Een onderzoeker aan de Universiteit van Alabama maakte deel uit van een nieuwe studie die verder bewijs levert ter ondersteuning van een controversiële hypothese dat een groep zeedieren die gewoonlijk kamgelei wordt genoemd, de eersten waren die zich losmaakten van alle andere dieren, waardoor het de oudste nog bestaande dierlijke afstamming is.

Dr. Kevin M. Kocot, UA-assistent-professor biologische wetenschappen en curator van de zoölogie van ongewervelde dieren in het Alabama Museum of Natural History, is co-auteur van een paper gepubliceerd in Natuur Ecologie &Evolutie die de bevindingen schetst.

Het werk werd geleid door Dr. Nathan Whelan als postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Dr. Ken Halanych, hoogleraar biologische wetenschappen aan de Auburn University en directeur van het Molette Biology Laboratory for Environmental and Climate Change Studies.

Kam gelei, wiens wetenschappelijke naam Ctenophora is, zijn een groep ongewervelde dieren die zwemmen met rijen trilhaartjes, vaak kammen genoemd. Wereldwijd gevonden, ze vormen een cruciaal onderdeel van de mariene voedselketens.

Ctenophores omvatten ongeveer 200 beschreven soorten met gecompliceerde en onopgeloste relaties tussen de verschillende geslachten. Aanvullend, ctenophores zijn een diverse groep met tal van fysiologische en ecologische verschillen tussen soorten.

Door actieve genen (transcriptomen) van 27 verschillende soorten kamgelei te sequencen die de diversiteit van de groep overspannen en fylogenetische analyses op genoomschaal uit te voeren, het onderzoeksteam reconstrueerde de evolutionaire geschiedenis van de groep en leidde de evolutie af van de belangrijkste ctenofoorkarakters.

Met behulp van een moleculaire klokanalyse, het team ontdekte dat kamgelei zich 88 tot 350 miljoen jaar geleden afsplitste van andere dieren, veel eerder dan eerder werd vermoed. De analyse ondersteunt de conclusie dat kamgelei, niet de eenvoudigere sponzen, zijn de zustergroep van alle andere dieren.

"Bij elkaar genomen, deze resultaten hebben belangrijke implicaties voor ons begrip van de vroege evolutie van dieren en geven inzicht in een weinig bekende maar fascinerende groep ongewervelde zeedieren, ' zei Kocot.

Morfologisch eenvoudige dieren, sponzen hebben geen zenuwen, spieren, en misschien zelfs echte weefsels, maar, ondanks evolutionaire eenvoud, het is mogelijk dat sponzen zijn geëvolueerd van een complexer dier, secundair vereenvoudigen.

"Als sponzen secundair worden vereenvoudigd, het betekent dat ze waarschijnlijk een beetje raar zijn, en vertellen ons misschien niet zoveel over onszelf als we eerder dachten, ' zei Kocot.

Het is ook mogelijk dat sponzen de voorouderlijke morfologie van dieren vertegenwoordigen en dat ctenophores onafhankelijk complexe karakters zoals zenuwen en spieren hebben afgeleid. Eerder onderzoek van dit team gepubliceerd in Natuur in 2014 toonden aan dat kamgelei hun zenuwstelsel patroont met behulp van andere genen dan andere dieren, een resultaat dat sommigen hebben geïnterpreteerd als bewijs voor onafhankelijke evolutie van neuronen in deze groep.

"We waren verrast om te ontdekken hoe anders de vroege evolutie van dieren is vergeleken met wat traditioneel werd aangenomen, " zei Halanych. "We vonden interessante en grote veranderingen in levensstijl, inclusief voedingsgewoonten en habitatvoorkeuren, waarbij sommige dieren bodemdieren zijn en andere pelagisch.

"Inzicht in relaties binnen ctenophores, of kam gelei, is van het grootste belang om enkele van de belangrijke kenmerken van vroege dieren te begrijpen, zoals de evolutie van het zenuwstelsel en de spieren. interessant, de vroegst vertakte ctenophore begon spieren te ontwikkelen zoals die bij bilaterale dieren worden gevonden."

Whelan behaalde zijn doctoraat in biologische wetenschappen aan de UA in 2013 en is nu de directeur van het Southeast Conservation Genetics Lab van de U.S. Fish and Wildlife Service.

"Ons werk voor dit project onthult belangrijke patronen over de vroege evolutie van dieren en begint mysteries te ontrafelen rond de diversiteit van kamgelei, "Zei Whelan. "Door nieuwe gegevens toe te voegen en conventionele wijsheid te blijven uitdagen, we hebben veel sterkere resultaten behaald dan in het verleden."

Het team omvatte ook het laboratorium van Dr. Leonid Moroz, vooraanstaand hoogleraar neurowetenschappen, genetica, biologie en scheikunde aan de Universiteit van Florida.

"Kamgelei is extreem kwetsbare mariene organismen, " zei Moroz. "De meeste kunnen alleen worden bestudeerd in hun natuurlijke habitat. Dus, we moeten ze vinden, experimenten uitvoeren op een schip, monsters maken, en zelfs opeenvolging in open oceanen, soms duizenden mijlen uit de kust.

"Elke collectie is een avontuur op zich - van koud Antarctica tot hete equatoriale zeeën - om te begrijpen hoe Moeder Natuur spieren en neuronen in deze wezens heeft gemaakt, onafhankelijk van de rest van de dieren. Een leuke klus voor een neurowetenschapper, en iedereen, inderdaad!"

De krant, "Ctenophore-relaties en hun plaatsing als de zustergroep voor alle andere dieren, " verschijnt online en zal worden gepubliceerd in een volgende uitgave van Natuur Ecologie &Evolutie .