Als het op voortplanting aankomt, hebben mannetjes en vrouwtjes vaak andere prioriteiten…

Vrouwtjes bezitten een beperkte voorraad aan eicellen en willen het liefst dat die bevrucht worden door sterke, betrouwbare mannetjes. Ze zijn dan ook vrij kieskeurig als ze vader van hun kinderen uitzoeken. Mannetjes hebben daarentegen een quasi onuitputbare hoeveelheid spermacellen. Hun doel is zo veel mogelijk vrouwtjes bevruchten. Hierdoor ontstaat er een tweestrijd tussen de geslachten op het evolutionaire schouwspel: een seksueel conflict.

Oplossingen
Dit conflict vertaalt zich ook naar het genetisch niveau. Beide geslachten hebben eenzelfde gen, maar willen het op een andere manier gebruiken. Hoe lost evolutie dit conflict op? Eén manier is geslachtsspecieke expressie van het gen. In mannetjes wordt het gen bijvoorbeeld uitgezet, terwijl het actief is in vrouwtjes. Wetenschappers van de Universiteit van Chicago hebben een tweede manier ontdekt: verdubbel het gen en laat elke kopie zijn eigen evolutionaire weg gaan in mannetjes en vrouwtjes.

Artemis en Apollo
In het genoom van de fruitvlieg Drosophila melanogaster vonden de onderzoekers een paartje genen op chromosoom 3. Deze twee genen, die Artemis en Appolo genoemd werden (naar de godentweeling uit de Griekse mythologie) ontstonden ongeveer 200.000 jaar geleden na de verdubbeling. Met behulp van de genoom-editing techniek CRISPR-Cas schakelden de onderzoekers beide genen apart uit. Zonder Apollo bleken mannetjes onvruchtbaar te zijn en zonder Artemis waren de vrouwtjes onvruchtbaar. Beide genen hebben dus verschillende functies in mannetjes en vrouwtjes.

Geslachtscellen
Verder onderzoek toonde aan dat de genen een rol spelen in de productie van geslachtscellen. De vorming van spermacellen bij fruitvliegjes gaat als volgt. Eerst deelt een enkele cel zich op in 64 aparte cellen die met elkaar verbonden blijven. Deze cellen (of spermatiden) ontwikkelen zich samen om uiteindelijk uiteen te vallen in individuele spermacellen. Bij mannelijke fruitvliegjes met een defect Apollo-gen blijven de spermatiden echter aan elkaar hangen waardoor het sperma niet functioneel is. Het probleem is terug te brengen tot verstoorde eiwitstructuren van actine en myosine. Een gelijkaardig probleem vindt plaats bij vrouwjtes. Normaal gezien zorgen actine-vezels ervoor dat de eicellen niet te groot worden. Maar vrouwtjes met een defect Artemis-gen ontwikkelen te grote eicellen die niet bevrucht kunnen worden.

Andere soorten fruitvliegjes vertonen een gelijkaardige duplicatie. Mogelijk heeft evolutie deze oplossing dus meerdere keren ontdekt.

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.