Zijn de bijzondere genen echt zo bijzonder?

Het is zeker nog geen dagelijkse kost, maar links en rechts duiken steeds meer verwijzingen op naar enkele bijzondere genen aangetroffen bij vooral topduiven. Zo vind je in reportages en verkopingen al eens vaker de verheerlijking van het LDHA-gen en meer recent ook van het DRD4-gen. Al wordt daar in veel gevallen nog vaak in alle talen over gezwegen, want je wil als verkoper tenslotte ook die duiven zonder de bijzondere genen nog verkocht krijgen... Of misschien wil je de concurrenten niet té slim maken?
We vragen ons in deze bijdrage af wat er zo bijzonder is aan die genen en of we met het snuffelen in het genenpotentieel van de duiven de duivensport wel plezier doen... Gaat er dan niet iets van het mysterie en dus van de charme verloren en even belangrijk: wie kan dat betalen... of wie zal er zijn voordeel mee doen?

[Noot: deze bijdrage heeft geen "wetenschappelijke" ambities of pretenties. Vergeef ons dus de nodig vereenvoudigingen om het leesbaar te houden.]

Het zit in de genen

Niemand die nog achterover valt als we zeggen dat de erfelijkheid bij mens en dier gebeurt bij middel van genen. Bij de mens wordt het aantal genen geschat op zo een 20 à 25.000. Bij zoogdieren is dat vergelijkbaar, terwijl het aantal genen bij vogels lager zou liggen. Hoe dan ook, er is nog heel wat werk aan de winkel om het volledig menselijk of dierlijk genoom (= de complete set van genen) in kaart te brengen en te duiden. Het begrip 'gen' zoals we het nu kennen is minder dan een eeuw oud. Het was Mendel die het theoretisch begrip gen "nodig" had om zijn theorieën te staven. Maar we waren toen nog ver van het uiteenrafelen van chromosomen, laat staan het corrigeren of modificeren van genen. Een gen kunnen we best definiëren als de kleinste natuurlijke eenheid van erfelijke informatie. Ik ga ervan uit dat de meeste lezers ook - minstens vaagweg - noties hebben van begrippen als mutatie, dominant of recessief gen, DNA, chromosomen enz. Voor ons verhaal vandaag doet het er feitelijk weinig toe. Misschien toch dit - al trappen we wellicht een open deur in - mensen en duiven (en dieren in het algemeen) erven de helft van hun chromosomen (verzamelingen genen) van hun vader en de andere helft van hun moeder. Wat de erfelijkheid zo onvoorspelbaar maakt is het feit dat bij elk van de ouders de deling van de dubbele set chromosomen in geslachtcellen (gameten) met maar 1 stel chromosomen erg willekeurig lijkt te gebeuren. Een loterij zeg maar.

Omdat chromosomen en de daarop gelegen genen - behalve bepaalde geslachtschromosomen - steeds in paren voorkomen, heeft elk gen een tegenhanger. Als de tegenhanger identiek is (bijvoorbeeld door inteelt) noemen we dat homozygoot, zijn ze verschillend door bijvoorbeeld mutatie of rassenverschil spreken we van heterozygoot. Nu bent u voldoende gewapend voor de rest van het betoog.

Het DNA-alfabet

Behalve bij eeneiige tweelingen (en klonen) is de kans onbestaande om twee mensen of dieren te vinden met identiek DNA. Vandaar dat DNA-analyse kan dienen voor identificatie van individuen of voor het bepalen van de graad van verwantschap tussen twee of meer individuen. Van dat laatste wordt al gretig gebruik gemaakt bij de verhandeling van waardevolle duiven, de zogeheten ouderschapscontrole. Daarvoor worden de DNA-sequenties van bepaalde gestandaardiseerde markerzones geregistreerd en vergeleken.
Het feit dat dit courant gebeurt en DNA-onderzoek schering en inslag geworden is bij politionele onderzoeken, kan verkeerdelijk de indruk wekken dat het hele genen-arsenaal van mens (en dier) nu een open boek is. De werkelijkheid is dat de wetenschappers wel het alfabet kennen waarin het DNA 'geschreven' is en hier en daar een woord hebben ontcijferd, maar dat van het gros van de genen de werking nog onbekend is. Het is dus allesbehalve zo dat in de heel nabije toekomst - behalve in geval van de eventuele ontdekking van totaal nieuwe (de)codeersystemen - het genoom van mens of dier volledig in kaart zal gebracht zijn. We moeten ons bijgevolg nog niet meteen zorgen maken dat in de nabije toekomst superduiven op maat zullen gemaakt worden in het labo.

In realiteit weten we nog maar bitter weinig over de biologische functie van de overgrote meerderheid van de genen. Precies die vrij algemene onbekendheid maakt dat het identificeren van een gen dat "mogelijk" of "met enige statistische zekerheid" een invloed zou hebben op de sportieve kwaliteiten van een duif nog erg zeldzaam is en zelfs tot op zekere hoogte nog discutabel en al zeker niet alleen zaligmakend.

LDHA

Eén van de eerste geïdentificeerde genen die mogelijk een gunstige invloed hebben op de sportprestaties van de duif is het LDHA-gen. LDHA staat hier voor "L-lactate dehydrogenase isoform A" waarover meteen meer. Het gen bestaat bij duiven in 2 belangrijke varianten (allelen), A en B gelabeld. Omdat de genen meestal in paren voorkomen, zijn de mogelijke combinaties in een individuele duif: AA, AB (zelfde als BA) of BB. Statistisch onderzoek wijst uit dat de aanwezigheid van één of twee A-varianten significant meer voorkomt bij de betere duiven. Het aanwijzen van het LDHA-gen als potentiële sportieve marker gebeurde voor het eerst in 2006 door de Pool Andrzej Dybus en enkele collega's onderzoekers.

Voor het vliegen is AB evenwaardig aan AA, omdat de A-variant dominant is en het B-gen dus onderdrukt. Voor de kweek is een AA-combinatie uiteraard interessanter omdat alle afstammelingen dan zeker één A-allel ontvangen van de betrokken ouder.

Maar zoals gezegd is de A-variant eerder zeldzaam. In een "normale" duivenpopulatie komt de AB-variant in zowat 12% van de specimen voor. Slechts 1% van een "gewone" groep duiven zou de dubbele A bezitten. Bij de echte topduiven zou de AB-variant evenwel bij ongeveer één derde (30 à 35%) voorkomen en tot 9% van de toppers zou zelfs de AA combinatie bezitten.

Voor alle duidelijkheid: het LDHA-gen komt ook in verschillende varianten voor bij andere dieren en bij de mens.

Lactate of melkzuur

Het LDHA-gen heeft, zoals zijn naam aanduidt, iets te maken met de melkzuurspiegel in de spieren. Zoals bekend wordt bij hevige inspanningen glucose in de spieren omgezet in melkzuur. Tot op zekere hoogte wordt dat melkzuur weer afgebroken in de lever, maar bij volgehouden inspanning wordt op een bepaald moment een drempel overschreden en gaan de spieren verzuren en pijn doen. Deze melkzuurvergiftiging wordt een tijdlang uitgesteld door een verhoogde hartslag en verhoogde zuurstofopname (hijgen) tot ook daar de limiet wordt bereikt. Door intensieve training kan een (menselijke) atleet de verzuringsgrens verleggen.
Bij de (top)duiven  zou de A-variant van het gen zorgen voor een enzym dat het melkzuur efficiënter recycleert, waardoor de duif langere tijd een hogere snelheid kan volhouden zonder vermoeid te worden en daarna ook nog eens veel sneller recupereert. Duiven die na een vlucht van 500 km met hangende vleugels op de plank vallen, zijn duidelijk in het rood gegaan en beschikken heel waarschijnlijk niet over die fameuze A-variant. Uit onderzoek blijkt dat de A-variant vooral zijn gunstige rol speelt bij vluchten van pakweg 300 tot 700 km. Op kortere afstanden speelt de verzuring minder mee en op langere vluchten draait de duivenmotor meer op vetten dan op glucose.

Bedenking

Maar, er is ook een maar: er zijn ook topduiven en nationale winnaars op de grote halve fond die de A-variant niet bezitten. Dus het is zeker geen zwart-wit verhaal en er spelen uiteraard nog een massa andere genen mee die de afstandsgeschiktheid en het recuperatievermogen mee bepalen. En er zullen ook wel genoeg waardeloze duiven zijn die de A-variant wél bezitten.

Maar simpel gesteld: ze kunnen maar beter de A-variant hebben. Dit waarborgt niets, maar als ze met de A-variant al was het maar 1 procentje aan uithoudingsvermogen winnen, is dat mooi meegenomen.

