Dutch language English language

Voorproefjes - In de ban van slangengif (idem, 2008)

 

De nieuwe Steve Irwin? Misschien. Hij stort zich inderdaad met evenveel passie bovenop de gevaarlijkste gifslangen. Hij heeft ook datzelfde enthousiasme bij het overbrengen van zijn boodschap. Maar Freek Vonk is ook nog eens een zeer talentvolle wetenschapper. Tijdens zijn studie publiceerde hij al meermalen in toptijdschriften. Nu vervolgt hij als promovendus zijn onderzoek naar de evolutie van gifslangen.

 “Slangen zijn niet alleen maar eng, en wetenschap is niet alleen maar saai. Die boodschap wil ik graag uitdragen.” Aan het woord is Freek Vonk, kersverse promovendus bij het Instituut Biologie Leiden. In juni haalde hij zijn doctoraaldiploma, waarna hij meteen bij dezelfde afdeling aan de slag kon met een Toptalentenbeurs van NWO. Met deze beurs van 180.000 euro kunnen talentvolle onderzoekers hun eigen promotietraject invullen. Een prestigieuze zaak. “Ik weet nog goed dat ik een telefoontje kreeg dat ik de beurs had gekregen,” vertelt hij. “Dat was op Koninginnedag. Ik stond te dansen en te springen van vreugde.”

            Twee maanden later volgde nog zo’n verrassingsmoment. Vonk: “Ik was in Israël om slangen te vangen toen ik een e-mail kreeg: onze slangenfoto was uitgekozen voor de voorpagina van Nature. Daarmee was ons artikel het coverartikel geworden. Ongelooflijk.” Het artikel in kwestie verscheen eind juli in het toptijdschrift, met Vonk als eerste auteur. Het ging over de evolutie van giftanden bij slangen, een onderwerp dat altijd veel discussie heeft opgeroepen. “Verschillende groepen slangen hebben verschillende typen giftanden,” vertelt Vonk. “De ‘primitieve’ slangen, zoals pythons en boa’s, hebben geen giftanden. De ‘geavanceerde’ slangen hebben giftanden die ofwel voorin, ofwel achterin de bek staan. Cobra’s en adders hebben ze voorin, maar zelfs die soorten vormen niet één verwante groep in de slangenstamboom. Ze hebben bijvoorbeeld verschillende giftanden. Die van cobra’s zijn klein en onbeweeglijk, terwijl die van adders lang en beweeglijk zijn en in rust tegen het gehemelte aanliggen.”

Embryo’s

Het was vooralsnog onduidelijk hoe deze verscheidenheid aan giftanden in de loop van de evolutie is ontstaan uit een rij ‘normale’ tanden, zoals die van een python. Zijn giftanden bij de verschillende groepen slangen onafhankelijk van elkaar geëvolueerd? Of zijn ze slechts één keer ontstaan? “Giftanden zijn uniek in de dierenwereld,” zegt Vonk, “dus het zou raar zijn als ze bij slangen meerdere keren zouden zijn ontstaan, maar nergens anders in de dierenwereld. Vanuit een evolutionair oogpunt is dat moeilijk te accepteren, maar toch was dat de gangbare theorie.”

            Vonk en zijn begeleider, Michael Richardson, onderzochten daarom slangenembryo’s van allerlei verschillende soorten, in verschillende ontwikkelingsstadia. Ze keken daarbij naar de activiteit van één gen waarvan bekend is dat het bij gewervelde dieren een rol speelt bij de ontwikkeling van tanden. Ze gebruikten een bepaalde kleurstof die aantoont waar in het embryo het gen tot expressie komt. “Je ziet dan duidelijk paars gekleurde gebieden in de kaak,” legt Vonk uit. “Zo zagen we dat de giftanden bij alle soorten achterin de bek ontstaan. Ook bij cobra’s en adders, die uiteindelijk alleen giftanden voorin de kaak hebben.” Die giftanden belanden daar, zo verklaart Vonk, doordat het achterste gedeelte van de kaak sneller groeit dan het voorste. Zo worden de giftanden als het ware naar voren geduwd. Dat verhaal maakt het waarschijnlijker dat de giftanden in de loop van de evolutie maar één keer zijn ontstaan, en wel achterin de slangenbek.

