Mimicry en hybridisatie in Heliconius

Een nieuw onderzoek op het vlindergeslacht Heliconius laat zien dat verwante soorten in staat zijn genen uit te wisselen door hybridisatie. Vooral bij dieren leidt hybridisatie vaak tot steriele nakomelingen, oftewel nakomelingen met een fitness van nul. De verwante vlindersoorten bezitten genen die beslissend zijn voor het vleugelpatroon. Zowel de vleugelpatronen als de genen zijn in al de bestudeerde soorten hetzelfde. Deze vlinders zien er dan ook hetzelfde uit. Ze concluderen daaruit dat er hybridisatie heeft plaatsgevonden.

Heliconius melpomene (van Wikipedia)

Vlinders of eigenlijk dagvlinders stammen af van nachtvlinders of motten. Dat wil zeggen dat ze hun gedrag veranderd hebben en overdag actief geworden zijn. De nachtvlinders hebben ogen die gevoelig zijn voor UV-licht en blauw licht. De dagvlinders zijn nog gevoeliger voor UV-licht omdat ze in bezit zijn van een duplicaat van het gen opsine. Men verwachtte daarom dat de dagvlinders minder chemosensitief zouden zijn aangezien hun ogen gevoeliger waren. Het tegendeel blijkt waar. Na de complete sequentie van het genoom van Heliconius te hebben vastgesteld zag men dat deze vlinders de meeste genen hebben voor smaak en geur van alle insecten. De organen voor de geur bevinden zich in de antennes en de organen voor smaak in de voetjes.

In een eerder blogbericht wordt beschreven hoe het gen optix, dat verantwoordelijk is voor de rode schakeringen in de vleugels hetzelfde is in de verschillende Heliconius soorten. In dat geval kwam men tot de conclusie dat het moest gaan om convergentie of homologie.

Het huidige onderzoek werd gedaan op verschillende soorten van Heliconius: H. melpomene, H. timareta en H. elevatus en men keek daarentegen naar meerdere genen die betrokken zijn bij het vleugelpatroon. Dat het vleugelpatroon en de kleurschakeringen hetzelfde zijn in de drie soorten die bestudeerd werden betekent dat de vlinders er hetzelfde uitzien. Dit heeft te maken met Mulleriaanse mimicry. De vlinders ‘doen elkaar na’ om zich te beschermen tegen mogelijke roofdieren. Het visuele aspect van de vlinders die allemaal slecht smaken schrikt in het vervolg de roofdieren af, die leren deze vlinders met rust te laten. Maar in plaats van steeds opnieuw de juiste genen uit te vinden voor deze patronen in de drie verschillende soorten is het blijkbaar mogelijk door hybridisatie de juiste genen in één keer te verkrijgen. Hybriden paren zo nu en dan met voorouderlijke soorten en verspreiden op die manier nieuwe genen in oudere populaties die zich daardoor beter aanpassen aan een veranderde omgeving.

Uit Nature (open access): zie ook de mooie illustraties daar.