Uniek bouwplan pijlwormen opgehelderd

Het is u volledig vergeven als u nog nooit van pijlwormen gehoord hebt. Zelfs hier op Nature Today kwam het woord tot nu toe niet voor. Charles Darwin verbaasde zich in 1844 al over ‘de ondoorzichtige aard van hun verwantschappen’, en het duurde tot 2019 voordat die verwantschappen duidelijk zouden worden. Ze blijken nog het nauwst verwant aan de raderdiertjes.

Om dit object in te laden dien je marketing-cookies te accepteren.

Duizenden pijlwormen van de soort Sagitta enflata (ongeveer 5 centimeter lang). Gefilmd tijdens een nachtduik in Okinawa, Japan (Bron: Keishu Asada)

De ongeveer 130 soorten pijlwormen zijn dan misschien een wat obscure zijtak van de evolutionaire stamboom, ecologisch zijn ze enorm belangrijk. "Je vindt ze in alle oceanen, van vlak onder het oppervlak tot in de diepzee", vertelt marien biologe Katja Peijnenburg van Naturalis, die al 25 jaar onderzoek doet naar deze dieren. "En het zijn er enorm veel: zo’n tien tot dertig procent van al het dierlijk plankton bestaat uit pijlwormen. Hun biomassa is dus stukken groter dan die van alle vogels bij elkaar, om maar eens wat te noemen."

Hutspot

In een publicatie in Nature, samen met collega’s in Londen, laat Peijnenburg nu zien dat niet alleen de afstamming, maar ook de genetica van pijlwormen anders is dan die van andere dieren. Hun bouwplan – al meer dan 500 miljoen jaar hetzelfde – blijkt het resultaat van een ongekende genetische hutspot, waarin sommige stukken DNA ineens volkomen andere rollen kregen, en heel veel genen ineens werden verdubbeld of geheel nieuw werden uitgevonden.

Onder de genen die veel verdubbeld zijn, zitten vooral stukken DNA die te maken hebben met de roofdier-eigenschappen van de pijlwormen. Peijnenburg: "Vrijwel elke eigenschap die deze dieren hebben, is onafhankelijk van andere soorten geëvolueerd. Zelfs de manier waarop hun cellen zich delen is anders dan bij andere dieren."

Nou èn?

"Het merendeel van mijn onderzoek richt zich op de samenstelling en de ecologische rol van plankton. Hoe biodiversiteit ontstaat, is juist een heel fundamentele vraag", legt Peijnenburg uit. "Meer dan vijfhonderd miljoen jaar geleden, tijdens de zogeheten Cambrische Explosie, is er iets gebeurd op aarde waarin bijna alle huidige vormen van leven – inclusief die van onze verre voorouders – zijn gevormd. Dit soort onderzoek leert je iets over de mogelijkheden die het leven heeft om levend te zijn: deze dieren doen bijna alles op hun eigen manier, en toch zijn ze perfect aangepast aan hun omstandigheden, en enorm succesvol."

Meer informatie

• Artikel The genomic origin of the unique chaetognath body plan.

Tekst: Naturalis Biodiversity Center
Beeld: Zatelmar, Wikimedia Commons (leadfoto: de pijlworm Spadella cephaloptera); Keishu Asada; Martinus Slabber