Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

Tag archief: Heliconius

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.

Vlindermimicry

Eergisteren werd in Science een studie gepubliceerd waar 10 jaar onderzoek aan vooraf gegaan is. Dit onderzoek handelt over de mimicry in vleugelpatronen en kleuren tussen verschillende soorten vlinders. Het blijkt dat voor alle rode vlekken en patronen in de vleugels van de verschillende soorten uit het geslacht Heliconius hetzelfde gen optix verantwoordelijk is. Men vraagt zich nu af in hoeverre er sprake is van convergentie of van homologie.

In de natuur zijn veel strategieën geëvolueerd waarbij dieren of planten waarschuwingssignalen produceren die roofdieren afschrikken.

Heliconius

Verschillende soorten van het geslacht Heliconius

Sommige vlinders zijn giftig of hebben een vieze smaak en roofdieren bezitten het instinct of leren deze vlinders met rust te laten. Ze leren dat deze kleurencombinatie en vorm vermeden moet worden. De overeenkomsten in kleuren en patronen van de vleugels van verschillende soorten Heliconius komen voort uit mimicry. Soorten die niet giftig zijn imiteerden de patronen en kleuren van de giftige vlinders en beschermden zichzelf daarmee tegen dezelfde roofdieren zonder het gif te hoeven produceren. Dit soort mimicry wordt wel Batesiaanse mimicry genoemd. Tussen de soorten van het geslacht Heliconius bestaat daarentegen de mimicry van Müller. In dit geval zijn beide soorten giftig en ontwikkelen dezelfde kleuren en patronen. Sommige soorten die ver verwant zijn ontwikkelden toch hetzelfde vleugelpatroon. Men ging er dus van uit dat er sprake was van convergente evolutie.

(Van convergente evolutie is sprake wanneer bepaalde eigenschappen of lichaamsstructuren in ver verwante soorten onafhankelijk evolueren. Een klassiek voorbeeld van convergente evolutie zijn de vleugels van vleermuizen en van vogels die beiden onafhankelijk geëvolueerd zijn vanuit een gemeenschappelijke voorouder zonder vleugels. Homologe structuren of genen komen voort uit een

gemeenschappelijke voorouder. De longen zijn bijvoorbeeld homoloog aan de zwemblaas van vissen. Onze armen en handen zijn homoloog aan de vleugels van vleermuizen.)

De onderzoekers hebben nu ontdekt dat er één gen, optix, verantwoordelijk is voor de imitatie van de kleuren en patronen. Dit gen speelt ook een rol in de ontwikkeling van het oog in sommige organismen. Het is verbazend en een belangrijk resultaat dat een enkel gen verantwoordelijk is voor alle mogelijke patronen van de kleur rood in vleugels van deze vlinders. Aangezien het om een enkel gen gaat wordt in dit geval het verschil tussen convergentie en homologie minder duidelijk, want als alle vlinders van het geslacht Heliconius hetzelfde gen bezitten voor deze eigenschap dan is het misschien wel een geval van homologie.

Convergentie Homologie

Bij convergentie lijken de structuren of genen op elkaar maar zijn fundamenteel verschillend en hebben geen gemeenschappelijke oorsprong. Bij homologe kenmerken lijken de structuren of genen wel of niet op elkaar maar hebben wel een gemeenschappelijke oorsprong.

Uit: Physorg.com

Footnotes to Plato

because all (Western) philosophy consists of a series of footnotes to Plato

Zwervende gedachten

Een filosoof over argumentatie, biologie, handelingstheorie en wat hem verder invalt

mjusicamanti.wordpress.com/

per amanti della vera musica

SangueVivo

Ancora solo un battito in più - blog personale di Paolo Minucci

Scientia Salon

An archived blog about science & philosophy, by Massimo Pigliucci

Infinite forme bellissime e meravigliose

si sono evolute e continuano a evolversi

Meneer Opinie

Altijd een mening, maar niet altijd gehinderd door kennis van zaken

The Cambrian Mammal

An evo-devo geek's scientific meanderings

Why Evolution Is True

Why Evolution is True is a blog written by Jerry Coyne, centered on evolution and biology but also dealing with diverse topics like politics, culture, and cats.

Evolution blog

bij dezen en genen

The Finch and Pea

A Public House for Science

voelsprieten

* wonder van het alledaagse *

kuifjesimon

Just another WordPress.com site

The Amazing Comics Men

Comics by Dutch cartoonists Jan the Stripman & Wim the Mysterious Helpman

Barbara Jansma

Prenten, spotprenten en schilderijen

Glaswerk

Ongepoetst en uit de hand

%d bloggers liken dit: