Home

Endosymbiose: een nieuwe visie op evolutie?

De evolutietheorie staat aan de basis van onze tegenwoordige natuurvisie. Maar de evolutietheorie is nog lang niet voltooid. Onze visie op de evolutie van het leven zou nog eens drastisch kunnen veranderen. Bijvoorbeeld door het werk van de Amerikaanse biologe Lynn Margulis.

Volgens de Amerikaanse biologe Lynn Margulis is het de hoogste tijd om onze visie op evolutie grondig te herzien. De huidige evolutietheorie houdt namelijk nog steeds geen rekening met het verschijnsel endosymbiose, en met de opvallende verwantschap van ons menselijk genoom met dat van bacteriŽn. Ook is het volgens haar de hoogste tijd om de evolutiebiologische terminologie eens flink op te schonen; een aantal veelgebruikte begrippen, bepalend voor onze beeldvorming over evolutie, is namelijk inmiddels hopeloos verouderd. Sterker nog, ze staan een juist begrip van evolutie in de weg.

De tweedeling in hogere en lagere organismen bijvoorbeeld, is een erfstuk uit de begintijd van de biologie en stamt uit de denkwereld van Aristoteles. Vandaag de dag werken deze begrippen alleen nog maar verwarrend want zij gaan voorbij aan het simpele maar wezenlijke feit dat Šlle levende organismen zonder uitzondering een even lange evolutiegeschiedenis achter zich hebben. Volgens de schrijfster bestaat er namelijk in evolutionair opzicht geen essentieel verschil tussen mensen en bacteriŽn. Op de vraag Wanneer begon de evolutie van de mens?, is haar antwoord: Natuurlijk toen Šl het leven begon, 3,5 miljard jaar geleden!.

Een andere erfenis uit het verleden die we maar beter overboord kunnen gooien, is de aloude beeldspraak van de stamboom van het leven. Het beeld van een boom met zijtakken die zich steeds verder vertakken, is niet echt van toepassing op de evolutie, zegt Margulis. Toegegeven, de vertakkingen symboliseren het ontstaan van nieuwe soorten en geven† de evolutionaire verwantschap aan. Maar er liggen inmiddels voldoende nieuwe feiten op tafel om de voorrang te geven aan een heel ander metafoor: het anastomoseren, het met elkaar versmelten van takken. Margulis is van mening dat de metaforen boom en vertakking ons blind maken voor de beslissende rol van symbiose in de evolutie. Ik ben ervan overtuigd dat de meeste evolutionaire innovaties het directe gevolg zijn van symbiosis, zo introduceert Margulis het onderwerp dat haar het meest aan het hart ligt: de SeriŽle Endosymbiosetheorie.

Endosymbiose is een speciale vorm van symbiose waarbij de symbiosepartners zich zo nauw met elkaar associŽren dat zij hun oorspronkelijke individualiteit verliezen en gezamenlijk een heel nieuw organisme vormen. Dit nieuwe organisme beschikt over de capaciteiten (lees: genen) van de fusiepartners. Margulis is ook van mening dat praktisch iedere belangrijke evolutionaire innovatie (inclusief soortvorming), primair berust op endosymbiose: genomen evolueren door zo nu en dan (serieel) wat bacterieel of viraal DNA† te incorporeren.

Tegenwoordig aanvaart men vrij algemeen dat celorganellen zoals mitochondriŽn en chloroplasten in evolutionair opzicht endosymbionten zijn, namelijk afstammelingen van vrijlevende kleine bacteriŽn met een simpele celstructuur (prokaryoten zonder celkern en organellen). Chloroplasten zouden afstammen van groene, fotosyntetiserende bacteriŽn en mitochondriŽn van aŽrobe bacteriŽn. Zon twee of drie miljard jaar geleden zouden zij zich permanent hebben gevestigd in het cytoplasma van bepaalde (grotere) microben. De bewijsvoering berust voornamelijk op het feit dat mitochondriŽn en chloroplasten over eigen DNA beschikken dat volgens DNA-sequentiebepalingen een uitgesproken bacterieel karakter vertoont.

Moderne studieboeken presenteren tegenwoordig de SeriŽle Endosymbiosetheorie als een plausibel verklaringsmodel voor het ontstaan van eukaryoten. De endosymbiotische incorporatie van (de voorlopers van) mitochondriŽn en chloroplasten wordt dan meestal beschreven als een eenmalige bootstrap die het verdere verloop van de evolutie (van planten en dieren) op gang zou hebben gebracht.

Margulis echter ergert zich blauw aan een dergelijke verwaterde weergave van haar theorie want haar gedachtengang gaat een heel stuk verder. Eukaryotische cellen beschikken namelijk over meer structuren dan louter mitochondriŽn en chloroplasten: centriolen, kinetosomen, flagellen, cilia en last but not least de celkern, maar daarover wordt meestal niet gerept. Zonder een verklaring voor de herkomst van al deze celbestanddelen is er nog maar weinig opgehelderd over het ontstaan van eukaryotische cellen en de planten en dieren die daaruit zijn voortgekomen, meent de onderzoekster.

Margulis geeft ook toe dat zij voor wat betreft de rol van endosymbiose een tamelijk extremistische positie inneemt, en dat een groot deel van haar theorie volledig op speculatie berust. Toch is het beeld dat zij oproept fascinerend: ons genoom is volgens haar in essentie een patchwork van bacterieel DNA.