Wageningen Universiteit en Researchcentrum
24 sep 2009
Aspergillus niger (links) en het fitness-landschap (rechts).
Afbeeldingen Arjan de Visser
De schimmel Aspergillus niger doet niet aan sex. Geneticus Dr. Arjan
de Visser van Wageningen Universiteit weet ook waarom. Sex vertraagt
de voortplanting van de schimmel.
In een recent artikel in The American Naturalist legt de Wageningse
geneticus uit hoe hij daar bij komt. De Visser en collega's keken naar
het effect van vijf bekende mutaties op de groeisnelheid (de fitness)
van de schimmel. De schimmel doet het in de natuur zonder sex. De
gebruikte mutaties zijn veranderingen van het erfelijk materiaal die
afzonderlijk de fitness verlagen. Hoe meer mutaties hoe lager de
fitness, dus hoe slechter de schimmel het doet.
Fitness-landschap
Dat verband bleek rechtlijnig als naar de gemiddelde fitness van
schimmels met evenveel mutaties werd gekeken. Meer mutaties levert een
navenant lagere fitness op. Genetici zeggen dan dat er geen epistatie
plaats vindt. De ene mutatie heeft geen effect op de ander Maar bij
nader inzien blijkt nu dat het anders zit. De Visser ontdekte dat toen
hij de fitness van de schimmels driedimensionaal in kaart bracht: de
groeisnelheid (verticaal) tegen alle verschillende combinaties van
mutaties (het horizontale vlak). Het resultaat is een zogeheten
fitness-landschap.
Doodlopende weg
Het landschap van Aspergillus niger blijkt opmerkelijk ruw. Het zit
vol met pieken en dalen van mutanten die het wel of niet goed doen.
Dat bewijst dat er toch sprake is van epistasie. Mutaties die
afzonderlijk de fitness verlagen, kunnen samen tot een hogere fitness
leiden. Het landschap laat volgens De Visser mooi zien waarom sommige
combinaties van mutaties de schimmel naar een doodlopende weg voeren.
'Om van een piek met een lagere fitness te ontsnappen naar een piek
met een hogere fitness zijn minstens twee mutaties nodig. En
natuurlijke selectie staat zo'n pad niet toe.' Tussen twee bergen
zit altijd een dal. En een dal betekent in de praktijk extinctie.
Virtuele sex
De Visser liet vervolgens samen met theoretische collega's uit Keulen
de schimmel virtueel aan sex doen. Met behulp van de computer werd
gekeken hoe de schimmel het doet als-ie hetzelfde landschap met sex
moet afleggen. En dat blijkt niet te werken. Alleen recombinatie
tussen bepaalde pieken in het landschap levert een hogere berg op.
'Maar die vereiste combinaties bestaan niet makkelijk in eenzelfde
populatie. Sex is dus meestal nadelig', concludeert De Visser. 'Sex
vertraagt het bereiken van hogere fitness. Gunstige
mutatie-combinaties worden meteen weer afgebroken.'
Zeldzaam pad
Toch vertellen de fitness-landschappen niet het hele verhaal. De
Visser: 'Veel lab-experimenten laten wel degelijk voordelen van sex
zien. Ik ben overtuigd van het bestaan van die landschappen. Dat klop
wel. Maar het is niet het hele plaatje. Dit zijn natuurlijk maar vijf
mutaties van de vele miljoenen mogelijkheden. Er kunnen natuurlijk
best zeldzame begaanbare paden bestaan die we hebben gemist met ons
sample. Dat hangt helemaal van de topografie van die landschappen af.'
RK
Bovenstaand bericht is geproduceerd door de redactie van Resource, het
blad voor Wageningen Universiteit en Researchcentrum. Meer informatie
bij Pers- en wetenschapsvoorlichting van Wageningen UR, e-mail:
pers.communicatie@wur of bij de redactie van Resource, e-mail:
resource@wur.nl.
Print nieuwsbericht
voorbehouden.