Twee typen witkeelgors blijven nog wel even bestaan
Door een zeldzame erfelijke eigenaardigheid zijn er twee typen witkeelgorzen met een verschillende koptekening. Ze zullen niet altijd naast elkaar blijven bestaan, veronderstellen Elaina Tuttle en collega’s. Aan het verhaal van deze gorzen kleven nog wat raadsels.
Witkeelgorzen ziijn er in twee uitvoeringen. Je hebt vogels met een witte kruin en zwarte en witte strepen daarlangs en vogels minder met contrastrijke koppen: een lichtbruine kruin geflankeerd door donker- en lichtbruine strepen.
Die uiterlijkheden gaan gepaard met karakterverschillen. De witgekruinde vogels zijn, kort gezegd, agressiever en seksueel actiever (en overspeliger), terwijl de bruinkruinen hun partner en territorium beter verdedigen en hun jongen beter verzorgen. Dat gaat samen met verschillen in de hormoonhuishouding. Witkeelgorzen zijn zangvogels die broeden in het Noordoosten van de Verenigde Staten en Canada.
Supergen
De twee typen bestaan dankzij een erfelijke eigenaardigheid: een supergen. Dat is een zeldzaam fenomeen. We beschreven eind vorig jaar de kemphaan, die dankzij een supergen drie mannentypen heeft die spectaculair van elkaar verschillen. Witkeelgorzen zijn, voor zover bekend, de enige andere vogels die een supergen hebben en Elaina Tuttle en collega’s bestudeerden de consequenties.
Eerst kort wat uitleg. Erfelijke eigenschappen liggen vast in het dna. Dat is verpakt in een aantal chromosomen die dubbel voorkomen: één set is afkomstig van moeder, de andere van vader. Bij de witkeelgors bestaat een afwijkende variant van een van de chromosomen. Delen van dat afwijkende chromosoom zijn in een ver verleden twee keer of vaker gedraaid, zodat de genen anders gerangschikt zijn, bleek uit onderzoek van James Thomas en collega’s.
Een blok
Daarna gingen de twee versies van het chromosoom afzonderlijk hun eigen evolutionaire weg. Eicellen en zaadcellen krijgen maar één chromosoomset, zodat na bevruchting weer een dubbele set ontstaat. Normaal wisselen de chromosoomparen onderling stukjes uit bij de vorming van de geslachtscellen.
Zo worden de erfelijke eigenschappen gehusseld. Maar die uitwisseling is niet mogelijk tussen een normaal chromosoom en een chromosoom met een gedraaid deel. Het hele omgekeerde deel blijft dus als een blok bijeen. Veranderingen die in de loop van de tijd ontstaan worden niet gedeeld met de normale versie.
Kleurpatroon
Op dit in zijn geheel overervende blok, oftewel supergen, liggen bij de witkeelgors genen die zijn betrokken bij kleurpatroon, gedrag en hormoonhuishouding. Bruinkruinen hebben twee exemplaren van de oorspronkelijke chromosoomvariant, witkruinen hebben de normale versie en de afwijkende met een omgedraaid gedeelte.
Het is niet vanzelfsprekend dat de twee chromosoomvarianten naast elkaar blijven bestaan, integendeel. Als een van de versies de drager een groter voortplantingssucces bezorgt, zal die in opeenvolgende generaties meer en meer gaan overheersen en zal de andere versie verdwijnen. Een klein verschil in succes is daarvoor al voldoende. Maar het gebeurt niet: de twee chromosoomversies houden allebei stand. Daar moet een verklaring voor zijn.
Bij de kemphanen blijven de versies naast elkaar bestaan omdat ze de mannen verschillende voortplantingsstrategieën opleveren die elkaar goed aanvullen. Wat houdt de twee versies erin bij de witkeelgorzen?
Erven
Het feit dat witkruinen en bruinkruinen niet buiten elkaar kunnen!
Paartjes zijn vrijwel altijd gemengd, schrijft Tuttle: witkruinvrouwen hebben bruinkruinmannen en omgekeerd. Anne Houtman en Bruce Falls beschreven hoe die gemengde stelletjes ontstaan. Alle vrouwen hebben een voorkeur voor de zorgzamere bruinkruinmannen. Maar de agressievere witkruinvrouwen eisen die mannen op en voor de bruinkruinvrouwen blijven de minder populaire witkruinmannen over.
Toch is het wel erg sterk dat alle stellen gemengd zijn.
Hoe dan ook: voor gemengde paren zijn evenveel bruinkruinen als witkruinen nodig. En die zijn er. Want gemengde paren krijgen evenveel jongen met een witte als met een bruine kruin. Van hun bruingekruinde ouder erven alle jongen immers de oorspronkelijke variant van het chromosoom. De helft krijgt daarbij diezelfde variant van de witgekruinde ouder, en draagt, dankzij twee oorspronkelijke chromosoomversies, een bruine kruin. De andere helft erft de versie met de omkering en heeft een witte kruin. En zo blijven de twee typen vogels altijd naast elkaar bestaan.
Mutaties
Hoewel, altijd….. Volgens Tuttle is de chromosoomversie met het omgedraaide stuk gedoemd te verdwijnen. Omdat het nooit stukjes kan uitwisselen met zijn tegenhanger (die immers altijd de gewone variant is), hopen mutaties zich op, en die zijn meestal ongunstig. Het afwijkende chromosoom takelt dan ook langzaam af.
Maar dat is een zeer langdurig proces. De omgekeerde variant heeft zich al ruim twee miljoen jaar gehandhaafd, liet een analyse van Thomas zien, en het functioneert nog steeds goed. Hij zal het dus nog wel een poos volhouden. Voorlopig blijven de twee typen witkeelgors naast elkaar bestaan.
Voorouder
Wonderlijk genoeg is de afwijkende chromosoomvariant ouder dan de witkeelgors zelf. Hij moet ontstaan zijn voordat deze gors zich afsplitste van verwante soorten gorzen, bij hun gezamenlijke voorouder. Maar er zijn geen verwante soorten bekend die het afwijkende chromosoom ook hebben. Het is nog een raadsel wat er precies is gebeurd.
Willy van Strien
Foto’s:
Groot: Witkeelgors met witte kruin. PookieFugglestein (Wikimedia Commons)
Klein: Witkeelgors met bruine kruin. Cephas (Wikimedia Commons)
Hoe zat het ook alweer bij de kemphaan? Zie: honkman, faar, satelliet
Bronnen:
Tuttle, E.M., A.O. Bergland, M.L. Korody, M.S. Brewer, D.J. Newhouse, P. Minx, M. Stager, A. Betuel, Z.A. Cheviron, W.C. Warren, R.A. Gonser & C.N. Balakrishnan, 2016. Divergence and functional degradation of a sex chromosome-like supergene. Current Biology 26: 344-350. Doi: 10.1016/j.cub.2015.11.069
Horton, B.M., I.T. Moore & D.L. Maney, 2014. New insights into the hormonal and behavioural correlates of polymorphism in white-throated sparrows, Zonotrichia albicollis. Animal Behaviour 93: 207-219. Doi:10.1016/j.anbehav.2014.04.015
Thomas, J.W., M. Cáceres, J.J. Lowman, C.B. Morehouse, M.E. Short, E.L. Baldwin, D.L. Maney & C.L. Martin, 2008. The chromosomal polymorphism linked to variation in social behavior in the white-throated sparrow (Zonotrichia albicollis) is a complex rearrangement and suppressor of recombination. Genetics 179: 1455–1468. Doi: 10.1534/genetics.108.088229
Tuttle. E.M., 2003. Alternative reproductive strategies in the white-throated sparrow: behavioral and genetic evidence. Behavioral Ecology 14: 425-432. Doi: 10.1093/beheco/14.3.425
Houtman, A.M. & J.B. Falls, 1994. Negative assortative mating in the white-throated sparrow, Zonotrichia albicollis: the role of mate choice and intra-sexual competition. Animal Behaviour 48: 377-383. Doi: 10.1006/anbe.1994.1251