De diepe ogen van een mol, met eendensnavel

Het genoom van het vogelbekdier is ontrafeld. Net als in zijn uiterlijk zijn in zijn DNA typische kenmerken van zoogdieren maar ook van vogels en reptielen te vinden.

Het legt eieren, maar geeft ook melk. Het heeft een aantrekkelijke bontvacht maar ook een forse eendensnavel, waarin, in de vroege jeugd, nog echte tanden staan. Het combineert de ontroerende ogen van de mol met een stel gevaarlijke gifsporen op de achterpoten. Het zwemt met zijn voorpoten en stuurt met zijn achterpoten en met de rare zware beverstaart. Het jaagt onder water op zoiets onnozels als insectenlarven en kikkervisjes maar weet die met een uniek elektro-sensorisch orgaan op te sporen. En het wordt bijna nooit in het wild waargenomen want is uiterst schuw. Maar vriendelijk.

Dat is het vogelbekdier van Australië en Tasmanië. Een evolutionair ongeluk, zoals het wel is genoemd. Een dier dat haren heeft en zoogt, dus wel een zoogdier móet zijn, maar tegelijk een dier dat kenmerken heeft van vogels en reptielen. Want eieren legt en dus geen placenta bezit. De zeer onvolgroeide jongen die uit de eieren kruipen worden gevoed met melk dat uit een melkveld op de buik van de moeder druppelt. Tepels ontbreken.

Zo vreemd is het vogelbekdier. Het werd voor een kundige vervalsing gehouden toen het rond 1800 in geprepareerde toestand bij geleerden in Engeland werd bezorgd. Van dit dier is nu het genoom ontrafeld. Een honderdtal onderzoekers van acht verschillende nationaliteiten rapporteert er over in Nature (8 mei). Eerste auteur is Wesley C. Warren van het Genome Sequencing Center in St. Louis (Missouri).

Het is nog een ruwe blauwdruk van de typische genenvolgorde maar een die voldoende volledig is om een vergelijking met de al eerde ontrafelde genomen van mens, muis, hond, opossum (een buideldier) en kip enerzijds, en die van een hagedis anderzijds, mogelijk te maken. Hoeveel echte zoogdiereigenschappen heeft het vogelbekdier in zijn DNA verborgen en hoeveel typische vogel- en reptieleigenschappen zijn er bovendien? En zijn er nog oeroude stukken DNA te vinden die bij zoogdieren helemaal niet meer voorkomen? Daar ging het om.

Want één ding staat vast: de evolutionaire afstammingslijn waarin zich het vogelbekdier (en vier soorten mierenegels) ontwikkelde moet zich al zo’n 166 miljoen jaar geleden hebben afgesplitst van de lijn waarin later de buideldieren en de ‘echte’ zoogdieren (met een placenta) tot ontwikkeling kwamen. En het vogelbekdier toonde zich opvallend conservatief: de huidige exemplaren lijken nog sterk op fossielen die in Australië zijn aangetroffen.

Zoals te verwachten viel zijn de ketens van lineaire gerangschikte genen van het vogelbekdier net zo’n lappendeken als wij mensen met onze mede-zoogdieren het vogelbekdier in zijn uiterlijke verschijning vinden. Inderdaad worden in het DNA naast de typische zoogdiereigenschappen (zoals de genetische informatie voor de productie van melk) ook typische vogel- en reptielen eigenschappen gevonden. Uniek is het vogelbekdier in het bezit van tien geslachtschromosomen (waar de mens en gewone zoogdieren er maar twee hebben: X of Y). Bevruchting en ei-afzet hebben gemengde kenmerken. De eieren die het vogelbekdier legt in zijn vochtige hol zijn aan de kleine kant voor hagedissen van zijn formaat en lijken in hun ontwikkeling veel op die van zoogdieren. Anderzijds blijken er eiwitten aan te pas te komen die tot op heden alleen bij vogels, vissen en amfibieën zijn gevonden.

De analyse van het vogelbekdier-genoom biedt zicht op tal van eigenschappen die nog niet bekend waren. Zo blijkt het dier goed te kunnen ruiken, iets minder dan rat en muis, maar heel veel beter dan hagedissen en vogels. Er zijn aanwijzingen dat de dieren ook in water opgeloste stoffen kunnen ‘ruiken’ want informatie voor het vomeronasale orgaan is overvloedig aanwezig.

Ook wat zijn immuunsysteem betreft vertoont het vogelbekdier grote overeenkomst met zoogdieren. Maar bepaalde stoffen die een rol spelen in de afweer tegen virussen en bacteriën (zoals cathelicidine) worden in veel grotere hoeveelheid geproduceerd. Het is misschien een aanpassing aan de kwetsbare fase die de jongen in het hol doormaken.

Het gif dat mannetjes-vogelbekdieren in sporen op hun achterpoten produceren is een mengel van stoffen dat zeer verwant is aan slangengif. De genoom-analyse heeft aangetoond dat slangen en vogelbekdieren de genetische informatie voor dit gif geheel onafhankelijk van elkaar ontwikkelden: convergente evolutie.