ZEEOOR VORMT NIEUWE SOORTEN DOOR EVOLUTIE IN EICEL-RECEPTOR

Hoe kan het dat er voortdurend nieuwe soorten dieren en planten ontstaan? Die vraag is nu opgelost, in ieder geval voor de zeeoor. Dit is een oorvormige eenschalig schelpdier dat onder andere voorkomt in de wateren voor de kust van Californië. Willie Swanson en Victor Vacquier van het Scripps Institution of Oceanography in La Jolla onderzochten zeven soorten zeeoor en kwamen tot de ontdekking dat de moleculen die bij de bevruchting een rol spelen voortdurend en snel evolueren en aanleiding geven tot vorming van nieuwe soorten (Science, 31 juli).

De twee marien biologen ontdekten minieme verschillen in de vitelline envelope receptor for lysine ofwel de VERL. Deze receptor bevindt zich in het vitelline dat als een dikke beschermende laag om een eicel ligt. Een zaadcel moet zich eerst door die muur van vitelline heenwerken wil hij een eicel bevruchten. De zaadcel gebruikt daarvoor het molecuul lysine dat hij, eenmaal bij een eicel aangekomen, uitscheidt. Lysine bindt aan een lysine-receptor die in de vitelline-massa ligt (de VERL) en die binding veroorzaakt weer een reactie waardoor het vitelline plaatselijk wordt afgebroken en er een gat ontstaat. Daarna kan de daadwerkelijke bevruchting plaatshebben.

Swanson en Vacquier onderzochten de VERL van zeven soorten zeeoor. Zo'n molecuul is opgebouwd uit ongeveer 28 identieke stukken (zogenaamde repeats). Omdat zich op willekeurige plaatsen spontane mutaties voordoen ontstaan er verschillen tussen de repeats. Uit het onderzoek van de twee marien biologen komt het volgende naar voren: ergens, in de genetische code voor de VERL treedt een mutatie op. Je hebt dan 27 normale repeats en 1 afwijkende met een mutatie. Door genetische processen (crossing over en gen-conversie) worden steeds meer 'oude' repeats vervangen door een nieuwe variant met die mutatie. Zo ontstaat er een nieuw VERL-gen. Dat gen verspreidt zich binnen de populatie en dat heeft weer gevolgen voor het lysine-molecuul. Omdat het VERL-gen verandert zal ook het coderende eiwit iets van structuur veranderen. Wil het lysine nog goed aan dit VERL-eiwit kunnen binden dan zal het zijn structuur ook iets moeten aanpassen. Dus wordt er door natuurlijke selectie een nieuwe lysine-variant geselecteerd die goed aan de nieuwe VERL bindt.

Binnen andere populaties gebeurt iets dergelijks, maar treden de mutaties op andere plekken op en ontstaan andere structuurveranderingen. Zo drijven de populaties genetisch langzaam uit elkaar totdat er een moment komt dat een individu uit de ene groep zich niuet meer kan voortplanten met een individu uit een andere groep.