Het idee dat het insectengenoom relatief klein en minder complex is, kan regelrecht de prullenbak in.
De Siberische klappersprinkhaan (Bryodemella tuberculata) is één van de meest opvallende sprinkhanen van Midden-Europa. En niet alleen door zijn opmerkelijke voorkomen. Onderzoekers zijn er namelijk in geslaagd zijn genoom in kaart te brengen. En daaruit blijkt dat deze sprinkhaan over een bizar groot genoom beschikt; de grootste van het hele insectenrijk.
De Siberische klappersprinkhaan is een zeldzaam dier. In Noordwest-Europa is de soort sterk achteruitgegaan, waardoor hij bijna is uitgestorven. Op dit moment kun je ‘m alleen nog in een klein aantal populaties vinden aan de oevers van de rivieren in de Alpen. Deze bedreigde leefgebieden zijn ontstaan door duizenden jaren van constante verandering door de natuurlijke dynamiek van de rivieren. De naam dankt de sprinkhaan aan het luid klapperende geluid dat hij kan maken.
In een nieuwe studie, gepubliceerd in het vakblad PLOS ONE, hebben onderzoekers zich over de genomen van vijftig verschillen soorten sprinkhanen gebogen. Vervolgens maten ze met behulp van flowcytometrie (een techniek voor het tellen en bestuderen van in een stromende vloeistof voorkomende microscopisch kleine deeltjes) de genomen. En één van de sprinkhanen die de onderzoekers onder de loep namen, was de Siberische klappersprinkhaan.
Grootste genoom
Uit de bevindingen blijkt dat de Siberische klappersprinkhaan een opmerkelijk groot genoom herbergt, bestaande uit maar liefst 21,48 miljard basenparen. Het genoom is niet alleen de grootste onder alle insecten, het is zelfs zeven keer zo groot als ons eigen genoom (dat uit ongeveer drie miljard basenparen bestaat). De sprinkhaan stoot hiermee de sprinkhaan Deracantha onos, de voormalige recordhouder, van de troon.
Onjuist
De ontdekking zet alles wat we dachten te weten over de genomen van insecten op z’n kop. Dat komt omdat wetenschappers veronderstelden dat het insectengenoom relatief klein en minder complex zou zijn. Maar die aanname blijkt behoorlijk onjuist. “We zien nu dat de grootte van het genoom niet noodzakelijkerwijs verband houdt met de complexiteit van een organisme,” zegt onderzoeker Oliver Hawlitschek. De vraag is alleen: waarom heeft de sprinkhaan zo’n recordbrekend groot genoom? “De soort past zich gemakkelijk aan verschillende omgevingsomstandigheden aan,” verklaart Hawlitschek. “Mogelijk heeft dit de genetische diversiteit bevorderd en geleid tot het uitzonderlijk grote genoom.”
Grootte van genomen
De grootte van genomen varieert aanzienlijk tussen verschillende groepen dieren – en soms zelfs binnen groepen. De meeste insectengenomen zijn bijvoorbeeld veel kleiner dan die van de Siberische klappersprinkhaan. Neem bijvoorbeeld de fruitvlieg. Zijn genoom is niet meer dan een zesde van dat van het menselijke genoom. Wetenschappers zoeken al geruime tijd naar de reden achter deze opmerkelijke variabiliteit. Maar er is nog een lange weg te gaan. De grootte van het genoom is bij slechts 1.345 van de meer dan een miljoen bekende insectensoorten ontrafeld. Maar wat we ondertussen wel weten, is dat sprinkhanen en krekels over het algemeen over de grootste genomen beschikken.
De studie verschaft meer inzicht in de variatie in genoomgrootte bij sprinkhanen. Al valt er nog genoeg te ontdekken. In vervolgonderzoek wil Hawlitschek met behulp van gedetailleerde sequentie-gebaseerde genomische analyses meer over de evolutionaire mechanismen die de grootte van genomen bepalen, te weten komen. En niet alleen om zo onze kennis over de genoomgrootte bij insecten uit te breiden. Want de uitkomsten hebben mogelijk ook gevolgen voor onszelf. “Ik ben ervan overtuigd dat het bestuderen van deze extremen ons tevens veel inzichten zal opleveren over de functie van het menselijk genoom,” besluit Hawlitschek.
