evolutionair voordeel?
‘Het feit dat het staartverlies binnen één generatie heeft plaatsgevonden is een belangrijke bevinding. Het betekent namelijk dat dit fenomeen geen miljoenen jaren van opeenvolgende kleine veranderingen hoefde te overwinnen’, zegt conservator Carol Ward van de Universiteit van Missouri.
Het is nog niet met zekerheid te zeggen dat het verlies van onze staart echt zo plots is gegaan, nuanceert Ward. Er zijn tot nu toe simpelweg onvoldoende fossielen om de langzame verdwijning van de staart helemaal uit te sluiten.
Het onderzoek geeft geen verklaring waarom onze voorouders hun staart verloren. In andere woorden, het is nog niet bekend deze specifieke mutatie geselecteerd is door de evolutie. De staart was waarschijnlijk een nadeel zodra mensapen rechtop gingen lopen. Ward geeft echter aan dat fossielen suggereren dat de eerste mensapen zonder staart nog steeds op handen en voeten liepen.
Xia en Yanai denken in ieder geval dat het staartverlies toch een sterk evolutionair voordeel opleverde. De mutatie in het TXBT-gen komt namelijk ook met een nadeel: sommige muizen ontwikkelden afwijkingen aan de wervelkolom die sterk op een open rug lijken. Ze menen dat het relatief hoge aantal personen met een open rug een nalatenschap is van het feit dat we miljoenen jaren geleden onze staart zijn verloren.
