VUB-biologen ontrafelen oorsprong verleidingsferomoon watersalamander
Bij mensen is bestaan feromoon nog niet bewezen
Donderdag 6 september 2018 — Veel organismen in het dierenrijk kunnen geurstoffen (feromonen) aanmaken om hun partner te verleiden. Een geur die onweerstaanbaar maakt… het houdt mensen zodanig bezig dat de parfum industrie zonder enig probleem een miljarden business is geworden . Maar het is dikwijls nog onduidelijk waarom bepaalde geurstoffen zo aantrekkelijk worden, en waarom en hoe dat in de evolutie kan ontstaan. Biologen van het Amphibian Evolution Lab aan de Vrije Universiteit Brussel tonen nu in het toonaangevend wetenschappelijk tijdschrift Current Biology aan welke veranderingen in het DNA de verleidingsferomonen van mannetjes van watersalamanders onweerstaanbaar gemaakt hebben bij de vrouwtjes tijdens de evolutie.
Het bestaan van seks feromonen, lichaams-eigen geurstoffen die je voor een partner onweerstaanbaar, of toch minstens aantrekkelijker maken, is bij mensen nog altijd niet bewezen. Toch bestaan er wel degelijk dieren die over zo’n geheim wapen beschikken. Bij watersalamanders bestaat er geen fysiek contact tussen de partners tijdens de voortplanting, en mannetjes van die salamanders maken kwistig gebruik van seksferomonen wanneer ze een vrouwtje aantreffen in een waterpoel tijdens het paarseizoen. Om het vrouwtje voor zich te winnen, produceren ze een mengeling van wateroplosbare eiwitten die ze al wapperend met hun staart naar de neus van het vrouwtje sturen. Het vrouwtje vindt die geuren zo aantrekkelijk dat ze het mannetje bijna blindelings gaat volgen.
Onderzoekers van het Amphibian Evolution lab van de Vrije Universiteit Brussel hebben nu een nieuw feromoon ontdekt en tevens onderzocht hoe dat feromoon ontstaan is. Margo Maex, die haar doctoraat gewijd heeft aan dit onderzoek: “we wilden weten hoe een molecule kan ontstaan die plots een aantrekkingskracht heeft, terwijl de voorouders van die dieren nog geen gebruik maakten van die molecule”.
De onderzoekers ontdekten in 2015 al dat de voorouders van salamanders waarschijnlijk al 300 miljoen jaar geleden feromonen gebruikten als verleidingsmiddel tijdens de voortplanting. In een artikel in het toonaangevend vakblad Current Biology identificeren Maex en haar collega’s nu een extra reeks eiwitten die bij de voorouders van salamanders nog geen feromonen waren, maar pas later in de evolutie onderdeel zijn geworden van de verleidingscocktail. Prof. Ines Van Bocxlaer, één van de promotoren van het doctoraat, stelt: “Aangezien de eiwitmengeling al miljoenen jaren lang op efficiënte wijze vrouwtjes inpalmt, vonden we het verwonderlijk dat er bij sommige soorten toch nog extra moleculen werden toegevoegd aan dit recept.”
Evolutie staat niet stil
Hoewel de term ‘evolutie’ dikwijls geassocieerd wordt met het ontstaan van nieuwe soorten, evolueren genen in het erfelijk materiaal (DNA) evenzeer. Door DNA van verschillende salamanders te vergelijken, ontdekten de wetenschappers dat een specifiek gen met een functie in interne organen van salamanders, de basis vormde voor de recent ontdekte feromonen. Een verdubbeling van dit ene gen gaf evolutie vrij spel: de ene kopie kon zijn oorspronkelijke functie behouden, terwijl de andere kopie veranderingen onderging en een nieuwe functie kon aannemen. Het gekopieerde gen kwam uiteindelijk tot uitdrukking in de feromoon-producerende klieren van salamandermannetjes, waardoor het genproduct (een eiwit) samen met de miljoenen jaren oude feromooncocktail in de onderwaterwereld werd geloodst. Zo werd een eiwit met een bepaalde functie in interne organen plots betrokken in een geheel nieuw proces, het verleiden van de partner.
Nog aantrekkelijker dan voordien
Maar volgens Maex en haar collega’s maakt niet om het even welke molecule die samen met de feromoonmengeling uitgescheiden wordt een even grote kans om een seksferomoon te worden. Prof. Franky Bossuyt, promotor van het doctoraat: “Het net ontdekte feromoon maakte initieel deel uit van een groter eiwit, maar enkel het stukje dat bijzonder stabiel en compact bleek te zijn heeft het tot feromoon gemaakt. Een salamander seksferomoon moet dan ook tegen een stootje kunnen, aangezien het terechtkomt in poelwater, een cocktail van andere moleculen” Bovendien bleek uit gedragstesten dat de nieuwe component een meerwaarde leverde aan de oorspronkelijke mengeling. Om dit te onderzoeken, voerden de wetenschappers gedragstesten uit waarin telkens twee vrouwtjes werden blootgesteld aan verschillende feromooncomponenten afzonderlijk. Als de vrouwtjes interesse tonen, is de feromooncomponent functioneel op zich. Uit hun gedragstesten bleek dat, ongeacht de concentratie, de respons van vrouwtjes veel groter was als de net ontdekte feromonen gecombineerd werden met één van de reeds gekende componenten. De twee componenten blijken tegengestelde ladingen te dragen waardoor ze elkaar aantrekken in oplossing. De onderzoekers vermoeden dat de moleculen zich op deze manier clusteren en als een geconcentreerde, onweerstaanbare geurwolk het vrouwtje bereiken.
Foto’s (copyright Franky Bossuyt)
De foto’s tonen allemaal een mannetje vinpootsalamander onder water.
www.amphibia.be/downloads/abcde/cover1.jpg
www.amphibia.be/downloads/abcde/cover2.jpg
www.amphibia.be/downloads/abcde/cover3.jpg
www.amphibia.be/downloads/abcde/cover4.jpg
www.amphibia.be/downloads/abcde/cover5.jpg
Meer info:
Margo Maex: [email protected]
Franky Bossuyt: [email protected]; tel: 02-629 36 48
In de bijlage de publicatie.