Oeroude genen belangrijk voor overleving van dolfijnen

Genen die al voor de laatste ijstijd aanwezig waren vormen mogelijk de sleutel tot overleven – ten minste, als je een dolfijn bent. Dit blijkt uit nieuw onderzoek van de universiteit van St. Andrews (Schotland), waarbij ook Michael Fontaine was betrokken, die tijdens dit onderzoek was verbonden aan het Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences (GELIFES). De resultaten zijn op 27 oktober gepubliceerd in Science Advances.

Het is een belangrijke vraag in de biologie: hoe verlopen de processen die een soort in staat stellen om hun leefgebied te vergroten en zich daarbij aan te passen aan nieuwe omstandigheden, zoals de nieuwe kustgebieden aan het einde van de laatste ijstijd. In een nieuw onderzoek van de Universiteit van Montpellier, de RUG, de Norwegian University of Science and Technology, de universiteit van Kopenhagen en de Universiteit van La Rochelle hebben onderzoekers uit Schotland, Ierland, de VS en Zwitserland deze vraag onderzocht in de zeer sociale en langlevende tuimelaar, een dolfijnensoort die zich bij herhaling heeft aangepast van het leven in de open zee naar leven in kustwateren.

Leefgebieden

De sleutel tot hun vermogen zich aan veranderende omstandigheden aan te passen ligt in genen die betrokken zijn bij hun cognitieve vermogens en foerageergedrag. Dit suggereert dat vooral sociaal gedrag de dolfijnen heeft geholpen om zich aan te passen en te overleven. Dr. Marie Louis, gastonderzoeker bij de onderzoeksgroep van prof. Oscar Gaggiotti’s onderzoeksgroep aan de School of Biologie, University of St Andrews, zegt: ‘Oude genen leverden een belangrijke bijdrage aan het vermogen van tuimelaars om zich bij herhaling op verschillende plekken aan te passen aan leven in kustwateren.’

Genen van wel 2,3 miljoen jaar oud hebben de dolfijnen geholpen om zich aan te passen aan nieuwe leefgebieden door hun gedrag te veranderen. Dat is misschien het geheim achter hun overleving steeds bredere verspreiding, blijkt uit het nieuwe onderzoek. ‘Bovendien spelen een aantal van de genen die bij de aanpassing betrokken zijn een rol in cognitieve vermogens en gedrag rond voeding, wat er op wijst dat sociaal gedrag van tuimelaars belangrijk is bij hun vermogen zich aan nieuwe omstandigheden aan te passen. Het bewaren van oude genen lijkt dus essentieel voor een soort om te kunnen overleven tijdens snelle veranderingen.’

IJstijd

De onderzoekers brachten het volledige DNA van 57 dolfijnen uit kustgebieden en de open zee in kaart en analyseerden het. De dieren kwamen uit drie regio’s, de oostelijke Noord Atlantische oceaan, de westelijke Atlantische oceaan en de oostelijke Grote Oceaan. Op deze manier wilden de onderzoekers begrijpen hoe de tuimelaars zich herhaaldelijk wisten aan te passen aan het leven in kustwateren. Zij vonden dat ondersoorten die in open zee of kustwater leven zich in de Atlantische en Grote oceaan onafhankelijk van elkaar zijn geëvolueerd, terwijl ze in de oostelijke en westelijke Atlantische oceaan deels aan elkaar verwant zijn.

De onderzoeker analyseerden het DNA op genetische diversiteit en differentiatie en ontdekten dat een aantal regio’s in het genoom waar in alle drie de geografisch ver van elkaar verwijderde onderzoeksgebieden een selectiedruk op stond. Die DNA-regio’s lijken dus betrokken bij aanpassing aan leven in kustwateren. Nog opvallender was dat deze regio’s, die maar sporadisch voorkwamen in dieren die in open zee leven, al zeer oud waren. Het suggereert dat oude genen steeds opnieuw zijn gebruikt tijdens het ontstaan van populaties die in kustwateren leven, bijvoorbeeld omdat er nieuwe leefgebieden ontstonden aan het einde van de laatste ijstijd.

Tekst: Universiteit van St Andrews

Referentie: Marie Louis, Marco Galimberti, Frederick Archer, Simon Berrow, Andrew Brownlow, Ramon Fallon, Milaja Nykänen, Joanne O’Brien, Kelly M. Roberston, Patricia E. Rosel, Benoit Simon-Bouhet, Daniel Wegmann, Michael C. Fontaine, Andrew D. Foote, Oscar E. Gaggiotti: Selection on ancestral genetic variation fuels repeated ecotype formation in bottlenose dolphins. Science Advances, 27 Oktober 2021.