Home

Het ontstaan van meercelligheid

Alle planten en dieren die we met het blote oog kunnen waarnemen zijn meercellige organismen.†Eigenlijk zijn dit groepen cellen, die goed samenwerken.†De cellen kunnen comuniceren en zich toeleggen op verschillende functies. De samenwerking heeft vele voordelen, zoals betere bescherming.

Meercelligen zijn†600†miljoen jaar geleden†ontstaan uit eencelligen.†Die eencelligen†3500 miljoen jaar geleden al leefden. De evolutie van ťťn- naar meercelligheid heeft zolang geduurd, omdat er grote aanpassingen voor nodig zijn. Die aanpassingen†verliepen heel geleidelijk.

Kolonievorming: samen sta je sterk

3500†miljoen jaar geleden leefden alleen eencelligen in een waterrijke omgeving. Losse cellen zijn erg kwetsbaar, want andere cellen kunnen ze makkelijk opeten.†Ook kan een losse cel makkelijker wegspoelen met stromingen.

De kleine cellen ontwikkelden een slimme oplossing: ze bleven aan elkaar plakken na een celdeling. Dit deden ze met speciale plakeiwitten op de buitenkant van de celwand. Door het samenplakken vormden de cellen een kolonie.

Een kolonie van de schimmel Penicillium chrysogenum, de producent van het medicijn†Penicilline.

Een kolonie is groter en daardoor moeilijker op te eten dan losse cellen. Cellen in een kolonie kunnen dus een grotere overlevingskans hebben dan eencelligen die los blijven leven. Die kolonie is een eerste stap richting het ontstaan van een meercellig organisme.

Ontstaan van communicatie

Het leven in een kolonie roept nieuwe problemen op. Om bijvoorbeeld te kunnen bewegen, moeten de cellen met elkaar overleggen en samenwerken. Als de ene cel in de kolonie naar links wil en de andere naar rechts, dan komt de kolonie niet vooruit.

De cellen die een beetje met elkaar konden communiceren, hadden een evolutionair voordeel. De kolonies van die cellen konden bij elkaar blijven, terwijl andere kolonies uit elkaar gingen. Zo ontstond er in de loop van vele†generaties een ingewikkeld communicatiesysteem.

Voor deze communicatie gebruiken de cellen speciale signaalstoffen. Voorbeelden van signaalstoffen zijn Ca2+-ionen en hormonen.

Communicatie tussen cellen: de ene cel in de kolonie†produceert een signaalstof, een andere neemt het waar en reageert erop.

Door communicatie†kan een cel zijn gedrag afstemmen op de buurcellen en kunnen de cellen in de kolonie elkaar beÔnvloeden. Dit geeft een voordeel voor de cellen en voor de gehele kolonie. Dit was een volgende stap richting†het ontstaan van een organisme.†

Ontstaan van differentiatie

In de kolonie zijn sommige cellen helemaal omringd door andere cellen.†Hierdoor†'zien' de binnenste cellen een heel andere omgeving dan de buitenste. De binnenste cellen moeten zich ook anders gedragen. Een cel aan de buitenkant van de groep moet zich bijvoorbeeld beter beschermen dan een cel in het midden.

Het DNA bepaalt het gedrag van de cellen. Toch is het DNA niet het enige dat van belang is. De cel kan namelijk genen aan- en uitzetten met bepaalde eiwitten. Sommige genen zijn dus helemaal niet actief. Twee cellen kunnen gaan verschillen door andere genen aan te zetten. Het resultaat hiervan is dat de cellen gaan verschillen in uiterlijk, terwijl ze nog wel hetzelfde DNA hebben. Dit proces heet differentiatie.

Door de jaren heen ontstonden steeds meer verschillende soorten cellen voor verschillende functies.

Verschillende soorten cellen met verschillende functies: een zenuwcel, een bindweefselcel, een huidcel en een spiercel.

Voorbeelden van de verschillende soorten zijn†spiercellen (beweging), zenuwcellen(waarneming)† en voortplantingscellen (voortplanting). Zenuwcellen bijvoorbeeld ontwikkelden†lange uitlopers, waarmee ze kunnen communiceren met cellen die ver weg liggen.

Ontstaan van een bouwplan

Een speciaal celtype is de voortplantingscel. Ze moeten kunnen uitgroeien tot nieuwe organismen. Hiervoor moeten de cellen zich kunnen ontwikkelen tot het juiste celtype. Speciale genen regelen wat de plaats en de functie is†van de cellen.†Deze regelgenen heten morfogenen. Zo'n morfogen is een soort schakelaar.

Alle morfogenen samen vormen het bouwplan†van het organisme. Een bepaalde combinatie van actieve genen geeft een speciaal celtype.

Morfogenen zijn een soort schakelaars die bepalen welk type cel er ontstaat.

In de loop van miljoenen jaren evolutie ontwikkelde het bouwplan zich†tot een steeds ingewikkelder geheel. Dit komt doordat het†aantal regelgenen in de loop van de tijd†steeds meer toe neemt.

Als op een plaats een schakelaar een beetje anders staat, krijg je een heel andere cel. Mutaties in de regelgenen hadden dus een heel groot effect op de vorm van het organisme. Mutaties in de morfogenen konden dus zorgen voor een grote variatie aan vormen. Die variatie aan vormen leidde tot de grote verscheidenheid aan meercellige dieren. Zelfs de stap naar de mens is relatief klein, zodra het bouwplan bestaat.

Conclusie: Overgang naar meercelligheid

Met de behandelde stappen, ontstond langzaam een meercellig organisme. Meercelligheid is twee keer ontstaan: ťťn†keer bij dieren en ťťn bij planten.

naar de tijdlijn

Februari 2007
Redactie Natuurinformatie Naturalis