Okapi’s laten aan hun vel zitten

CRC onderzoekers doken de afgelopen maanden onder in de grootste collectie van okapi-huiden ter wereld om DNA te verzamelen van deze bijzondere dieren. In het Koninklijk Museum voor Midden Afrika (KMMA) in Tervuren werden kleine stukjes uit huiden van okapi gesneden en in tubes overgebracht naar het laboratorium van het CRC in Antwerpen. De huiden gingen terug in grote kasten in de kelders van het museum waar ze soms al meer dan 100 jaar liggen. Daarna waren de skeletten en schedels aan de beurt. Tegelijkertijd werden aanvragen ingediend in andere Europese musea (in Chicago, Londen, Parijs en Kopenhagen) voor nog meer stalen. Maar wat zijn de onderzoekers van het CRC ermee van plan?
Het strepenpatroon op het achterste van een okapi wordt vaak vergeleken met een vingerafdruk omdat die ook verschilt van individu tot individu. De onderliggende reden is natuurlijk de unieke genetische samenstelling van elk individu (vastgelegd in hun DNA), of het nu om een okapi gaat of een mens of plant of eender andere soort. De gebruikte labo technieken worden immers vaak omschreven als “DNA fingerprints”, die er uitzien als…een streepjescode (bijna zoals op winkelwaar).
Deze genetische eigenschappen, en de diversiteit daarin, zijn voor veel organismen reeds onderzocht, vaak omwille van hun praktische toepassingen in de geneeskunde, landbouw, gerechtszaken,. enz. Ook vanuit biologisch standpunt kunnen we uit genetisch onderzoek veel leren over oa. gedrag, populatie grootte, dispersie en natuurlijk evolutie.
Okapi genetica is echter een grotendeels onontgonnen terrein. Daarom werd vorig jaar een onderzoeksproject gestart door de universiteit van Cardiff (UK) naar de populatie genetica van de okapi. Deze soort is echter vrij schuw en moeilijk te bemonsteren in het wild. Om aan voldoende stalen te geraken wordt gebruik gemaakt van mest zoals aangetroffen in het regenwoud. De darmcellen uitgescheiden met mest bevatten immers geschikt DNA. Bovendien konden stalen worden genomen van semi-wilde okapi’s in het Epulu kweekstation in het Ituri woud (dat ook financieel wordt ondersteund door de KMDA). Voor het verzamelen van en de DNA extractie uit museumstalen werkt Cardiff dus samen met het CRC. Als jarenlang stamboekhouder en coördinator van het kweekprogramma van de okapi heeft de KMDA ook veel kennis en contacten die van nut kunnen zijn voor het onderzoeksproject. Hopelijk zal dit project ook leiden tot een efficiënt conservatie actie plan van deze bedreigde soort.
Het is geen toeval dat het KMMA de grootste collectie van okapi’s ter wereld heeft. De dieren komen immers enkel voor in het voormalige Belgisch Congo (de huidige DRC) van waaruit ze begin vorige eeuw naar België werden gescheept. Veel van deze dieren (en hun nakomelingen) die ondertussen overleden zijn, worden als huiden of skeletten bewaard in het KMMA. Dankzij het kweekprogramma, hoeven momenteel geen dieren meer uit het wild worden gevangen om deze bijzondere dieren aan het grote publiek te tonen.

Peter Galbusera

Ruik ik nie lekker, ofwa?

Monniksgieren-ouders die elkaar leuk vinden zijn betere ouders dan monniksgieren uit een gedwongen huwelijk. Dat zijn de eerste voorlopige conclusies van gedragsonderzoek in Planckendael en enkele ander dierentuinen naar partnerkeuze en paarbinding bij deze vogelsoort.

