Foto van een oude Duitse uil, links, en Racing Homer, rechts. De twee huisduiven waren de voorouders van meer dan 100 duiven die werden onderzocht in een onderzoek naar waarom de snavelgroottes van huisduiven zo sterk variëren. (Sydney Stringham via Universiteit van Utah)
Salt Lake City – Er zijn veel dieren die Charles Darwin intrigeerden tijdens zijn 19e-eeuwse mythologische studies.
Het wordt misschien meestal geassocieerd met schildpadden en mussen, maar het bewoonde ook vaak de huisduif. Dit komt omdat de soort hielp bij het vormgeven van zijn theorie van natuurlijke selectie, omdat hij aangaf dat huisduiven kunstmatig werden gekozen, Michael Willock schreef in een artikel voor “The Incubator” aan de Rockefeller University in 2013.
Maar een aspect van duiven vroeg hij zich af: waarom hebben de meer dan 300 verschillende duivenrassen precies snavels in verschillende vormen en maten, inclusief snavels die zo kort zijn dat het voor ouders moeilijk is om hun jongen te voeren?
Meer dan een eeuw later zeiden onderzoekers van de Universiteit van Utah dat ze nu een antwoord hebben op wat ze ‘Darwin’s korte snavelmysterie’ noemden. Ze zeggen dat de korte snavels van duiven het resultaat zijn van een genetische mutatie, dezelfde genetische mutatie die het Rubino-syndroom bij mensen veroorzaakt. Hun bevindingen zijn dinsdag gepubliceerd in het tijdschrift “huidige biologie. “
Om tot hun bevindingen te komen, kweekte een team van onderzoekers twee duiven met verschillende snavels. Michael Shapiro, de James E. Talmage-leerstoel in biologie aan de Universiteit van Utah en senior auteur van de studie, legde uit dat thuisduivenfokkers snavels kozen op basis van esthetiek in plaats van iets dat de soort in de natuur ten goede zou komen. Om deze reden wisten de onderzoekers dat ze de genen konden vinden die verantwoordelijk zijn voor verschillende snavelgroottes.
“Een van Darwins grote argumenten is dat natuurlijke en kunstmatige selectie verschillen in hetzelfde proces zijn”, zei Shapiro dinsdag in een verklaring. “De grootte van de snavel van de duiven heeft geholpen om uit te zoeken hoe dit werkt.”
Het team begon met het fokken van de Homer-vluchten met een middelgrote snavel vergelijkbaar met een oude rotsduif met een oude Duitse uil, die ondanks de naam een luxe kleinsnavelduivenras is. Zijn broed werd gekenmerkt door snavels van gemiddelde lengte; Toen deze vogels met een andere paren, verschenen hun nakomelingen met verschillende maten en vormen van de snavel.
Elena Boyer – een klinische diversiteitswetenschapper bij ARUP Laboratories, een voormalig postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Utah en hoofdauteur van de studie – gebruikte vervolgens microcomputertomografie om de snavels te meten van meer dan 100 vogels geproduceerd als afstammelingen van de oorspronkelijke duif paar. Het ontdekte dat niet alleen de snavels van vogels verschillen, maar dat ze ook verschillen in de vorm van de verdunners van de vogel.
“Deze analyses toonden aan dat de variabiliteit van de snavel binnen de groep te wijten is aan werkelijke verschillen in snavellengte in plaats van verschillen in schedel of totale lichaamsgrootte”, zei ze in een verklaring.
Maar de grootste ontdekking van de krant is dat korte snavels het resultaat zijn van veranderingen in het ROR2-gen. Dit wordt in twee stappen ontdekt.
Ze gebruikten aanvankelijk een proces dat kwantitatieve trait loci mapping wordt genoemd, wat hen hielp bij het identificeren van varianten van de DNA-sequentie en ook het vermogen om mutaties in de chromosomen van nakomelingen te zoeken. De resultaten bevestigden wat de onderzoekers verwachtten op basis van eerdere klassieke genetische experimenten, aldus Shapiro. Hij zei dat ze ontdekten dat de kleinkinderen met kleine snavels “hetzelfde stukje van het chromosoom” hadden als een grootvader met een kleine snavel.
Daarna analyseerden ze alle genoomsequenties van de verschillende duivenstammen. Uit dit onderzoek bleek dat alle vogels met kleine snavels dezelfde DNA-sequentie in het genoom hebben dat het ROR2-gen bevat. Boyer zei dat het vinden van dezelfde resultaten in twee verschillende methoden “echt opwindend” was omdat het sterk suggereert dat het ROR2-gen een belangrijke factor is in de snavelgrootte.
Ze voegde eraan toe dat ROR2-genmutaties ook leiden tot het Rubino-syndroom bij mensen.
“Enkele van de meest opvallende kenmerken van het Rubino-syndroom zijn gelaatstrekken, waaronder een breed en prominent voorhoofd en een korte en brede neus en mond, die doen denken aan het fenotype van een korte snavel bij duiven,” legde ze uit. “Het is logisch vanuit een ontwikkelingsstandpunt omdat we weten dat de ROR2-signaleringsroute een belangrijke rol speelt bij de ontwikkeling van craniale gewervelde dieren.”
Een van Darwins vele dilemma’s met betrekking tot mutaties bij dieren is nu opgelost.
