Vrouwelijke beenvissen reageren alleen op paringsgedrag als hun eieren klaar zijn om bevrucht te worden. Maar hoe weet het vissenbrein eigenlijk dát het moment is aangebroken?
Onderzoekers van onder meer Hiroshima University en Tokyo University of Agriculture and Technology denken een belangrijk deel van dat systeem te hebben gevonden. In een onderzoek waarbij ze keken naar Oryzias latipes (ookwel de madaka of de Japanse rijstvis genoemd) beschrijven ze een mechanisme waarbij de eierstokken aan de hersenen vertellen wanneer het moment van ovulatie is gekomen. Het onderzoek is gepubliceerd in het vakblad Journal of Neuroendocrinology.
Diverse groep
Beenvissen vormen een enorm diverse groep dieren. Ze leven in zowat elk type water: van kabbelende beekjes tot aan zeeën en oceanen. Bij veel soorten loopt de bereidheid tot voortplantingsgedrag strak in de pas met wat er in de eierstokken gebeurt. Vanuit de biologie is die link makkelijk te verklaren: het meedoen aan baltsen kost energie en kan bovendien gevaarlijk zijn. Maar hoe die link precies werkt? Dat was nog onbekend.
Om dat uit te zoeken koos het Japanse team ervoor om de medaka in het lab te onderzoeken. Dat is niet zomaar: vrouwelijke medaka’s leggen dagelijks eieren en laten vervolgens bijna voorspelbaar paringsgedrag zien. Dat maakt het mogelijk om heel precies te kijken naar hoe de voortplanting achter de schermen werkt. Daarvoor is het belangrijk om eerst naar de volgorde van gebeurtenissen te kijken: wanneer vindt de ovulatie plaats en wanneer reageert een vrouwtje voor het eerst op de pogingen van een mannetje?
Vast tijdstip
Uit het onderzoek blijkt dat de ovulatie op een vast tijdstip plaatsvindt: ongeveer twee uur voordat het licht in de ruimte aangaat. Het paringsgedrag volgt kort daarna: ongeveer een half uur tot een uur later. Dat bevestigt dat paringsgedrag niet willekeurig plaatsvindt, maar pas nadat de ovulatie heeft plaatsgevonden.
Na dat te bevestigen was het tijd voor het echte werk: uitzoeken hoe het onderliggende mechanisme werkt. Hiervoor keek het team naar de zogenoemde HPG-as: de samenwerking tussen de hypothalamus (in de hersenen), de hypofyse (een hormoonklier) en de geslachtsklieren. In dit systeem speelt het hormoon LH, dat door de hypofyse wordt gemaakt, een belangrijke rol bij het op gang brengen van de ovulatie.
Geen zin
Daarom gebruikten de onderzoekers vrouwtjes waarbij het gen voor de productie van LH deels was uitgeschakeld. Deze medaka’s hadden dus eieren die zich wel normaal ontwikkelden, maar deze niet konden verliezen door te ovuleren. Volgens het team gebeurde iets interessants: ondanks dat mannetjes deze vrouwtjes normaal benaderden en het hof maakten accepteerden de vrouwtjes die toenadering niet.
Dat verraad dat de hersenen van medaka’s dus pas reageren op mannelijk paringsgedrag op het moment dat ze hiervoor een signaal hebben ontvangen. Zolang dat signaal niet is ontvangen lijken de hersenen in een soort ‘wachtstand’ te zitten, ongeacht de staat van de eieren.
Vervolgens keek het team naar de rol van P4, een stof die erg op progesteron lijkt. Toen de onderzoekers de vrouwtjes P4 gaven zagen ze iets anders: de medaka’s vertoonden ineens wel paringsgedrag. Echter kwam het vermogen om te ovuleren niet terug. Die observatie is belangrijk: het suggereert dat P4 het paringsgedrag niet herstelt door later alsnog ovulatie te veroorzaken in de eierstokken. Het lijkt er eerder op dat P4 direct inwerkt op het brein.
De rol van de eierstokken
Uit de analyse naderhand trekken de onderzoekers een voorzichtige conclusie: rond de ovulatie komen waarschijnlijk verschillende hormonen in een korte piek vrij. Die hormonen worden vervolgens door specifieke neuronen in de hersenen ‘ontvangen’, waarna het brein het paringsgedrag toelaat.
Teamlid Soma Tomihara van Hiroshima University zegt: “Onze resultaten wijzen erop dat geslachtshormonen die rond de ovulatie in een piek vrijkomen direct worden ontvangen door bepaalde hersencellen. Zo krijgt het brein het signaal dat de ovulatie heeft plaatsgevonden en het tijd is voor paringsgedrag.”
Leestip: Doorzichtige zebravissen laten zien wat stress met hun afweer doet
Daarmee laat de studie zien hoe nauwkeurig het proces van voortplanting bij de madaka kan plaatsvinden: een vrouwtje heeft pas zin wanneer de kans op een succesvolle bevruchting het grootst is. Daarnaast blijkt ook dat de hersenen dus niet altijd alles uitmaken: soms is het aan andere organen om een besluit te maken.
Dat is niet alleen interessant voor mensen die het gedrag van beenvissen beter willen begrijpen. Het is ook de eerste stap naar een groter doel: het in kaart brengen van de hersengebieden die zo ‘braaf’ kunnen reageren. Tomihara: “We willen de hersengebieden identificeren die de seksuele bereidheid van vrouwelijke beenvissen stimuleren. We willen daarbij vooral kijken naar welke neuronen reageren op de hormonen die rond de ovulatie vrijkomen.”
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Steeds minder zuurstof in rivieren: grote gevolgen voor vissen en Unieke dataset onthult dat de vissen in Michigan aan het krimpen zijn . Of lees dit artikel: Vallen dieren voor optische illusies? Wat vissen en vogels ons kunnen leren over perceptie .
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