Het CRC doet al enkele jaren wetenschappelijk onderzoek om uit te vogelen waarom sommige gierenparen wel en andere weer geen jonge monniksgiertjes maken. In 2005 en 2006 hebben we samen met Marleen Huyghe, de coördinator van het kweekprogramma, een enquête opgezet onder de Europese dierentuinen of te bekijken of de manier waarop monniksgieren gehouden worden een positief of negatief effect heeft op hun broedsucces. Dat bleek geen grote invloed te hebben, maar op grond van de resultaten werd toen verondersteld dat een goede paarbinding (dus of het “klikt” tussen twee dieren) waarschijnlijk heel belangrijk is voor broedsucces.
Drie studenten gingen daarom in 2007 en 2008 op pad om in Planckendael en Nederlandse en Duitse dierentuinen onderzoek te doen naar gedragingen die kunnen wijzen op een goede verstandhouding. De resultaten tot zover laten zien dat gierenpaartjes die succesvol jongen grootbrengen gedragingen vertonen die er inderdaad op wijzen dat de dieren die elkaar leuk vinden ook succesvollere ouders zijn;  ze groeten elkaar meer, ze vertonen minder agressie, ze hebben meer paringen en paren vroeger in het broedseizoen, en beide hebben een gelijke broedactiviteit in het nest als er een ei is. We willen deze gedragingen nu gebruiken als indicator voor een goede paarbinding, en kunnen misschien hiermee mogelijk voorspellen of nieuw gevormde paartjes succesvolle broedparen kunnen worden.
We maken in Planckendael al gebruik hiervan door voor jonge monniksgieren uit Europese dierentuinen als "huwelijksbureau" op te treden en zo gedwongen huwelijken te voorkomen.  In de grote volière zetten we meerdere jonge vogels bijeen en hopen dat er zich op die manier spontane koppels zullen vormen, en zo de kans op voortplanting te vergroten.

Maar we gaan nóg verder. In 2009 begon de Duitse doctoraatstudente Katja Wolfram bij het CRC aan een studie om te kijken op grond waarvan gieren hun partner dan kiezen. We gaan in deze studie uit van een gangbare theorie in de biologie dat dieren een partner kiezen op grond van verschillen in hun DNA. We weten bijvoorbeeld dat mensen (en nog een aantal andere diersoorten) een voorkeur hebben voor een partner met een immuunsysteem dat anders is dan hun eigen immuunsysteem. Op die manier krijgen hun kinderen een immuniteit tegen ziektes die zo groot mogelijk is (een combinatie van die van beide ouders dus). Die kleine verschillen tussen dieren zijn af te lezen in een stukje van hun DNA dat we het “Major Histocompatibility Complex” of MHC noemen, en dit soort onderzoek kunnen wij zelf in ons labo in de Zoo  doen. Monniksgieren kunnen dat natuurlijk niet, maar wetenschappers vermoeden dat zij kunnen ruiken of hun potentiële partner een genetisch goede of minder goede keuze is; bij mensen en muizen is dat bijvoorbeeld al vastgesteld.

Kortom, bij de monniksgieren in het Europese kweekprogramma én bij dieren uit de natuur willen we dus onderzoeken of de partners van succesvolle paartjes inderdaad meer verschillend DNA hebben, en of paartjes die elkaar “niet zo leuk vinden” juist meer vergelijkbaar DNA hebben. Op die manier zouden we in de toekomst op grond van DNA onderzoek kunnen voorspellen welke dieren een grotere kans hebben om succesvol te broeden en welke niet.
Zjef Pereboom - CRC

Gierende hormonen

De juiste partner vinden is niet enkel voor mensen ingewikkeld. Bij de monniksgier (Aegypius monachus), een bedreigde gierensoort waarvan de wilde populatie in Zuid Europa sterk is afgenomen, is een goede paarvorming al even moeilijk. Monniksgieren zijn enorme vogels, de grootste in Europa. Ze leven ook lang en wanneer een paar is gevormd, blijft het meestal bij elkaar “tot de dood hen scheidt”. Deze vogels leggen vaak niet meer dan één ei per seizoen en het jong wordt gevoed door beide ouders tot het, na ongeveer acht maanden, volwassen en onafhankelijk wordt.

In de natuur zijn ze erg succesvol bij de voortplanting. Driekwart van de gelegde eieren ontwikkelt tot volwassen vogels. Maar de kweekresultaten in zoos zijn verrassend laag, met een succes van slechts één op de vier eieren. De belangrijkste oorzaak daarvan is dat de meeste eieren die in zoos gelegd worden door monniksgieren niet bevrucht zijn en dat nog een aantal eieren accidenteel breekt tijdens het uitbroeden. Dat is natuurlijk erg jammer, ook gezien de enorme moeite die in heel Europa in het kweekprogramma wordt gestoken. Ongeveer 20 jaar geleden is er immers een internationaal kweekprogramma (‘European Endangered Species Programme’ of ‘EEP’) voor deze soort opgestart, gecoördineerd vanuit Dierenpark Planckendael in Mechelen. Een van de doelstellingen van dit programma is jonge vogels ook te herintroduceren in Zuid Europa. Deze vrijgelaten vogels doen het goed: Jean en Julia, twee monniksgieren geboren in Planckendael in mei 2008 en gelost in Zuid-Frankrijk in augustus 2008, zijn daar het levende bewijs van. De slechte kweekresultaten in Europese zoos in het algemeen werpen echter een schaduw over het herintroductieproject.

Binnen het CRC proberen we daar nu iets aan te doen door de genetische achtergrond van paarvorming bij monniksgieren te onderzoeken. Als we, zoals bij andere diersoorten reeds aangetoond, kunnen achterhalen en voorspellen welke genetische kenmerken belangrijk zijn voor een goede paarvorming, dan kunnen we die informatie gebruiken om meer compatibele koppels te vormen in dierentuinen. Een sterke paarbinding zal dan hopelijk leiden tot een hoger kweeksucces in deze monogame soort, zodat ook meer jongen beschikbaar zijn om uit te zetten in hun natuurlijke habitat.
lees meer >>


Katja Wolfram, Jill Shephard (CRC)

Het zit 'm in de genen

Behoud van biodiversiteit is één van de kerntaken van de KMDA. Biodiversiteit omvat niet enkel de verscheidenheid van ecosystemen en soorten maar ook van het DNA binnen elke soort, de genetische diversiteit. Net zoals bij mensen, bestaan er immers genetische verschillen tussen individuen. Deze verscheidenheid is cruciaal voor het voortbestaan van soorten, omdat dit mogelijkheden biedt om zich aan te passen aan nieuwe omstandigheden (zie ook “In Den Beginne” van 12 februari).

Een conservatiegeneticus legt zich toe op het opvolgen en beheren van deze genetische diversiteit zowel in kweekprogramma’s in zoos (ex-situ) als bij de bescherming van wilde populaties (in-situ), en probeert zoveel mogelijk van die diversiteit te behouden. Wetenschappelijk onderzoek zoals wij dat in onze projecten uitvoeren is van groot belang voor het behoud van genetische diversiteit, en de link tussen ex-situ en in-situ is essentieel om dat goed te kunnen doen. De volgende voorbeelden laten zien dat nauwe samenwerking tussen onze wetenschappers in de Zoo en natuurbeschermers “in het veld” grote voordelen heeft.

Van de meeste kweekprogramma’s worden stamboeken bijgehouden, lijsten met zo veel mogelijk informatie van de dieren in zo’n kweekpopulatie. Wanneer stamboekdata onvolledig zijn, bijvoorbeeld wanneer we de vaders van een aantal dieren niet kennen, kan DNA-onderzoek het beheer van de kweekpopulaties ondersteunen. Zo wordt het DNA van goudkopleeuwaapjes (Leontopithecus chrysomelas) en babirusa (Babyrousa babyrussa) in ons laboratorium in de Zoo geanalyseerd om de onderlinge verwantschap van de dieren te bepalen. Door de genetische kenmerken te vergelijken met gegevens uit het veld, kunnen we bovendien de herkomst en relatieve verscheidenheid van de stamouders achterhalen, de dieren waarmee de kweekpopulatie ooit is gestart. Daartoe werken we samen met onderzoekers in Brazilië en Indonesië. Bovendien laat dit ons toe om de genetische diversiteit en populatiestructuur in het wild te bestuderen, en zo meer te leren over de nog levende aantallen (heel belangrijk bij bedreigde soorten), hun verspreiding en hun voortplantingsysteem. Die informatie is niet louter van wetenschappelijk belang, maar kan bovenal gebruikt worden door natuurbeschermers bij het ontwikkelen en verfijnen van actieplannen voor conservatie van wilde populaties.

