Je leest:

Leven in streepjescodes

Leven in streepjescodes

Auteur: | 4 februari 2010

In de sciencefiction serie Star Trek gebruiken kapitein Kirk en zijn team een ‘Tricorder’ om onbekende levensvormen te scannen en te identificeren. Nu lijkt dat idee helemaal geen sciencefiction meer. De wetenschap probeert via DNA barcoding elk dier en elke plant een unieke streepjescode op te plakken.

De VN heeft 2010 uitgeroepen tot jaar van de biodiversiteit. Alles wat op aarde leeft staat dit jaar extra in de schijnwerpers. Waarom? De daling van het aantal plant- en diersoorten gaat op dit moment duizend keer zo snel als bij een natuurlijke afname. Slechts twintig procent van de, naar schatting, tien miljoen soorten is volledig beschreven. De tijd om al het leven te identificeren voordat het verdwijnt, is dus beperkt.

En dat biodiversiteit belangrijk is, bleek wel tijdens de opening van het nationale jaar van de biodiversiteit afgelopen week in Leiden. Minister Gerda Verburg omschrijft biodiversiteit niet alleen als leven, maar ook als onze verbinding met leven. “Het is een belangrijke bron van brandstoffen, zoals landbouwgewassen en medicijnen en daarmee ons natuurlijk kapitaal”. Door soorten nu te identificeren en beschrijven, kunnen we straks beter volgen hoe het met ze gesteld is.

Uiterlijke kenmerken

Een soort beschrijven is lastiger dan je zou denken. Professionele taxonomen moeten heel goed kijken naar de uiterlijke kenmerken van het exemplaar dat zij voor zich hebben en dan nog komen zij er niet altijd uit. Soms is het dier of de plant beschadigd, waardoor niet alle kenmerken zichtbaar zijn. Ook zijn er dieren waarbij het volwassen stadium er heel anders uitziet dan het jonge dier, zoals de kikker en het kikkervisje. Dan lijken het net twee verschillende soorten.

Om een plantensoort te identificeren is alleen het groene blad niet voldoende. Vaak heb je ook bloemen en/of vruchten van de plant nodig. Het is op dit moment dan ook heel moeilijk om planten te beschrijven die bijna nooit bloeien, zoals de Leidse penisplant. Een andere tak van het leven die weinig is onderzocht, wordt gevormd door de eencelligen en andere microscopisch kleine organismen. De uiterlijke kenmerken van die soorten zijn zo slecht zichtbaar dat zij nauwelijks beschreven zijn.

Veel vlinders zijn op basis van uiterlijke kenmerken prima uit elkaar te houden. Maar hoe moet dat als je alleen een klein stukje van de vleugel vindt of als je toevallig tegen een prachtige rups aanloopt? Kun je dan ook bepalen met welke soort je te maken hebt? Op dit moment is dat moeilijk, maar DNA barcoding moet hier verandering in brengen. Door het aflezen van korte stukjes DNA (de streepjescode) met een speciale scanner kun je in de toekomst elke diersoort en elk plantje makkelijk en snel identificeren.
Wikimedia Commons

Korte stukjes DNA

DNA barcoding is een relatief nieuwe techniek die zulke problemen in een klap oplost. Het werkt ongeveer hetzelfde als het scannen van streepjescodes op producten uit de supermarkt. Stel, je loopt door het bos en vindt een prachtige blauwe vogelveer. Leg die veer onder een draagbare DNA scanner en je weet binnen een paar minuten van welke vogelsoort hij afkomstig is. Hoe werkt die techniek precies?

De complete DNA-code van een organisme bestaat uit miljoenen basen. Elke base heeft zijn eigen letter. In die brei van letters bevinden zich korte stukjes DNA die tussen individuen van dezelfde soort nauwelijks verschillen, maar tussen soorten sterk variëren. Dat stukje DNA is dus uniek voor die ene soort. Een voorbeeld van zo’n stukje DNA is CO1, ook wel cox1. De 650 letters van dat stukje DNA vormen een streepjescode waarmee je gemakkelijk verschillende soorten vlinders, vogels, spinnen, vissen en mieren uit elkaar kunt houden.

CO1 is een stukje DNA dat afkomstig is uit mitochondriën, de energiecentrales van een cel. De code van mitochondriaal DNA verandert over het algemeen snel en dat leidt tot veel variatie tussen verschillende diersoorten. Bij planten lijkt al het mitochondriaal DNA op elkaar en dus is CO1 helaas niet bruikbaar om plantensoorten van elkaar te onderscheiden. Wetenschappers zijn nog steeds op zoek naar een nieuwe streepjescode of een combinatie van streepjescodes waarmee ze uiteindelijk al het leven op aarde kunnen identificeren.

Wetenschappers zijn nog op zoek naar een streepjescode waarmee zij ook plantensoorten van elkaar kunnen onderscheiden.
Wikimedia Commons

Centrale database

Streepjescodes zijn er dus al, maar een draagbaar systeem is er nog niet. Nu kun je de streepjescodes van bekende soorten alleen aflezen met een groot apparaat dat daar een paar uur over doet. Wetenschappers willen de komende jaren zoveel mogelijk streepjescodes als referentie in een centrale database stoppen. Daarna kunnen we wellicht allemaal het bos of de tuin in met onze eigen DNA scanner.

Bronnen

  • Towards writing the encyclopaedia of life: an introduction to DNA barcoding (Vincent Savolainen e.a.), The Royal Society, 2005
  • Four years of DNA barcoding: current advances and prospects (Lise Frézal en Raphael Leblois), Elsevier, 2008

Zie ook

Barcode of life (Engels) DNA barcoding identificeert woekerende waterplant (Wageningen Universiteit) Unieke DNA barcode voor herkenning schadelijke organismen op elk moment en elke plaats (Wageningen Universiteit) Scan het DNA en bepaal de soort (Alles over DNA) De streepjescode van het leven (Noorderlicht)

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 04 februari 2010

Discussieer mee

0

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

NEMO Kennislink Agenda

NEMO Kennislink vertoont op deze plaats normaal gesproken wetenschappelijke activiteiten uit heel Nederland. Door de maatregelen tegen het nieuwe coronavirus zal daarvan een groot gedeelte worden afgelast. Omdat we geen achterhaalde informatie willen verspreiden, laten we voorlopig geen activiteiten zien.
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.