Een reconstructie van parende mosselkreeftjes.
YANG Dinghua

Oudste sperma ter wereld na 100 miljoen jaar ontdekt in vrouwelijk mosselkreeftje

Een internationaal team van paleontologen heeft de oudste spermatozoïden ter wereld ontdekt in 100 miljoen jaar oud amber. Het sperma behoort toe aan Ostracoda of mosselkreeftjes, piepkleine kreeftachtigen. Het gaat om zogenoemd reuzensperma en de vondst toont aan dat het toch wel opmerkelijke voortplantingssysteem van de vlokreeftjes al 100 miljoen jaar onveranderd is gebleven.  

De nieuwe vondst verdubbelt de ouderdom van het oudste fossiele sperma ooit ontdekt, de vorige recordhouder was zo'n 50 miljoen jaar oud, zei doctor Wang He van het Nanjing Institute of Geology and Palaeontology of the Chinese Academy of Sciences (NIGPAS), de leider van het onderzoeksteam. 

Het sperma werd gevonden in een mosselkreeftje in een stuk amber uit Myanmar. Amber of barnsteen is fossiel, hard geworden hars van prehistorische naaldbomen. 

In het stuk amber in kwestie, dat 100 miljoen jaar oud is en dus dateert uit het midden van de Krijtperiode, werden in totaal 39 mosselkreeftjes gevonden, mannetjes, vrouwtjes en jonge exemplaren. Waarschijnlijk leefden die in de kustwateren van het huidige Myanmar toen ze gevangen zijn geraakt in het hars.

31 van de mosselkreeftjes behoren tot een nieuw geslacht en zijn een nieuwe soort, die de naam Myanmarcypris hui kreeg, naar de Chinese verzamelaar die de amber in zijn bezit had, Cheng Hu. De 8 andere behoren tot twee gekende soorten. 

Mosselkreeftjes (Ostracoda) zijn kreeftachtigen die doorgaans tussen 0,1 en 2 millimeter groot zijn, enkele 'reuzensoorten' uit de zeeën halen meer dan 30 mm. Ze behoren tot de meest talrijke kreeftachtigen en momenteel leven er minstens 13.000 soorten op aarde. Ze komen vooral voor in de oceanen en zeeën, maar een aantal soorten leven ook in zoetwater en zelfs in vochtige grond in tropische regenwouden. 

Daarnaast zijn er ook meer dan 65.000 fossiele soorten bekend en mosselkreeftjes zijn daarmee de meest voorkomende fossiele geleedpotigen. Door hun wijdverbreide voorkomen, kleine afmetingen en goede fossiliseerbaarheid spelen ze een grote rol bij reconstructies van het vroegere milieu en in de evolutionaire biologie. 

Een deel van de in het amber gevonden mosselkreeftjes. De witte afbeeldingen geven een -of in een geval twee- van hun twee verkalkte schilden weer, de gekleurde afbeeldingen geven de zachte weefsels weer en werden bekomen door röntgen-micro-computertomografie (CT).
NIGPAS

Reuzenspermatozoïden

Zoals gezegd fossiliseren mosselkreeftjes makkelijk, maar het gaat dan bijna uitsluitend om hun verkalkte schilden. Zacht weefsel dat erg waardevolle informatie kan geven over hun evolutie, wordt bijna nooit teruggevonden. 

Hier was dat echter wel het geval en de onderzoekers waren in staat om met röntgen-micro-computertomografie driedimensionele hogeresolutiebeelden te verkrijgen van de bewaarde zachte organen, ook van de voortplantingsorganen en van reuzenspermatozoïden.

Mosselkreeftjes hebben namelijk een opmerkelijk voortplantingssysteem: de mannetjes hebben twee hemipenes -het meervoud van hemipenis, halve penis- en de vrouwtjes hebben twee gepaarde vagina's. 

En de mosselkreeftjes hebben bovendien zogenoemd reuzensperma, dat in dit geval zowat een derde van de lengte van het mannetje haalde. Mosselkreeftjes zijn daarmee, samen met de fruitvliegjes, buitenbeentjes in de natuur. De meeste mannetjes in de dierenwereld produceren immers minuscule spermatozoïden in gigantische hoeveelheden, tientallen miljoenen. 

Mosselkreeftjes en fruitvliegjes gaan daarentegen voor kwaliteit boven kwantiteit en produceren weinig maar erg grote spermatozoïden. Bij fruitvliegen kunnen de spermatozoïden, die meestal opgerold zijn, wel bijna 6 centimeter lang zijn als ze ontrold worden, 20 keer de lichaamslengte van het vliegje. Bij mosselkreeftjes kan het sperma 4,6 keer de lichaamslengte halen.

"Dat komt neer op ongeveer 7,3 meter voor een mens van 1,7 meter, dus het vraagt een enorme hoeveelheid energie om die te produceren", zei mede-auteur van de studie Renate Matzke-Karasz, paleontoloog aan de Ludwig-Maximilians-Universität in München. 

Het enorme sperma vraagt ook speciale voortplantingsorganen zoals de Zenkerorganen bij de mannetjes -spermapompen die het reuzensperma bij het vrouwtje inbrengen- en lange spermakanalen en een grote 'sperma-ontvanger' bij de vrouwtjes.

Het is in het lichaam van een van de vrouwtjes dat het reuzensperma nu is gevonden, wat erop wijst dat zij bevrucht moet zijn enkele ogenblikken voor de mosselkreeftjes vast kwamen te zitten in het hars.    

Verschillende organen zoals die gevonden zijn bij de mosselkreeftjes in de amber (links) en moderne tegenhangers (rechts).Het opgerolde reuzensperma zijn de twee foto's rechts midden en meer in detail, rechts onderaan, links onderaan zijn de twee hemipenes te zien.
NIGPAS

Evolutionaire stilstand

Al die voortplantingsorganen zijn teruggevonden bij de mosselkreeftjes in de amber, naast ook een speciaal grijporgaan waarmee het mannetje het vrouwtje vasthoudt tijdens de paring, en eitjes bij de vrouwtjes. 

Ze zijn perfect vergelijkbaar met de organen van moderne mosselkreeftjes, wat aantoont dat hun voortplantingssysteem met zijn aanzienlijke morfologische aanpassingen, minstens 100 miljoen jaar lang onveranderd is gebleven, een opmerkelijk voorbeeld van evolutionaire stilstand. 

Die ontdekking toont aan dat "voortplanting met reuzenspermatozoïden geen extravagantie is van de evolutie die op weg is naar uitsterving, maar een aanzienlijk voordeel op lange termijn voor het overleven van een soort", zo zei doctor Matzke-Karasz. 

De studie van het team met Chinese, Duitse en Britse onderzoekers is eerder deze maand gepubliceerd in Proceedings of the Royal Society B. Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van het NIGPAS en een telex van het persbureau AFP. 

Meest gelezen