Twee soorten van het tropisch-Amerikaanse vlindergeslacht Heliconius die sterk op elkaar lijken, gebruiken heel andere schakelaars om dezelfde genen aan en uit te zetten.
Beeld: Luca Livraghi
Sommige soorten Heliconiusvlinders ontwikkelden onafhankelijk van elkaar vrijwel identieke vleugelkleurpatronen. Ze gebruiken daarvoor een sterk geconserveerde set genen, die veel vlindersoorten hebben. Onderzoekers dachten dus lang dat Heliconius erato en Heliconius melpomene, die sterk op elkaar lijken, ook een evolutietraject deelden sinds ze ongeveer 11,1 miljoen jaar geleden verschillende soorten werden.
Uit een publicatie in Science van een Leuvense onderzoeker en zijn Amerikaanse collega’s, blijkt nu dat dat niet klopt. De beide vlindersoorten hebben een rode streep op hun zwarte voorvleugel. Ze hebben ook dezelfde set genen voor vleugelkleuren, maar blijken heel andere schakelaars - cis-regulerende elementen - te gebruiken om die genen aan en uit te schakelen.
Heliconius erato (boven) en Heliconius melpomene (onder) gebruiken andere schakelaars om de genen voor vleugelkleuren aan en uit te zetten. Credit: Sebastian Mena
Verschillende oplossingen, hetzelfde uiterlijk
Cis-regulerende elementen (CRE) zijn stukken niet-coderend DNA die de transcriptie van naburige genen reguleren. Ze controleren daardoor de morfologie, anatomie en andere elementen in de embryonale ontwikkeling. Wetenschappers vermoedden al langer dat CRE veel sneller evolueren dan genen die voor eiwitten coderen. Dit onderzoek bevestigt dat vermoeden, volgens auteur Steven Van Belleghem.
‘Misschien heeft elk biologisch systeem wel zo’n grote flexibiliteit van evolutionaire trajecten. Genmutaties in soorten die niet meer samen voortplanten, worden blijkbaar gecompenseerd in andere delen van het ontwikkelingssysteem. Zo krijg je op het eerste gezicht vergelijkbare, maar uiteindelijk heel verschillende oplossingen voor eenzelfde uiterlijk.’
