jouw wetenschapsgids in de hoofdstad

jouw wetenschapsgids in de hoofdstad

VUB Wetenschappers identificeren seksferomonen bij watersalamanders

Een geur die je onweerstaanbaar maakt voor het andere geslacht: advertenties maken de meest onwaarschijnlijke beloftes en parfums zijn big business, maar wondermiddelen bestaan er niet. Voor de mens althans, onderzoekers van het Amphibian Evolution Lab aan de Vrije Universiteit Brussel (in samenwerking met het Lab. Moleculaire Immunologie van de KU Leuven) hebben namelijk bij mannelijke watersalamanders echte verleidingsferomonen geïsoleerd. 

Onweerstaanbaar

Deze moleculen zorgen ervoor dat vrouwtjes hen helemaal onweerstaanbaar vinden. De feromonen zijn zo efficiënt dat twee vrouwtjes die onder invloed zijn interesse in elkaar gaan tonen, zelfs zonder dat er een mannetje bij aanwezig is.

Onderzoekster Ines Van Bocxlaer zuiverde samen met haar collega’s in een eerste studie feromonen van vinpootsalamanders (zie foto’s onder) rechtstreeks uit het water. Chemische analyses toonden aan dat de feromonen bestaan uit eiwitten waaraan suikers gebonden zijn. De mannetjes produceren die feromonen zelf, en beschikken daarvoor over een reeks genen die in hun feromoonklieren coderen voor verschillende eiwitten, waardoor een aantrekkelijke mix ontstaat voor de vrouwtjesdieren. Hoewel de combinatie van eiwitten efficiënter is dan één eiwit, toonden de wetenschappers aan dat ook een voldoende concentratie van één enkel eiwit in staat is om vrouwtjes te overtuigen.

Van Bocxlaer: “De feromonen werken enkel bij hun eigen soort, wat betekent dat die moleculen mee evolueren met de dieren. Zo zagen we dat de verwante Kleine watersalamanders nog een beperkte reactie vertoonden, terwijl vrouwtjes van Alpenwatersalamanders al helemaal geen respons meer vertoonden op de feromonen van de Vinpootsalamanders.

 

Staartzwaaien en spermapakketjes

Binnen enkele weken is het voorjaar aangebroken en trekken watersalamanders met z’n allen naar de poelen om te paren. Hun paargedrag, waarbij mannetjes met hun staart richting het vrouwtje zwaaien, kan mooi geobserveerd worden. Dit staartzwaaien doet het mannetje om een vrouwtje te overtuigen zijn spermapakketje op te nemen. Het is namelijk zo dat mannetjes watersalamanders geen copulatieorgaan (penis) hebben om het vrouwtje intern te bevruchten. In plaats daarvan zetten ze hun sperma af op de bodem van een poel, en moeten ze het vrouwtje zien te overtuigen om dat spermapakketje met haar cloaca op te nemen. Om dat zo efficiënt mogelijk te laten gebeuren, produceren de mannetjes feromonen in klieren van hun cloaca. Bij het staartzwaaien zendt het mannetje die feromonen direct naar de neus van het vrouwtje, die daardoor overtuigd raakt om tot voortplanting over te gaan. Als bevestiging volgen ze het mannetje dat hen leidt over het sperma-pakketje zodat de bevruchting onder water kan plaatsvinden. Hieronder zie je een filmpje van het Amphibian Evolution Lab ver natuurlijk paargedrag en gedrag van vrouwtjes onder invloed van feromonen.

Een logisch vraag was natuurlijk of alle watersalamanders hun eigen feromonen hadden. In een tweede studie onderzochten Sunita Janssenswillen en collega’s watersalamanders van verschillende soorten op de aanwezigheid van feromonen. De studie toont aan dat ze inderdaad zowat allemaal hun eigen feromonen hebben. Maar verrassend genoeg kwam ook nog de oorsprong van een ander, veel kleiner feromoon bij Chinese vuurbuiksalamanders aan het licht. Het DNA dat normaal gezien één van de feromonen moet coderen heeft in de loop van de evolutie bij die salamanders een verschuiving (een zogenaamde frameshift) ondergaan. Zo’n verschuiving produceert een eiwit dat zo verschillend is van het origineel, dat het normaal gezien geen functie heeft en evolutief snel verdwijnt. Bij de Chinese vuurbuiksalamanders is een stukje van dit eiwit echter een eigen leven gaan leiden en is aantrekkelijk geworden voor salamander vrouwtjes.

Volgens Janssenswillen is dat vooral evolutief zeer interessant: “een random stukje van een eiwit, dat eigenlijk ontstaan is door een fout, is plots aantrekkelijk geworden voor salamandervrouwtjes. Dit is één van de weinige voorbeelden van hoe evolutie iets totaal nieuws kan produceren. De verklaring zit vermoedelijk in het feit dat de nieuwe molecule samen met bestaande feromonen naar het vrouwtje gestuurd werd, zodat ze de molecule leerde associëren met een uitnodigend mannetje. Na verloop van tijd was de nieuwe molecule alleen al voldoende aantrekkelijk voor de vrouwtjes.

300 miljoen jaar oud

Franky Bossuyt, hoofd van het Amphibian Evolution Lab, benadrukt de oorsprong van het feromoon systeem. “Beide studies tonen aan dat de voorouders van de huidige salamanders ook al de genen voor feromoonproductie hadden toen ze ontstonden, ongeveer 300 miljoen jaar geleden. Daarmee hebben we één van de oudste feromoon systemen bij gewervelden aangetoond. We hebben moleculen geïsoleerd die bij de salamanders al als feromoon functioneerden toen de eerste dinosauriërs op de aarde begonnen rond te lopen. De huidige salamanders gebruiken nog steeds varianten die toen ontstaan zijn”.

Gezien de salamanderferomonen in het water rechtstreeks de voortplanting van de watersalamanders sturen, kan watervervuiling hun seksuele communicatie direct of indirect verstoren.

 Copyright foto’s mannelijke vinpootsalamander: Franky Bossuyt