Kritiek

Je kunt natuurlijk ook kritische vragen stellen bij het fenomeen. Duivenliefhebbers zijn immers al 2 eeuwen bezig met de rasveredeling van sportduiven, dat wil zeggen dat er al 200 jaar geselecteerd wordt op vliegvermogen en recuperatievermogen. Reeds twee eeuwen worden dus de  beste exemplaren en lijnen doorgehouden voor de kweek... Zou het dan niet logisch zijn dat een dergelijk gunstig gen steeds frequenter zou voorkomen, ook zonder de omweg van de DNA-analyse en het gericht inkweken van het "betere" gen...? De zeldzaamheid van het gen bewijst in elk geval dat het bewuste gen niet alleen zaligmakend is om topduiven te kweken. Maar nog eens: je kunt maar beter een paar exemplaren op het hok hebben die de A-variant bezitten en doorgeven, zeker als je mikt op de grote halve fond of op de dagfond.
De beste manier om - zonder wetenschappelijk DNA-onderzoek - het A-allel in de soort te houden is kweken naar en uit duiven die heel snel recupereren, niet vermoeid thuiskomen en als het ware meteen weer klaar zitten om in te manden voor de volgende 500 km.

DRD4

En zo is er voor de believers naast het LDHA-gen nog een tweede "bijzonder" gen... DRD4 genaamd.

DRD4 is kort voor "Dopamine Receptor D4", waarbij D4  duidt op een subtype van de dopamine receptor (de subtypes D1 tot D5 zijn geïdentificeerd).  Dopamine is een neurotransmitter (chemische stof die boodschappen/signalen overbrengt tussen zenuwen en hersenen) die voorkomt bij zowel mensen als dieren en zelfs planten.

Dopamine is althans voor mensen vooral bekend om het creëren van een genotsgevoel als beloning voor bepaald gedrag, waarmee dat gedrag dus gestimuleerd of uitgelokt wordt (sporten, lekker eten, snoepen, drinken, seks, een deugddoend bad nemen, mediteren...). Dopamine zou er voor zorgen dat zenuwen en hersencellen goed met elkaar kunnen communiceren en je zodoende een geluks- of genotsgevoel ervaart. Dopamine speelt bovendien een belangrijke rol bij het vermogen tot "aandacht" en stressbeheersing.

Tekorten of onbalans van dopamine (bijvoorbeeld door defecten of ongunstige varianten van een DRD-gen) worden dan ook in verband gebracht met vooral mentale, cognitieve en gedragsproblemen zoals: dementie, ADHD, Tourette, verslaving, gokverslaving, schizofrenie, bipolaire stoornis, depressie, Parkinson, woede-uitbarstingen, eetstoornissen, verhoogde kwetsbaarheid maar ook bv. migraine. Uiteraard wordt geen enkel van de genoemde aandoeningen alleen maar door een afwijkend gen of door een dopaminestoornis veroorzaakt.

Het "goede" DRD4-gen zou bij mensen aanzetten tot het zoeken en verkennen van nieuwe ervaringen en omgevingen ("novelty seeking", de hang naar het nieuwe en onbekende), beter kunnen omgaan met stress (ook post traumatische stress), verhoogde creativiteit en aanleg voor problem solving . Een bepaalde variant van het gen zou ook verantwoordelijk zijn voor een sneller reactievermogen. En nog straffer: bepaalde variaties in het gen bepalen mee of je conservatiever bent (en stemt) dan wel progressiever, flexibeler en socialer...

Globaal gezien kunnen we dus stellen dat de dopamine-regelende genen bij de mens vooral variaties in persoonlijkheids- en gedragskenmerken aansturen.

En de duiven dan?

Wetenschappers zijn de mening toegedaan dat het DRD4-gen een archaïsch gen is dat reeds in het genoom voorkwam van de gemeenschappelijke voorlopers van zoogdieren én vogels (en dan spreken we over zowat 200 miljoen jaar geleden...). Ook de differentiatie van de allelen zou zeer oud zijn en zekere analogieën bevatten tussen de werking van de gen-varianten bij zoogdieren (inclusief mensen) en vogels.

Toch is wat we over DRD4 vinden voor mensen is niet zo verhelderend voor duiven. Dopamine als belonend genotsgevoel zal wel min of meer dezelfde functie hebben bij dieren, maar wat heeft dat met sportieve kwaliteiten te maken, is dan de vraag.

Verder speurwerk leert ons dat het DRD4-gen eigenlijk een dubbelgen is dat zich op 2 plaatsen (zogenaamde "loci") bevindt en dat op 2 verschillende chromosomen. Op elk van de loci kunnen zich 3 voor ons (lees: voor duiven) belangrijke varianten voordoen: CC (het meest gewone, de zogeheten wildvorm), CT en TT. Een combinatie van de 2 loci geeft dan een hele reeks aan mogelijkheden: CCCC, CCCT, CTCC, CTCT, CCTT enz. Hierbij is het allel met 1 of 2 T-varianten het meest gunstige voor de sportduif en het is wellicht dominant, dus CT en TT zouden dan functioneel gelijkwaardig zijn (hoewel bepaalde proeven met koolmezen een licht voordeel toekennen aan de homozygote TT-variant). Voor de kweek is TT zeker leuker omdat alle kinderen dan minstens 1 T krijgen. Omdat de beide genen op andere chromosomen liggen, worden ze apart vererfd (dus geen 'linkage'). Concreet betekent dit dat CTCC x CCCT even goed een CCCC als een CTCT kan voortbrengen (alsook de varianten van de beide ouders).

Statistisch onderzoek leert dat de plaats (locus) van de T-variant (CT of TT) ook relevant is. Zo lijkt de genencombinatie CT[CC] (T-allel op locus DRD4-1_Bst4CI) vooral voor te komen bij duiven die zich supersnel kunnen oriënteren en/of zich uit een grote massa kunnen losmaken. Dat zijn uiteraard de grote winnaars en asduiven en dan vooral op afstanden onder de 600 km. Dit neigt ons ertoe om de meerwaarde van deze CT-variant (locus 1) te zoeken in de sfeer van snelle en juiste beslissingen nemen, minder kuddegeest en dus de bende tijdig verlaten... Mogen we dat "slimmer" noemen? Toch wat een duivenmelker bedoelt met slimme duiven.

De variant [CC]CT (T op locus DRD4-2_MnlI) wordt dan weer vooral gevonden bij duiven die op de zwaardere vluchten top zijn dank zij een betere "mordant" en meer "karakter" en doorzettingsvermogen. Het zijn de karakterduiven die liever doodvallen dan opgeven.

Het hoeft geen betoog dat de duiven die T hebben op de twee loci met beide gunstige factoren behept zijn. Ze zijn dan ook een hele kleine minderheid. Reken maar: als je een reeds zeldzame CTCC paart aan een alweer zeldzame CCCT heb je maar 1 kans op 4 dat een afstammeling CTCT erft.

Playboys

Bij een studie van 1500 zebravinken verdeeld over 5 generaties werd de neiging tot promiscuïteit (overspel) in kaart gebracht. En wat bleek? Als zebravinken ouders hebben die overspel plegen, vertonen ze zelf ook meer de neiging om hun partner te bedriegen, ongeacht hun geslacht. Dit toont aan dat dit "losbandig" gedrag voor een belangrijk deel wordt doorgegeven via de genen. Interessant aan deze studie is dat zebravinken net als duiven van nature uit koppels vormen voor het leven. Maar nog veel interessanter is dat men een verband ontdekte met het fameuze DRD4-gen dat dus blijkbaar (bij zebravinken) de neiging tot vreemd gaan (mee) programmeert. Onderzoekers aan de State University in New York ontdekten dat bij mensen ook een bepaalde variant van het DRD4-gen de neiging tot seksuele escapades (ook een vorm van "novelty seeking") vergroot.
Misschien zijn dus de meest actieve en minst trouwe duivers én duivinnen wel onze beste vliegers of kwekers? Het zou een originele invalshoek kunnen zijn bij de selectie. Of we het dan nog ras-"veredeling" kunnen noemen, is een andere zaak...

Kritisch als ik ben, maak ik dan meteen de bemerking dat als CT-duivers inderdaad seksueel actiever zijn, dit de frequentie van de T-variant toch zou moeten opdrijven...

Koolmezen

Een onderzoek op meer dan 100 koolmezen brengt ons nog een andere interessante vaststelling. Wanneer een vreemd voorwerp (bv. een fel gekleurde blok) bovenop het nestkastje wordt geplaatst, wachten de mannetjes met een CC-gen aanzienlijk langer om terug naar hun jongen te durven gaan dan mannetjes met een CT of TT variant. Bij de wijfjes is er geen merkbaar verschil, wellicht omdat de hormonen en de nestdrang daar sneller de schrik voor het onbekende/het gevaar doen overwinnen. Mezen met de CT-variant kunnen dus beter omgaan met het nieuwe of onverwachte.

