Wetenschappers hebben het genoom van de giraf in kaart gebracht en een handvol genen ontdekt die het opmerkelijke dier aan zijn opmerkelijke postuur helpen.

Wetenschappers brachten allereerst het genoom van de giraf en het genoom van een familielid van de giraf – de okapi – in kaart. “Het genoom van okapi’s lijkt heel sterk op dat van giraffen, omdat okapi’s en giraffen zich slechts 11 tot 12 miljoen jaar geleden van een gezamenlijke voorouder afscheidden,” vertelt onderzoeker Douglas Cavener. Ondanks die nauwe evolutionaire verbondenheid ziet de okapi er heel anders uit dan de giraf: de okapi lijkt meer op een zebra en mist de kenmerkende lange nek die de giraf wel heeft. Daarmee is het genoom van de okapi wel heel geschikt om te vergelijken met dat van de giraf en zo de genetische veranderingen die de giraf aan zijn opmerkelijke postuur hielpen, te achterhalen.

Tientallen genen
Tijdens hun studie stuitten de onderzoekers op 70 genen die bij de giraf duidelijk anders waren dan bij de okapi. Iets meer dan de helft van die genen hebben invloed op de vorm van het skelet, het hart en de vaten en het zenuwstelsel. Precies de typen genen die naar verwachting van invloed zijn op de ontwikkeling van het bijzondere postuur van de giraf. Een opmerkelijke ontdekking is dat sommige van de genen zowel de ontwikkeling van hart en vaten als de ontwikkeling van het skelet van giraffen regelen. Het suggereert voorzichtig dat slechts een klein aantal genen een verandering hoefde te ondergaan om de giraf aan zijn bijzondere postuur en het bijpassende hart- en vatenstelsel te helpen.

De giraf

Giraffen zijn bijzonder. Ze hebben een bijzonder lange nek en kunnen wel zes meter hoog worden. Dat bijzondere postuur vereist tevens een bijzonder hart en vaatstelsel. Zo moet het hart van de giraf bloed twee meter omhoog pompen om het hoofd te kunnen bereiken. Dat wordt mede mogelijk gemaakt door een ongebruikelijk grote linker hartkamer en een bloeddruk die twee keer zo hoog is als die van andere zoogdieren. En dat is nog niet alles: de giraf is ook nog eens een snelle jongen en kan tijdens het trekken van een sprintje een snelheid van 60 kilometer per uur bereiken.

Lange nek
De onderzoekers vonden in het genoom van de giraf ook aanwijzingen over de evolutie van de lange nek en poten van het dier. Hoewel de nek en poten van de giraf opmerkelijk lang zijn, zijn er net zoveel botten in te vinden als in de nek en benen van mensen en andere zoogdieren. “Om hun uitzonderlijke lengte te bereiken hebben de giraffen wervels en botten in de benen uitgerekt,” legt Cavener uit. “Daarvoor zijn zeker twee genen nodig. Een gen dat alleen dit deel van het skelet vertelt dat het extra moet groeien en een gen dat die extra groei stimuleert.” Onder de zeventig genen die heel anders zijn bij de giraf dan bij de okapi troffen de onderzoekers genen aan die allebei die taken kunnen vervullen.

FGRL1
Eén van die genen is FGFRL1. Mutaties in dit gen worden bij menen en muizen in verband gebracht met ernstige afwijkingen aan het skelet en het hart en vaatstelsel. Om te achterhalen welke invloed dit gen exact op de giraf heeft, wordt er momenteel druk mee geëxperimenteerd. De onderzoekers plaatsen het gen van de giraf bijvoorbeeld in muizen om te kijken welke veranderingen zo ontstaan. Ze verwachten zeker niet dat de muizen door dit ene gen een lange nek krijgen, maar hopen wel te zien dat het gen de groei van de wervelkolom en benen van de muis verandert.

De onderzoekers hopen verder dat hun studie zorgt voor meer aandacht voor de giraf: een bijzonder dier dat het moeilijk heeft. De populaties giraffen op de Afrikaanse savanne zijn de afgelopen vijftien jaar met 40 procent gekrompen door toedoen van stroperij en verlies aan leefgebied. Als dat zo doorgaat, zullen er tegen het einde van deze eeuw minder dan 10.000 giraffen op aarde rondlopen.