Vier Sterren

welkom op de blog van Wim Gabriels

Verdubbeling van het genoom hielp plantensoorten bij de laatste grote massa-extinctie

De veranderingen die in de loop van de evolutie optreden in het genetisch materiaal van een soort kunnen verschillend van aard zijn. De meeste wijzigingen zijn kleine veranderingen aan één enkel gen, maar soms kunnen ook grotere stukken van een chromosoom, of zelfs een volledig chromosoom, verdwijnen of gedupliceerd worden. En heel uitzonderlijk worden gewoon àlle chromosomen gedupliceerd.

Van veel plantensoorten is bekend dat in de loop van hun evolutionaire geschiedenis minstens éénmaal zo’n verdubbeling van het volledige genoom is opgetreden. Eén cel bevat dan dubbel zoveel genetisch materiaal als je zou verwachten voor een bepaalde soort, bijvoorbeeld vier kopieën van elk chromosoom in plaats van twee. Zo’n duplicatie is meestal nadelig, maar in uitzonderlijke omstandigheden kan ze voordelig zijn voor een soort en blijft ze door natuurlijke selectie bewaard. Verdere mutaties kunnen er later voor zorgen dat die dubbele gedeelten geleidelijk aan weer van elkaar gaan verschillen, zodat er per cel opnieuw slechts twee kopieën van elk chromosoom voorkomen, maar wel tweemaal zoveel verschillende chromosomen.

Het tijdstip van een genoomduplicatie kan geschat worden door een nauwkeurige analyse van verschillen binnen het genetisch materiaal. Van verscheidene plantensoorten is intussen het volledige genoom in kaart gebracht, zoals bijvoorbeeld de zandraket, Arabidopsis thaliana (foto: Wikipedia). Onderzoekers van de Universiteit Gent en het Vlaams Instituut voor Biotechnologie vonden het opvallend dat het geschatte tijdstip van veel van die duplicaties bij planten tussen de 40 en de 80 miljoen jaar geleden ligt. Daarom voerden ze een nauwkeurige analyse uit om de bestaande dateringen te verfijnen. Het verrassende resultaat was dat het geschatte tijdstip van de meest recente genoomduplicatie bij alle onderzochte soorten, waaronder de zandraket, ongeveer dezelfde was, namelijk zo’n 65 miljoen jaar geleden.

Dat is opvallend, want 65 miljoen jaar geleden is een tijdstip dat ook om heel andere redenen belangrijk was: het was het moment van de laatste van de vijf grootste massa-extincties uit de geschiedenis. Ik vertel het, zoals u weet, met tegenzin, maar rond die tijd stierven (met uitzondering van de vogels) alle dinosauriërs uit. En eigenlijk het merendeel van alle diersoorten. En een slordige 60 procent van alle plantensoorten. Erg opvallend dus dat net op dat moment bij heel wat plantensoorten een duplicatie van het genoom optrad. De onderzoekers vermoeden dat genoomduplicaties ertoe bijdroegen dat die planten beter in staat waren om zich aan te passen aan de extreme veranderingen die de leefomgeving 65 miljoen jaar geleden teisterden.

De resultaten van het onderzoek zijn deze week gepubliceerd in het vakblad PNAS.

Bron:
Jeffrey A. Fawcett, Steven Maere & Yves Van de Peer (2009). Plants with double genomes might have had a better chance to survive the Cretaceous–Tertiary extinction event. PNAS 106: 5737-5742.

Advertisements

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers liken dit: