Het evangelie van symbiose, voor drosofilosofen verklaard

Hoe is de enorme diversiteit aan leven op aarde ontstaan uit één oerlevensvorm?..

Biologen ontwikkelden daarvoor in de eerste helft van de vorige eeuw een scenario, gebaseerd op de vergelijking tussen sporen van leven in oeroude gesteenten en nog levende organismen. Zo'n drieëneenhalf miljard jaar geleden ontstond het eerste leven, een soort bacteriën die in de toen nog zuurstofloze omstandigheden leefden van koolstofdioxide en zonlicht – van fotosynthese, net als planten dat nu doen.

Bij fotosynthese komt zuurstof vrij, en dat effende de weg voor het ontstaan van organismen die leken op tegenwoordige bacteriën en eenvoudige schimmels die leven van de afbraak van organische moleculen met behulp van zuurstof. Allemaal prokaryoten, heet dat in biologenjargon: eenvoudige cellen zonder duidelijke inwendige structuur.

Pas zo'n twee miljard jaar geleden verschenen de eukaryoten. Die waren net als bacteriën eencellig, maar nu met een complexe organisatie binnenin de cel – een kern met daarin het genetisch materiaal, en daaromheen diverse zogeheten organellen. Daarna ging het snel. Eerst meercellige dieren en planten in de wereldzeeën, toen landplanten en daarna de kolonisatie van land door dieren. Het mechanisme daarachter: gestage afsplitsing van soorten onder invloed van toevallige mutaties, geheel volgens de leer van Darwin.

Niet volgens de Amerikaanse microbiologeLynn Margulis, die in 1970 de theorie lanceerde dat eukaryoten zijn voortgekomen uit samenwerking tussen verschillende organismen, symbiose. Twee miljard jaar geleden slikte een prokaryoot enkele andere prokaryoten in, en voilà: de eerste dierlijke eencellige – een eukaryoot met een kern en mitochondriën, de organellen die voedingstoffen omzetten in energie.

De eerste eencellige plant? Een symbiose van fotosynthetische oerbacteriën die verder gingen als chloroplasten, de fotosynthetiserende organellen die in elke plantencel zijn aan te treffen.

Margulis werd aanvankelijk weggehoond om haar idee. Maar ze heeft gelijk gekregen, want intussen is uit DNA-onderzoek en minutieuze bestudering van cellulaire structuren vast komen te staan dat eukaryote organismen vrijwel zeker uit Margulis' symbiosen zijn voortgekomen. Van het eencellige pantoffeldiertje in een vijver tot aan meercellige kwallen, schimmels, eiken en ook wijzelf. Dat staat tegenwoordig in de leerboeken.

In haar nieuwe paperback Acquiring Genomes: A theory of the origins of species pakt Margulis nog verder uit. Samen met Dorion Sagan – haar zoon met de overleden televisieastronoom Carl Sagan – verheft ze symbiose tot de drijvende kracht van het leven: niet alleen in een grijs verleden, maar altijd speelt soortvorming door symbiose een doorslaggevende rol.

Margulis en Sagan voeren uiteraard de ontstaansgeschiedenis van eukaryotenaan, om de lezer in te wijden in wat zij Symbiogenese hebben gedoopt. Terecht verhalen zij over het falen bij prokaryoten van een van de centrale dogma's van de biologie, het idee van gescheiden soorten. Uit recent onderzoek blijkt dat bacteriën zich daar niets van aantrekken en onderling genetisch materiaal uitwisselen dat het een lieve lust is.Dat gebeurt niet alleen bij bacteriën, overal is de soortbarrière lek, aldus Margulis en Sagan. Nogal wat 'soorten', denken ze, zijn eigenlijk een samenraapsel van organismen, waarbij in de loop van de tijd zelfs hun genetisch materiaal (genoom) vermengd is geraakt.

Een waslijst voorbeelden moet dit concept ondersteunen. Korstmossen bijvoorbeeld, innige maar omkeerbare combinaties van alg en schimmel, maar ook de veel definitievere symbiose in een eencellige darmparasiet. Die zwemt door de darm met behulp van talloze in de celwand van het diertje verankerde zwiepende draadvormige bacteriën.

Termieten en koeien: symbiosen tussen houtetend insect respectievelijk zoogdier, en een heel arsenaal aan eencelligendie moeilijk verteerbaar hout en gras afbreken. Margulis en Sagan geven een interessante doorkijk in de wereld van allerlei microscopische organismen – een enigszins genegeerde tak van de biologie, zoals zij keer op keer benadrukken.

Helaas ontpopt Acquiring Genomes zich tot een bijna-evangelie van de Symbiogenese. Nauwelijks wetenschappelijk en uiteindelijk ronduit vermoeiend zijn de voortdurende uithalen naar de gevestigde evolutiebiologie. 'Koddig darwinisme', bedreven door 'drosofilosofen' (evolutiebiologen experimenteren vaak met drosophila fruitvliegjes), een krampachtige fixatie op concurrentie, dát vinden Margulis en Sagan ervan.

Toch reppen zij nergens over mogelijke hindernissen voor Symbiogenese als de verfijnde afweermechanismen tegen lichaamsvreemde indringers waarover veel hogere organismen beschikken. Overtuigende bewijzen voor vermengde genomen hebben ze niet. Wanneer de aarde als organisme Gaia (naar de Britse chemicus James Lovelock) aan de orde komt, of de idee dat ziekte bij de mens simpelweg een gevalletje van onbalans is tussen gastheer en symbionten, begint het allemaal behoorlijk obscuur te worden.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden