De kleine zoetwatervis Poecilia formosa leeft in rivieren en beken in Mexico en het zuiden van Texas in de Verenigde Staten. Op het eerste gezicht lijkt er niets bijzonders aan dit dier. Maar schijn bedriegt: elke vis van deze soort is een vrouwtje en plant zich voort zonder mannetje van haar eigen soort. In plaats daarvan maakt ze simpelweg een genetische kopie van zichzelf.
Dat maakt de vis tot een evolutionair raadsel. Volgens de evolutietheorie is geslachtelijke voortplanting immers cruciaal om genetische variatie te behouden. Zonder die variatie zouden schadelijke mutaties zich ophopen en zou een soort uiteindelijk uitsterven. Toch bestaan deze vissen al tienduizenden jaren. Hoe kan dat?
Nieuwe studie werpt ander licht op een evolutionaire paradox
Volgens een nieuwe studie, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Nature, lijkt Poecilia formosa een slimme oplossing te hebben gevonden om de nadelen van ongeslachtelijke voortplanting te omzeilen.
De vissen paren namelijk wel met mannetjes van andere vissoorten. Dat klinkt als normale voortplanting, maar er zit een bijzondere twist aan: het DNA van die mannetjes wordt niet doorgegeven aan de nakomelingen. De paring dient alleen als een soort biologische trigger om het kloningsproces te starten.
Onder gewervelde dieren komt ongeslachtelijke voortplanting zelden voor. En een soort die uitsluitend op deze manier voortplant, is nog uitzonderlijker.
Waarom klonende soorten eigenlijk zouden moeten uitsterven
Biologen vragen zich al decennialang af hoe zulke soorten kunnen blijven bestaan. Bij klonende organismen worden genetische fouten immers direct doorgegeven aan alle nakomelingen. Zonder genetische vermenging kunnen die mutaties zich blijven opstapelen.
Wil je niets missen van onze verhalen? Volg National Geographic op Google Discover en zie onze verhalen vaker terug in je Google-feed!
‘Volgens onze modellen zouden deze vissen na ongeveer 10.000 jaar moeten uitsterven,’ zegt Edward Ricemeyer, bioloog aan de Ludwig Maximilians-Universiteit van München en medeauteur van de studie. ‘Het feit dat ze al veel langer bestaan, maakt deze soort zo’n fascinerende paradox.’
Wetenschappers vermoeden al langer dat aseksuele soorten manieren moeten hebben ontwikkeld om schadelijke mutaties te verwijderen. Tot nu toe was daar echter weinig direct bewijs voor.
Een manier om het DNA te repareren
Om het raadsel te onderzoeken analyseerden Ricemeyer en zijn collega’s het genoom van Poecilia formosa. Daaruit bleek dat de vissen inderdaad een mechanisme hebben om hun DNA voortdurend op te schonen.
Schadelijke mutaties ontstaan bij deze vis ongeveer even vaak als bij verwante soorten die zich seksueel voortplanten. Het verschil is dat Poecilia formosa een genetisch proces gebruikt om zulke fouten te herstellen of te verwijderen. Dat proces heet genconversie.
Genconversie, een genetische reparatiedienst
Bij genconversie wordt een beschadigd stuk DNA vervangen door een kopie van hetzelfde stuk van een ander chromosoom. Zo kunnen fouten in het genetisch materiaal worden gecorrigeerd.
Leestip: Moeten we de mammoet weer tot leven wekken? Wetenschappers twijfelen aan dit ambitieuze plan
Ook bij zoogdieren, waaronder mensen, komt genconversie voor. Daar helpt het vooral bij het herstellen van DNA-schade. Bij Poecilia formosa lijkt het echter nog een extra functie te hebben: het zorgt voor nieuwe genetische variatie, vergelijkbaar met wat bij andere soorten ontstaat wanneer genen van twee ouders worden gecombineerd.
Die variatie geeft natuurlijke selectie weer ruimte om schadelijke mutaties te verwijderen. Volgens Ricemeyer is dit een belangrijke ontdekking. ‘Wetenschappers vermoedden al dat aseksuele soorten zo’n mechanisme zouden kunnen hebben, maar dit is de eerste keer dat het daadwerkelijk is aangetoond.’
Nog veel vragen over klonende soorten
Volgens Micah Dunthorn, microbioloog aan de Universiteit van Oslo (Noorwegen) die niet bij het onderzoek betrokken was, kan deze ontdekking gevolgen hebben voor ons begrip van evolutie. ‘Wat hier bij Poecilia formosa gebeurt, zou ook bij andere aseksuele soorten kunnen plaatsvinden,’ zegt hij. ‘We hebben het alleen nog niet systematisch onderzocht.’
Leestip: Keert na de wolf ook de bruine beer terug naar Nederland?
Dunthorn pleit daarom voor vergelijkbare genetische studies bij andere dieren, planten en schimmels die zich zonder seks voortplanten. Hoewel duizenden soorten bekend zijn die zich door klonen voortplanten, is slechts een handvol daarvan genetisch diepgaand onderzocht. Het is goed mogelijk dat de natuur meerdere strategieën heeft ontwikkeld om de nadelen van aseksualiteit te compenseren.
Volgens Ricemeyer kan verder onderzoek laten zien hoe wijdverspreid deze oplossingen zijn. ‘De natuur is vaak inventiever dan wij denken. Maar om dat te begrijpen, moeten we de tijd nemen om deze soorten echt goed te bestuderen.’
Meer ontdekken? Krijg onbeperkt toegang tot National Geographic Premium en steun onze missie. Word vandaag nog lid!
