Wetenschap - 1 januari 1970

Egoïstische chromosomen tegen mieren

De chromosomen die er bij sluipwespen voor zorgen dat er alleen nog mannelijke nakomelingen komen, kunnen eenvoudig soortgrenzen overschrijden. Biologe ir Joke van Vugt hoopt deze zogenoemde ‘egoïstische chromosomen’ in te zetten in de bestrijding van mieren.

Bij sluipwespen is niets te dol. Er zijn soorten die uitsluitend vrouwelijk zijn en alleen maagdelijke voortplanting kennen. Bij andere soorten zorgt de aanwezigheid van een seksdiscriminerend chromosoom er juist voor dat er alleen nog mannelijke nakomelingen komen.
Van Vugt ging in haar promotieonderzoek op zoek naar het geheim van die chromosomen. Hiervoor maakte ze gebruik van twee weinig verwante sluipwespsoorten: Nasonia vitripennis en Trichogramma kaykai. Het bestaan van de chromosomen, ook wel Paternal Sex Ratio (PRS)-chromosomen genoemd, is bij Nasonia ontdekt. Tijdens veldwerk in de Mojave-woestijn in Californië ontdekten Wageningse entomologen in 1997 dat de piepkleine sluipwesp Trichogramma, die eitjes van een woestijnvlinder parasiteert, over een vergelijkbaar chromosoom beschikt.
Beide sluipwespsoorten kennen een zogeheten haplodiploïde voortplanting. Dit betekent dat mannetjes ontstaan uit onbevruchte eitjes en dus slechts over één set, van de moeder afkomstige, chromosomen beschikken. Vrouwtjes ontstaan uit bevruchte eieren en hebben twee sets chromosomen, afkomstig van zowel moeders als de vaders kant. Als er in de eitjes echter een extra egoïstisch chromosoom aanwezig is, wordt tijdens de eerste kerndeling het complete genoom van de vader vernietigd. Dergelijke bevruchte eieren ontwikkelen zich dan tot mannetjes en het PRS-chromosoom wordt op deze manier alleen van vader op zoon overgedragen.
Van Vugt: ‘Hoewel het chromosoom in beide sluipwespen dezelfde werking en een vergelijkbare structuur heeft, blijkt uit DNA-analyses dat ze een compleet andere herkomst hebben. Het is dus waarschijnlijk dat er een relatief simpel moleculair mechanisme, mogelijk aangestuurd door een gen of een cluster van genen op het PRS-chromosoom, voor de seksediscriminerende werking zorgt. Een systeem dat blijkbaar meermalen in de evolutie is ontstaan.’
Doordat de chromosomen eenvoudig soortgrenzen kunnen overschrijden, ziet Van Vugt mogelijke toepassingen in de bestrijding van plaaginsecten zoals mieren. ‘Mieren beschikken over een vergelijkbaar voortplantingssysteem, maar hierbij loopt alles ook nog eens via de koningin. Als je in zo’n populatie een egoïstische chromosoom weet te introduceren, ontwikkelen zich minder vrouwtjes. Zo sterft een mierenpopulatie waarschijnlijk snel uit.’ Ze denkt hierbij niet zo zeer aan de Nederlandse mieren, maar bijvoorbeeld aan de Argentijnse mier, een piepkleine zwarte mierensoort die sinds de introductie in Noord-Amerika is uitgegroeid tot een enorme plaag. / GvM

Ir Joke van Vugt promoveert op woensdag 8 juni bij prof. Joop van Lenteren, hoogleraar Entomologie, en prof. Rolf Hoekstra, hoogleraar Erfelijkheidsleer.

Re:ageer