Dé website voor de Nederlandse groententeelt



Mededelingen

Vacaturesmeer »



Tweetende tuinders

Laatste reactiesmeer »

Top-5 gisteren

Top-5 afgelopen week

Top-5 afgelopen maand

Weer & verkeer

Weersverwachting
Nederland
Meer weer in Nederland




Kikkers helpen mysterie achter kruisen van soorten ontrafelen

Waarom leiden in de biologie sommige kruisingen wel tot nakomelingen en andere niet? Het is bekend dat dit te maken heeft met welke soort de vader en welke soort de moeder is. Nieuw onderzoek met twee soorten kikkers laat zien welke invloed dit heeft: de ene kruising tussen de kikkers is levensvatbaar, maar bij de omgekeerde kruising sterven de nakomelingen al in een vroeg stadium van de ontwikkeling. Radboud-wetenschappers publiceren, samen met Amerikaanse en Japanse collega's, op 10 januari hun bevindingen in Nature.

Om het kikker-verhaal uit te leggen, kun je het beste beginnen bij een bekender voorbeeld: dat van de muilezel. Een muilezel is een nakomeling van een ezelsmerrie en een paardenhengst. Andersom is het  jong van een paardenmerrie en een ezelshengst een ander dier: een muildier. Welke soort de vader en de moeder is, maakt dus verschil.

Zowel muilezels als muildieren zijn onvruchtbaar, omdat paarden en ezels verschillen in het aantal chromosomen, de eiwitstructuren waarop het genetische materiaal zich bevindt.

Wel of niet levensvatbaar
Bij gisten, planten, vissen en amfibieŽn is (in tegenstelling tot zoogdieren) een 'vruchtbare' soortenkruising wel mogelijk. Hoogleraar Moleculaire Ontwikkelingsbiologie Gert Jan Veenstra: 'Bij bijvoorbeeld kikkers kan er een chromosoomverdubbeling optreden, waarbij dus de gehele set chromosomen van de vader ťn de moeder worden doorgegeven aan de volgende generatie.'

Maar er is nog een probleem: sommige kruisingen leveren geen levensvatbare embryo's op, terwijl de omgekeerde kruising dat wel doet. De embryo's zijn dan genetisch identiek, maar er is een belangrijk verschil in levensvatbaarheid, afhankelijk van welke soort de vader is en welke soort de moeder. Veenstra: 'Hoewel belangrijk voor evolutie, de mechanismen van levensvatbare en niet-levensvatbare kruisingen bleven tot op heden onduidelijk.'

Kruising van Afrikaanse en Westerse klauwpad
De wetenschappers lieten dit fenomeen eerder zien in onderzoek met twee verwante soorten kikkers: Xenopus tropicalis en Xenopus laevis (deze worden ook wel de Westerse en Afrikaanse klauwpad genoemd). Wanneer een Afrikaans klauwpadvrouwtje gekruist wordt met een Westers klauwpadmannetje zijn de embryo's levensvatbaar. Maar andersom, bij de kruising van een Afrikaans klauwpadmannetje met een Westerse klauwpadvrouwtje sterven de embryo's al in een vroeg stadium. Waarom deze embryo's sterven was nog niet bekend.


Fig. 1 De Xenopus laevis (Afrikaanse klauwpad) (midden) en Xenopus tropicalis (Westerse klauwpad) Credit: Atsushi SuzukiAsymmetric results crossbreeding Xenopus laevis and Xenopus tropicalis


Fig. 2 Asymmetrische resultaten van kruising tussen Xenopus laevis, de Afrikaanse klauwpad, en Xenopus tropicalis, de Westerse klauwpad. Alleen de kruising links is levensvatbaar, de kruising rechts leidt tot embryonale sterfte.
Niet levensvatbaar door verkeerde opdeling vaderlijke chromosomen

De onderzoekers publiceren nu wat er misgaat bij deze kruising: de moleculaire machinerie van de Westerse klauwpadmoeder kan niet overweg met de chromosomen van de vader, een Afrikaanse klauwpad. Twee specifieke stukken op de vaderlijke chromosomen  gaan niet samen met de cel van de moedersoort en worden tijdens celdeling niet goed opgedeeld. Deze cellen missen dus een groot aantal belangrijke genen, met name genen voor stofwisseling, waardoor ze snel sterven.

Er is dus een heel sterke asymmetrie als het gaat om wat er gebeurt afhankelijk van welke soort de vader en welke de moeder is. 'Deze vindingen zijn van belang omdat dit soort kruisingen ook in de natuur voorkomen en in sommige gevallen tot nieuwe soorten leiden. Bij nieuwe soortvorming lijkt er een overgangsperiode te zijn: Zeer verwante soorten kunnen levensvatbare nakomelingen produceren, maar als de chromosomen minder op elkaar gaan lijken, krijg je asymmetrische resultaten van de kruising. Als soorten nog verder uit elkaar groeien, dan kunnen ze niet meer samen nageslacht vormen. We laten hier zien door welk cellulair mechanisme sommige kruisingen niet mogelijk zijn', verklaart Gert Jan Veenstra.

Levensvatbare kruising openbaart moleculair mechanisme
De levensvatbare kruising tussen een Westers klauwpadmannetje en een Afrikaans klauwpadvrouwtje openbaarde ook een moleculair mechanisme: parasitaire DNA-elementen (transposons) worden specifiek in ťťn van beide genomen geactiveerd. Veenstra: 'Dit komt omdat de afweer van de moeder tegen transposons niet ingesteld is op de transposons van de vader en ze daarom nog niet onderdrukt. Als gevolg hiervan kunnen parasitaire DNA-elementen een nieuwe rol vervullen die ze daarvoor niet hadden: ze kunnen optreden als regulatoir DNA dat de activiteit van genen beÔnvloedt. Dit kan een grote invloed hebben op soortvorming en de eigenschappen van de nieuwe soort.'

Bron: Radboud Universiteit

Publicatiedatum: 12-1-2018

 



 

Plaats een reactie:

Naam: *
Woonplaats: *
Email: *
  E-mail weergeven
Bericht: *
Voer de code in
*

 

 

Ander nieuws uit deze sector: