Deze visjes hebben door de jaren heen heel wat genetische variatie opgebouwd die nu goed van pas komt.
De driedoornige stekelbaars is een klein visje dat op het noordelijk halfrond in oceanen en meren zwemt. Deze vissen staan erom bekend zich snel aan te passen aan een nieuwe omgeving. Door de jaren heen hebben diverse populaties de zoute oceaan ingeruild voor zoetwatermeren. Vissen uit oceaanpopulaties zijn gepantserd met benige platen en stekels om zich te beschermen tegen roofdieren. Maar wanneer ze zich vestigen in zoetwatermeren, dan verdwijnt die bepantsering razendsnel. In een tijdspanne van slechts enkele tientallen jaren passen deze vissen zich aan hun nieuwe zoetwaterhabitat aan met veranderingen in vorm, grootte, kleur en gedrag. Maar hoe slagen deze kleine visjes erin om zich zo snel aan te passen?
Mutaties
De snelheid van evolutie hangt onder meer af van de genetische variatie in een populatie. Alle genetische variatie is uiteindelijk het gevolg van mutaties, veranderingen in de DNA-code. Meestal gaat het om een kleine verandering, bijvoorbeeld de mutatie van één DNA-letter (een puntmutatie). Maar soms is de verandering groter, zoals het omdraaien van een hele regio in het genoom (een inversie). Mutaties zijn echter zeldzaam. Een recente studie naar mensen vond bijvoorbeeld ongeveer 50 nieuwe puntmutaties per generatie. Vijftig aanpassingen in een boek van 3 miljard letters, dat is niet om over naar huis te schrijven.
Genetische variatie
De meerderheid van de nieuwe mutaties zijn neutraal, ze bieden geen voor- of nadeel. Door de generaties heen stapelen deze mutaties zich op in het genoom en zo groeit de genetische variatie binnen een populatie. Biologen noemen dit staande genetische variatie (in het Engels: standing genetic variation). Maar op een bepaald moment verandert de omgeving en blijkt dat sommige van die oude neutrale mutaties plots wel een voordeel opleveren. Natuurlijke selectie grijpt zijn kans en de populatie past zich razendsnel aan.
Parallele evolutie
Dit gebeurde meermaals bij de driedoornige stekelbaars. In een studie in het vakblak Evolution Letters, vergeleken Amerikaanse wetenschappers drie populaties in Alaska: één populatie uit een zeearm van zoutwater en twee populaties die onafhankelijk van elkaar een zoetwatermeer koloniseerden. Diverse delen van het genoom waren verschillend tussen de zoutwater- en zoetwatervissen. In die regio’s vonden de onderzoekers onder andere het gen eda waarvan al bekend was dat het een cruciale rol speelt bij de bepantsering van deze vissen. Toen men de leeftijd van deze variatie berekende, kwam men tot een verrassende conclusie: bepaalde genetische varianten waren meer dan 10 miljoen jaar geleden al aanwezig. Tot nu toe waren die oude mutaties neutraal. Maar eenmaal de vissen het zoetwatermeer bereikten, bleken heel wat genetische varianten voordelig te zijn. Daarnaast gebruikten beide zoetwaterpopulaties onafhankelijk van elkaar dezelfde genetische variatie. Een mooi voorbeeld van parallelle evolutie.
Jente Ottenburghs promoveerde aan de Universiteit Wageningen waar hij onderzoek deed naar de evolutie van ganzen. Na een stage bij de wetenschapsredactie van de Volkskrant werkt hij nu als postdoc aan de Uppsala Universiteit in Zweden. Meer weten over Jente? Neem een kijkje op zijn website. Recent kon je in een artikel van de hand van Jente al lezen hoe een genoom in kaart wordt gebracht. Nieuwsgierig? Klik hier! En hier kun je lezen hoe de genetische code precies werkt.
