BMC Series blog

Cetaceeën zijn in het water levende zoogdieren die bestaan uit walvissen, bruinvissen en dolfijnen. Uit veldonderzoek is gebleken dat populaties walvisachtigen in grote complexe groepen leven en uiteenlopende relaties onderhouden. Omdat zij functioneren met allianties en ordes, zoals wij die hebben in onze menselijke samenlevingen, communiceren en werken zij samen in groepen.

Deze dieren worden geacht een relatief grote hersenomvang te hebben in verhouding tot hun lichaamsgrootte, waarvan wordt aangenomen dat zij verband houden met hun hoge intelligentie. Walvisachtigen en primaten behoren tot de zoogdieren met de hoogste intelligentie, hetgeen te wijten zou zijn aan een evolutionaire uitbreiding van de hersengrootte, voornamelijk aangedreven door de zeven primaire microcefalie (MCPH) genen. Deze verandering zou verband kunnen houden met de steeds complexere sociale eisen van een groepsleefomgeving.

Om dit te onderzoeken, en of deze hypothese gerechtvaardigd is op moleculair niveau bij walvisachtigen, stelden onderzoekers van de Nanjing Normal University in China zich ten doel de genetische basis van de ontwikkeling van de hersenomvang bij walvisachtigen te onderzoeken. In deze studie, geleid door Dr Shixia Xu en haar collega’s, analyseerde het team zeven loci van MCPH-genen die de ontwikkeling van de hersenomvang bij walvisachtigen beïnvloeden.

Het is bekend dat de MCPH-genen in verband worden gebracht met neurologische ontwikkelingsstoornissen bij de mens, omdat ze een sleutelrol spelen in de ontwikkeling van de hersenen. Andere eiwitregulatoren, zoals CEP152, spelen een rol bij de celdeling en de hersenontwikkeling. Met name MCPH zou verantwoordelijk zijn voor de toename van de omvang van de hersenen bij zoogdieren.

De auteurs zochten naar aanwijzingen voor MCPH-genen die tijdens de evolutie van walvisachtigen aan positieve selectie onderhevig waren geweest. Zij vonden een verband tussen een toenemend encefalisatiequotiënt (EQ – een maat voor de relatieve omvang van de hersenen) en de MCPH-genen die ASPM en CDK5RAP2 omvatten, wat suggereert dat deze genen een rol kunnen hebben gespeeld bij de uitbreiding van de hersenomvang van walvisachtigen.

Om uit te zoeken of sociale complexiteit een drijvende kracht was achter de uitbreiding van de hersenomvang van walvisachtigen, gebruikten de onderzoekers reeds bestaand onderzoek van dertien walvissoorten, om de gemiddelde groepsgrootte en sociale complexiteit te bepalen. Deze gegevens werden vergeleken met geïdentificeerde locaties van positief geselecteerde plaatsen in 3D gevisualiseerde structuren van de MCPH genen.

Gebruik makend van methoden voor statistische analyse, vonden de onderzoekers een sterk verband tussen de snelheid van evolutionaire verandering in een genotype en de gemiddelde groepsgrootte voor ASPM en CDK5RAP2 genen. Dit hielp erop wijzen dat walvisachtigen deze grotere hersenen evolueerden om met steeds complexere sociale omgevingen om te gaan, wat de ‘sociale-hersenhypothese’ ondersteunt – het idee dat soorten die in complexe sociale omgevingen leven, grotere hersenen moeten evolueren om complexe informatie te verwerken.

Dit onderzoek ondersteunt het idee dat walvisachtigen een grotere hersenomvang in verhouding tot hun lichaamsgrootte evolueerden, als gevolg van een toenemende behoefte aan intelligentie om met hun steeds complexere sociale groepen om te gaan. De auteurs suggereren dat verder onderzoek naar de ‘sociale hersenen hypothese’ zou kunnen inhouden het onderzoeken van andere ecologische factoren, zoals gedrag en voeding, in relatie tot het MCPH gen.

Plaats een reactie