Slimme vogel blijkt perfect voorbeeld voor evolutie van leren

Persbericht

Slimme vogel blijkt perfect voorbeeld voor evolutie van leren

Gepubliceerd op
25 januari 2016

De koolmees kennen we allemaal. Maar nu hebben onderzoekers ook zijn complete genetische code ontrafeld. Daarmee willen ze achterhalen hoe zo’n vogel zich kan aanpassen aan een veranderend klimaat. Epigenetica – wat je op de genen erft in plaats van in – lijkt nu een opvallende rol te spelen in de evolutie van leren en het geheugen. En niet alleen bij vogels. Vandaag publiceert een internationaal team onder leiding van het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW) en Wageningen University deze resultaten in Nature Communications.

Foto: Koos Dansen

“Onderzoekers zoals wij wachten hier al tientallen jaren op,” leggen Kees van Oers en Veronika Laine van het NIOO uit. Het genetisch materiaal van hun favoriete soort de koolmees hebben ze nu helemaal in elkaar gepuzzeld tot een voorbeeld-genoom. Van één Nederlandse koolmees zijn alle stukjes DNA op de juiste plaats gezet. “Dit vormt een prachtig instrument voor alle ecologen en evolutie-onderzoekers.”

Met zo’n complete genetische code kunnen onderzoekers kijken waar het aanpassingsvermogen van een dier vandaan komt. Hoe evolueren de eigenschappen van een dier, en hoeveel daarvan ligt al vast in zijn genen? Die kennis is nodig om te begrijpen hoe soorten zich aanpassen aan een sterk veranderende wereld.

Nog 29 vogels uit heel Europa gaven daarna al hun genen (en de rest) prijs. Zo kon het onderzoeksteam delen in het genoom vinden waar sterk op geselecteerd is in de recente evolutie van deze zangvogel. In deze delen kwamen bovengemiddeld veel genen voor die gekoppeld zijn aan leren. En goed kunnen leren is heel belangrijk om je te kunnen aanpassen.

Koolmezen zijn geëvolueerd tot slimme dieren,” zegt Van Oers. “Erg slimme zelfs.” Als je kijkt naar het leren van nieuw gedrag, dan hoort de soort bij de top 3 van slimste vogels. De koolmees als innovator dus, en daarmee de perfecte kandidaat voor onderzoek naar de evolutie van leren, geheugen en andere cognitieve processen.

Maar met alleen de genen kom je er niet. Het gaat er ook om wat er op die genen zit, zoals methylgroepen bijvoorbeeld. Die extra ‘aanhangsels’ veranderen namelijk hoe de genen werken. Het zogenaamde methyloom valt onder het sterk opkomende onderzoeksveld van de epigenitica – epi betekent op.

Wat nu blijkt uit het eerste onderzoek met het voorbeeldgenoom en -methyloom van de koolmees, is dat in die delen met extra veel ‘leer-genen’ het patroon van methylgroepen op het DNA vast ligt. Je ziet dezelfde patronen zowel bij vogels als bij mensen en andere zoogdieren. “Je zou kunnen zeggen: hoe meer methyl, hoe meer evolutie.”

Het team dat de genetische voorbeeldcode van de koolmees compleet gemaakt heeft, is internationaal met vier Europese onderzoeksinstellingen: NIOO-KNAW en de universiteiten van Wageningen, Sheffield en Oxford. En daarnaast de Universiteit van Illinois en de Washington University School of Medicine uit Amerika, plus een consortium van koolmeesonderzoekers uit de hele wereld.

De koolmees is al ruim zestig jaar een waardevolle modelsoort in de biologie. En dat blijft hij ook nog wel even.

Publicatie

Evolutionary signals of selection on cognition from the great tit genome and methylome. Veronika N. Laine, Toni I. Gossmann, Kyle M. Schachtschneider, Colin J. Garroway, Ole Madsen, Koen J.F. Verhoeven, Victor de Jager, Hendrik-Jan Megens, Wesley C. Warren, Patrick Minx, Richard P.M.A. Crooijmans, Pa´draic Corcoran, The Great Tit Hapmap Consortium, Ben C. Sheldon, Jon Slate, Kai Zeng, Kees van Oers, Marcel E. Visser & Martien A.M. Groenen. Nature Communications, 25 januari 2016 online.

www.nature.com/naturecommunications
http://dx.doi.org/10.1038/NCOMMS10474