Afbeelding van twee olifanten, waarvan de grootste geen slagtanden heeft.

Een 15 jaar durende burgeroorlog in Mozambique veroorzaakte een uitbarsting van stroperij waarbij uiteindelijk 90 procent van de olifantenpopulatie van een nationaal park omkwam. Daarna werden slagtandloze olifanten in het park gezien. Dat is verrassend, aangezien slagtanden een belangrijke rol spelen bij het foerageren en verdedigen van olifanten tegen roofdieren. Nu hebben onderzoekers onthuld dat de afwezigheid van slagtanden het resultaat was van genetische veranderingen en hebben ze zelfs de genen geïdentificeerd die er waarschijnlijk achter zaten.

Tijdens de Mozambikaanse burgeroorlog daalde de olifantenpopulatie in het Gorongosa National Park van 2.542 naar slechts 242. Maar de resterende populatie bevatte een aanzienlijk aantal olifanten zonder slagtanden. Modellen van de populatie suggereren dat de dieren zonder slagtanden ongeveer vijf keer meer kans hadden om te overleven dan hun soortgenoten met slagtanden.

Opvallend was dat slagloosheid uitsluitend bij vrouwen werd gezien. Dat is een ongebruikelijk patroon. Mannen hebben slechts één kopie van het X-chromosoom, terwijl vrouwen er twee hebben. Dus elke recessieve mutatie – een mutatie die geen effect heeft als een normale kopie van het gen aanwezig is – wordt eerder gezien bij mannen, omdat ze maar één kopie zouden hebben en dus geen normale kopie kunnen hebben. Een dominante mutatie, waarbij effecten worden waargenomen, zelfs als er een normale kopie van het gen in de buurt is, zou het optreden van het fenomeen bij vrouwen verklaren. Maar dan zouden we het ook bij mannen verwachten.

De oplossing voor deze verwarring is een complex overervingspatroon, een mutatie die op een dominante manier een zichtbare verandering veroorzaakt en ook op een recessieve manier letaliteit veroorzaakt. Dus dominante slagtandloosheid verklaart waarom we vrouwtjes zonder slagtanden zien. Maar de recessieve dodelijkheid betekent dat alle mannetjes die zich zonder slagtanden zouden kunnen ontwikkelen, in plaats daarvan sterven. (Omdat er geen mannen zijn met de mutatie, is het voor een vrouw onmogelijk om twee exemplaren van een mutant X-chromosoom te krijgen, aangezien één X-chromosoom altijd van hun vader komt.)

Als je Mendel raadpleegt, is het mogelijk om te voorspellen wat je bij nakomelingen zou zien als je naar dit soort vererving zou kijken. Voor een moeder zonder slagtanden zou de helft van haar mannelijke nakomelingen de mutatie erven en sterven. Dat betekent dat mannen moeten worden geboren met de helft van het aantal vrouwen. Van de vrouwelijke nakomelingen zou de helft de mutatie moeten erven en geen slagtanden hebben. Het nieuwe onderzoek bevestigt dat dit precies het overervingspatroon is dat wordt gezien bij de olifanten van het Gorongosa National Park.

De bevestiging dat dit patroon zich als een genetische verandering gedroeg, suggereerde dat de slagtandloze olifanten een evolutionaire reactie waren op stroperij. Dus de onderzoekers verkregen genoomsequenties van olifanten met slagtanden en slagtanden en scanden het X-chromosoom op regio’s die grote verschillen vertoonden tussen de twee soorten olifanten. Dit leidde de onderzoekers naar een regio die een gen bevat dat amelogenine wordt genoemd en dat betrokken is bij de vorming van het glazuur op tanden bij andere zoogdiersoorten.

Bij mensen veroorzaakt de deletie van dit gebied van het genoom ook problemen met tandvorming en dodelijkheid bij mannen. De letaliteit is eigenlijk gekoppeld aan het gen naast het gen dat nodig is voor tandvorming. Dus de twee verschillende effecten – slagtandvorming en letaliteit – zouden eigenlijk kunnen worden gescheiden, maar worden vaak beide beïnvloed door een enkele deletie.

Vreemd genoeg kwam er een tweede deel van het X-chromosoom door deze analyse, maar het bevat alleen de overblijfselen van een gen dat in een ver verleden door mutaties is geïnactiveerd. De reden voor die bevinding is onduidelijk.

Ten slotte scanden de onderzoekers ook de rest van het genoom op vergelijkbare regio’s en ontdekten ze een gen dat een gen bevat dat betrokken is bij de vorming van dentine, een deel van de structuur van tanden. Gezien het overervingspatroon gekoppeld aan het X-chromosoom, is het niet duidelijk hoe belangrijk dit gen is voor de afwezigheid van slagtanden. Het is mogelijk dat het het effect van de mutatie op de X mogelijk maakt of versterkt, maar we weten het niet zeker.

De populatie zal de moeite waard zijn om te volgen als ze met uitsterven terugkaatst van haar borstel. Zoals hierboven opgemerkt, gebruiken olifanten hun slagtanden om te foerageren en te verdedigen, dus er kan een volledige omkering zijn van de evolutionaire selectie die de slagtanden in de eerste plaats heeft geëlimineerd, terwijl de omstandigheden nu gunstig zijn voor de slagtanden. Het hebben van minder olifanten met slagtanden (en minder olifanten in het algemeen) kan aanzienlijke ecologische veranderingen in het park veroorzaken, aangezien men denkt dat het vermogen van de dieren om hun slagtanden te gebruiken om bomen te beschadigen gedeeltelijk verantwoordelijk is voor de met gras begroeide savanne die ze bewonen.

Wetenschap2021. DOI: 10.1126/science.abe7389 (Over DOI’s).

By Admin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *