Je leest:

Bochelcicade heeft drie paar vleugels

Bochelcicade heeft drie paar vleugels

Auteur: | 5 mei 2011

Al miljoenen jaren hebben insecten hetzelfde bouwplan. Het borststuk is bezet met drie paar poten en twee paar vleugels. Behalve bij de bochelcicade. Want de vreemde ‘helm’ die aan de voorkant van zijn borststuk vastzit, blijkt eigenlijk een extra paar gefuseerde vleugels te zijn. Dat schrijft de Franse bioloog Benjamin Prud’homme deze week in vakblad Nature.

Verschillende soorten bochelcicaden. Zoals je ziet is de karakteristieke helm er in allerlei vormen, kleuren en afmetingen.
Nicolas Gompel

Het onderzoek van Prud’homme begint als hij ontdekt dat de ‘helm’ van de bochelcicade (Publilia modesta) een klein beetje heen en weer kan bewegen. Dat is merkwaardig, want als de helm een simpel uitgroeisel zou zijn van het voorste segment van het borststuk – iets waar wetenschappers tot dan toe steeds vanuit waren gegaan – zou die flexibiliteit er niet moeten zijn.

Uitgroeiende knopjes

Alle reden voor Prud’homme om de helm aan een grondige inspectie te onderwerpen; en met resultaat. Hij ontdekt al snel dat de helm aan beide zijden van het borststuk vastzit met een soort gewrichtjes. Net als bij een vleugel zorgen die verbindingsstukjes ervoor dat de structuur kan bewegen ten opzichte van het lichaam van de bochelcicade. Zou het zo kunnen zijn dat de helm van dit insect ontstaan is uit een extra paar vleugels?

Om die vraag te beantwoorden, bekeek de Fransman de vorming van de helm in embryo’s van verschillende soorten bochelcicaden. De helm vormt zich – net als een paar vleugels – vanuit twee uitgroeiende ‘knopjes’. Tijdens de ontwikkeling van het embryo fuseren de knopjes van de helm, in tegenstelling tot de knopjes van de vleugels. Daardoor vormt de helm uiteindelijk één structuur.

Niet alleen de karakteristieke knopjes, ook de genen die bij het vormen van de helm tot expressie komen zijn dezelfde als bij de vleugels. Het belangrijkste gen heet Nubbin, en zorgt voor het uitgroeien van de knopjes.

Een bochelcicade.
Nicolas Gompel

Vleugelvorming onderdrukt

Volgens Prud’homme is er na deze resultaten maar één conclusie mogelijk: de bochelcicade ontwikkelt de structuur volgens hetzelfde bouwplan waarmee ook vleugels worden gevormd, maar op een plek waar de vleugelvorming bij insecten normaal gesproken onderdrukt wordt.

Onderdrukt? Ja, want in het eerste segment van het borststuk zorgt expressie van het gen Sex combs reduced (Scr) er normaal gesproken voor dat het gen Nubbin geremd wordt, waardoor de knopjes niet uit kunnen groeien en er dus geen vleugels ontstaan.

Raadsel opgelost: bochelcicaden kunnen een helm produceren doordat het Scr-gen bij hen niet goed tot expressie komt. Dat dacht Prud’homme in eerste instantie ook, maar het Scr-gen blijkt prima te werken. Waarschijnlijk zit het defect bij de bochelcicaden ergens anders in de lange signaalroute tussen Scr en Nubbin. Maar waar precies, daar is Prud’homme nog niet achter.

Bronnen

  • Benjamin Prud’homme e.a. Body plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage Nature 473 (83-86), 5 mei 2011
  • Armin Moczek The origins of novelty Nature 473 (34-35), 5 mei 2011

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 05 mei 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.