Veel landdieren knipperen de hele dag met hun ogen, hun verre verwanten de vissen nooit. Wat zit daartussen, evolutionair gezien?
Zo’n 375 miljoen jaar geleden kropen onze voorouders de zee uit. Dat leidde tot een bonte verzameling dieren, van vogels tot reptielen en zoogdieren: de tetrapods. Om te overleven op land moesten deze dieren een reeks eigenschappen van hun voorouders afleren en ombuigen. Ze gingen lopen of vliegen, en ademen door longen.
Fossielen bevestigen keer op keer deze theorie, maar het blijft lastig voor te stellen hoe dergelijke veranderingen precies ontstaan. Zeker bij eigenschappen die nul nut hebben in het water, maar op land het verschil tussen leven en dood maken, is de trage werking van evolutie moeilijk te rijmen met zo’n drastische overgang.
Heel wat nieuw onderzoek richt zich op een beter begrip van dit proces. Zo ook dat van een team van het Georgia Institute of Technology. Zij richtten zich op een klein maar fascinerend detail van de aanpassing aan het landleven; knipogen. Vrijwel alle tetrapods doen het, en met reden. Met de ogen knipperen zorgt ervoor dat het oog niet uitdroogt, dat het schoon blijft en beschermd is. Sommige soorten hebben er bovendien ook een communicatiemiddel van gemaakt.
Verwanten van tetrapods in zee knipogen niet. Daar komen wel varianten op de handeling voor die waarschijnlijk dienen om het oog te beschermen als objecten te dicht in de buurt komen. Walvishaaien bijvoorbeeld, trekken soms hun oogbol verder terug in het hoofd. Maar echt knipogen, dat doe je op land.
De slijkspringer doet hetzelfde als wij ...
Gelukkig bewegen zich tussen land en zee een paar interessante soorten, zoals de slijkspringer. Die brengt een fors gedeelte van zijn tijd boven water door en knipoogt daar ook veelvuldig. De onderzoekers wilden weten hoe, en of de redenen daarvoor dezelfde zijn als bij tetrapods. Ze voerden experimenten uit met de diertjes in een aquarium waarbij ze zowel op land als in het water konden verblijven.
Het eerste dat opviel, was dat knipogen inderdaad landgedrag is, schrijven de onderzoekers in het wetenschappelijk tijdschrift PNAS. Heel soms gebeurde het onder water, maar alleen als ze tegen iets aanbotsten. Dat was al een aanwijzing voor de beschermingsfunctie, wat nog eens bevestigd werd als het oog met een lichtje werd gestimuleerd. Net als bij soortgelijke tests op mensen leidde dat tot knipperen. Door stofdeeltjes of droge lucht aan te voeren (waarop het geknipper verdertigvoudigde), konden de onderzoekers aantonen dat knipperen ook voor deze dieren dient om het oog vochtig en schoon te houden. Of de slijkspringer ook gebruikmaakt van knipogen om contact te maken met soortgenoten is niet getest.
... op een veel simpeler manier
De experimenten maakten duidelijk dat knipogen een voor de hand liggende reactie is bij dieren die op het land komen te leven. Bij ‘ons tetrapods’ is het geëvolueerd tot allerlei ingenieuze oplossingen, met traanzakjes om vocht aan te voeren en speciale spieren om oogleden te bewegen.
De slijkspringer heeft dat allemaal niet. Hij trekt eenvoudigweg zijn oog iets naar binnen en trekt de huid onder het oog iets omhoog. Geen traanzakjes, zelfs geen enkele spier die een verwante, niet-knipperende soort niet ook al heeft. “Het laat zien dat de evolutie van nieuw, complex gedrag bereikt kan worden met relatief rudimentaire middelen”, reageert bioloog Brett Aiello van de Seton Hill universiteit.
Dat je kunt knipperen zonder er speciale spieren voor te hebben, maakt het ook waarschijnlijk dat vroege tetrapods knipperden zonder een heel instrumentarium. Dat kan helpen verklaren hoe deze pioniers genoeg tijd op het land door wisten te brengen zonder dat hun ogen uitdroogden. Daarna kon verdere evolutionaire selectie het concept verbeteren, waardoor de dieren in een steeds drogere omgeving konden blijven zien.
Lees ook:
Een nieuwe evolutietheorie laat zien dat hij niet op toeval berust – en lost meteen het raadsel ‘seks’ op
Toeval zit in het hart van de evolutietheorie; ze is willekeurig. Ten onrechte, zegt bioloog Adi Livnat. Hij laat met zijn nieuwe evolutietheorie zien waarom, en lost meteen een klassiek raadsel op: seks.
