Insecten op land dankzij nieuw ei

bionieuws 11, 22-06-2013
nieuws
Insecten op land dankzij nieuw ei
Door Willy van Strien
© bionieuws
Insecten danken hun evolutionaire succes aan een innovatie die hun voorouders zo’n vijfhonderd
miljoen jaar geleden ontwikkelden. Die ontwikkelden kort nadat ze aan land waren gekropen de
zogeheten serosa, een extra epitheellaag rond het embryo in het ei. Deze serosa scheidt een cuticula
af die het embryo tegen uitdroging beschermt. Dat schrijven Leidse biologen in een artikel dat 19 juni
online verscheen in Proceedings of the Royal Society B.
De Leidenaren hadden opgemerkt dat de aan insecten verwante schaaldieren in zee zo’n serosa niet
hebben. Duizendpoten en miljoenpoten, spinnen en aaltjes hebben er ook geen. Zij leggen hun eitjes
op vochtige plekken, voorzien ze van een waslaag of verpakken ze in pakketjes van zijde. ‘Ook veel
primitieve insecten, zoals springstaarten en zilvervisjes, hebben geen serosa, of ze hebben er een die
het embryo slechts gedeeltelijk omsluit’, vertelt promovendus Chris Jacobs. ‘Zij leggen eitjes op
vochtige plaatsen. Maar hogere insecten hebben wel een serosa en leggen hun eitjes open en bloot
op droge plekken. Ons idee was dat de serosa plus cuticula de insecten onafhankelijk van water heeft
gemaakt doordat de eitjes niet uitdrogen.’
Luchtvochtigheid
Om dat idee te toetsen manipuleerde hij vrouwtjes van de kastanjebruine rijstmeelkever, Tribolium
castaneum, zo dat zij eitjes legden zonder serosa. Daartoe schakelde hij een gen uit dat noodzakelijk
is voor de aanleg ervan. De serosaloze embryo’s konden zich normaal ontwikkelen, maar dan alleen
onder gunstige omstandigheden. Bij een lage luchtvochtigheid gingen de embryo’s dood. Daarna
schakelde hij een gen uit dat is betrokken bij de vorming van de cuticula. Aldus gemanipuleerde
kevers legden eitjes waarin zich wel een serosa, maar geen cuticula ontwikkelde. Ook deze eitjes
kwamen bij lage luchtvochtigheid niet uit. De veronderstelling bleek dus juist.
De serosa heeft nog een andere functie, ontdekten Jacobs en zijn begeleider, Maurijn van der Zee. Hij
stimuleert het afweersysteem om antimicrobiële eiwitten te maken bij infectie. Eitjes zonder serosa zijn
veel gevoeliger voor infecties (Developmental and Comparative Immunology, 31 mei online).
‘Het grappige is dat een bepaalde groep vliegen, de Schizophora, waartoe Drosophila behoort, de
serosa weer heeft verloren’, vertelt Jacobs. ‘Die vliegen leggen hun eitjes dan ook op vochtige
plaatsen, zoals rottend plantmateriaal.’ De afwezigheid van de serosa is kennelijk geen probleem wat
betreft infectiegevoeligheid, vervolgt hij. ‘Vermoedelijk omdat de eitjes van die vliegen zich bijzonder
snel ontwikkelen. De larfjes hebben wel een goed werkend afweersysteem.’
De serosa die de insecten onafhankelijk van water maakte is één van de oorzaken van hun succes.
Zoiets gebeurde later nog eens. Ook de reptielen konden het land veroveren dankzij een nieuw extra
membraan om het embryo in ei, het amnion.