Genetisch onderzoek bij zoodieren kan ook op andere manieren een belangrijke bijdrage leveren aan de bescherming van soorten. In het geval van het Kaapse zeepaardje (Hippocampus capensis), de ooievaar (Ciconia ciconia), de Maleise tapir (Tapir indicus), de monniksgier (Aegypius monachus) en de Andesbeer (Tremarctos ornatus), zijn de technieken en genetische merkers die in ons labo werden ontwikkeld aan de hand van stalen uit de Zoo, ook te gebruiken voor onderzoek van stalen uit het wild. Hiertoe werken KMDA-genetici nauw samen met lokale onderzoekers en natuurbeschermers. Anderzijds is het soms erg moeilijk om genetisch onderzoek in dierentuinen uit te voeren zonder een sterke inbreng vanuit het veld. Bij het onderzoek om onderscheid te kunnen maken tussen verschillende ondersoorten van soldatenara’s (Ara militaris) in het kweekprogramma zijn we aangewezen op referentiestalen uit het wild. Deze informatie is belangrijk om kunstmatige vermenging tussen ondersoorten te vermijden. Het zit 'm dus écht in de genen!

lees meer >>

Peter Galbusera (CRC)

Inteelt bij bonobo's

De KMDA is als stamboekhouder en coördinator van het bonobo kweekprogramma verantwoordelijk voor het opvolgen van alle bonobo’s die wereldwijd in dierentuinen leven. Wij geven deze dierentuinen advies over welke dieren al dan niet mogen kweken om onder andere inteelt tussen nauw verwante dieren (vader-dochter of broer-zus) zoveel mogelijk te beperken. Bij veel diersoorten kan inteelt namelijk leiden tot verminderde groei of lagere vruchtbaarheid, en zelfs de kans het eerste levensjaar te overleven sterk verkleinen. Het vermoeden dat Vifijo in Planckendael al twee nakomelingen heeft gekregen met zijn moeder Hortense leidde ertoe dat hij naar een bonobogroep in Berlijn werd gestuurd om inteelt te voorkomen.

Om te onderzoeken of inteelt bij bonobo’s vaak voorkomt en de gevolgen daarvan op grotere schaal te bestuderen, hebben wetenschappers van het CRC verleden jaar een gedetailleerde analyse uitgevoerd van het internationale stamboek. Daarbij werd een techniek gebruikt om op grond van DNA uit haarstalen en bloed vast te stellen wie de vaders van de jonggeboren bonobo’s waren. Op grond van het stamboekonderzoek en de DNA analyses werden er 17 gevallen van inteelt ontdekt bij 142 bonobo’s die sinds 1962 in dierentuinen geboren zijn. Dit had, zoals verwacht, nadelige gevolgen voor die dieren. Het bleek dat deze ingeteelde bonobo’s relatief minder vaak het eerste levensjaar overleefden in vergelijking met nakomelingen van niet verwante bonobo’s. Echter op de lange termijn loopt de overleving van de bonobopopulatie geen enkel gevaar als wij als coördinator van het programma onze taak naar behoren blijven uitvoeren.

Zjef Pereboom

Van Coillie, S, P Galbusera, A Roeder, W Schrempp, J Stevens, K Leus G. Reinartz and J. Pereboom. (2008) Molecular paternity determination in captive bonobos and the impact of inbreeding on infant mortality. Animal Conservation. 11 306–312 doi:10.1111/j.1469-1795.2008.00186.x

Vadertje ooievaar

Voor het onderzoek aan de ooievaars van Planckendael, is 2008 een buitengewoon jaar geworden. Eind vorig jaar arriveerde in het CRC onderzoeksteam een Australische wetenschapper die zich 3 jaar lang zal bezighouden met het bestuderen van de ooievaars. Tot nu toe richtte het onderzoek aan de ooievaars zich uitsluitend op de bepaling van genetische relaties tussen de vogels in Planckendael aan de hand van het DNA uit hun veren. Jill is echter dit jaar begonnen met de uitbreiding van het onderzoek op Europese schaal, waarbij we zowel het DNA van ooievaars uit West- als die uit Oost Europa gaan bestuderen. De belangrijkste doelstelling is om te onderzoeken wat het effect is geweest van de herintroductieprojecten die sinds de jaren zestig hebben plaatsgevonden in heel Europa. Meer in het bijzonder kunnen we nu in detail onderzoeken waar de Planckendael ooievaars vandaan komen en waar “onze” vogels naar toe vliegen. Bovendien kunnen we op grond van deze informatie en historische gegevens, die verder aangevuld worden met ringgegevens en klimatologische data, veranderingen detecteren in het voorkomen van ooievaars in Europa en veranderingen in de jaarlijkse trek naar het zuiden. lees meer >>


Jill Shephard | Zjef Pereboom | CRC