Zeven bevruchte eieren lagen er tussen het tropische groen van het krokodillenverblijf van Parque Reptilandia in Costa Rica, de dierentuin gespecialiseerd in reptielen. Dat was een beetje een verrassing. In het verblijf huisde namelijk maar één dier, een vrouwelijke spitssnuitkrokodil (Crocodylus acutus) van 18 jaar oud die vrijwel haar gehele leven in isolatie had doorgebracht.
De zeven eieren gingen in de broedmachine en – nog een verrassing – na drie maanden had zich in een ervan een ogenschijnlijk volwaardige krokodillenfoetus gevormd. Onderzoekers uit Costa Rica en de VS deden sectie op de foetus (het jong was niet levensvatbaar) en vergeleken het gehele genoom van het diertje met erfelijk materiaal uit afgeworpen huidschilfers van het moederdier.
Het resultaat verscheen onlangs in het wetenschappelijke tijdschrift Biology Letters: hoewel de genen zich hier en daar iets hadden herschikt, bleek het dna van de foetus voor 99,9 procent gelijk aan dat van de moeder. Dat betekent dat de krokodil zich geslachtsloos had voortgeplant, dus zónder tussenkomst van een mannetjesdier. Hoewel het babykrokodilletje niet levensvatbaar bleek, geldt de ontdekking als het eerste geobserveerde geval van aseksuele voortplanting, zogenoemde parthenogenese, bij krokodillen.
Over de auteur
Ernst Arbouw is schrijver en wetenschapsjournalist. Hij schrijft voor de Volkskrant over onderwerpen die uiteenlopen van Groningse otters tot Franse oorlogsbrieven.
Aseksuele voortplanting komt in de natuur geregeld voor. Bacteriën klonen zichzelf en er zijn allerlei schimmels, planten en organismen, van beerdiertje tot bladluis, die het kunstje ook beheersen. Maar bij gewervelde dieren is het verschijnsel zeldzaam. Van zo’n tachtig gewervelde diersoorten (op een totaal van ongeveer 70 duizend beschreven soorten) is bekend dat ze zich in bepaalde gevallen zonder partner kunnen voortplanten. Het gaat daarbij vooral om reptielen (slangensoorten en hagedissen) en om bepaalde kraakbeenvissen (haaien, zaagvissen en roggen).
Bij het verschijnsel zijn twee eenvoudige vragen te stellen: hoe en waarom? Kennelijk beschikt een aantal soorten dat normaal gesproken aan seksuele voortplanting doet ook over een mechanisme om tot aseksuele voortplanting te komen, maar hoe werkt dat dan? En vooral: onder welke omstandigheden wordt dat mechanisme ingezet?
In het legsel van de moederkrokodil in Costa Rica ontstond het embryo volgens de onderzoekers via zogeheten automyxie met terminale fusie. Onderzoeker Mátyás Bittenbinder van Naturalis Biodiversity Center (zelf niet betrokken bij het krokodillenonderzoek) legt uit dat voor de vorming van de eicel een kiemcel zich normaal gesproken deelt, en daarna nog eens deelt tot een klompje van vier cellen – één eicel en drie zogeheten poollichaampjes.
‘De eicel bevat een kopie van de helft van het erfelijk materiaal van de moeder. Normaal gesproken komt daar de helft van het dna van de vader bij. Bij automyxie met terminale fusie combineert een van de poollichaampjes met de eicel, waardoor twee helften van het dna van de moeder zich samenvoegen tot een complete set genen.’
Waarom dieren precies overgaan tot parthenogenese is moeilijker te zeggen. Hoewel het voor een dier voordelen kan hebben om zich aseksueel voort te planten – zo kost het energie om een partner te vinden – zijn er ook nadelen. ‘Voor het voortbestaan van de soort is genetische variatie belangrijk en daarvoor heb je partnerdieren nodig’, zegt Gert Flik, emeritus hoogleraar dierfysiologie aan de Radboud Universiteit.
Hij suggereert dat aseksuele voortplanting bij krokodillen een ontsnappingsmechanisme kan zijn om het voortbestaan van de soort te beschermen bij een tijdelijk tekort aan mannetjes. ‘Bij krokodillen bepaalt de temperatuur van het legsel of een embryo mannelijk of vrouwelijk wordt. Als tijdens de broedperiode het nest een kerntemperatuur heeft van ongeveer 28 graden worden vrouwtjes geboren. Bij een aanhoudend hogere temperatuur van 32 graden worden het mannetjes.
‘Dat betekent dat een eenvoudige variabele omgevingsfactor kan leiden tot een verstoorde verhouding tussen het aantal mannetjes en vrouwtjes. Parthenogenese zou de mogelijkheid kunnen geven om onder dergelijke omstandigheden als het ware even tijd te rekken om de soort in stand te houden.’
