Vogeltrek en soortvorming


°

°

Leidt migratie tot nieuwe vogelsoorten?

vogel
Matt Reinbold (via Wikimedia Commons).

Sommige vogelpopulaties houden er diverse migratieroutes op na. Maar wat gebeurt er als deze vogels met elkaar kruisen? En kunnen deze populaties uitgroeien tot aparte soorten? Gedragsbioloog Jente Ottenburghs zocht het uit.

Stel je de volgende fictieve situatie voor. In een klein dorpje wonen de families Jansen en Peters. Elk jaar trekt de familie Jansen naar het zuiden van Frankrijk voor een welverdiende vakantie, terwijl de familie Peters naar een bungalow in het oosten van Duitsland reist. Wat zou er nu gebeuren als de oudste dochter van de familie Jansen trouwt met één van de zonen uit de familie Peters? Vertrekken de kinderen van dit gezin dan elk jaar met verlof naar een tussenliggende locatie in het zuidoosten, zoals Oostenrijk of Kroatië? Deze situatie klinkt misschien absurd, maar dit is precies wat er gebeurt bij enkele vogelsoorten.

Zwartkoppen
In 1991, bestudeerde Andreas Helbig (toen aan het Max Planck Instituut) het migratiegedrag van Europese zwartkoppen (Sylvia atricapilla) in zijn lab. Deze vogels trekken ’s nachts vanuit Centraal Europa naar het zuiden. Maar afhankelijk van hun genetische achtergrond kiezen de vogels tussen twee mogelijke migratieroutes, via het zuidoosten of het zuidwesten. Dit fenomeen wordt een ‘migratiebreuk’ genoemd. Helbig kruiste vogels die er elk een andere migratieroute op nalieten en ontdekte dat de resulterende hybriden een tussenliggende migratierichting aannamen, recht naar het zuiden gericht.

Dwerglijster
Recent gingen Kira Delmore en Darren Irwin van de University of British Colombia nog een stapje verder. Zij bekeken de migratieroutes van de dwerglijster (Catharus ustulatus), een onopvallende vogelsoort uit Noord-Amerika, in het wild (met behulp van GPS-technologie). Deze kleine lijster kent twee ondersoorten met een verschillende migratieroute. De rossige ondersoort (C. u. ustulatus) vliegt vanuit de kustgebieden via het zuidwesten naar Mexico. De olijfkleurige ondersoort (C. u. swainsoni) daarentegen vertrekt vanuit het binnenland in zuidoostelijke richting met bestemming Argentinië. Genetisch onderzoek toonde reeds aan dat deze twee ondersoorten regelmatig kruisen. Zouden deze hybriden ook een tussenliggende strategie vertonen? Het antwoord is ja. Heel wat hybriden volgden een migratieroute die intermediair was vergeleken met hun ouders (pal naar het zuiden dus). Maar enkele individuen vlogen via het zuidwesten naar hun overwinteringsgebieden en keerden later terug via het zuidoosten. Andere hybride individuen deden het dan weer net omgekeerd. Deze vogels combineerden dus de migratieroutes van beide ouders. Een onverwacht resultaat. De genetische puzzel achter dit gedrag is voorlopig nog niet opgelost.

Kirsten Ruegg (Stanford University) keek met enkele collega’s op een heel andere manier naar deze situatie. Zij vroeg zich af of deze twee ondersoorten kunnen uitgroeien tot twee aparte soorten als gevolg van hun uiteenlopende migratiestrategieën. Hiervoor werd het volledige genoom van enkele vogels in kaart gebracht. Vervolgens onderzocht men of genen, die gelinkt worden aan migratie, significant verschillend waren tussen de twee ondersoorten. Dit bleek onomstotelijk het geval te zijn. Hierna testte Ruegg een recent theoretisch model van Patrick Nosil (University of Boulder) en Jeffrey Feder (University of Notre Dame) waarin zij voorspellen dat genen die belangrijk zijn in soortvorming samen clusteren en ‘eilanden’ vormen in het genoom (zogenaamde eilanden van divergentie). Gedurende het proces van soortvorming worden deze eilanden steeds groter totdat uiteindelijk de twee genomen radicaal verschillend zijn en we kunnen spreken van twee aparte soorten. In de situatie van de dwerglijster verwachtte Ruegg migratiegenen te vinden in diverse eilanden verspreid over het genoom. Op 15 van de 23 chromosomen vond men inderdaad deze eilanden. Maar in tegenstelling tot de verwachtingen, dreven de migratiegenen vooral in de uitgestrekte genoomoceaan rondom de eilanden. Desondanks lijkt migratie een belangrijke route te zijn op de weg naar nieuwe soorten.

