Hoe zit de stamboom van het leven in elkaar? Slimme analyses van DNA onthullen daar de laatste jaren heel veel over. In Nature van deze week zet een internationaal onderzoeksgezelschap een paar flinke stappen vooruit. Ze werpen een fascinerend nieuw licht op de evolutionaire wortels van de gewervelde dieren – en dus ook de mensheid - door de genen te bestuderen van een ver familielid, het lancetvisje Branchiostoma floridae. Dat is een stuk netter met zijn DNA omgegaan dan wij. Onze voorouders blijken namelijk al hun DNA per ongeluk te hebben verdubbeld, en dat tot twee keer toe. Dat gaf ruimte voor nieuwe evolutionaire experimenten. Lancetvisjes zijn helemaal geen vissen, niet eens gewervelde dieren. Eerder een voorstadium daarvan. Ze hebben namelijk wel een holle buis met een zenuwbundel in hun rug (de zogenaamde chorda) die zelfs een kleine verdikking heeft aan de kopkant. Wervels of andere botten ontbreken, net als ogen, vinnen en kieuwen. De centimeters lange beestjes slijten hun dagen verborgen in de zeebodem, waar ze voedsel uit het water filteren. Het is ongeveer 550 miljoen jaar geleden dat de groep waarin zowel de gewervelde dieren als de lancetvisjes thuishoren, de chordadieren, zich begon te splitsen. En terwijl de rest van de dieren enorme veranderingen ondergingen, zijn die lancetvisjes heel gewoon gebleven. Hun genenpakket lijkt opmerkelijk veel op het DNA dat de gemeenschappelijke voorouder moet hebben gehad, schrijven Nicholas Putnam en de 37 collega’s die aan het artikel meewerkten. Hoe kwamen ze daar achter? Allereerst natuurlijk door al het DNA van het diertje in kaart te brengen, in totaal zo’n 520 miljoen letters. Vervolgens vergeleken ze die genenkaart op verschillende manieren met de kaarten van andere dieren, waaronder de mens. Het is een erg ingewikkeld verhaal dat Putnam en zijn collega’s in Nature vertellen. Maar wel een met een paar opmerkelijke conclusies. Ze tonen bijvoorbeeld aan dat de mens meer verwant is aan de onooglijke zakpijpen dan aan de bijna-gewervelde lancetvisjes. En dat terwijl zakpijpen eenvoudiger in elkaar zitten en veel minder genen hebben. Als larve hebben ze wel een zenuwstelsel, maar daarvan is bij een volwassen zakpijp nauwelijks meer iets over. Uit de vergelijkingen blijkt ook dat de voorouders van de mens en de vissen met kaken, maar niet die van de lancetvisjes, twee maal een verdubbeling van al het DNA hebben meegemaakt. De kaakloze vissen, zoals de zeeprik, lijken de eerste verdubbeling wel, maar de tweede niet te hebben meegemaakt. Dat verdubbelen van DNA gebeurt ook tegenwoordig nog wel, meestal als verwante soorten gekruist worden. Broodtarwe is bijvoorbeeld een kruising van drie verschillende wilde grassoorten. De tarwe heeft 42 chromosomen (lange slierten DNA), de oorspronkelijke grassen ieder 14. Door zo’n ‘genoomverdubbeling’ kan in één klap een nieuwe soort ontstaan. Bovendien wordt evolueren er gemakkelijker door. Van elk gen kan één exemplaar gewoon zijn oude werk blijven doen. Als er foutjes in het andere exemplaar sluipen, is dat niet zo erg. Op termijn kunnen genen hele nieuwe functies krijgen door die veranderingen. In de 550 miljoen jaar die er sinds het uiteengaan van lancetvisjes en andere chordadieren zijn verstreken, is er natuurlijk veel veranderd in het DNA van die dieren. De zakpijpen zijn bijvoorbeeld heel veel DNA kwijtgeraakt, waardoor ze uiteindelijk minder over hebben dan de lancetvisjes. Ook wij mensen hebben veel genen weggegooid, en bovendien stukken DNA verder verveelvoudigd, omgedraaid, doorgeknipt, aan elkaar geplakt enzovoort. Maar dankzij de conservatieve instelling van het lancetvisje is toch nog grotendeels te achterhalen welke opstelling er aan de basis heeft gestaan. Elmar Veerman Nicholas Putnam e.v.a.: ‘The amphioxus genome and the evolution of the chordate karyotype’, Nature, 19 juni 2008