Hoe voelt het om half man half vrouw te zijn? Deze dieren weten het

Een opvallend roodwit vogeltje in de Verenigde Staten is half man, half vrouw. Hoe kan dat en wat betekent het?

De ongewone rode kardinaal in een Amerikaanse achtertuin, een gynandromorfe vlinder op de Molukken, een eveneens gynandromorfe wandelende tak uit Nieuw-Guinea. Foto’s Jim Frink, Imgur, SNM
De ongewone rode kardinaal in een Amerikaanse achtertuin, een gynandromorfe vlinder op de Molukken, een eveneens gynandromorfe wandelende tak uit Nieuw-Guinea. Foto’s Jim Frink, Imgur, SNM

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.

Deze dieren worden gynandromorf genoemd. Behalve bij vogels komt het fenomeen 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.

De verrassing is vaak groot als mensen zo’n natuurwonder zien. Zo ook bij de gepensioneerde biologieleraar en ervaren vogelaar Bob Motz, die in 2008 in zijn huis even ten westen van Chicago 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 Bob 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 erop reageren? Ze schreven er een artikel over in The Wilson Journal of Ornithology.

Helaas, hij floot helemaal niet

De uitkomst was teleurstellend. Tot maart 2010 konden Bob Motz en Brian Peer de vogel in totaal 48 dagen observeren. Vrijwel altijd bleef de vogel alleen, nooit zong hij een lied (wat mannelijke en vrouwelijke kardinalen normaal wel doen) en ook reageerde hij niet op een afgespeelde opname van rode kardinalengezang. Het lukt 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. Dat komt doordat 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 bij hen afwezig. Er zijn aanwijzingen dat hun geslachtkenmerken niet worden bepaald door hormonen in het bloed, maar in iedere lichaamscel afzonderlijk door de aanwezige ZZ- en ZW-genen. Dat zou verklaren hoe een mannelijke en een vrouwelijke helft in één lichaam kunnen bestaan.

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 Amerikaans 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.

Overigens is het niet helemaal zo dat alle geslachtskenmerken bij zoogdieren door hormonen bepaald worden en bij vogels door de genetische inhoud van de individuele cellen. Een gecastreerde haan wordt 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.

Hoe het kan is een groot mysterie

„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 gynandromorfe vogel, is nog een mysterie”, zegt hoogleraar Grootegoed, die onderzoek heeft gedaan naar geslachtsbepaling bij zoogdieren. „De zebravink- en kippenonderzoekers weten ook niet zeker hoe de gynandromorfe dieren zijn ontstaan. Er is duidelijk iets misgegaan tijdens of vlak na de bevruchting.”

Grootegoed houdt het zelf op twee mogelijke scenario’s. Door een fout bij de productie van de eicellen of de zaadcellen kan een ZZW-embryo zijn ontstaan. „Dat kennen we van mensen met het Klinefeltersyndroom; die zijn XXY. 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, waarbij de ZZ- en ZW-cellen links of rechts van de primitieve streep terecht zijn gekomen. Dat levert dan een zogheten chimeer op, met cellen die genetisch volledig van elkaar verschillen.”

Alleen 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 overigens niet eens zeker of het dier echt gynandromorf was, zegt Grootegoed: „Dan moet de kardinaal 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 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.