Wageningen Universiteit en Researchcentrum
5 mrt 2009
Is evolutie voorspelbaar, of hangt het ontstaan van nieuwe soorten af
van toeval? Allebei, concluderen Wageningse biologen na een
evolutionair experiment. In een nieuwe omgeving is toeval nog van
invloed, daarna is evolutie voorspelbaar.
Toen Ronald Plasterk nog moleculair bioloog was, vond hij
evolutiebiologie iets voor oude mannen. Voor die navelstaarderij
hoefde je immers niet het lab in. âSommigen vinden de evolutietheorie
soft omdat je alleen kunt terugkijken, en niet kunt voorspellenâ,
vertelt dr. Arjan de Visser van het Laboratorium voor
Erfelijkheidsleer van Wageningen Universiteit. âWij kunnen dat wel.â
Binnen de evolutiebiologie is vooruitkijken een pikante kwestie.
Evolutiebioloog Stephen Jay Gould beweerde dat als je de hele evolutie
over zou doen, er heel andere soorten zouden ontstaan. Simon Conway
Morris stelde echter dat het leven beperkingen kent, waardoor dezelfde
type soorten zouden ontstaan. Er zouden bijvoorbeeld opnieuw dieren
met vier ledematen rondlopen, maar nooit dieren die zich met een wiel
voortbewegen.
âGould en Conway Morris hebben allebei gelijkâ, concludeert De Visser.
âIn het begin, tijdens aanpassing aan een nieuwe omgeving, speelt
toeval een rol. Daarna zie je dat evolutie zich relatief vaak
herhaalt. Wij onderzochten of een enzym dat bacteriën resistent maakt
tegen de oude antibiotica, zoals ampicilline en penicilline, ook
resistent kan worden tegen nieuwe, synthetische antibiotica. We wisten
dat hij dat zou kunnen, dat is in ziekenhuizen immers ook gebeurd.â
De Visser en postdoc Merijn Salverda hielpen de evolutie een beetje.
Ze kopieerden het gen tamelijk slordig - met een enzym dat
toepasselijk genoeg sloppy polymerase heet - zodat er foutjes in
ontstonden. De âfouteâ kopieën brachten ze in in bacteriën. Daarna
keken ze welke bacterie het minst bevattelijk was voor het nieuwe
antibioticum; die was het meest aangepast aan de nieuwe omgeving. Uit
die bacterie haalden ze het resistentiegen, dat vervolgens weer
slordig gekopieerd werd. Net zolang totdat het gen geëvolueerd was
tot een nieuw antibioticum-resistentiegen. Evolutie in het lab dus.
Het duurde slechts drie weken.
Die hele reeks deden ze twaalf keer. En tien keer zagen ze dezelfde
drie mutaties ontstaan. Touché voor Simon Conway Morris: evolutie
bewandelt vaste paden. Maar in twee gevallen was er weldegelijk een
ànder resistentie-enzym ontstaan. âDat kwam eigenlijk door slechts
één mutatie in de eerste ronde. In het begin speelt toeval dus wel
een rol: ook een puntje voor Stephen Jay Gould.â
De onderzoekers verklaren hun resultaat met een fenomeen dat epistasie
heet. Daarbij kunnen genen elkaar versterken of verzwakken. Dat maakt
mutaties afhankelijk van elkaar, waardoor beperkingen ontstaan, zodat
evolutie relatief voorspelbaar wordt.
Ze hebben hun manuscript vorige week opgestuurd voor publicatie. Nu is
het afwachten, maar ze hebben het tij mee â Darwinjaar immers. En
vorige maand besteedde Nature nog een overzichtsverhaal aan
experimentele evolutie, onder de kop The Beagle in a bottle. / Gaby
van Caulil
Bovenstaand bericht is geproduceerd door de redactie van Resource, het
weekblad voor Wageningen Universiteit en Researchcentrum. Meer
informatie bij Pers- en wetenschapsvoorlichting van Wageningen UR,
e-mail: pers.communicatie@wur of bij de redactie van Resource, e-mail:
resource@wur.nl. Zie archief op http://www.resource-online.nl.