29 januari 2010
Kikkers met identiek gif bewijzen de kracht van natuurlijke selectie
Onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel hebben samen met collega’s van de K.U. Leuven en de Universiteit van Melbourne een uniek voorbeeld van convergente evolutie op moleculair niveau ontdekt, dat de cover haalde van het wetenschappelijk vakblad Current Biology. Ze vonden twee verschillende kikkersoorten onafhankelijk van elkaar exact hetzelfde gif hebben ontwikkeld: caeruleine.
Meer dan 150 jaar geleden verbaasde Charles Darwin zich al over het feit dat niet-verwante dieren soms zeer gelijkaardige lichaamsdelen bezitten (bijvoorbeeld vleugels bij vleermuizen en vogels), een verschijnsel dat ‘convergente evolutie’ heet. Dit verschijnsel wordt ‘convergente evolutie’ genoemd en wordt vandaag steeds beschouwd als een van de sterkste aanwijzingen van natuurlijke selectie, omdat het meestal wordt waargenomen bij soorten die in gelijkaardige omstandigheden leven. Hoewel sommige structuren oppervlakkig sterk op elkaar kunnen lijken, zullen er door historische toevalligheden steeds verschillen blijven bestaan in vorm of werking. Dit geldt ook voor biologische moleculen zoals DNA en eiwitten, en het onafhankelijk ontstaan van eenzelfde eiwit in verschillende diersoorten lijkt dan ook zeer onwaarschijnlijk.
Onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel (VUB) hebben nu echter een uniek voorbeeld van convergente evolutie op moleculair niveau ontdekt, dat de cover haalde van het wetenschappelijk vakblad Current Biology. In samenwerking met collega’s van de K.U. Leuven en de Universiteit van Melbourne ontdekten dr. Kim Roelants en prof. dr. Franky Bossuyt dat twee verschillende kikkersoorten onafhankelijk van elkaar exact hetzelfde gif hebben ontwikkeld. Het gif, caeruleine genaamd, is een klein eiwit dat door de kikkers via hun huidklieren wordt uitgescheiden als verdediging tegen roofdieren. Dit gif kan naast misselijkheid, diarree en paniekaanvallen ook een pijnlijke ontsteking van de alvleesklier veroorzaken. Eigenlijk bootst het een overdosis van twee verteringshormonen na die bijna alle gewervelde dieren, van vissen tot zoogdieren, zelf aanmaken. Zo vormt het een aangepast verdediginsgswapen tegen een grote diversiteit aan roofdieren. Net als alle eiwitten wordt caeruleine aangemaakt door een gen. Het nieuwe onderzoek toont aan dat de genen die caeruleine aanmaken in de twee kikkersoorten apart ontstaan zijn. Dit gebeurde door DNA-mutaties in twee verschillende hormoongenen, die op hun beurt ontstonden in een voorouder van alle gewervelde dieren, ongeveer een half miljard jaar geleden. Het resultaat van dit onderzoek is een opmerkelijk staaltje van convergente evolutie, dat de grenzen verlegt van onze kennis van waartoe natuurlijke selectie in staat is.
Referentie
Roelants et al. (2010). Identical Skin Toxins by Convergent Molecular Adaptation in Frogs. Current Biology 20, 125–130.
Meer informatie en gratis beeldmateriaal
Dr. Kim Roelants
Tel: 02-629 34 10
kroelant@vub.ac.be