Jente Ottenburghs (1988) heeft sinds zijn Master Evolutie en Gedragsbiologie aan de Universiteit van Antwerpen een brede interesse voor evolutionaire biologie. Sinds mei 2012 werkt hij als PhD-student bij de Resource Ecology Group aan de Universiteit van Wageningen. Meer informatie over zijn onderzoek vind je hier. En neem ook eens een kijkje opzijn blog waarop – hoe kan het ook anders – de evolutie eveneens centraal staat.

 

Bronmateriaal:

Delmore, K.E. & Irwin, D.E. (2014) Hybrid songbirds employ intermediate routes in a migratory divide.                                     Ecology Letters, 17:1211-1218.
Helbig, A.J. (1991) SE- and SW-migrating Blackcap (Sylvia atricapilla) populations in Central Europe: Orientation of birds in the contact zone. Journal of Evolutionary Biology, 4:657-670.
Nosil, P. & Feder, J.L. (2012) Genomic divergence during speciation: causes and consequences. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 1587:332-342.

°
Ruegg, K. et al. (2014) A role for migration-linked genes and genomic islands of divergence of a songbird. Molecular Ecology, 23:4757-4769.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.12842/abstract

 

Range map and associated migratory pathways of coastal (black) and inland (grey) forms of the Swainson’s thrush. Light grey indicates regions of potential hybridization, and the stars indicate regions where samples were collected for genetic analysis (n = 5 for each population). Swainson’s thrush image was provided courtesy of the Mitch Waite Group.

http://www.readcube.com/articles/10.1111%2Fmec.12842?r3_referer=wol&show_checkout=1

°

 

 

 

http://migration.wordpress.com/2009/12/09/incipient-speciation-in-european-blackcaps/
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/281/1784/20140473.short

 

http://www.scientias.nl/?s=migratie+vogels

 

trekkende vogels   <— doc

 

Dieren met in hun naam het woord trekker

trekkervis

 

°

Tekkende vissen 

Zalm:

 

Bron van navigatie voor massale trek (bij forellen en zlmachtigen )ontdekt?

Eindelijk hebben wetenschappers dan de bron van de massale trek van  deze dieren ontdekt. Althans dat toont een publicatie in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences  aan.

In de neus van de regenboogforel werden een soort van kompasnaaldjes ontdekt die er voor zouden zorgen dat diersoorten over grote afstanden hun weg herkennen. Met andere woorden, de Tom Tom van de forel?

Cellen uit de neusholten van de regenboogforel werden daartoe in een draaiend magnetisch veld geplaatst en toen bleek dat kleine kristallen van magnetiet (met veel ijzer, dat ook in kompassen wordt gebruikt) in deze cellen synchroon draaiden met de bewegingen van het opgewekte magnetische veld.

De kracht van de magnetische reactie van deze kristallen en hun stevige bevestiging aan de celmembranen toonden een beeld van heen en weer bewegende zeilen overeenkomstig de zwak magnetische velden van de aarde. De cellen waarin deze zeilen zich bevinden geven hun bewegingen dan door aan de hersenen. De vis bepaalt aan de hand hiervan dan zijn richting tijdens de trek. De reden waarom dit nu pas ontdekt wordt is het feit dat slechts 1 van de 10.000 cellen in de neus over deze kristallen beschikt. Deze ‘kristalcellen’ reageren honderd keer sterker op magnetisme dan tot nu toe werd aangenomen.

“Belangrijk is dat we voor de eerste keer hebben aangetoond dat de interne kompasnaald een sterke band heeft met de plasmamembraan (of buitenste membraan) van de cel, wat noodzakelijk is om een ommiddellijk bijsturend sensorisch proces te ondersteunen”, aldus onderzoeker Michael Winklhofer van de Universiteit van Műnchen. De jacht op andere mineralen in bepaalde cellen is nu geopend.

http://www.biomassaliteit.nl/nieuws.htm

http://www.scientias.nl/forel-heeft-kompas-in-zijn-neus/67966

 

Bronmateriaal:

Magnetic characterization of isolated candidate vertebrate magnetoreceptor cells” – PNAS.org

http://www.npowetenschap.nl/nieuws/artikelen/2012/juli/Een-neus-voor-richting.html

http://www.hln.be/hln/nl/2661/Dieren/article/detail/1467441/2012/07/10/Regenboogforel-heeft-kompas-in-neus.dhtml

°

220318_962_1228337858867-zalm1

 

 

Paling :

 

Afbeeldingen van trekgedrag vissen  <—

http://nl.wikipedia.org/wiki/Trekvis

 

tonijnen  <— 

http://en.wikipedia.org/wiki/Fish_migration

 

 

