Blauwe krab op ware grootte
Charles Darwin geloofde dat evolutie “eindeloze vormen van de mooiste” creëerde. Het is een mooi sentiment, maar het verklaart niet waarom de evolutie steeds weer krabben maakt.
Wetenschappers hebben zich lang afgevraagd of er grenzen zijn aan wat evolutie kan doen of dat Darwin het juiste idee had. De waarheid ligt misschien ergens tussen die twee.
Hoewel er geen plafond lijkt te zijn aan het aantal soorten dat kan evolueren, kunnen er wel beperkingen zijn aan het aantal fundamentele vormen waarin die soorten kunnen evolueren. De evolutie van krabachtige wezens is misschien wel een van de beste voorbeelden hiervan, omdat zij niet één maar minstens vijf keer zijn geëvolueerd.
Krabben behoren tot een groep schaaldieren die decapoden worden genoemd – letterlijk “tienvoetig”, omdat ze vijf paar looppoten hebben. Sommige decapoden, zoals kreeften en garnalen, hebben een dik, gespierd achterlijf. Met een snelle haal van hun achterlijf kunnen kreeften achteruit schieten en aan roofdieren ontsnappen.
Krabben daarentegen hebben een samengedrukt achterlijf, weggestopt onder een afgeplat maar verbreed borststuk en schelp. Hierdoor kunnen ze in rotsspleten kruipen voor bescherming. De evolutie kwam herhaaldelijk op deze oplossing uit omdat het goed werkt onder vergelijkbare omstandigheden.
Vijf groepen “krabben”
Koningskrabben evolueerden uit kreeftachtige voorouders binnen de Anomura.
Door CSIRO, CC BY 3.0, CC BY
Roodoogsponskrabben dragen sponzen bij zich voor camouflage.
Porco_Rosso/Shutterstock
De grootste krabbengroep zijn de Brachyura (echte krabben), waaronder de eetbare krab en de Atlantische blauwe krab. Zij hadden een voorouder die ook krabvormig was. Sommige soorten zijn “achteruit” geëvolueerd en hebben hun buik weer recht gemaakt. De andere grote groep zijn de Anomura (valse krabben), met een voorouder die meer op een kreeft leek.
Porseleinkrabben lijken oppervlakkig gezien op echte krabben.
volkan yenel/Shutterstock
Ten minste vier groepen van de Anomura – sponskrabben, porseleinkrabben, koningskrabben en de Australische harige steenkrab – zijn echter onafhankelijk van elkaar geëvolueerd tot een krabachtige vorm op vrijwel dezelfde manier als de echte krabben. Net als de echte krabben zijn hun compacte lichamen defensiever en kunnen ze zich sneller zijdelings bewegen.
Dit betekent dat “krabben” geen echte biologische groep is. Ze zijn een verzameling takken in de decapodenboom die geëvolueerd zijn om er hetzelfde uit te zien.
Harige steenkrab (Lomis hirta)
Tim Binns/Wikimedia, CC BY-SA
Maar krabben zijn geen uitzondering.
Iets soortgelijks gebeurde in de evolutie van vogels uit gevederde dinosauriërs. Veren kunnen eerst zijn geëvolueerd voor isolatie, om partners aan te trekken, om eieren te beschermen en mogelijk ook als “netten” om prooien te vangen. Miljoenen jaren later werden de veren langwerpig en gestroomlijnd om te kunnen vliegen.
Paleontologen verschillen van mening over de details, maar alle moderne vogels (Neoaves) evolueerden uit grondbewonende voorouders vlak na de massa-uitsterving die de andere dinosauriërs uitroeide. Geveerde vleugels en vliegen ontwikkelden zich echter ook eerder bij andere groepen dinosauriërs, waaronder troodontiden en dromaeosauriërs. Sommige daarvan, zoals Microraptor, hadden vier vleugels.
Microraptors hadden twee paar vleugels.
