Evolutionary dynamics of sex determination: mechanistic theory and empirical
investigations
Datum: 26 mei 2008
Promotie: mw. M.A. Kozielska, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5
Titel: Evolutionary dynamics of sex determination: mechanistic theory
and empirical investigations
Promotor(s): prof.dr. L.W. Beukeboom, prof.dr. I.R. Pen, prof.dr. F.J.
Weissing
Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen
Evolutie van geslachtsbepalingsmechanismen, te beginnnen bij de
huisvlieg
Bij mensen is het wel of niet bezitten van het Y-chromosoom de factor
die de sekse van een individu bepaalt. Omdat het Y-chromosoom nogal
gedegenereerd is, rijst de vraag hoe in de toekomst de bepaling van
ons geslacht geregeld zal worden. Magdalena Kozielska zocht een
antwoord in de evolutie van de geslachtsbepalende mechanismen bij de
huisvlieg. De huisvlieg - weinig mensen realiseren zich dat - is
namelijk vanuit evolutionair gezichtspunt een erg interessante soort.
Het is een van de zeer weinige soorten waarbinnen meer dan één
seksebepalend mechanisme naast elkaar voorkomt, zelfs binnen één
populatie.
Vele organismen planten zich geslachtelijk voort en hebben twee aparte
geslachten: mannetjes en vrouwtjes. Zij onderscheiden zich door hun
geslachtsorganen en andere (uiterlijke) kenmerken en gedrag. In deze
soorten is geslachtsbepaling een fundamenteel proces tijdens de
ontwikkeling van een nieuw individu. Men zou daarom verwachten dat
geslachtsbepalingsmechanismen in sterke mate geconserveerd zijn
gebleven tijdens de evolutie. De mechanismen verschillen echter sterk
tussen verschillende taxonomische groepen en zelfs tussen nauw
verwante soorten: In mensen bijvoorbeeld leidt zoals gezegd de
aanwezigheid van een Y-chromosoom (of, preciezer, een gen voor
mannelijke ontwikkeling dat op dit chromosoom ligt) tot een mannelijke
ontwikkeling. Mannetjes zijn dus in het bezit van twee verschillende
geslachtschromosomen: X en Y. Bij vogels is dit juist omgekeerd. In
wespen en bijen ontwikkelen mannetjes zich uit onbevruchte en
vrouwtjes uit bevruchte eitjes en zijn er geen verschillende
geslachtschromosomen. In vele reptielen hangt het geslacht van een
individu zelfs af van de temperatuur tijdens de ontwikkeling.
Hiernaast zijn nog vele andere mechanismen bekend.
Deze diversiteit in geslachtsbepalingsmechanismen leidt uiteraard tot
de vraag hoe die mechanismen geëvolueerd zijn. Meerdere selectieve
krachten zijn gesuggereerd als mogelijke oorzaak van verandering in
geslachtsbepalingsmechanismen. Maar, hoewel er een aantal theoretische
modellen ontwikkeld is om de invloed van verschillende selectieve
krachten op de evolutie van geslachtsbepaling te onderzoeken, is men
nog verre van een grondig begrip van dit proces.
Het doel van Magdalena Kozielska's onderzoek was om theoretische en
empirische benaderingen te combineren om meer inzicht in de evolutie
van geslachtsbepaling te verkrijgen. Zij construeerde hiertoe
mechanistische modellen die gebaseerd zijn op de beschikbare kennis
over geslachtsbepalingsmechanismen zoals deze in de natuur worden
aangetroffen. Sommige van deze modellen zijn geënt op het
geslachtsbepalingssysteem van de huisvlieg.
Haar theoretische modellen en empirische gegevens laten zien dat
meerdere selectieve krachten een rol gespeeld kunnen hebben in de
evolutie van geslachtsbepalingsmechanismen in de huisvlieg. Geen van
deze krachten lijkt echter op zichzelf de huidige verspreiding van
geslachtsbepalingsfactoren in stand te houden. Om nieuwe inzichten in
de evolutie van geslachtsbepalingsmechanismen (ook in andere
organismen dan de huisvlieg) te verkrijgen zijn modellen nodig waarin
meerdere selectieve krachten tegelijk verwerkt zijn.
Magdalena Kozielska (Polen, 1979) studeerde biologie in Krakow en deed
haar promotieonderzoek aan de Rijksuniversiteit Groningen, bij de
vakgroepen Evolutionaire genetica en Theoretische biologie. Inmiddels
werkt zij als postdoc bij Pharmacokinetics and drug delivery van de
RUG. /FC
Rijksuniversiteit Groningen