Vrouw en man tegelijk

Een opvallend roodwit vinkje in de Verenigde Staten is half man half vrouw. ‘Bob! Quick! Look!

Gynandromorfe vlinder,Ornithoptera goliath procus, gevangen op het eiland Ceram in de Molukken.
Gynandromorfe vlinder,Ornithoptera goliath procus, gevangen op het eiland Ceram in de Molukken. Foto Imgur

Het is een rare speling van de natuur: een vogel die aan één kant het typische mannelijke verenkleed draagt en er aan de andere zijde uitziet als een vrouwtje. Zulke vogels blijken bij nadere bestudering inderdaad half man, half vrouw met in hun buikholte aan de ene kant een eierstok en aan de andere kant een zaadbal.

Gynandromorf noemen wetenschappers dit zeldzame fenomeen. Behalve bij vogels komt het ook voor bij insecten en kreeften. Hoe zeldzaam of hoe wijdverspreid zo’n versmelting van de geslachten precies is, weten biologen niet. Het valt meestal alleen op bij soorten waarbij het mannelijke geslacht er heel anders uitziet dan het vrouwelijke. En doorgaans blijken bij deze dieren het mannelijke deel en het vrouwelijk deel in evenwicht, met een keurige scheiding langs de lichaamsas, van kop tot staart.

De verrassing is vaak groot als mensen zo’n natuurwonder zien. Zo ook bij de gepensioneerde biologieleraar en ervaren vogelaar Bob Motz, die op 16 december 2008 in zijn huis in Rock Island, een dorpje even ten westen van Chicago, rustig aan de eettafel met een paar vrienden zat te praten, toen een van hen plotseling riep: „Bob! Quick! Look!”

In een meidoorn in de achtertuin zat een Rode kardinaal (Cardinalis cardinalis), maar dit exemplaar was halfwit-halfrood. Motz had van zijn leven nog nooit zoiets gezien, links onmiskenbaar een mannetje, rechts typisch een vrouwtje.

Het bijzondere vogeltje bleef regelmatig terugkeren naar de voederplaats in de achtertuin van Motz. Een maand later liet Motz zijn bijzondere tuingast zien aan Brian Peer, hoogleraar gedragsecologie aan de Western Illinois University. Ze besloten het gedrag van het vogeltje nauwkeurig te volgen. Zou het zingen? Hoe zouden andere kardinalen er op reageren? Het onderzoek mondde uit in een artikel in het decembernummer van The Wilson Journal of Ornithology.

De uitkomst was echter teleurstellend. Tussen januari 2008 en maart 2010 hebben Motz en Peer de vogel in totaal 48 dagen kunnen observeren. Vrijwel altijd bleef de vogel alleen, nooit zong hij een lied (zoals voor mannelijke en vrouwelijke kardinalen wel normaal is in de aanloop naar het broedseizoen) en ook reageerde hij niet op een afgespeelde opname van Rode kardinalengezang. Het lukt Motz en Peer niet om het dier te vangen. Gefrustreerd mailt Peer: „Ik geloof dat ik nu het DNA heb van zowat alle vogels in de omgeving, behalve van deze ene!” Op 4 maart 2010 verdween de tweekleur voorgoed.

Anton Grootegoed, hoogleraar biochemische endocrinologie aan het Erasmus MC in Rotterdam, zegt desgevraagd dat hij de opwinding niet goed begrijpt, „Anders natuurlijk dan dat alles wat met man/vrouw te maken heeft steeds weer kan rekenen op aandacht. De observaties werden al in 2008-2010 gedaan en de foto’s van die kardinaal staan al langer op internet. Het enige punt is dat deze kardinaal in het wild is geobserveerd.”

De magere oogst van het onderzoek zou waarschijnlijk onopgemerkt zijn gebleven, als Science News er de dag voor Kerst niet een kort stukje over had geschreven. Binnen de kortste keren kwamen er tientallen reacties van lezers op de ongewone vogel. „In de schedel van die vogel zal het wel zo’n gekkenhuis zijn dat hij/zij te veel afgeleid is om te zingen... ”, schreef een lezer gevat. Opvallend veel mensen betrokken het nieuws op zichzelf: hoe zou het zijn om half man half vrouw te zijn?

Maar bij ons zoogdieren komen zulke gespleten lichamen niet voor. En dat komt omdat de uiterlijke kenmerken van het geslacht bij zoogdieren niet zozeer genetisch worden bepaald, maar door geslachtshormonen, en die zijn overal in het lichaam even actief. Onder invloed van testosteron ontstaan de meeste kenmerken van het mannelijk geslacht. De aanmaak van testosteron is genetisch bepaald door het SRY-gen op het Y-chromosoom (Vrouwen hebben de XX-combinatie, mannen XY).