CC BY
De band van het leven opnieuw afspelen
Helaas kunnen we geen evolutie-experimenten uitvoeren om te zien of dezelfde dingen blijven gebeuren, want dat zou honderden miljoenen jaren duren. Maar de geschiedenis van het leven heeft voor ons al iets dergelijks gedaan, wanneer nauw verwante lijnen evolueren en diversifiëren op verschillende continenten. In veel gevallen kwamen deze voorouderlijke lijnen herhaaldelijk met dezelfde of bijna identieke oplossingen voor problemen.
Een van de beste voorbeelden is onze eigen groep, de zoogdieren.
Er zijn twee grote groepen levende zoogdieren. De placenta’s (waaronder wij) en de buideldieren (zoogdieren met buidels die kleine jongen baren). Beide groepen ontwikkelden zich meer dan 100 miljoen jaar geleden uit dezelfde gemeenschappelijke voorouder, de buideldieren voornamelijk in Australazië en Amerika en de zoogdieren elders.
Dit isolement leidde tot twee bijna onafhankelijke uitvoeringen van het “experiment” om te zien wat er met de lichaamsbouw van zoogdieren gedaan kon worden. Er zijn buidel- en placenta-versies van mollen, muizen, miereneters, zweefvliegtuigen en katten. Er was zelfs een buidelwolf (de thylacine, uitgestorven in 1936), waarvan de schedel en de tanden verbluffend gedetailleerd overeenkomen met die van de placentawolf.
Schedels van het buideldier thylacine (links) en de placentawolf (rechts) vertonen een opvallende convergentie, ondanks het feit dat ze op verschillende continenten zijn geëvolueerd.
Niet alleen lichaamsvormen evolueren onafhankelijk van elkaar, maar ook organen en andere structuren. Mensen hebben complexe camera ogen met een lens, iris en netvlies. Inktvissen en octopussen, die weekdieren zijn en nauwer verwant aan slakken en mosselen, ontwikkelden ook camera-ogen met dezelfde componenten.
Ogen in het algemeen kunnen onafhankelijk van elkaar tot 40 keer geëvolueerd zijn in verschillende diergroepen. Zelfs dooskwallen, die geen hersenen hebben, hebben ogen met lenzen aan de basis van hun vier tentakels.
De ogen van de dooskwal. Deze ongewervelden aan de basis van de dierlijke evolutieboom hebben complexe ogen.
Hoe meer we kijken, hoe meer we vinden. Structuren als kaken, tanden, oren, vinnen, poten en vleugels evolueren allemaal onafhankelijk van elkaar in de levensboom van de dieren.
Meer recent ontdekten wetenschappers dat convergentie ook plaatsvindt op moleculair niveau. De opsinemoleculen in de ogen die lichtfotonen omzetten in chemische energie en de mens in staat stellen te zien, vertonen een sterke gelijkenis met die in dooskwallen, en evolueerden op die manier parallel. Nog vreemder is dat dieren die zo verschillend zijn als walvissen en vleermuizen opvallende convergentie vertonen in de genen die hen in staat stellen tot echolocatie.
Zijn mensen echt uniek?
Veel van de dingen waarvan wij denken dat ze de mens bijzonder maken, zijn elders door de evolutie opnieuw uitgevonden. Kieviten zoals kraaien en raven hebben probleemoplossende intelligentie en kunnen, samen met uilen, eenvoudig gereedschap gebruiken.
Walvissen en dolfijnen hebben complexe sociale structuren, en hun grote hersenen stelden hen in staat taal te ontwikkelen. Dolfijnen gebruiken werktuigen zoals sponzen om hun neuzen te bedekken terwijl zij op steenachtige zeebodems foerageren. Octopussen gebruiken ook werktuigen en leren van het kijken naar wat er met andere octopussen gebeurt.
Octopus marginatus verstopt zich tussen twee schelpen uit Oost-Timor.
Nick Hobgood, CC BY
Als dingen hier op aarde op soortgelijke wijze blijven evolueren, bestaat de mogelijkheid dat ze ook een verwante koers volgen als het leven zich elders in het universum heeft ontwikkeld. Het zou kunnen betekenen dat buitenaardse wezens er minder buitenaards en meer vertrouwd uitzien dan we verwachten.
Matthew Wills ontvangt financiering van BBSRC, NERC, The Leverhulme Trust en The John Templeton Foundation.