KRAAIJEVELD K & KRAAIJEVELD-SMIT F (2001) Moleculaire technieken onthullen geheimen in de vogelwereld. LIMOSA 74 (2): 57-65.

Bij het oplossen van moordzaken en zedendelicten zijn moderne moleculaire technieken al niet meer weg te denken. Net als Hercule Poirot had ook Charles Darwin vast gewatertand bij de extra dimensie die de ontdekking van het DNA-molecuul zou geven aan het onderzoek van de levenswandel van organismen. Wie is de dader of wie is de vader? Deze vraag kan dankzij de snel voortschrijdende ontwikkelingen in de moleculaire biologie nu vrij eenvoudig worden beantwoord. Ecologen en gedragsonderzoekers passen deze technieken toe bij het bepalen van verwantschappen tussen soorten, populaties of individuen en het karakteriseren van bepaalde eigenschappen die niet direct aan een individu te zien zijn, zoals sekse. Dit artikel geeft een aantal voorbeelden uit recent onderzoek.

     Toen Watson en Crick in 1953 de structuur van het DNA-molecuul beschreven (figuur 1), zetten zij een van de grootste biologische stappen voorwaarts sinds de publicatie van The Origin of Species (Darwin 1859); een gegeven waar zij zich ten volle van bewust waren (Watson 1968). Sindsdien onthulden genetici in een razend tempo een moleculaire wereld waarvan de complexiteit menig niet-geneticus enigszins ontgoocheld achterliet. Genetica bleef dan ook lange tijd het exclusieve domein van de geneticus.
     Met de ontwikkeling van de zogenaamde 'polymerase chain reaction' (PCR), is hierin echter verandering gekomen. PCR is een relatief simpele techniek (figuur 2) waarmee een specifiek stukje van het DNA vele malen kan worden vermenigvuldigd. Welk deel van het DNA wordt vermenigvuldigd hangt af van de 'primers' die men aan de reactie toevoegt. Het grote voordeel van deze techniek is dat niet meer dan een klein druppeltje bloed, een schacht van een veer of een eimembraan nodig is om genoeg DNA te verzamelen voor een analyse. Zoogdieronderzoekers kunnen DNA verkrijgen uit haren en uitwerpselen. De techniek wordt veel gebruikt in de genetica, maar blijkt ook een zeer handig hulpmiddel in ecologisch en evolutionair onderzoek. Vragen die tot voor kort onbeantwoordbaar waren, kunnen nu met behulp van deze methoden worden opgelost. De toepassingen vallen feitelijk uiteen in twee typen. Ten eerste kunnen verwantschappen tussen verschillende individuen worden bepaald. Dit kan op allerlei niveaus: men kan verwantschappen bepalen tussen verschillende ordes, families of soorten, maar ook tussen verschillende populaties van dezelfde soort, of zelfs tussen leden van hetzelfde gezin. AI naar gelang de hoeveelheid genetische variatie die men verwacht (veel als men twee soorten bekijkt, weinig als men broers en zussen vergelijkt), verschilt de te gebruiken techniek. De reden hiervoor is dat verschillende delen van het DNA verschillen in de snelheid waarmee zich in de tijd veranderingen opstapelen. De meest gebruikte toepassingen van verwantschapsanalyse zijn fylogenetisch onderzoek en het bepalen van reproductief succes. Van dit eerste type toepassingen worden in dit artikel enige voorbeelden besproken, te weten het bepalen van vaderschappen, en ondersoortvorming bij Bonte Strandlopers Calidris alpina. Het tweede type toepassing doet zich voor wanneer het genotype (het genetische 'bouwplan' van een individu) iets zegt over het fenotype (de eigenschappen van dat individu: het eindresultaat van het samenspel tussen genetische en omgevings-invloeden). Zo kan men bijvoorbeeld aan de hand van DNA vaststellen wat voor geslacht een vogel heeft (zie later in dit artikel). Een ander voorbeeld is de relatie die blijkt te bestaan tussen de gezondheid van een vogel en het DNA in het Major Histocompatibility Complex (MHC). Dit MHC-DNA is betrokken bij het immuunsysteem en bepaalde typen vandit DNA zorgen voor een beter afweersysteem dan andere. Bij Fazanten Phasianus colchicus correleren deze 'goede genen' ook met langere sporen bij de hanen. De hennen paren bij voorkeur met hanen met lange sporen, en dus indirect met hanen met goede MHC-genen (von Schantz et al. 1996).
     Zoals het bovenstaande aangeeft zijn de mogelijkheden zeer uiteenlopend en nieuwe toepassingen komen regelmatig aan het licht. Dit artikel heeft niet de pretentie al deze mogelijkheden uitputtend te behandelen. Aan de hand van enkele voorbeelden willen we een kijkje in de DNA-keuken geven om zo het soort resultaten dat behaald kan worden te illustreren. BR>


[gratis pdf] [english summary]