Over grote afstanden trekkende zeediersoorten

 1.  Langvintonijn:
Thunnus alalunga.
 2.  Tonijn:
Thunnus thynnus.
 3.  Grootoogtonijn:
Thunnus obesus.
 4.  Skipjacktonijn:
Katsuwonus pelamis.
 5.  Geelvintonijn:
Thunnus albacares.
 6.  Zwartvintonijn:
Thunnus atlanticus.
 7.  Kleine tonijn:
Euthynnus alletteratus; Euthynnus affinis.
 8.  Pacifische tonijn:
Thunnus maccoyii.
 9.  Fregatmakreel:
Auxis thazard; Auxis rochei.
 10.  Pomfrets:
familie Bramidae.
 11.  Marlijnen:
Tetrapturus angustirostris; Tetrapturus belone; Tetrapturus pfluegeri; Tetrapturus albidus; Tetrapturus audax; Tetrapturus georgei; Makaira mazara; Makaira indica; Makaira nigricans.
 12.  Zeilvis:
Istiophorus platypterus; Istiophorus albicans.
 13.  Zwaardvis:
Xiphias gladius.
 14.  Sauries:
Scomberesox saurus; Cololabis saira; Cololabis adocetus; Scomberesox saurus scombroides.
 15.  Dolfijnvis:
Coryphaena hippurus; Coryphaena equiselis.
 16.  Oceanische haaien:
Hexanchus griseus; Cetorhinus maximus; familie Alopiidae; Rhincodon typus; familie Carcharhinidae; familie Sphyrnidae; familie Isuridae.
 17.  Walvisachtigen:
familie Physeteridae; familie Balaenopteridae; familie Balaenidae; familie Eschrichtiidae; familie Monodontidae; familie Ziphiidae; familie Delphinidae.

 

 

 °

Andere trekkende  dieren ; 

Monarch vlinder

monarchvlinder

°
°
…….

Afbeeldingen van vogeltrek

http://nl.wikipedia.org/wiki/Vogeltrek

http://en.wikipedia.org/wiki/Bird_migration

http://en.wikipedia.org/wiki/Lepidoptera_migration

http://nl.wikipedia.org/wiki/Trekvlinder

 

Caribische (rif) langoesten <—-

°

Trekkende zoogdieren 

VLEERMUIZEN 

http://www.zoogdiervereniging.nl/node/359

SERENGETI  TREK  

Afbeeldingen van gnoes grote trek <—

trekkende gnoes

trekkende gnoes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

http://nl.wikipedia.org/wiki/Blauwe_gnoe

°

http://nl.wikipedia.org/wiki/Migratie_(dieren)

ZEESCHILDPADDEN  

Lederschildpad

— WALVISSEN 

Grijze walvis

 

 

°

Over tsjok45
Gepensioneerd . Improviserend jazzmuzikant . Instant composer. Jamsession fanaat Gentenaar in hart en nieren

4 Responses to Vogeltrek en soortvorming

  1. Beste Tsjok, ik had het bericht over de vogelmigratie al elders gelezen, maar ik begrijp het niet helemaal, Weet jij wat de volgende zin eigenlijk betekent?
    ” aar in tegenstelling tot de verwachtingen, dreven de migratiegenen vooral in de uitgestrekte genoomoceaan rondom de eilanden.”

    Het is mij een compleet raadsel!

    • tsjok45 zegt:

      Dag peter ,

      (OPGELET ….Gelijk welke lezer verbetere me als ik er te ver naast zit …. )

      Ik denk dat het om het volgende gaat :

      °(Lange uitleg )

      I.- Abstract van het research article:
      Keywords:
      birds;genomics;migration;sex chromosome;speciationµ
      http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.12842/abstract
      (OPGELET . .. Ik heb(nog) GEEN toegang tot het artikel zelf // dus ….alles wat volgt is onder voorbehoud )
      °

      Abstract

      Next-generation sequencing has made it possible to begin asking questions about the process of divergence at the level of the genome. For example, recently, there has been a debate around the role of ‘genomic islands of divergence’ (i.e. blocks of outlier loci) in facilitating the process of speciation-with-gene-flow. The Swainson’s thrush, Catharus ustulatus, is a migratory songbird with two genetically distinct subspecies that differ in a number of traits known to be involved in reproductive isolation in birds (plumage coloration, song and migratory behaviour), despite contemporary gene flow along a secondary contact zone. Here, we use RAD-PE sequencing to test emerging hypotheses about the process of divergence at the level of the genome and identify genes and gene regions involved in differentiation in this migratory songbird. Our analyses revealed distinct genomic islands on 15 of the 23 chromosomes and an accelerated rate of divergence on the Z chromosome, one of the avian sex chromosomes. Further, an analysis of loci linked to traits known to be involved in reproductive isolation in songbirds showed that genes linked to migration are significantly more differentiated than expected by chance, but that these genes lie primarily outside the genomic islands. Overall, our analysis supports the idea that genes linked to migration play an important role in divergence in migratory songbirds, but we find no compelling evidence that the observed genomic islands are facilitating adaptive divergence in migratory behaviour.

