Een ogenschijnlijk gewone zoetwaterslak uit Nieuw-Zeeland verrast wetenschappers met zijn extra chromosomen en biedt een zeldzaam kijkje in de manier waarop soorten evolueren. Onderzoekers van de Universiteit van Iowa hebben ontdekt dat deze slak onlangs zijn hele genetische blauwdruk heeft gedupliceerd – een fenomeen dat polyploïdie wordt genoemd – wat licht werpt op de manier waarop grote evolutionaire sprongen bij dieren kunnen plaatsvinden.
Deze ongewone vondst werd gepubliceerd in het tijdschrift Genome Biology and Evolution. Wat maakt deze slak zo bijzonder? In tegenstelling tot de meeste dieren, inclusief mensen, die twee complete sets chromosomen (diploïden) bezitten, heeft deze soort meerdere kopieën van zijn genetisch materiaal.
Het team heeft ervoor gekozen om deze specifieke slak te bestuderen, omdat deze zich zowel seksueel als ongeslachtelijk kan voortplanten. Deze dubbele voortplantingsstrategie wordt vaak in verband gebracht met polyploïdie, omdat aseksuele voortplanting het voor vrouwen gemakkelijker maakt om extra chromosomen door te geven bij het klonen van nakomelingen. Biologen hebben zich lange tijd afgevraagd of deze extra chromosomen soorten in de loop van de tijd helpen of hinderen.
Om dit mysterie te ontrafelen, hebben de onderzoekers het genoom van de slak nauwgezet in elkaar gezet door ongeveer 20.000 genen van 30 individuen binnen dezelfde afstammingslijn te analyseren. Stel je voor dat je een complexe puzzel voltooit waarvan alle stukjes bijna identiek zijn: dat is de uitdaging waarmee ze te maken kregen! Uit hun reconstructie bleek dat deze slaksoort ergens tussen de 1 en 2 miljoen jaar geleden een duplicatie van het hele genoom onderging.
“Normaal gesproken wordt het hebben van meer dan twee genoomkopieën als een anomalie beschouwd”, legt Kyle McElroy, co-auteur van de studie, uit. Hij is nu postdoctoraal onderzoeker aan de Iowa State University en promoveerde in 2019 aan de Universiteit van Iowa. “Maar het lijkt erop dat wanneer deze regel wordt overtreden, organismen deze na verloop van tijd vaak proberen te corrigeren.” De exacte reden waarom het hebben van twee kopieën van het genoom de dominante norm lijkt te zijn, blijft onduidelijk.
Interessant genoeg is deze slak nog niet volledig terug in een diploïde toestand. Het is nog steeds in transitie, waarbij sommige genen meerdere kopieën behouden, terwijl andere zijn teruggekeerd naar twee. Dit tussenstadium is uitzonderlijk zeldzaam bij dieren en biedt wetenschappers een uniek venster op een evolutionair keerpunt.
Deze ontdekking roept nieuwe vragen op over de triggers voor duplicatie van het hele genoom en de rol ervan bij het creëren van nieuwe eigenschappen. “Gebeurtenissen als deze zouden evolutionaire mijlpalen kunnen markeren door het ruwe genetische materiaal te leveren voor baanbrekende innovaties”, stelt Maurine Neiman, senior auteur van de studie en professor aan de afdeling Biologie van de Universiteit van Iowa.
De ongebruikelijke genetische samenstelling van de slak onthult een voortdurend evolutieproces dat zich vlak voor onze ogen ontvouwt, wat de complexiteit en dynamiek van de levensreis op aarde onderstreept.
