Het zoogdier legt eieren, zweet melk, heeft tien geslachtschromosomen en geen tanden. En wetenschappers lijken nu eindelijk meer te kunnen zeggen over het ontstaan ervan.
We hebben het over het vogelbekdier, een opmerkelijk zoogdier dat wel een heel bijzondere kruising lijkt tussen een eend en een bever. Europeanen ontdekten het vogelbekdier tegen het einde van de 18e eeuw in Oost-Australië en Tasmanië. En sindsdien heeft dit merkwaardige beest vele onderzoekers verbijsterd. Moderne wetenschappers proberen nog steeds te begrijpen waarom het vogelbekdier – vaak beschouwd als het meest bizarre dier op aarde – zo uniek is. En door zijn genetische code te kraken, komen we weer een stap dichterbij.
Bizarre kenmerken
Het vogelbekdier beschikt over enkele hele unieke en bizarre kenmerken. Het zoogdier legt eieren, is uitgerust met zwemvliezen, zweet melk, injecteert gif, heeft tien geslachtschromosomen en geen tanden. Bijzondere eigenschappen die bij menig wetenschapper tot opgetrokken wenkbrauwen heeft geleid. Maar nu zijn wetenschappers erin geslaagd om het genoom van het vogelbekdier te ontcijferen. En dat verschaft nieuw inzicht. “Het volledige genoom heeft ons antwoord gegeven op hoe enkele van de bizarre kenmerken van het vogelbekdier ontstonden,” zegt onderzoeker Guojie Zhang. “Tegelijkertijd is het kraken van zijn genetische code ook belangrijk om ons begrip over hoe andere zoogdieren – inclusief mensen – evolueerden, te verbeteren.”
Zoogdier
Het vogelbekdier behoort tot een oude groep zoogdieren – de zogenoemde monotremes – die miljoenen jaren vóór de opkomst van elk bekend hedendaags zoogdier bestond. “Hoewel het vogelbekdier tot de zoogdieren behoort, is het genetisch gezien eigenlijk een mengeling van zoogdieren, vogels en reptielen,” stelt Zhang. “Het heeft veel van de oorspronkelijke kenmerken van zijn voorouders bewaard. En die leveren waarschijnlijk een belangrijke bijdrage aan het gemak waarmee deze dieren zich aan hun omgeving kunnen aanpassen.”
Eieren
Het vogelbekdier is dus een zoogdier. Maar… toch het legt eieren. Hoe dit precies werkt? Het onderzoek licht een tipje van de sluier. Tijdens onze eigen evolutie verloren mensen alle drie de zogenaamde vitellogenine-genen; genen die heel belangrijk zijn voor de evolutie van eidooiers. Kippen beschikken aan de andere kant nog over alle drie de vitellogenine-genen. De studie toont nu aan dat vogelbekdieren zo’n 130 miljoen jaar geleden twee van de vitellogenine-genen verloren, maar nog steeds één van de drie met zich meedragen. En dus, dankzij dit enige overgebleven gen, blijft het vogelbekdier eieren leggen.
Je vraagt je misschien af waarom het vogelbekdier tot de zoogdieren wordt gerekend, terwijl het wel eieren legt. Enkele redenen waarom vogelbekdieren als zoogdieren worden aangemerkt, is dat ze borstklieren hebben, drie botten in hun middenoor hebben en een vacht hebben. En dat zijn weer typische kenmerken van zoogdieren.
Ondanks dat het vogelbekdier eieren legt, heeft het ook borstklieren die het dier gebruikt om jongen te voeden. Hoewel ze hun jongen zogen, beschikken ze overigens niet, zoals andere zoogdieren, over tepels. In plaats daarvan ‘zweten’ ze melk uit de klieren op hun buik. Hoe dat zit? Bij alle andere zoogdieren zijn de eerder genoemde vitellogenine-genen vervangen door caseïne-genen die verantwoordelijk zijn voor ons vermogen om het caseïne-eiwit te produceren (een belangrijk bestanddeel in zoogdiermelk). Het onderzoek toont nu aan dat het vogelbekdier ook over deze caseïne-genen beschikt. De samenstelling van hun melk is daardoor vrij vergelijkbaar met die van koeien, mensen en andere zoogdieren.
Tandeloos
Een ander kenmerk dat het vogelbekdier zo uniek maakt is dat het, in tegenstelling tot de overgrote meerderheid van de zoogdieren, geen tanden heeft. Hoewel de voorouders van de monotremes getand waren, is het moderne vogelbekdier uitgerust met twee hoornplaten waarmee hij zijn voedsel fijn maalt. Uit de studie blijkt nu dat het vogelbekdier zijn tanden ongeveer 120 miljoen jaar geleden verloor, toen vier van de acht genen die verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van tanden, verdwenen.
Geslachtschromosomen
Ten slotte bogen de onderzoekers zich over de merkwaardige geslachtschromosomen van het vogelbekdier. Zowel mensen als elk ander zoogdier op aarde beschikken over twee geslachtschromosomen die het geslacht bepalen. Twee X-chromosomen resulteren in het vrouwelijk geslacht, terwijl een X- en een Y-chromosoom resulteren in het mannelijke geslacht. Het vogelbekdier beschikt echter over tien geslachtschromosomen, met vijf X- en vijf Y-chromosomen. Het onderzoek onthult nu dat deze tien geslachtschromosomen in de voorouders van de monotremes in een ringvorm georganiseerd waren. Later werd dit opgesplitst in vele kleinere stukjes X- en Y-chromosomen. Tegelijkertijd laat het onderzoek zien dat de meeste geslachtschromosomen van de monotremes meer gemeen hebben met kippen dan met mensen. Daarnaast laat het ook een verband zien tussen zoogdieren en vogels.
Al met al biedt de studie, gepubliceerd in het prestigieuze vakblad Nature, ons meer inzicht in misschien wel het meest bizarre dier op aarde. De gegevens vullen 90 procent van de hiaten in eerdere genetische toewijzingen, waardoor we nu een steeds completer beeld krijgen van het genoom van het nog altijd verbazingwekkende vogelbekdier.
