Onderzoekers van de Universiteit van Lund hebben ontdekt dat genetische kleurvariaties bij vrouwelijke blauwstaartjuffers, waaronder een vorm die mannetjes nabootst, meer dan vijf miljoen jaar geleden zijn ontstaan. Deze ontdekking verdiept ons begrip van de genetische diversiteit en evolutionaire processen van waterjuffers en legt de basis voor verder evolutionair onderzoek.
Al meer dan twintig jaar bestuderen wetenschappers van de Zweedse Universiteit van Lund de gewone blauwstaartjuffer, een soort waarbij vrouwelijke waterjuffers drie verschillende kleurvormen vertonen, waaronder een die het mannetje nabootst om zichzelf te beschermen tegen paringsintimidatie. Onlangs ontdekte een internationaal team van onderzoekers dat deze genetische kleurvariatie, die bij meerdere soorten voorkomt, voortkomt uit veranderingen in een specifiek gebied van het genoom dat minstens 5 miljoen jaar oud is.
De vraag hoe genetische variatie ontstaat en waarom deze in de loop van de tijd blijft bestaan, staat centraal in de evolutionaire biologie, populatiegenetica en natuurbehoudsbiologie. In alle populaties van beperkte omvang verdwijnt de genetische variatie in de loop van de tijd. Daarom is het belangrijk om de mechanismen te begrijpen die nieuwe genetische varianten genereren en de mechanismen die deze in stand houden. Dit heeft belangrijke implicaties voor het beschermen van het toekomstige evolutionaire potentieel van soorten en populaties om zich aan te passen aan snel veranderende omgevingen.
In nieuw onderzoek gepubliceerd in Nature Ecology and Evolution heeft een team van onderzoekers de uitgebreide en verrassende kleurvariatie onder vrouwtjes van blauwstaartjuffers (Ischnuraelegans) in kaart gebracht.
"Bij deze waterjuffersoort hebben de vrouwtjes drie genetisch bepaalde kleurvormen, waarvan er één ervoor zorgt dat ze op mannetjes lijken. Deze mannetjesachtige vrouwtjes hebben een voordeel omdat ze overmatige paringsintimidatie door mannetjes vermijden", zegt Erik Svensson, hoogleraar biologie aan de Universiteit van Lund. "Onze studie verduidelijkt wanneer, hoe en waarom deze variatie ontstond, en laat zien dat deze variatie gedurende het lange evolutieproces in stand is gehouden door zogenaamde natuurlijke selectie in evenwicht te brengen."
Door het DNA van drie kleurvormen van de blauwstaartjuffer te sequencen en te vergelijken met de twee kleurvormen van de nauw verwante tropische waterjuffer Ischnurasenegalensis, konden de onderzoekers aantonen dat deze genetische kleurvariatie bij vrouwelijke waterjuffers minstens 5 miljoen jaar geleden ontstond door verschillende mutaties in een specifiek genetisch gebied op chromosoom 13 van de waterjuffer.
Erik Svensson zei: "De enorme verschillen in insectenkleur fascineren het publiek en roepen vragen op over de functie van kleursignalen en hun evolutionaire gevolgen voor partnerkeuze en seksuele conflicten."
Nu ze het gen achter de kleurvariatie bij vrouwtjes hebben gevonden, kunnen onderzoekers nu een stap verder gaan en verschillende genotypen bij mannetjes en de aquatische larvale stadia van deze insecten identificeren. Mannetjes missen zichtbare kleurvormen, maar de onderzoekers zijn van plan te onderzoeken of kleurgenen andere kenmerken van larven en mannetjes beïnvloeden, waaronder overleving en gedrag.
‘We hebben nu een goede kennisbasis om de kleurvariatie te bestuderen in dit geslacht van waterjuffers, dat voorkomt in Europa, Afrika, Azië, Australië, Noord- en Zuid-Amerika, over veel langere evolutionaire tijdschalen’, concludeert Erik Svensson: ‘Deze nieuwe genetische resultaten helpen ons te begrijpen wat er binnen een soort gebeurt, maar ook over veel langere evolutionaire macrotijdschalen van tientallen miljoenen jaren, en tussen meerdere verschillende soorten.’
Samengestelde bron: ScitechDaily