Als we het hebben over de 66 miljoen jaar oude asteroïde, vult de scène zich onmiddellijk met kraters, vuur, stof in de atmosfeer en weggevaagde dinosaurussen. Allemaal heel filmisch natuurlijk. Maar onder die catastrofe lagen ook stillere organismen, minder geschikt voor posters in slaapkamers, maar toch bepalend om het leven weer in beweging te krijgen: bloeiende planten. Sommige, volgens een nieuwe studie gepubliceerd in Celzouden ze een nogal vreemd genetisch mechanisme aan hun kant hebben gehad: de toevallige duplicatie van het hele genoom. Een soort extra exemplaar van het levensinstructieboekje, dat bij toeval verscheen en nuttig werd net toen de wereld uiteenviel.
De studie, ondertekend door een onderzoeksgroep die ook verbonden is aan de Universiteit van Gent, analyseerde de genomen van 470 soorten angiospermen, d.w.z. bloeiende planten, op zoek naar sporen van oude duplicaties van het volledige genetische erfgoed. De onderzoekers vergeleken deze gegevens vervolgens met informatie verkregen uit 44 plantenfossielen, in een poging de duplicatiegebeurtenissen in de tijd te plaatsen. Het beeld dat naar voren is gekomen is duidelijk: veel duplicaties die miljoenen jaren hebben overleefd lijken zich te concentreren rond grote perioden van ecologische onrust, waaronder de massale uitsterving veroorzaakt door de asteroïde die een einde maakte aan het tijdperk van de dinosauriërs.
Het dubbele helpt
De meeste organismen hebben twee sets chromosomen, één geërfd van elke ouder. In planten gebeurt er echter vaak iets veelbewogeners: hele genomen kunnen zich dupliceren, waardoor organismen ontstaan met extra sets chromosomen. Dit fenomeen wordt polyploïdie genoemd. Ter verduidelijking: veel gecultiveerde bananen hebben drie sets chromosomen, terwijl tarwe er wel zes kan hebben. Het lijkt een rariteit uit een leerboek over genetica, maar het gaat ook over wat er normaal gesproken op het bord terechtkomt.
Het delicate punt ligt hier: het dragen van een groter genoom kost geld. Het vereist meer hulpbronnen, kan het risico op schadelijke mutaties vergroten en vruchtbaarheidsproblemen veroorzaken. Onder stabiele omstandigheden kan deze duplicatie dus een nadeel worden. Wanneer de omgeving echter abrupt verandert, kan dezelfde ballast veranderen in manoeuvreerruimte. Meer kopieën van genen betekenen ook meer mogelijkheden om te experimenteren, functies aan te passen, stress zoals hitte, droogte of plotselinge ineenstorting van ecosystemen te weerstaan.
Simpel gezegd: in rustige tijden winnen degenen die weinig consumeren en efficiënt blijven vaak. In slechte tijden, wanneer het klimaat verandert, habitats falen en oude regels niet meer werken, kunnen degenen die over meer variabiliteit beschikken het beter doen. De natuur bewaart, met de gebruikelijke elegantie van een rommelig pakhuis, ook ogenschijnlijk ongemakkelijke stukken. Dan slaat het noodlot toe en worden die stukken gereedschap.
Crises laten sporen na
Genoomduplicatie waargenomen bij bloeiende planten lijkt een lange geschiedenis te hebben. Volgens de studie hebben er de afgelopen 150 miljoen jaar 132 onafhankelijke duplicaties van het hele genoom plaatsgevonden, gegroepeerd in ten minste negen grote golven. Deze golven vallen samen met zware fasen in de geschiedenis van de aarde: uitstervingen, mondiale afkoeling, ineenstorting van ecosystemen, perioden van snelle opwarming.
Onder deze passages bevindt zich ook het Paleoceen-Eoceen Thermisch Maximum, ongeveer 56 miljoen jaar geleden, toen de temperatuur op aarde in een periode van ongeveer 100.000 jaar met ongeveer 5-9 °C steeg. Voor onderzoekers biedt die periode een nuttige vergelijking met het heden, zij het met één groot verschil: vandaag de dag gaat de opwarming veel sneller. Juist om deze reden wordt polyploïdie zorgvuldig bestudeerd, omdat het sommige planten zou kunnen helpen steeds stressvollere omstandigheden te verdragen.
Er is echter grote voorzichtigheid geboden. Deze studie vertelt over een evolutionair mechanisme, gereconstrueerd over zeer diepe tijden, met miljoenen jaren in het vooruitzicht. De huidige klimaatverandering is op een veel brutaler schaal voor ecosystemen, landbouw en biodiversiteit. Genoomduplicatie kan voor sommige soorten onder bepaalde omstandigheden een voordeel bieden in lange en complexe processen. Geen enkele plant krijgt een toverstaf met extra chromosomen.
Het fascinerende is precies dit: bloeiende planten zouden een aantal van de ergste crises in de geschiedenis van de aarde hebben doorgemaakt door gebruik te maken van een genetisch ongeluk. Een kopieerfout, blijkbaar. Een complicatie. Een last. Dan verandert het klimaat, gaat het milieu kapot, verliest de soort die het meest geschikt is voor de oude omstandigheden terrein, en begint dat gebrek op een mogelijkheid te lijken.
Voor ons, die in een tijdperk leven dat ervan overtuigd is dat we alles later kunnen oplossen, is het een ongemakkelijke les. Het leven beschikt natuurlijk over enorme hulpbronnen. Het kent ook lange tijden, wrede beproevingen en gigantische verliezen. De planten die na de asteroïde zijn gekomen, vertellen ons over aanpassing, veerkracht, willekeur en selectie. Ze vertellen ook over alles wat verdwijnt voordat iemand het overleven kan noemen.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