      °
      2.-

      a)-Er werd verwacht dat de “migratiegenen “(= allelen ) zouden clusteren ( op één of meer bepaalde chromosomen die ook bij de beide ondersoorten de dragers zijn van de verschillende migratie genen ( = allelen ) ….
      b)…… Maar de uitslag( van de langdurige kruisingen van beide ondersoorten ) was onverwacht ( volgens het artikel ) ;
      – de “verschillende migratie gerelateerde genen “lagen ook elders in het genoom dan op de reeds bekende ( en verwachte )”clusters” op de bekende chromosomen van beide ondersoorten dwerglijsters . …. migratiegenen van deze nieuwe types (=morphen )lagen ion het genoom ook elders …. M.a.w de verschillende migratie- genen /allelen gelinkt aan de twee migratieroutes , waren te vinden op andere plaatsen in de totale genomen van de krusingsprodukten ipv op de verwachte plaatsen in het karyotype ( loci in het totaal aan voorhanden zijnde chromosomen van de kruisingsprodukten )

      Er werd dus verondersteld dat de “migratiegenen ” zouden te vinden zijn op bepaalde loci …. maar ze werden ook gevonden buiten die loci en zelfs buiten de clusters en eilanden

      Kort :
      ‘ migratiegenen ” zijn ook op andere plaatsen in het genoom gevonden van de onderzochte kruisingsprodukten-lijnen dan op de verwachte loci ( en zelfs buiten de gevonden 15 chromosomen clusters gespreid over 15 chromosomen, )……

      °
      NOOT

      Sleutel bij het ontcijferen van het “jargon” en de aanwezige nogal “literaire ” terminologie die ook werd gebruikt :
      1.- “eilanden” (= alellen – clusters op (15 ?) bepaalde chromosomen en loci van het karyotype van de gekruiste zygote )
      2.- ” oceaan” ( alle 8 andere(niet verwachte ) chromosomen(dragers van de migratie-alellen ) + alle plaatsen op de ” eilanden “dragende -chromosomen die niet behoren tot de lokale cluster op elk van die 8 chrosomen ( verwachte dragers van alle migratiegenen ….
      3.-(genen )- “cluster” : Dicht bij elkaar liggende( en zelfs aansluitenden ) sequenties van “genen” en hun promotoren op een chromosoom
      4.- Karyotype : Alle chromosomen in de celkern van een eukaryoot organisme

      PS :
      Erg Leuk om je te mogen verwelkomen op mijn blog ….
      Groet

  2. Heb ik nu goed begrepen dat dit niet over stukjes land gaat die door een zee omsloten zijn, en zelfs niet over gebieden in de wereld waarbinnen bepaalde genenvarianten van vogels vaker voorkomen dan elders, maar over delen van de chromosomen waar de meeste verschillen binnen de soort te vinden waren, maar waar de verschillen tussen de genen die met migratie-gedrag samen hingen níét te vinden waren?

    • tsjok45 zegt:

      Dat is inderdaad wat ik ongeveer meende daarin te kunnen lezen ….

      Verder wens ik dat allemaal toch nog wat te nuanceren ; ik veronderstel nml dat (*)
      :
      “—het gaat om migratie-gerelateerde genen-sequenties en hun verschillende alellen(afkomstig van de twee oudersoorten ) die zich deels in de clusters , en merendeels buiten deze “islands of divergence” bevinden in de “oceaan van de rest van het genoom “……Dus : NIET de totale voorraad van dergelijke “migratie genen” bevonden zich buiten de (verwachte ) clusters op de 15 chromosomen van het genoom van het (experimenteel ) kruisingsprodukt(en?) …. ”

      Wie hier meer over weet …. mag het zeggen 🙂

      (*)
      ik heb het oorsponkelijk artikel nog niet doorgelezen …..maar heb het wél zopas gevonden :

      http://www.ebc.uu.se/digitalAssets/296/296177_1pdf02100_ruegg_etal_molecol2014-a-role-for-migration-linked-genes-and-genomic-islands-in-divergence-of-a-songbird.pdf

      PS

      Overigens hier nog iets over die fameuze “eilanden “in het genoom :Het blijkt een recent onstaan metaforisch modewoordje te zijn (en dat kwistig wordt gebruikt als”nieuwe ” term in het jargon van de Engelstalige wetenschappelijke literatuur over “speciation genomics ” ( = soortvorming genetica )

      http://heliconius.zoo.cam.ac.uk/research-themes/speciation-genomics/

      “A popular recent metaphor has been that of ‘islands of divergence’, whereby some regions ( of the genome) are maintained as distinct by selection,
      while other regions of the genome homogenise through ongoing gene flow and resultant admixture.
      However, it remains unclear the extent to which this metaphor applies in the real world.”

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers op de volgende wijze: