Cichlidvissen vertonen een verschillende mate van nieuwsgierigheid. De oorzaak hiervoor ligt in hun genen, zoals gerapporteerd door onderzoekers van de Universiteit van Basel in het tijdschrift Science . Deze eigenschap beïnvloedt het vermogen van cichliden om zich aan te passen aan nieuwe habitats.

Onderzoekend gedrag is een van de fundamentele persoonlijkheidskenmerken van dieren – en deze eigenschappen beïnvloeden onder meer hun overlevingskansen. Nieuwsgierige individuen kunnen bijvoorbeeld verschillende gebieden in hun leefgebied bewonen in vergelijking met meer voorzichtige soortgenoten. Tegelijkertijd lopen ze echter een groter risico ontdekt en opgegeten te worden.

Verkennend gedrag als factor in de evolutie

De cichliden van het Afrikaanse Tanganyikameer vertonen een buitengewone diversiteit wat betreft vorm, dieet, leefgebied en kleur. Hierdoor kunnen ze verschillende ecologische niches bewonen en daardoor minder met elkaar concurreren. Onderzoekers hebben lang vermoed dat ook nieuwsgierigheid een drijvende kracht is achter de vorming van nieuwe soorten en daarmee van de biodiversiteit.

Nu heeft een onderzoeksteam onder leiding van professor Walter Salzburger van de Universiteit van Basel het voorbeeld van de extreem diverse cichlidenvissen van het Tanganyikameer gebruikt om de rol van gedragsverschillen bij de aanpassing aan verschillende ecologische niches te onderzoeken.

In totaal negen maanden lang heeft eerste auteur dr. Carolin Sommer-Trembo het ‘verkennende gedrag’ van 57 verschillende cichlidensoorten vastgelegd aan de zuidelijke oever van het Tanganyikameer in Zambia. Daartoe maakte de zoöloog video-opnamen van hoe de ongeveer 700 in het meer gevangen cichliden zich gedroegen in een nieuwe omgeving in de vorm van grote experimentele vijvers. Vervolgens liet ze de dieren weer los in het wild.

Terug in Bazel gebruikte Sommer-Trembo deze video's om te bepalen welke delen van de experimentele vijver elke vis binnen een periode van 15 minuten verkende. "Over het geheel genomen werden er grote verschillen in verkennend gedrag waargenomen tussen de cichlidensoorten, en deze verschillen werden ook bevestigd onder laboratoriumomstandigheden", zegt de evolutiebioloog.

Gedetailleerde analyses van de gegevens brachten een sterke correlatie aan het licht tussen verkennend gedrag en de habitat – en lichaamsvorm – van de respectieve cichlidensoorten. Soorten die dichtbij de kust leven, met een omvangrijke lichaamsvorm, zijn bijvoorbeeld nieuwsgieriger dan langwerpige soorten die in open water leven.

"Hierdoor wordt de nadruk weer gelegd op het gedrag van dieren als drijvende kracht achter belangrijke evolutionaire processen", zegt Sommer-Trembo.

Specifieke mutaties maken de vissen nieuwsgieriger

Om de genetische basis van de waargenomen gedragsverschillen bij cichliden te onderzoeken, werkte het onderzoeksteam samen met Dr. Milan Malinsky van de Universiteit van Bern om een ​​nieuwe methode te ontwikkelen voor het analyseren van de bestaande genomen, waarmee ze gegevens van verschillende soorten konden vergelijken.

Met behulp van hun nieuwe methode identificeerden de onderzoekers een genetische variant in het genoom van cichliden die een vrijwel perfecte correlatie vertoonde met verkennend gedrag:soorten met een ‘T’ op deze specifieke positie in het DNA zijn nieuwsgierig, terwijl soorten met een ‘C’ dat wel zijn. minder verkennend.

Toen de onderzoekers de ‘genetische schaar’ CRISPR-Cas9 gebruikten om gerichte mutaties in de overeenkomstige regio van het genoom te induceren, veranderde het verkennende gedrag van de vissen – ze werden nieuwsgieriger. Bovendien kon het team kunstmatige intelligentie en informatie over de genetische variant, lichaamsstructuur en habitat gebruiken om het verkennende gedrag te voorspellen van cichlidensoorten die aanvankelijk niet waren onderzocht op hun verkennende gedrag.

Implicaties voor menselijk gedrag?

De door de onderzoekers geïdentificeerde genetische variant bevindt zich in de directe omgeving van het gen cacng5b, dat activiteit in de hersenen vertoont. Dit is de ‘visachtige’ versie van een gen dat ook in andere gewervelde dieren voorkomt. De menselijke variant wordt bijvoorbeeld geassocieerd met psychiatrische ziekten zoals schizofrenie en bipolaire stoornissen, die op hun beurt weer gecorreleerd kunnen zijn met persoonlijkheidsstoornissen.

"We zijn geïnteresseerd in hoe persoonlijkheidskenmerken de mechanismen van biodiversiteit in het dierenrijk kunnen beïnvloeden", zegt Sommer-Trembo. "Maar wie weet leren we uiteindelijk ook iets over de fundamenten van onze eigen persoonlijkheid."

Meer informatie: Carolin Sommer-Trembo et al, De genetica van nichespecifieke gedragstendensen in een adaptieve straling van cichlidenvissen, Wetenschap (2024). DOI:10.1126/science.adj9228. www.science.org/doi/10.1126/science.adj9228

Journaalinformatie: Wetenschap

Aangeboden door Universiteit van Bazel