t
Veel organismen in het dierenrijk kunnen
bepaalde geurstoffen aanmaken, feromonen genaamd, om hun partner te verleiden.
Maar het is dikwijls nog onduidelijk waarom bepaalde geurstoffen zo
aantrekkelijk worden, en waarom en hoe dat in de evolutie kan ontstaan.
Biologen van de Vrije Universiteit Brussel hebben nu in een nieuwe studie
aangetoond welke veranderingen in het DNA de verleidings- of seksferomonen van
de mannetjes van watersalamanders onweerstaanbaar gemaakt hebben bij de
vrouwtjes in de loop van de evolutie.
Een geur die onweerstaanbaar maakt… het houdt
mensen zodanig bezig dat de parfumindustrie zonder enig probleem een
miljardenbusiness is geworden. Nochtans is het bestaan van seksferomonen,
lichaamseigen geurstoffen die iemand voor een partner onweerstaanbaar, of toch
minstens aantrekkelijker maken, bij mensen nog altijd niet bewezen.
Bij dieren daarentegen is het absoluut zeker
dat er soorten bestaan die over zo’n geheim wapen beschikken, onder meer
watersalamanders.
Watersalamanders hebben een, in onze ogen,
vreemde manier van voortplanten. Er komt geen fysiek contact tussen de partners
aan te pas: de mannetjes deponeren na de balts, een soort dansje, via hun cloaca
een spermatofoor, een zaadpakketje, op een blad of een ander oppervlak. Als de
vrouwtjes dat willen, nemen ze het pakketje op in hun cloaca, zodat de eitjes
bevrucht kunnen worden.
De mannetjes van de salamanders zijn door het
ontbreken van lichamelijk contact dus eerder beperkt in hun
verleidingstechnieken en ze maken dan ook kwistig gebruik van seksferomonen
wanneer ze een vrouwtje aantreffen in een waterpoel tijdens het paarseizoen.
Om het vrouwtje voor zich te winnen, produceren
ze een "verleidingscocktail", een mengeling van wateroplosbare
eiwitten die ze al wapperend met hun staart naar de neus van het vrouwtje
sturen. Het vrouwtje vindt die geuren zo aantrekkelijk dat ze het mannetje
bijna blindelings gaat volgen
Spermatoforen van een molsalamander (Foto: Placeuvm/Wikimedia Commons/CC BY-SA 2.0).
Nieuw feromoon
Onderzoekers van het Amphibian Evolution Lab
van de Vrije Universiteit Brussel hebben nu een nieuw feromoon ontdekt, en
tevens onderzocht hoe dat feromoon ontstaan is.
“We wilden weten hoe een molecule kan ontstaan
die plots een aantrekkingskracht heeft, terwijl de voorouders van die dieren
nog geen gebruik maakten van die molecule”, zegt Margo Maex, die haar doctoraat
gewijd heeft aan dit onderzoek, in een persmededeling.
De onderzoekers ontdekten in 2015 al dat de
voorouders van salamanders waarschijnlijk reeds 300 miljoen jaar geleden
feromonen gebruikten als verleidingsmiddel tijdens de voortplanting.
In een artikel in het toonaangevend vakblad
Current Biology identificeren Maex en haar collega’s nu een extra reeks
eiwitten die bij de voorouders van salamanders nog geen feromonen waren, maar
pas later in de evolutie onderdeel zijn geworden van de verleidingscocktail.
“Aangezien de eiwitmengeling al miljoenen jaren
lang op efficiënte wijze vrouwtjes inpalmt, vonden we het verwonderlijk dat er
bij sommige soorten toch nog extra moleculen werden toegevoegd aan dit recept”,
zei professor Ines Van Bocxlaer, één van de promotoren van het doctoraat.
Evolutie staat
nooit stil
Hoewel de term "evolutie" vaak
geassocieerd wordt met het ontstaan van nieuwe soorten, evolueren genen in het
erfelijk materiaal, het DNA, evenzeer. Door DNA van verschillende salamanders
te vergelijken, ontdekten de wetenschappers dat een specifiek gen met een
functie in interne organen van salamanders, de basis vormde voor de recent
ontdekte feromonen.
Een verdubbeling van dit ene gen, iets wat vrij
vaak voorkomt, gaf evolutie vrij spel: de ene kopie kon haar oorspronkelijke
functie behouden, terwijl de andere kopie veranderingen kon ondergaan en een
nieuwe functie kon aannemen.
Het gekopieerde gen kwam uiteindelijk tot
uitdrukking in de feromoon-producerende klieren van salamandermannetjes,
waardoor het product van het gen, een eiwit, samen met de miljoenen jaren oude
feromooncocktail in de onderwaterwereld werd geloosd. Zo werd een eiwit dat een
bepaalde functie had in interne organen, plots betrokken in een geheel nieuw
proces, namelijk het verleiden van de partner.
De combinatie is
onweerstaanbaar
Maar volgens Maex en haar collega’s maakt niet
om het even welke molecule die samen met de feromoonmengeling uitgescheiden
wordt, een even grote kans om een seksferomoon te worden.
“Het net ontdekte feromoon maakte initieel deel
uit van een groter eiwit, maar enkel het stukje dat bijzonder stabiel en
compact bleek te zijn, heeft het tot feromoon gemaakt. Een salamander-seksferomoon
moet dan ook tegen een stootje kunnen, aangezien het terechtkomt in poelwater,
een cocktail van andere moleculen”, zo zei professor Franky Bossuyt, de
promotor van het doctoraat, in de persmededeling.
Bovendien bleek uit gedragstesten dat de nieuwe
component een meerwaarde leverde aan de oorspronkelijke mengeling. Om dit te
onderzoeken, voerden de wetenschappers gedragstesten uit waarin telkens twee
vrouwtjes werden blootgesteld aan verschillende feromooncomponenten
afzonderlijk. Als de vrouwtjes interesse tonen, kan men besluiten dat de
feromooncomponent functioneel is op zich.
Uit hun gedragstesten bleek dat, ongeacht de
concentratie, de respons van vrouwtjes veel groter was als de net ontdekte
feromonen gecombineerd werden met één van de reeds gekende componenten. De twee
componenten blijken tegengestelde ladingen te dragen waardoor ze elkaar
aantrekken in oplossing. De onderzoekers vermoeden dat de moleculen zich op
deze manier clusteren en als een geconcentreerde, onweerstaanbare geurwolk het
vrouwtje bereiken.
