strigamia

In de zomer van 2007 lag ik op een Schots strand, naast een beroemde professor uit Cambridge. Met mijn neus centimeters boven de stenen zocht ik naar nestende duizendpotenmoeders, die er rap vandoor gingen zodra ik ze vond. De eitjes plaatste ik vervolgens voorzichtig in een petrischaaltje, en dekte ze toe met een vochtig papiertje. De blik van de douanier op de terugreis, die mij vroeg wat ik in mijn koeltas droeg — 1200 duizendpoteneitjes — was goud waard.

Deze expeditie was de finale van mijn masteronderzoek aan de universiteit van Galway. In de maanden ervoor had ik me bezig gehouden met het kloneren van genen van de duizendpoot Strigamia maritima. Dat kloneren ging een beetje op de gok, want de genoomvolgorde van het beest was ons onbekend. Een gen waarvan je de volgorde kent vis je zo uit je reageerbuisje met DNA, met speciaal daarvoor ontworpen moleculen. Als dat echter geen optie is moet je het doen met een moleculenmix, waarvan je maar moet hopen dat er een paar passen. Van mijn hoopvolle lijstje ‘interessante genen’ waar ik het project mee begonnen was, lukte er uiteindelijk één. Teleurstellend, wellicht — maar ik was er al lang blij mee.

Vandaag de dag had ik maximaal een week gedaan over de hele lijst: gisteren verscheen namelijk de officiële publicatie van het genoom van Strigamia maritima. De professor die naast mij naar duizendpoteneitjes groef, Michael Akam, is één van de senior authors; mijn huidige begeleider Ariel Chipman voert de lijst van ruim 100 auteurs aan. Het begeleidend artikel staat in PLoS Biology, en schetst een overzicht van alle genen die inmiddels geïdentificeerd zijn in het genoom: een slordige 1100. Met een computer gaat dat duidelijk een stuk makkelijker dan met een mix moleculen.

Strigamia is interessant. Om te beginnen is dit het eerste gepubliceerde genoom van een geleedpotige uit het subphylum Myriapoda, de duizendpoten en miljoenpoten. Myriapoda en Chelicerata (zoals spinnen) zijn de meest basale stammen in de geleedpotigen, en kunnen ons dus veel leren over de evolutionaire achtergrond van deze enorm diverse groep dieren.

Maar Strigamia heeft meer eigenaardigheden die haar een boeiend onderzoeksonderwerp maken: persoonlijk werd ik destijds (en nog steeds) gefascineerd door het gesegmenteerde lichaam van de duizendpoot, met een heel bijzondere kwaliteit. Hoewel er grote verschillen bestaan tussen soorten geleedpotigen in het aantal segmenten van hun lichaam — de fruitvlieg Drosophila heeft er 14, de miljoenpoot Illacme plenipes wel 192 — zijn die verschillen binnen een soort nauwelijks waar te nemen. Strigamia maritima vormt een uitzondering: er zijn individuen gesignaleerd met 48 segmenten, maar ook met 56 en alles ertussenin. Hoeveel segmenten een duizendpotenembryo maakt hangt af van genen, geslacht en zelfs van de temperatuur waarin hij/zij opgroeit.

Ook leeft Strigamia maritima vooral ondergronds, en is dus stekeblind. Dat was goed te zien in het genoom: bijna alle genen die belangrijk zijn voor het waarnemen van licht bleken verdwenen. Ook veel genen die een rol spelen bij het reguleren van het dag- en nachtritme, waren niet te vinden.

Verder is ook de reuk een interessant zintuig. De overgang van water naar land is meerdere malen in de evolutie gemaakt, en die van Myriapoda was onafhankelijk van die van insecten. Reuk evolueerde natuurlijk pas na het bereiken van een omgeving met lucht in plaats van water, dus genen die betrokken zijn bij geur zijn niet noodzakelijkerwijs hetzelfde bij insecten en myriapoden. Inderdaad bleek het bekende geurreceptorenarsenaal van insecten volledig afwezig te zijn in het genoom van de duizendpoot. Een alternatieve set is vooralsnog niet ontdekt, maar de onderzoekers vonden meerdere genfamilies die zich sterk hebben uitgebreid in dit genoom, die mogelijk deze rol zouden kunnen vervullen.

Het genoom zelf licht dus al meerdere tipjes van de sluier wat betreft de moleculaire achtergrond van de eigenschappen van Strigamia. De eierzoekexpedities zijn hiermee echter nog niet overbodig geworden: om uit te zoeken wáár in het embryo de genen precies hun werk doen, heb je nog steeds embryo’s nodig. Maar het maandenlange voorbereiden? Dat is verleden tijd.

 

Foto boven: Strigamia maritima, door dr. Carlo Brena.