Erfelijkheid

De praktische toepassingen van erfelijkheidsonderzoek worden in onze maatschappij steeds belangrijker. Denk maar eens aan opsporingsmethoden door middel van DNA-onderzoek, aan vaststelling van overerfbare ziekten, aan manipulatie van erfelijke eigenschappen bij landbouwproducten, etc. etc. er komen er voortdurend bij.

Ook in dierentuinwereld kunnen we van die ontwikkelingen mooi profiteren, want er zijn nogal wat toepassingen denkbaar. Soms overzie je als dierentuinbioloog de vele mogelijkheden die erfelijksonderzoek te bieden heeft niet eens, maar aan de andere kant is het voor de onderzoekers wel eens moeilijk te overzien welke waarde hun werk voor dierentuinen kan hebben. Onlangs werd in Burgers’ Zoo een workshop gehouden met Nederlandse dierentuinmensen en onderzoekers op diverse terreinen van de erfelijkheid. We hopen dat de workshop ertoe bijdraagt dat de Nederlandse dierentuinen nog meer dan voorheen van dit soort onderzoek kunnen profiteren.

Dierentuinen willen graag dat hun dieren zich voortplanten. Het liefst zelfs zo goed dat er ook op lange termijn een gezonde en voldoende grote populatie mogelijk is, zonder dat daarvoor nieuwe dieren uit het wild hoeven te worden gevangen. Bij veel diersoorten zijn we inmiddels wel zover.

Mannetje of vrouwtje

Maar om te kunnen fokken, heb je minimaal een mannetje en een vrouwtje van die soort nodig. Dat lijkt simpel, maar welk dier is nu een mannetje en welk een vrouwtje? Bij sommige soorten is dat niet moeilijk. Niemand zal een haan aanzien voor een hen, of een mannetjes leeuw met zijn lange manen verwarren met een leeuwin. Bij andere soorten kun je op grond van hun uiterlijk een redelijke gok wagen. Over het algemeen hebben pelikanenmannen een langere snavel dan de vrouwtjes, en zijn bij flamingovrouwtjes de poten korter dan die van het andere geslacht. Zo zijn er erg veel voorbeelden. Het probleem is dat er meestal overlap is in zulke kenmerken. Een grote vrouw en een kleine man flamingo hebben ongeveer even lange poten. Wie is nu wat? Vroeger was het vaak het nodig dat er bloed genomen werd of er was zelfs een lichte ‘kijkoperatie’ voor nodig.  Het is intussen mogelijk om aan de hand van één enkel veertje te bepalen wat het geslacht is van de eigenaar van die veer. Van vrijwel alle vogels in ons park weten we daardoor het geslacht. Vooral voor kolonievogels is dat erg belangrijk. Als er bij de flamingo’s of de pinguins veel meer mannetjes dan vrouwtjes zijn, komt het vaak voor dat de nesten verstoord worden door de ‘vrijgezellen’.

Stamboek

Natuurlijk willen we bij dieren die in groepen leven ook erg graag weten wie de vaders zijn van de jongen die er in de groep geboren worden. Voor het beheer van een fokprogramma is het essentieel de juiste afstamming van de dieren te kennen. Alleen dan kunnen we inteelt voorkomen en er voor zorgen dat er zoveel mogelijk erfelijke eigenschappen van de stamouders behouden blijven. Vaderschapsonderzoek door middel van DNA behoort inmiddels tot de mogelijkheden. Het levert soms verrassende resultaten op!

Natuurlijk vinden we het erg jammer dat zulke technieken in het verleden niet beschikbaar waren. We zouden bijvoorbeeld van onze chimpanseekolonie graag vanaf het allereerste begin de afstamming compleet hebben. Maar van sommige van de chimps uit de begintijd hebben we geen materiaal meer. We hopen nu maar dat de toekomst nieuwe onderzoekstechnieken brengt, waarmee we toch meer over die begintijd te weten kunnen komen. Het zal ons in ieder geval nooit meer gebeuren dat we geen materiaal meer hebben. Van alle dieren die we in handen krijgen (en bij nieuwe dieren is dat meestal al direkt bij aankomst), verzamelen we veertjes, haren, bloed en wellicht in de toekomst nog ander genetisch materiaal. Zelfs mest kan voor zulk onderzoek worden gebruikt! We hebben inmiddels al mappen vol met keurig gerubriceerde haren en veertjes.

