Je leest:

Eén gen voor echolocatie

Eén gen voor echolocatie

Auteur: | 26 januari 2010

Vleermuizen en tandwalvissen verschillen genetisch gezien weinig van elkaar als het op echolocatie aankomt. Dat komt waarschijnlijk doordat zoogdieren maar weinig mogelijkheden hebben om het gehoor af te stellen op hoogfrequent geluid.

Sommige soorten vleermuizen en walvissen maken gebruik van echolocatie. Zij produceren een hoogfrequent geluid en luisteren naar de echo om objecten te lokaliseren en identificeren. Zo kunnen deze dieren bijvoorbeeld obstakels ontwijken of bepalen waar prooidieren zich precies bevinden. Het systeem dat vleermuizen en walvissen gebruiken, verschilt in een aantal opzichten van elkaar. Vleermuizen hebben een bereik van drie of vier meter, terwijl de echolocatie van walvissen wel honderd meter ver kan reiken. De snelheid van geluid in lucht en water is ook anders, waardoor de overdracht van informatie bij walvissen veel sneller gaat dan bij vleermuizen.

Animatie van echolocatie bij de dolfijn (lid van de groep van de tandwalvissen).
Malene Thyssen, Wikimedia Commons

Stamboom van echolocatie

Ondanks die verschillen, maken beide dieren wel gebruik van hetzelfde principe. De haarcellen in het binnenoor van vleermuizen en walvissen zijn korter en stijver dan bij andere zoogdieren. Dat maakt het gehoor gevoelig en selectief voor hoge frequenties. Vleermuizen en walvissen staan in de stamboom van het leven vrij ver uit elkaar. Daarom nemen wetenschappers aan dat beide dieren dezelfde eigenschap onafhankelijk van elkaar hebben ontwikkeld. Dat komt in de natuur vaak voor en meestal ontstaan die eigenschappen dan vanuit verschillende genen of DNA-veranderingen.

In eerder onderzoek ontdekte Yang Lui het gen Prestin, dat een rol speelt bij echolocatie in vleermuizen. De variatie in dat gen tussen verschillende soorten vleermuizen is heel klein. Twee onderzoeksgroepen hebben nu onderzocht hoe de variatie in het Prestin-gen is tussen vleermuizen en walvissen. Daarvoor plaatsten zij vleermuizen en baleinwalvissen zonder echolocatie en vleermuizen en tandwalvissen met echolocatie in een gezamenlijke stamboom. De stamboom is uitsluitend gebaseerd op het Prestin-gen. De tandwalvissen groeperen in deze stamboom niet langer met hun naaste verwanten (de baleinwalvissen), maar met vleermuizen die ook echolocatie gebruiken.

Deze stamboom is gemaakt op basis van het Prestin-gen. Vleermuizen (zwart) en tandwalvissen (blauw) maken gebruik van echolocatie. Vleermuizen (oranje) en baleinwalvissen (groen) doen dat niet. Baleinwalvissen zijn normaal gesproken nauw verwant met tandwalvissen (extra toegevoegd in grijs). Op basis van ‘het echolocatiegen’ zijn de tandwalvissen echter sterk verwant aan de vleermuizen die ook echolocatie gebruiken. De stamboom laat zien dat de genetische verschillen tussen vleermuizen en walvissen die echolocatie gebruiken zeer klein zijn.
Yang Liu e.a., Current Biology

Enige mogelijkheid

Wat betekent dat? De stamboom vertelt in ieder geval dat, binnen het Prestin-gen, de genetische verschillen tussen vleermuizen en walvissen klein zijn. Beide onderzoeksgroepen hebben ook bewijs dat bepaalde genetische veranderingen kritiek zijn voor het ontwikkelen van echolocatie. Zowel bij vleermuizen als bij walvissen heeft er positieve selectie plaatsgevonden op zulke mutaties. Waarschijnlijk zijn er voor zoogdieren maar weinig mogelijkheden om ervoor te zorgen dat geluid op een hoge frequentie goed hoorbaar is. Misschien, zo denken de wetenschappers, zijn kleine aanpassingen aan het Prestin-gen wel de enige mogelijkheid.

Bronnen

  • Convergent sequence evolution between echolocating bats and dolphins (Yang Liu e.a.), Current Biology, 26 januari 2010
  • The hearing gene Prestin unites echolocating bats and whales (Ying Li e.a.), Current Biology, 26 januari 2010

Zie ook

Echolokatie bij vleermuizen (Kennislinkartikel van Natuurwetenschap en Techniek) Mot verstoort sonar van vleermuis (Kennislinkartikel) ‘Mensen kunnen echolocatie aanleren’ (Nu.nl)

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 26 januari 2010

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.