Mensapen gaan al 25 miljoen jaar staartloos door het leven

Met een relatief eenvoudige dna-verandering heeft de gezamenlijke voorouder van mensapen en de mens ongeveer 25 miljoen jaar geleden zijn staart verloren. Dat blijkt uit uitvoerig genetisch onderzoek dat door een groot Amerikaans onderzoeksteam onder leiding van Bo Xia (New York University) woensdag is gepubliceerd in Nature.

De hominoïden (mensen, gorilla’s, chimpansees, orang-oetans en gibbons) onderscheiden zich op veel vlakken van de andere apen (‘monkeys’: Cercopithecidae en Platyrrhini). Bij de mensapen valt het grotere lichaam op, maar ook hun sterkere grijphanden en langere dijbenen, maar vooral springt in het oog het ontbreken van een staart. Want vrijwel alle andere apen hebben een staart (al zijn er uitzonderingen, zoals de mandril en sommige makaken). Omdat álle mensapen staartloos zijn, staat wel vast dat die staart al afwezig was bij het ontstaan van deze taxonomische superfamilie binnen de orde der primaten.

De voorouders van de mensapen splitsten zich zo’n 25 miljoen jaar geleden af van de oudewereldapen (Cercopithecidae, zoals bavianen en makaken), een groep die al vijftien miljoen jaar eerder was afgesplitst van de nieuwewereldapen (Platyrrhini, zoals doodshoofdaapjes, klauwapen en kapucijnapen). De meest recente gezamenlijke voorouder van mens en chimpansee (onze naaste verwant onder de mensapen) leefde ongeveer 6 miljoen jaar geleden.

Staartloze katten

Het team onderzocht 140 genen die bij zoogdieren betrokken zijn bij staartvorming op afwijkingen bij hominoïden die tot staartloosheid zouden hebben kunnen leiden. Uiteindelijk kwamen ze uit bij de invoeging van een ‘Alu’-element in het dna van TBXT-gen bij primaten. Dat gen is bij alle zoogdieren belangrijk voor staartvorming en is bijvoorbeeld bij de beroemde staartloze Manx-katten ook gemuteerd. Een Alu-element is een kort stukje dna dat ervoor zorgt dat bij aflezing van een gen een stukje weggelaten wordt – een belangrijke versneller van de genetische evolutie. Alu-intrusies komen alleen voor bij primaten. Er komen wel 1,5 miljoen Alu-intrusies voor in het menselijk genoom.

Toen de biologen dat alu-element (of direct het ingekorte TBXT-gen) met behulp van de techniek crispr-cas inbrachten in het genoom van laboratoriummuizen, bleek bij hen de staart korter te worden of zelfs te ontbreken. Alleen dit ene element bleek dus al voldoende om de staartvorming te verstoren.

Er bleken wel nadelen verbonden aan het staartverlies. Sommige muizen met het veranderde gen kregen een open rug, spina bifida, een akelige kwaal die ook 1 op de 1.000 mensen treft. En als het gemuteerde gen op beide chromosomen lag (homozygoot), stierven veel muizen al voor de geboorte. Daarom concluderen de genetici dat het verlies van de staart bij onze verre voorouders een belangrijk voordeel moet hebben geboden.

Maar welk direct voordeel is niet helemaal duidelijk. Er is vooral veel studie gedaan naar het nút van een staart. Zoals een staartonderzoeker ooit opmerkte: het vreemde van een staart is dat het absoluut geen vitale structuur is maar wel overal voorkomt bij gewervelde dieren.

Een staart is nu eenmaal een bijzonder handig ding. Bij waterdieren – zoals vissen en krokodillen maar ook otters en bevers – is de staart een belangrijk element in de voortbeweging, net als bij landdieren als kangoeroes. Bij brulapen en slingerapen vormt de staart zelfs een soort vijfde handje waarmee de dieren aan een tak kunnen hangen. Bij andere dieren zoals ratten en muizen speelt de staart een rol in de temperatuurregulatie. Bij katten helpt de staart bij het bewaren van het evenwicht in moeilijke situaties maar heeft de staart ook een communicatieve rol, net als bij honden. Bij runderen jaagt de staart vliegen weg en bij nijlpaarden verspreidt de staart hun poep om het territorium te markeren.

Lopen over dunne takken

Bij primaten is wel duidelijk dat hun vaak lange en lenige staart van pas komt bij het bewaren van het evenwicht als ze lopen over dunne takken. Waarschijnlijk ontstonden mensapen indertijd als zelfstandige primatentak door hun grotere lichaamsomvang, waardoor zij niet langer wankel over de dunne takken konden lopen, maar juist áán de (dikkere) takken gingen hangen en van tak naar tak zwierden, of zelfs grotendeels op de grond leefden. Door hun grotere omvang waren zij minder kwetsbaar voor roofdieren dan kleinere primaten. Het nut van de staart is dan eigenlijk goeddeels verdwenen. Het lijkt dan ook aannemelijk dat de mensapen hun staart verloren nádat ze aan de takken zijn gaan hangen. Een staartloze primaat die óver takken loopt zou te vaak naar beneden kukelen.

In een commentaar in Nature schrijven twee biologen, Emily Casanova en Miriam Konkel, dat er ook een simpele verklaring van de staartloosheid mogelijk is: dat de hominoïden indertijd als aparte groep zijn ontstaan door simpele isolatie van de andere apen door grote geologische bewegingen in Oost-Afrika precies rond 25 miljoen jaar geleden, waarbij onder meer nieuwe rivieren en meren ontstonden. In die kleine oerpopulatie zou dan toevallig de bewuste Alu-mutatie aanwezig zijn geweest, die verder aan alle nakomelingen zou zijn doorgegeven, zonder verder evolutionair nut, maar (kennelijk) ook zonder grote nadelen (‘genetic drift’).

De twee gieten ook koud water op de vaak gehoorde hypothese dat de staartloosheid vroege mensachtigen van pas kan zijn gekomen bij het rechtoplopen. Bij kapucijnaapjes, die ook vaak rechtoplopen als ze met stenen sjouwen, helpt de staart dan juist bij het bewaren van het evenwicht. Ook in de robotica helpt een staart bij het rechtoplopen. „Zelfs voor moderne mensen zou een staart dus best nuttig kunnen zijn geweest.”