            De onderzoekers toonden verder aan dat giftanden en ‘normale’ tanden zich ontwikkelen uit verschillende tandweefsels. Primitieve slangen, zoals pythons, hebben maar één tandweefsel. De zogenaamde achtertandgiftige slangen, zoals ringslangen, hebben twee afzonderlijke tandweefsels. Het voorste ontwikkelt zich tot een rij ‘normale’ tanden en uit het achterste ontstaat de giftand. “Om aan te tonen dat die twee weefsels zich onafhankelijk van elkaar ontwikkelen, keken we wat er gebeurde als we bij levende embryo’s het voorste weefsel weghaalden,” vertelt Vonk. “Het achterste weefsel ontwikkelde zich dan volkomen normaal.” De onderzoekers concludeerden dat er in geavanceerde slangen een ontkoppeling heeft plaatsgevonden van de voorste en de achterste tanden. De voortandgiftige slangen, zoals cobra’s en adders, hebben het voorste tandweefsel in de loop van de evolutie verloren, en het achterste naar voren verschoven.

            De Leidenaren denken dat deze ontkoppeling zo’n zestig miljoen jaar geleden plaatsvond, bij een primitieve, pythonachtige voorouder van de moderne slangen. “Door die ontkoppeling konden de achterste tanden zich ongestoord ontwikkelen tot giftanden,” aldus Vonk. “We denken dat dit de belangrijkste stap is geweest in de ontwikkeling van het moderne gifsysteem.” Vonk schreef in 2006 in Nature dat de gifklier zelf al zo’n 140 miljoen jaar daarvóór was ontstaan, bij een primitieve voorouder van zowel slangen als hagedissen. Door de ontkoppeling van de achterste tanden konden de slangen een efficiënt en geavanceerd wapen ontwikkelen, zo stellen de Leidenaren. Mede daardoor hebben de gifslangen de hele wereld kunnen veroveren. “Je treft ze overal aan: in boomtoppen, in oceanen, zelfs in de woestijn,” merkt Vonk op. “Je hebt zeeslangen, vliegende slangen, slangen van zes meter lang en slangen die niet groter worden dan tien centimeter. Iedere niche is bezet. Het gifsysteem heeft zeker aan dat succes bijgedragen.”

Documentaires maken

Tijdens zijn promotietraject wil Vonk niet alleen dieper in de evolutie van giftanden duiken. Ook allerlei andere bijzonderheden van slangen hebben zijn belangstelling. “We willen graag het hele genoom sequencen,” zegt hij. “Slangen zijn een interessante evolutionaire casus. Ze vormen een schoolvoorbeeld van flexibele lichaamsbouw. Een langgerekt lichaam, meer dan 300 wervels, geen poten. We willen graag weten wat daar de genetische basis van is.”

            Verder wil Vonk graag tijd besteden aan publieksvoorlichting. Hij onderhoudt een website over slangen en heeft inmiddels de interesse gewekt van National Geographic. Zijn plan is om in allerlei gebieden, zoals de Amazone, voor de camera op zoek te gaan naar gifslangen. “Ik vind het belangrijk dat mensen zich realiseren hoe bijzonder én nuttig slangen zijn,” zegt hij. Vonk denkt het populariseren prima te kunnen combineren met zijn wetenschappelijke carrière. “Alles kan, als je het maar graag genoeg wilt,” stelt hij. “Ik kan die twee doelen ook goed met elkaar verweven: tijdens het maken van documentaires kan ik onderzoeksmateriaal verzamelen.”

            Is hij nooit bang dat hij wordt gebeten? “Ik ben altijd op mijn hoede. Ik duik bovenop die beesten en trek ze overal vandaan, maar alleen als ik voel dat dat kan met die slang en onder die omstandigheden. Het zal wel hetzelfde gevoel zijn dat een autocoureur heeft. Je weet precies wat je doet, maar je accepteert een bepaald risico. Een ongeluk zit in een klein hoekje.”


< Terug naar de voorproefjes
Copyright © 2010 - Alle rechten voorbehouden - Webdesign Laurens Mast Freelance Webdesign