Vlad Krasen
0 
4083
3
Een betoverende time-lapse van 6 minuten laat zien dat een enkele cel zich schijnbaar eindeloos deelt, totdat wat eens een gele klodder was, een kronkelend, dartelend salamanderkikkervisje is geworden.
"Ik wilde de oorsprong van het leven filmen", zegt Jan van IJken, een in Nederland gevestigde fotograaf en filmmaker die de onlangs verschenen korte film "Becoming" heeft gemaakt.
Maar wat gebeurt er precies in deze film? een ontwikkelingsbioloog gebeld voor meer informatie. [Foto's: bizarre kikkers, hagedissen en salamanders]
Van IJken was slim om voor een amfibische alpinesalamander te kiezen. 'Je kunt recht in het ei kijken,' zei hij. "Ze zijn transparant, en je kunt het hele proces zien." Dus nam hij contact op met een salamanderkweker en pakte een paar dozijn bevruchte eieren op.
Maar er zitten maar een paar uur tussen de bevruchting en de eerste celdeling, dus moest Van IJken naar huis rennen en als een microchirurg elk ei ontvouwen en loslijmen van het blad waar de salamandermoeder het zorgvuldig had geplakt. 'Soms was ik net op tijd', zei Van IJken.
Vervolgens plaatste hij de eieren in met water gevulde petrischaaltjes en nam de komende vier weken duizenden foto's met een camera die aan een microscoop was bevestigd..
In die eerste opname zie je het bevruchte ei (ook wel een embryo genoemd) in het heldere, beschermende vitellinemembraan, zei Lionel Christiaen, universitair hoofddocent biologie aan de New York University, die niet betrokken was bij de film. Dit membraan "helpt het ei vochtig te houden en voorkomt dat ziekteverwekkers binnendringen", vertelde Christiaen .
Dan deelt het embryo zich als een maniak. In plaats van groter te worden, vergroot het embryo zijn aantal cellen met elke deling, allemaal binnen dezelfde hoeveelheid ruimte. Er is een vertraging omdat elke cel het genetische materiaal erin repliceert en zich vervolgens verdeelt, in een proces dat mitose wordt genoemd, zei Christiaen..
Ongeveer op de minuut in de film verschijnt een "gat" in het embryo. Het proces dat het gat creëert, wordt gastrulatie genoemd, wanneer het embryo zichzelf in drie verschillende cellagen organiseert. Het belang van gastrulatie werd vastgelegd door Lewis Wolpert, een gepensioneerde ontwikkelingsbioloog, die beroemd zei: "niet geboorte, huwelijk of overlijden, maar gastrulatie is echt de belangrijkste tijd in je leven."
In het gastrulatiestadium bestaat het embryo uit duizenden cellen, en sommige "weten" al dat zij, of hun nageslacht, hersencellen, darmcellen of iets anders zullen worden. 'Maar veel van deze cellen zitten nog aan de buitenkant van het ei', zei Christiaen. Tijdens gastrulatie verplaatsen cellen zich en organiseren ze zich door naar de buitenste laag of het ectoderm (zenuwstelsel, huidcellen en pigmentcellen) te gaan; het mesoderm (darmen, spieren en rode bloedcellen); of de binnenste laag, of endoderm (longcellen, schildkliercellen en pancreascellen).
Bij ongeveer 1:50 ziet het embryo eruit alsof het een jas aantrekt. Dit proces staat bekend als neurulatie, zei Christiaen, en het gebeurt als de neurale buis oprolt. Na deze stap blijft bijna alles aan de buitenkant van het embryo achter. Dit bestaat grotendeels uit de beschermende huid van het organisme. [In foto's: hoe slangenembryo's een fallus laten groeien]
Na ongeveer 3 minuten in de video kun je zien dat de ledemaatknoppen zich vormen. Al snel kun je het hoofd van de staart onderscheiden. Van IJken stopte met het maken van foto's voor de time-lapse en schakelde over op video zodra het embryo bewoog, merkte hij op.
Kort daarna begint zich een buis te vormen die uiteindelijk het hart wordt, zei Christiaen. En als het hart eenmaal klopt, stroomt er bloed. Je kunt zelfs het bloed door de kieuwen zien stromen, de structuren die het dier helpen met gasuitwisseling zodat het onder water kan ademen.
De zich ontwikkelende salamander trilt naarmate hij ouder wordt, waarschijnlijk omdat zijn groeiende brein leert hoe hij de spieren van het dier moet beheersen, zei Christiaen.
Ten slotte breekt het gele kikkervisje los van het beschermende membraan. Het is onduidelijk hoe het dier weet wanneer het dit moet doen, maar hormonen kunnen een rol spelen, zei Christiaen. "Er is geen bevredigend antwoord" op die vraag, zei hij.
Kijken naar de kikkervisjes die uitkomen "was ongelooflijk", zei van IJken. "Hoe dit interne uurwerk ervoor zorgt dat de hele zaak tot leven komt, het is ongelooflijk. Het is een echt wonder, één cel deelt zich en wordt dan dit dier."
En de cirkel van het leven gaat verder, merkte hij op. Nadat de kikkervisjes waren uitgekomen, gaf Van IJken ze terug aan de fokker en ging aan de slag met het monteren van de film.
Noot van de redactie: Je kunt ook "Becoming" zien op Jan van IJken's Vimeo-pagina.
- Foto's: 's werelds schattigste wilde babydieren
- In Foto's: Lost Salamanders Discovered
- 7 manieren waarop zwangere vrouwen baby's beïnvloeden
Oorspronkelijk gepubliceerd op .