Dat lijkt in tegenspraak met het feit dat de krokodillenfoetus in het Costa Ricaanse onderzoek niet levensvatbaar was, maar van andere diersoorten (onder meer de koningspython en de wit gestippelde bamboehaai) is bekend dat ze zelfs tweedegeneratiejongen kunnen voortbrengen via parthenogenese.
Bittenbinder is voorzichtig met een verklaring voor het verschijnsel. Het zou kunnen dat parthenogenese onder bepaalde omstandigheden het voortbestaan van de soort beschermt, maar het zou net zo goed kunnen dat er niet echt een reden is voor het fenomeen. Hij wil het nog net geen evolutionair bedrijfsongeval noemen, maar, zegt hij: ‘Soms gebeuren dingen gewoon in de natuur. Het samengaan van genen uit een eicel met dna uit een pooldeeltje is kennelijk iets dat af en toe gebeurt. Daar hoeft niet per se een reden voor te zijn.’
Het krokodillenembryo in de dierentuin in Costa Rica is het eerst bekende geval van parthenogenese bij krokodillen. Dat roept een interessante vraag op. Krokodillen delen een gemeenschappelijke voorouder met dinosauriërs en vogels. Nu van sommige vogels én van de spitssnuitkrokodil bekend is dat ze in staat zijn tot parthenogenese, is het denkbaar dat ook (sommige) dinosauriërs zich zonder tussenkomst van een partner konden voortplanten, schrijven de Amerikaanse onderzoekers.
Bittenbinder en Flik reageren beiden voorzichtig op die veronderstelling. ‘Ik zou het zeker niet uitsluiten, maar ik zou niet weten hoe je het moet bewijzen’, zegt Bittenbinder. Voornaamste probleem is dat voor een sluitend bewijs dinosaurus-dna nodig is, en dat is (anders dan in Hollywoodfilms) niet voorhanden. ‘Het is, en ik zeg het voorzichtig, wel denkbaar. Het kan geen kwaad om erover te speculeren. Theorieën zijn er om te hebben.’
Van bloemkoolkwal tot raderdiertje: overal in het dierenrijk komt ongeslachtelijke voortplanting voor. Bij gewervelde dieren is het zeldzaam. Tot nu toe zijn er ongeveer tachtig gewervelde soorten waarvan bekend is dat ze ertoe in staat zijn. Hoewel het daarbij vooral gaat om vissen en reptielen, komt zogenoemde parthenogenese ook voor bij sommige vogelsoorten.
In 2021 bleken bij een routinecontrole in de dierentuin van San Diego (VS) twee kuikens van de Californische condor (Gymnogyps californianus) niet verwant aan een van de mannetjes in het fokprogramma.
Opvallend: in de dierentuin leven vrouwtjes- en mannetjescondors in hetzelfde vogelverblijf. Dat betekent dat er geen fysieke aanleiding voor aseksuele voortplanting leek te zijn. Hoe het kan dat er toch kuikens zonder vader ter wereld kwamen is niet duidelijk.
Onderzoekers van onder meer Naturalis beschreven in 2021 een geval van parthenogenese bij een koningscobra (Ophiophagus hannah). Het dier had haar hele volwassen leven in afzondering doorgebracht en had dus nooit de mogelijkheid tot geslachtelijke voortplanting gehad. Het kreeg desondanks een legsel waaruit twee levende, mannelijke nakomelingen voortkwamen. Volgens de onderzoekers (onder wie bijzonder hoogleraar evolutionaire biochemie en wetenschapspopularisator Freek Vonk) ging de voortplanting, net als bij de Costa Ricaanse krokodil, via combinatie van dna van het moederdier uit twee verschillende cellen.
Het is weliswaar geen gewerveld dier, maar de Amerikaanse rivierkreeft is zodanig bekend om aseksuele voortplanting dat het verschijnsel zelfs wordt benoemd in de Latijnse naam van het diertje: Procambarus virginalis. Dat de kreeft zich zonder partner kan voortplanten is een beetje een hoofdpijnpunt. De Amerikaanse rivierkreeft (een verzamelnaam waarmee ook andere zoetwaterkreeften worden aangeduid) is een invasieve soort die vanuit aquaria oprukt in Noordwest-Europese wateren en daar een bedreiging vormt voor oorspronkelijke fauna.
Om u deze content te kunnen laten zien, hebben wij uw toestemming nodig om cookies te plaatsen. Open uw cookie-instellingen om te kiezen welke cookies u wilt accepteren. Voor een optimale gebruikservaring van onze site selecteert u "Accepteer alles". U kunt ook alleen de sociale content aanzetten: vink hiervoor "Cookies accepteren van sociale media" aan.
U bent niet ingelogd
Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2023 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden