MEL MAU SEC SIM

Het geslacht (genus) Drosophila bestaat uit ongeveer 1500 soorten. Het genus Drosophila is opgedeeld in een aantal ondergeslachten (subgenera), onder andere Sophophora, waartoe ook Drosophila melanogaster, bekend van de genetica, behoord. De subgenera zijn weer onderverdeeld in groepen – als de melanogaster groep – en subgroepen – als de melanogaster subgroep. De Drosophila melanogaster subgroep bestaat uit 9 soorten. Twee daarvan komen wereldwijd voor: D. melanogaster en D. simulans. Twee andere komen elk op een eiland voor: D. sechellia op de Seychellen en D. mauritiana op Mauritius. De overige vijf soorten (onder ander D. yakuba en D. erecta) komen in West-Afrika voor.

Drosophila melanogaster

D. melanogaster en D. simulans komen alle twee in Nederland voor. In de zomer maken ze deel uit van het soortenbestand van de GFT bak: de grotere Drosophila-achtigen zijn D. immigrans (uit een heel andere groep) en de kleine D. melanogaster en D. simulans. De vlieg die binnen op restjes wijn afkomt is alleen D. melanogaster: D. simulans vliegt niet een huis in.

De soorten MEL en SIM lijken sterk op elkaar. Bij vrouwtjes lukt het eigenlijk niet – ietsje ronder oog, ietsje ovaler oog – dat soort dingen. Bij mannetjes kun je naar een uitsteeksel op het geslachtsorgaan kijken, onder de microscoop en als ze het uit willen stulpen. Zelfde verhaal voor de andere soorten uit de subgroep. Hierbij een foto van de ‘posterior lobe’ van mannetjes D. simulans en D. mauritiana. Er zijn ook biochemische trukjes om de soorten uit elkaar te houden, en dat is veel makkelijker, in het lab tenminste.

Onderdelen mannelijke genitalien: meestal kijkt men naar de 'lobe', het haakvormige of paalachtige deel op de linkerplaatjes.

Bij zo’n groep nauwverwante soorten wil men dan fylogenie weten, wat de volgorde van soortsplitsing is. Men neme een gen en bepale de basevolgorde in het DNA voor elke soort. Zoiets is tegenwoordig een redelijke routineklus en niet al te duur. Niet dat ik het kan: de meeste van de onderstaande sequenties zijn bepaald door Herman van der Klis, mijn analyst. Analyst, zie je – analysten kunnen veel meer dan wetenschappers.

Het gen is Ilp3, Insulin-like protein 3. Er zijn namelijk zeven insuline-achtige genen in Drosophila (alle soorten), en deze is nummer 3. Een niet al te groot gen, 320 basepaar lang. De sequentie van Ilp3 is door ons (dwz Herman) bepaald voor een aantal D. melanogaster en een aantal D. simulans stammen, voor een D. mauritiana stam en een D. sechellia stam. Bovendien is de sequentie voor Drosophila melanogaster, D. simulans, D. sechellia, D. erecta, D. yakuba en nog wat beschikbaar uit het Drosophila Genome project (http://flybase.org/blast/ bijvoorbeeld).

beschikbare genomen

Uit de Ilp3 DNA sequenties is een moleculaire fylogenie te verkrijgen. We hebben 21 D. simulans stammen, D. mauritiana en D. sechellia zelf gesequenced, en ook nog een groot aantal D. melanogaster stammen, van geografisch verschillende herkomst. Bovendien zijn er de sequenties uit het genoom project. Om de fylogenie wat leesbaar te houden zijn in de figuur geen D. melanogaster stammen opgenomen. De sequenties uit het genoom project zijn aan gegeven met de soortsnaam in hoofdletters, en de eigen gesequencete met kleine letters (sequencen – sequencete of sequencte ? – gesequencet / gesequenct ?). Hier komt ie:

Wat blijkt? De eilandsoorten D. mauritiana en D. sechellia komen binnen D. simulans terecht. Met andere woorden: onafhankelijk van elkaar stammen deze eilandsoorten van D. simulans af. Dat is alleen te zien omdat er zoveel onafhankelijke D. simulans stammen gebruikt zijn.

Wat als alleen MEL SIM SEC uit de genoomdatabase, en onze eigen D. mauritiana gebruikt was? Dan komt dit eruit:

Omdat de grote fylogenie met al die D. simulans stammen bekend is, is de interpretatie:

Nu heb ik de verbindingslijntjes ingekleurd aan de hand van de gegevens van de grote fylogenie met al die D. simulans stammen. Meestal gebruikt een fylogenie één stam per soort. Als al die diversiteit aan D. simulans stammen niet gebruikt was, dan kwam er dit uit:



Dan was er niets te zeggen over hoe de vooroudersoort eruit zag of hoe de voorouder soort heette. Hier is de voorouder soort D. simulans, de soort die vanaf D. melanogaster pas in de tweede splitsing staat.

De soort die onderaan in het vertakkingspatroon staat is dus niet per definitie de voorouderlijke soort.