Manusje-van-alles vertraagt vertakking evolutionaire stamboom Alle organismen die nu op aarde leven, zijn de uiteinden van een evolutionaire stamboom die in 3,5 miljard jaar uit één oerorganisme is ontstaan. Onderzoek aan de TU Delft laat voor het eerst experimenteel zien dat de snelheid waarmee deze boom zich vertakt, afhangt van de ecologische veelzijdigheid van de voorouders. Het onderzoek wordt deze week gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS. Darwins vinken Een belangrijk mechanisme waarmee de evolutionaire stamboom zich vertakt in nieuwe soorten is adaptieve radiatie: de snelle evolutie van verschillende soorten uit één gemeenschappelijke voorouder. De vinken van Darwin zijn daar een beroemd voorbeeld van. Darwin kon in de negentiende eeuw voor het eerst aannemelijk maken dat de vinken van de Galapagos eilanden waren ontstaan uit één gemeenschappelijke voorouder. Maar wat bepaalt het verloop van zo'n adaptieve radiatie? Tijdmachine Er was al experimenteel bewijs dat de dynamiek van adaptieve radiatie door omgevingsfactoren beïnvloed wordt. 'Maar de evolutietheorie voorspelt óók dat de eigenschappen van de voorouder een rol zouden moeten spelen', zegt dr. Bertus Beaumont van de Delftse afdeling Bionanoscience (Kavli Institute of Nanoscience). 'Om dit experimenteel vast te kunnen stellen bij Darwins vinken, zou je drie miljoen jaar terug in de tijd moeten kunnen reizen. Daarom onderzochten wij deze voorspelling door adaptieve radiatie bij bacteriën in het laboratorium te bestuderen. Omdat bacteriën zich snel delen, gaat ook hun evolutie snel.' Manusjes-van-alles Beaumont en zijn studenten Régis Flohr en Carsten Blom, kwamen tot hun conclusies door de evolutie van bacteriën in real-time te volgen. In het lab veranderde zij de overlevingsstrategie van de voorouder en bestudeerden het effect hiervan op zijn vermogen om zich te vertakken door adaptieve radiatie. 'Er bleek inderdaad een verband te bestaan. Uit voorouders met een brede, niet-specialistische overlevingsstrategie (zij bezetten dan een grote ecologische niche) evolueerde minder snel nieuwe bacteriën. Deze ecologische 'manusjes-van-alles' vertraagde dus vertakking van de evolutionaire boom.' Hun evolutie experiment toonde zo voor het eerst experimenteel aan dat de voorouder de snelheid van adaptieve radiatie beperkt. Toeval 'Dit resultaat onderbouwt een belangrijk onderdeel van de evolutie theorie. Maar tegelijkertijd legt het een mechanisme bloot dat de invloed van toeval op de evolutie vergroot kan hebben. Immers, welk organisme een kans krijgt om te vertakken wordt deels door toeval bepaald, en daarmee dus ook de dynamiek waarmee de levensboom zich vertakt', vervolgt Beaumont. 'Een belangrijke vraag in de evolutiebiologie is of dezelfde soorten weer op dezelfde momenten zouden ontstaan als je de film van het leven op Aarde opnieuw vanaf de oervoorouder zou afspelen. Zou bijvoorbeeld de mens dan weer ontstaan? Het mechanisme dat wij hebben waargenomen kan de voorspelbaarheid van evolutie verkleinen.' Bionanotechnologie Dit werk is volgens Beaumont een stap voorwaarts in ons begrip van hoe nieuwe soorten ontstaan en levert een methode om evolutionaire diversificatie van micro-organismen te meten. Dit is van belang voor het begrijpen en controleren van microbiële populaties in de natuur (bijv. evolutie van antibioticum-resistente bacteriën) en de industrie (bijv. afvalwaterzuivering). Tevens maakt dit onderzoek de weg vrij om aan de TU Delft evolutionaire diversificatie van micro-organismen te volgen met nanofluïdische chips, een toepassing van nanotechnologie waarmee veel complexere evolutiepatronen in meer detail te ontrafelt kunnen worden. Noot voor de redactie Het onderzoek werd verricht in samenwerking met het New Zealand Institute for Advanced Study and Allan Wilson Centre, Massey University, Auckland en het Max Planck Institute for Evolutionary Biology. Beaumont en collega's publiceren in de week van 2 december over hun onderzoek in de online versie van het wetenschappelijke tijdschrift PNAS. Contact: dr. Bertus Beaumont: h.j.e.beaumont@xxxxxxxxxx<mailto:h.j.e.beaumont@xxxxxxxxxx>; tel: 06 1900 1871 U ontvangt dit bericht via de PWC-medialijst. U kunt zich afmelden via www.platformwetenschapscommunicatie.nl<file:///\\www.platformwetenschapscommunicatie.nl>. Dit bericht is afkomstig van de TU Delft, Marketing & Communicatie, Postbus 5, 2600 AA Delft, www.tudelft.nl<http://www.tudelft.nl/>.