Vogels hebben een andere systematiek Daar heeft het mannetje ZZ en het vrouwtje ZW. Het SRY-gen is afwezig bij vogels. Er zijn aanwijzingen dat bij vogels de geslachtkenmerken niet hoofdzakelijk worden bepaald door hormonen in het bloed, maar in iedere lichaamscel afzonderlijk door de aanwezige ZZ en ZW genen (FEBS Journal, 25 januari 2011). Dat zou verklaren hoe een mannelijke en vrouwelijke helft in één lichaam kunnen bestaan en geen kenmerken van elkaar overnemen. Onderzoek van Michael Clinton van het Roslin Institute in Edinburgh (Nature, 11 maart 2010) aan drie kiphanen liet zien dat de cellen van deze dieren inderdaad ongeveer voor de helft de mannelijke combinatie ZZ bevatten en voor de andere helft het vrouwelijke ZW. Zulke genetische effecten werden voor het eerst uitvoerig beschreven door het team van de Amerikaanse onderzoeker Robert Agate (PNAS, 15 april 2003) bij een gynandromorfe zebravink. Met een zaadbal links, en een mannelijk ontwikkeld zangcentrum in de linkerhersenhelft, zong deze vink als een mannetje.

Helemaal sluitend is de stelling dat alle geslachtskenmerken bij zoogdieren door hormonen bepaald worden en bij vogels door de genetische inhoud van de individuele cellen overigens niet. Een haan die gecastreerd wordt verandert in een kapoen, met verlies van veel van zijn verenpracht en het krimpen van kam en lellen. En bij muizen en ratten is aangetoond dat bepaalde hersendelen zich al als mannelijk of vrouwelijk ontwikkelen voordat de geslachtshormonen actief worden.

„Dat is heel interessant, want ook bij mensen spelen XX en XY waarschijnlijk wel een rol, naast de geslachtshormonen. Maar wat precies de processen zijn die leiden tot het ontstaan van een links/rechts gynandromorfe vogel, is nog een mysterie", zegt Grootegoed, die veel onderzoek heeft gedaan naar geslachtsbepaling bij zoogdieren. „De onderzoekers die in het laboratorium de zebravink en de kippen hebben onderzocht geven ook aan dat zij niet zeker weten hoe de gynandromorfe dieren zijn ontstaan. Het is duidelijk dat er iets mis gegaan moet zijn tijdens of vlak na de bevruchting.”

Grootegoed houdt het zelf op twee mogelijke scenario’s. In het ene geval zou er door een fout bij de meiose bij de productie van de eicellen of de zaadcellen een ZZW-embryo kunnen zijn ontstaan. „Dat kennen we van het scenario bij mensen met het XXY Klinefelter syndroom. In het vroege embryo kunnen vervolgens bij delingen ZZ en ZW cellen ontstaan, die de ZZW cellen verdringen. In de kiemschijf van het vroege embryo moeten die ZZ en ZW cellen dan min of meer toevallig links of rechts van de primitieve streep terechtkomen. Gynandromorfen zijn dan genetische mozaïeken, waarbij het enige genetische verschil links/rechts de aanwezigheid van ZZ of ZW is.”

Een andere mogelijkheid is een dubbele bevruchting. „Dan zou zowel de eicel als een toevallig overgebleven poollichaampje door twee verschillende spermacellen bevrucht moeten zijn. Dan ontstaan tegelijk ZW en ZZ embryo’s die vroeg in de ontwikkeling fuseren waarin de ZZ en ZW cellen links of rechts van de primitieve streep terecht zijn gekomen. Dat dan levert dan een zogheten chimeer op, met links/rechts cellen die genetisch volledig van elkaar verschillend zijn.”

Alleen diepgaand genetisch onderzoek zou kunnen uitwijzen of er sprake is van chimeren of genetische mozaïeken, zegt Grootegoed. De Rode kardinaal in de achtertuin van Bob Motz zal niet helpen het raadsel te ontsluieren.

Het is niet eens zeker of de kardinaal echt gynandromorf was, zegt Grootegoed: „Dan moet het dier een testis links en een ovarium rechts hebben gehad, met in de hersenen links cellen met ZZ-geslachtschromosomen en rechts ZW-cellen. Maar evengoed kan het een probleem zijn met de specifieke ontwikkeling van de verenkleur in een deel van de embryonale cellen, vanwege een of andere mutatie.” We zullen het nooit weten: de vogel is gevlogen.