Wetenschappers hebben ontdekt dat 'omgekeerde' stukken DNA de aanpassing en evolutie van vissen aanzienlijk kunnen versnellen, wat inzicht biedt in hoe nieuwe soorten ontstaan en zich diversifiëren. Dit begrip zou onze benadering van natuurbescherming en ons begrip van de diversiteit van het leven radicaal kunnen veranderen.
De centrale vraag in de biologie is hoe nieuwe soorten ontstaan en hoe de ongelooflijke diversiteit van het leven op aarde tot stand is gekomen. Onderzoek naar cichliden uit het Malawimeer in Oost-Afrika biedt waardevolle aanwijzingen. In dit ene meer zijn meer dan 800 verschillende soorten geëvolueerd uit een gemeenschappelijke voorouder in een relatief korte tijd, vergeleken met de evolutie van mensen en chimpansees.
Onderzoekers van de Universiteiten van Cambridge en Antwerpen onderzochten de snelle evolutie van deze cichliden. Hun bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Science, richtten zich op het DNA van meer dan 1.300 cichliden. Ze ontdekten dat in sommige soorten grote delen van het DNA op vijf chromosomen zijn omgekeerd, een type mutatie dat een chromosomale inversie wordt genoemd. Dit proces werkt als een evolutionaire 'supercharger'.
Tijdens normale voortplanting wordt DNA herschikt door recombinatie, waarbij genetisch materiaal van beide ouders wordt gemengd. Chromosomale inversies blokkeren echter deze menging binnen de omgekeerde regio. Dit betekent dat gencombinaties binnen de inversie intact worden doorgegeven, generatie na generatie. Dit behoudt gunstige aanpassingen en versnelt de evolutie.
Deze bewaarde sets van genen worden vaak 'supergenen' genoemd. In Malawi-cichliden spelen supergenen verschillende belangrijke rollen. Hoewel verschillende cichlidensoorten nog steeds kunnen kruisen, helpen inversies ze gescheiden te houden door te voorkomen dat hun genen te veel vermengen. De genen binnen deze supergenen controleren vaak eigenschappen die cruciaal zijn voor overleving en voortplanting, zoals zicht, gehoor en gedrag.
De inversies fungeren ook vaak als geslachtschromosomen, die beïnvloeden of een vis mannelijk of vrouwelijk wordt. Deze ontdekking opent nieuwe wegen om te begrijpen hoe evolutie werkt. Chromosomale inversies zijn niet uniek voor cichliden; ze worden ook gevonden in veel andere dieren, waaronder mensen. Ze worden steeds meer erkend als een belangrijke factor in evolutie en biodiversiteit.
Dit onderzoek biedt een dieper inzicht in hoe het leven op aarde zo rijk en gevarieerd wordt. Door te begrijpen hoe deze supergenen evolueren en zich verspreiden, komen wetenschappers dichter bij het beantwoorden van een van de grootste vragen in de wetenschap. Deze kennis kan worden toegepast op natuurbeschermingsinspanningen, om de biodiversiteit te beschermen en te begrijpen hoe soorten zich aanpassen aan veranderende omgevingen.