Een uitgebreide genoomstudie onthult waarom ‘’s werelds bizarste zoogdier’ eieren legt, melk zweet en niet twee, maar tien geslachtschromosomen heeft.

Het vogelbekdier is een bijzondere verschijning. Toen Europeanen het beestje eind 18^e eeuw voor het eerst onder ogen kregen, hadden ze het bijna als een grap afgedaan: alsof iemand een zachte eendenbek op een mix van een mol en een bever geplakt had.

Door voor het eerst het hele genoom van het maffe dier – en diens eveneens raadselachtige neefje de mierenegel – onder de loep te nemen, hebben onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen achterhaald waar de rare snuiters een paar van hun bizarste eigenschappen aan te danken hebben. De bevindingen werden gepubliceerd in vakblad Nature.

Lees ook: ‘Krimpen van zoogdieren had evolutionaire voordelen’

Snaveldier

Het vogelbekdier (Ornithorhynchus anatinus) en zijn nauwe verwant de mierenegel (Tachyglossus aculeatus) zijn monotremen (Monotremata); eierleggende zoogdieren. De cloaca- of snaveldieren, zoals ze ook wel genoemd worden, komen alleen in Australië en Tasmanië voor.

Niet alleen het uiterlijk van de monotremen – met name het vogelbekdier – heeft wetenschappers sinds de ontdekking ervan verwonderd. Zo baren de zoogdieren bijvoorbeeld geen levende jongen, maar leggen ze eieren. Ze hebben geen tanden, geven melk – dat ‘zweten’ ze – produceren gif, hebben een fluorescerende vacht en een flinke tien geslachtschromosomen.

Genetische mengelmoes

In de hoop te achterhalen waar die merkwaardige eigenschappen vandaan komen, en wanneer in de evolutionaire tijdlijn ze opdoken, ontcijferden de onderzoekers het hele genoom van beide snaveldieren. Ook hoopten ze met de informatie te leren over onze eigen evolutie. De monotremen bestonden immers al miljoenen jaren voor de opkomst van elk ander hedendaags zoogdier.  

“Hoewel het vogelbekdier tot de zoogdieren behoort, is het genetisch gezien eigenlijk een mengelmoes van zoogdieren, vogels en reptielen,” stelt coauteur Guojie Zhang. “Het heeft veel van de oorspronkelijke kenmerken van zijn voorouders bewaard. En die leveren waarschijnlijk een belangrijke bijdrage aan het gemak waarmee deze dieren zich aan hun omgeving kunnen aanpassen.”

Eieren én melk

Het onderzoek onthulde onder meer hoe het vogelbekdier, dankzij een zogenaamd vitellogenine-gen, eieren legt. Tijdens onze evolutie zijn mensen drie van deze genen, die verantwoordelijk zijn voor de productie van eierdooiers, kwijtgeraakt. Kippen hebben dit drietal genen wel. En, zo blijkt nu dus, ook het vogelbekdier heeft er nog een.

Hoewel hij de twee anderen pakweg 130 miljoen jaar geleden verloor, kan hij dankzij dat ene gen nog eieren leggen. Waarschijnlijk is één voldoende, omdat het vogelbekdier, in tegenstelling tot vogels en reptielen, zijn nakomelingen zoogt. Zijn kroost is dus niet afhankelijk van het voedselrijke eigeel.

Bij andere zoogdieren hebben de vitellogenine-genen plaatsgemaakt voor zogenaamde caseïne-genen. Deze coderen voor caseïne, het eiwit dat melk melk maakt. Je raadt het: het vogelbekdier heeft deze genen óók. Daarmee lijkt zijn melk – hoewel hij het ‘zweet’ – heel erg op dat van andere zoogdieren zoals koeien en mensen.

Tanden en chromosomen

Ook onthulden de onderzoekers dat het vogelbekdier, dat zijn voedsel met twee hoornplaten in zijn bek fijnmaalt, pakweg 120 miljoen jaar geleden zijn tanden verloor. Toen verdwenen vier van de acht genen verantwoordelijk voor tandontwikkeling. De meeste zoogdieren hebben wel tanden, net als de voorganger van het snaveldier.

Tenslotte kon het team met het vrijwel complete genoom een gooi doen naar de reden achter de maar liefst tien geslachtschromosomen van het vogelbekdier. Waar wij slechts twee ‘smaken’ kennen, een X en een Y, heeft het snaveldier er vijf van elk. Waarschijnlijk vormden de chromosomen in de voorouders van de monotremen een gesloten cirkel. Die zou door de jaren heen in stukjes uit elkaar gevallen zijn. Overigens lijken de geslachtschromosomen meer op die van vogels, dan op die van zoogdieren.

Het is niet de eerste keer dat onderzoekers de genetische code van de bijzondere zoogdieren onder de loep nemen. En het zal ook niet de laatste zijn. Er valt immers nog meer dan genoeg aan de snaveldieren te ontdekken.

Bronnen: Nature, Universiteit van Kopenhagen

Beeld: Klaus/CC BY-SA 2.0

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!