Dit zou kunnen bevestigen dat duiven met een CT allel minder panikeren bij de lossing of tijdens de vlucht, ondernemender zijn en sneller het onbekende tegemoet (durven) gaan. Voor alle duidelijkheid: de testen met de mezen gebeurden in de natuurlijke omgeving met slechts 1 meting, zodat aangeleerde tamheid of gewenning niet in het spel was.

In een gelijkaardige proef met in gevangenschap gekweekte koolmezen, werd het verband onderzocht tussen de varianten van het DRD4-gen en wat ze "early exploratory behaviour" (EEB - snel verkennend of nieuwsgierig gedrag) noemen. De vogels met de CT-variant scoorden beduidend beter in het verwerken en omgaan met nieuwe elementen in hun omgeving (bv. het sneller bezoeken van een bijgeplaatste (kunst)boom in de testomgeving of het nieuwsgierig pikken op en verkennen van een onbekend voorwerp). De TT-varianten scoorden zelfs nog iets beter.

Tot besluit

Twee geïdentificeerde genen uit een geheel van ettelijke duizenden genen, met nog eens talrijke varianten, het lijkt wel een druppel op een hete plaat. Maar toch zijn het twee genen die vanuit ernstig wetenschappelijk onderbouwd onderzoek enig sportief voordeel lijken te beloven. Maar we hoeven nog geenszins zorgen te maken dat de duivensport al zijn charmes zal verliezen en dat de kweek van topduiven helemaal het ding van de beter gegoeden zal worden.

Sommige puristen durven het wetenschappelijk ondersteund selecteren en kweken naar die bepaalde gunstige gen-varianten ook wel "sportvervalsing" noemen. Is dat niet erg kort door de bocht? De hele duivenkweek en -selectie is toch vanouds daarop gericht, op het vinden en vasthouden van de betere genen... Of dit nu gebeurt via de korf of via de microscoop en de computer doet weinig ter zake. U moet overigens al een behoorlijk kapitaaltje veil hebben om je hele duivenstapel te screenen voor de betreffende genenvarianten en nog eens: het zijn voorlopig nog maar details in het totale plaatje van gunstige en minder gunstige erfelijke en omgevingsfactoren... En bovendien de (toevallige) combinatie van een LDHA A-allel met een DRD4 T-allel komt statistisch bij nauwelijks 1% van de duiven voor. De duiven die het hebben, zijn vaak echte crack-duiven, maar er zijn ook topduiven die geen van beide kwaliteitsgenen bezitten. Het geheim is dus nog lang niet ontrafeld.

Opgelet!

Als je nu dermate geprikkeld of overtuigd bent, dat je al plannen maakt om ineens je hele duivenbestand te laten screenen, kun je maar beter eerst eens informeren wat de specifieke DNA-testen kosten... Wie geïnteresseerd is in die prijzen of meer informatie zoekt, kan die bijvoorbeeld vinden op www.pigen.be of www.vhlgenetics.com (Nederland).

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

De dubbele helix: chromosomen zijn in elkaar gevlochten strengen van nucleotidenparen. De geheimen van het DNA en zijn genen zijn bijlange nog niet ontrafeld, niet bij de mens en al zeker niet bij de duif.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Genen zijn stukjes chromosoom en fungeren als de kleinste informatie-eenheden van het erfelijk materiaal

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DNA-sequenties op de computer. Duidelijk werk voor specialisten... Functionele verschillen en verbanden zoeken in die duizenden genen is als een speld zoeken in een hooiberg.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Uittreksel uit het DNA-certificaat van duivin "Bourges Diamantje" (Vanoppen-Luyten) met het vrij zeldzaam  genenpatroon AB-CTCC. Ze is o.a. moeder van 1, 11 en 34 nat. Bourges en van 7 nat. Montluçon. Dergelijk genenpatroon komt slechts bij 1% van alle postduiven voor. Als je bv. 20 kweekkoppels hebt, is er al een serieuze kans dat je geen enkele duif hebt met deze combinatie of nog beter (zoals bv. AA-CTCT).

• Vorige
• Volgende