De doorsnee zeester in tekenfilms heeft een lachend gezichtje aan de bovenkant, met ogen en mond precies tussen de vijf armen. Onzin: zo zit een zeester totaal niet in elkaar. Het iconische zeesterretje in de film Finding Nemo is al iets realistischer: ogen en mond zitten aan de platte onderkant, tussen de kleine zuignap-achtige voetjes. Ogen heeft een echte zeester niet, maar een mond wel degelijk: inderdaad aan de onderkant, precies in het midden. Is dat dan ook waar hun hoofd zit?
Zeesterren behoren, net als zee-egels, tot de wonderlijkste dieren op aarde. Om te beginnen: ze zijn veelzijdig symmetrisch. Ze hebben niet één enkel spiegelvlak, zoals wij (in de lengterichting, onder meer door neuspunt en navel), maar vijf: een door elke arm. Ze hebben ook niet een aparte in- en uitgang, zoals veruit de meeste dieren, maar een mond-en-anus ineen. En ze kunnen een verloren arm laten terug groeien. Sterker nog, er zijn soorten die uit een verloren arm een hele zeester kunnen laten groeien.
Een andere eigenaardigheid is dat zeesterren hun leven beginnen als tweezijdig symmetrische larve, met een duidelijk onderscheid tussen kop, lijf en staart. Na een paar dagen tot weken vindt een totale metamorfose plaats, waarbij groepen cellen migreren en zich specialiseren. Zo ontstaat het vijfarmige volwassen lichaamsbouwplan. Migreert daarbij het hoofd naar het midden..?
De biologie definieert een ‘hoofd’ als de regio waarbinnen de voornaamste coördinatie van de zenuwen plaatsvindt, en waar zich ook veel zintuigen bevinden. Bij gewervelde dieren en insecten is duidelijk waar het hoofd zit, en zelfs bij regenwormen: die hebben weliswaar geen hersenen, maar wel een centrale zenuwknoop aan één uiteinde. Octopussen zijn een raar buitenbeentje: die hebben ‘hersenen’ in hun hoofd maar daarnaast ook een centrale zenuwknoop in elk van de acht armen. Negen breinen, dus. De armen kunnen zelfstandig denken – nu ja, reageren op prikkels.
Vreemde levensvormen
Bij zeesterren is iets anders aan de hand, ontdekten onderzoekers van de Amerikaanse Stanford University deze maand. Zeesterren blijken nóg weer een ander lichaamsbouwplan te hebben, dat tot nu toe onbekend was. De studie was mede gefinancierd door ruimtevaartorganisatie NASA, altijd nieuwsgierig naar vreemde levensvormen.
De Amerikanen onderzochten de mate waarin bepaalde groepen van genen in zeesterren zijn aan- en uitgeschakeld: in piepjonge larven, tijdens de metamorfose, en bij volwassen exemplaren. Het ging om zogeheten geconserveerde genen: genen die al bij heel vroege dierlijke voorouders aanwezig waren, en bewaard zijn gebleven in de stamboom van het leven. Het zijn dus genen die je bij vrijwel alle dierlijke levensvormen aantreft, van amoebe tot regenworm tot olifant, en die heel basale processen aansturen, van het vrijmaken van energie uit eten tot de specialisatie van lichaamsdelen.
Zo staat het tweezijdig symmetrische bouwplan, met een duidelijk te onderscheiden kop, lijf en staart, onder invloed van zogeheten hox-genen. Die zijn ook in de volwassen zeester nog aanwezig: zijn genen veranderen immers niet tijdens zijn ontwikkeling, alleen het patroon van aan- en uitschakeling. En wat bleek nu? De hox-genen die coderen voor de functie ‘hoofdregio’ zijn bij de zeester precies in het midden aangeschakeld, maar ook langs de gehele centrale as van alle vijf de armen. Een ‘staartregio’ zit in de gehele periferie van de zeester: aan de buitenkant van schijf en armen. En de ‘lijfregio’? Die ontbreekt geheel. Zeesterren zijn enkel kop en staart.
