Alai

Net zoals de supermodellen van de modewereld niet de gemiddelde Homo sapiens vertegenwoordigen, vertegenwoordigen sommige “supermodelorganismen” niet hun naaste verwanten of zelfs niet hun eigen soort. Bovendien hebben sommige van deze supermodelorganismen nooit in het wild geleefd. De verbouwing van het wilde gras teosinte tot maïs zo’n 7-10.000 jaar geleden is wellicht het eerste voorbeeld van biotechnologische innovatie door de mens. De domesticatie van de gist S. cerevisiae voor het brouwen en bakken gebeurde rond dezelfde periode. Ook huismuizen en de nematode C. elegans delen een lange evolutionaire geschiedenis met de mens en werden menselijke commensalen toen onze huizen en boomgaarden hun habitat werden, maar zij danken hun bestaan niet aan de mens. De relatie van andere modelorganismen met de mens is recenter. Zo verspreiden mensen het mariene modelorganisme Ciona intestinalis – een organisme dat van toenemend belang is voor evolutiebiologen omdat het een sleutelpositie inneemt in de evolutie van chordaten – via schepen over de wereldzeeën.

In veel gevallen verschillen modelorganismen van hun meest nabije niet-model verwanten doordat zij bepaalde eigenschappen bezitten die hun domesticatie en aanpassing aan de laboratoriumomgeving hebben vergemakkelijkt, en in de loop van de tijd heeft dit proces de verschillen tussen modelorganismen en hun wilde verwanten geaccentueerd. Sommige modelorganismen, zoals C. intestinalis, zijn echter (nog) niet aangepast om zich in het laboratorium voort te planten. Hoewel dit bepaalde uitdagingen met zich meebrengt (gegevens afkomstig van ter plaatse verzamelde specimens kunnen bijvoorbeeld aanzienlijk verschillen van die welke in communautaire databanken zijn opgeslagen), biedt het ook mogelijkheden om belangrijke evolutionaire processen, zoals aanpassing en variatie, te bestuderen.

Zoals in deze artikelen wordt benadrukt, hebben veel modelorganismen een boom-and-bust-levensstijl: C. elegans en D. melanogaster, bijvoorbeeld, koloniseren beide rottende voedselbronnen in het wild, en planten zich snel voort als er voedsel beschikbaar is. Als gevolg daarvan hebben zij snelle levenscycli zolang er voedsel in overvloed is, waardoor de generatietijd kort is, hetgeen een ideale eigenschap is voor het bestuderen van erfelijke eigenschappen en voor het genereren van experimentele populaties. In het wild is A. thaliana zeer succesvol in het zich snel voortplanten in arme habitats wanneer de milieuomstandigheden goed zijn. De daaruit voortvloeiende korte generatietijd, gecombineerd met haar vermogen tot zelfbevruchting en haar kleine gecondenseerde genoom, maken haar tot een ideale plant voor onderzoeksdoeleinden.

Maar het selecteren op deze zeer bevoorrechte, snelcyclische eigenschappen heeft gevolgen. Het betekent dat sommige van onze favoriete modellen ‘ecologische ontsnappingskunstenaars’ zijn, die de selectiedruk van roofdieren, het milieu en concurrenten eerder ontwijken dan onder ogen zien – druk waaraan langlevende, trager groeiende soorten het hoofd moeten bieden door zich aan te passen. Helaas heeft het vermogen van sommige modelorganismen om aan de selectiedruk te ontsnappen, de eigenschappen die in deze systemen kunnen worden bestudeerd, ernstig beperkt, hetgeen betekent dat ecologen en evolutiebiologen vaak niet in staat zijn de eigenschappen te bestuderen waarin zij het meest geïnteresseerd zijn. Arabidopsis bijvoorbeeld heeft een wonderbaarlijk eenvoudig wortelstelsel, dat ideaal is om ontwikkelingsprocessen in beeld te brengen, maar het ontbeert de structurele complexiteit die waarschijnlijk belangrijk is voor planten met een niet-ruderale levenswijze. Bovendien heeft Arabidopsis geen associaties met mycorrhizaschimmels, een symbiotische associatie die voor de meeste landplanten van groot belang is, en ook voor de landbouw van groot belang is. En als succesvolle zelfbevruchter zijn zijn bloemen ook van weinig belang voor bestuivers en, bijgevolg, voor de biologen die ze onderzoeken.