Ook systematici, wetenschappers die zich bezighouden met de indeling van het dieren- of plantenrijk, maken inmiddels op grote schaal gebruik van erfelijksonderzoek.

De ‘klassieke’ methoden om zo’n indeling te bepalen maken gebruiken van allerlei verschillen tussen dieren. Meestal zijn dat verschillen in lichaamsbouw of in uiterlijk, maar ook andere kenmerken, zoals het gedrag en het verspreidingspatroon spelen daarbij mee. Sinds er ook met chromosoomkenmerken of zelfs DNA gewerkt wordt ontstaan er soms hele nieuwe inzichten in de verwantschap tussen bepaalde diergroepen. Soms blijkt zelfs dat het bij dieren die uiterlijk vrijwel niet te onderscheiden zijn, om meerdere soorten gaat. Aan de andere kant komt het ook regelmatig voor dat er op grond van het DNA onderzoek veel minder soorten of ondersoorten onderscheiden mogen worden dan er volgens de klassieke indeling zouden zijn. Fokprogramma’s in dierentuinen zijn erop gericht de vormen zoals ze in de natuur te vinden zijn in stand te houden. Dan moet je die wel eerst kunnen onderscheiden!

Zo blijkt dat er bij leeuwen sprake is van twee verwantschapsgroepen. Enerzijds zijn de leeuwen uit Oost- en Zuid-Afrika niet te onderscheiden, anderzijds blijken de vormen uit Angola, Centraal-Afrika en tot ieders verbazing ook uit India nauw verwant te zijn.

Al meer dan vijfentwintig jaar geleden bleek het mogelijk om aan de chromosomen van orang oetans te zien of ze van Borneo of van Sumatra afkomstig waren. Zelfs kruisingen tussen de twee vormen waren te herkennen. Daardoor konden er twee afzonderlijke fokprogramma’s worden opgezet. De kruisingen mochten uiteraard niet mee doen. Ze mogen zelfs niet fokken, want nog meer kruisingen zou betekenen dat er voor de zuivere dieren minder ruimte overblijft. Destijds werden de twee vormen als ondersoorten beschouwd. De uiterlijke verschillen waren immers maar klein? Inmiddels is er ook DNA-onderzoek gedaan en blijkt dat de orangs van Borneo en Sumatra al zo lang een gescheiden ontwikkeling doorgemaakt hebben, dat ze elk als een aparte soort moeten worden beschouwd.

Alle levensvormen hebben erfelijk materiaal, ook bacteriën. Met speciale technieken blijkt het zelfs mogelijk te bepalen welke soorten van deze levensvormen er bijvoorbeeld in het water van de Ocean te vinden zijn. Het kan dan gaan om ziekteverwekkers, maar ook om bacteriën die een belangrijke rol vervullen bij de afbraakprocessen in de biologische filters.

Het blijkt dat dit soort onderzoek ook een rol kan spelen bij het bepalen van de doodsoorzaken van dieren. Dat is van groot belang voor de gezondheid van de nog levende dieren. Pas als we weten waaraan onze dieren doodgaan, kunnen we maatregelen nemen om te voorkomen dat het vaker gebeurd. Zo blijkt het inmiddels mogelijk om met behulp van genetisch onderzoek bepaalde virussen  bij diverse soorten slangen betrouwbaar te identificeren.

Zo maar wat voorbeelden van genetisch onderzoek dat voor dierentuinen enorm van waarde kan zijn. De toekomst zal ons ongetwijfeld nog ontelbaar veel nieuwe voorbeelden opleveren. De informatie die in elke celkern opgesloten ligt is bedoeld voor het lichaam van het dier zelf, maar is van onschatbare waarde voor wie het lezen kan en de mogelijkheden onderkent.