Met een overgedragen gen ontstaat er een gedragspatroon tussen verschillende soorten

Gedurende 35 miljoen jaar verleidden ze vrouwtjes met gezang, maar het aanpassen van één enkel gen was voldoende om het gedrag van een andere soort over te nemen en geschenken aan te bieden. De resultaten van een experiment gepubliceerd in het tijdschrift Science en uitgevoerd in Japan zijn een wereldprimeur . Het toont aan hoe het aanpassen van één enkel gen voldoende is om nieuwe verbindingen tussen neuronen te induceren en zo gedragingen over te dragen die typisch zijn voor de ene soort naar de andere . Het experiment werd uitgevoerd op fruitvliegjes door het Japanse National Institute of Information and Communications Technology (NICR) in samenwerking met de Universiteit van Nagoya. "We hebben aangetoond hoe we de genetische wortels van complexe gedragingen zoals huwelijksgeschenken kunnen traceren om te begrijpen hoe evolutie volledig nieuwe strategieën creëert die soorten helpen te overleven en zich voort te planten ", aldus Daisuke Yamamoto van het NICT, die het onderzoek coördineerde met zijn collega Yusuke Hara, eveneens van het instituut. Door een enkel gen te activeren , zijn onderzoekers in staat geweest om een soort fruitvlieg ( Drosophila melanogaster ) een ritueel van geschenken geven te laten uitvoeren dat individuen van die soort nog nooit eerder hadden uitgevoerd en dat in plaats daarvan typisch is voor de soort Drosophila subobscura . De twee soorten zijn 35 miljoen jaar geleden langs de evolutionaire schaal uit elkaar gegaan. Onder normale omstandigheden maakt het mannetje van de Drosophila melanogaster vrouwtjes het hof door snel met hun vleugels te trillen om een soort lied te verkrijgen, terwijl het mannetje van de Drosophila subobscura vrouwtjes het hof maakt door voedsel uit te braken en het als geschenk aan te bieden . De reden voor dit verschil ligt in een gen genaamd 'fruitless' of 'fru' , dat gemeenschappelijk is voor de twee soorten en waarvan bekend is dat het het baltsgedrag bij mannetjes controleert. Bij beide soorten is het gen aanwezig in neuronen die de productie van insuline controleren, het hormoon dat als neurotransmitter in de hersenen werkt. Bij vliegen die het hof maken met geschenken zijn de insulineproducerende neuronen echter verbonden met het baltscentrum in de hersenen , terwijl dit bij vliegen die het hof maken met gezang niet het geval is . Met behulp van embryo's die gemodificeerd waren met door hitte geactiveerde eiwitten, identificeerden de onderzoekers een cluster van ongeveer 18 insulineproducerende neuronen die het mannelijke eiwit FruM aansturen, die geclusterd zijn in een deel van de hersenen genaamd het pars intercerebralis . "Toen we het fru-gen activeerden in insulineproducerende neuronen in vliegen die we het hof maken met gezang om FruM-eiwitten te produceren, ontwikkelden de cellen lange neurale uitlopers en verbonden ze zich met het baltscentrum in de hersenen, waardoor nieuwe hersencircuits ontstonden die het hof maken met geschenken ," aldus coauteur Ryoya Tanaka van de Universiteit van Nagoya. Dit is de eerste keer dat een dergelijk fenomeen is waargenomen. "Onze bevindingen", aldus Hara, "geven aan dat de evolutie van nieuw gedrag niet noodzakelijkerwijs de opkomst van nieuwe neuronen vereist ; integendeel, een kleinschalige genetische reorganisatie in sommige reeds bestaande neuronen kan leiden tot gedragsdiversificatie en uiteindelijk bijdragen aan de differentiatie van soorten ."