Ook genetisch is het vogelbekdier een rare snuiter

Het fluorescerende, eierleggende vogelbekdier heeft ook opvallend dna. Zo heeft het dier wel tien geslachtschromosomen.

Eierleggende zoogdieren – vogelbekdieren en mierenegels – zijn nog ouder en nog vreemder dan gedacht. Dat schreef een internationaal team vorige week in Nature. De onderzoekers presenteren het eerste complete genoom van een vogelbekdier en nieuwe informatie over chromosomen van vogelbekdieren en miereneters. Daaruit blijkt dat deze dieren in de zoogdierstamboom al 187 miljoen jaar geleden hun eigen weg gingen: 21 miljoen jaar eerder dan gedacht. Hun melk is genetisch gezien net zo complex als die van ons, terwijl hun eieren wat eenvoudiger zijn dan die van vogels. Maar wat betreft hun geslachtschromosomen, lijken ze het meest op vogels.

Vogelbekdieren en mierenegels vertonen een wonderlijke mix van dierlijke eigenschappen. Vogelbekdieren lijken op een bever met een eendensnavel; mierenegels op een egel met de snuit van een miereneter. Beide hebben – net als vogels – een cloaca: één lichaamsopening waarmee ze poepen, plassen, paren en eieren leggen. Daaraan danken ze de naam voor hun zoogdiergroep: monotremen, van ‘mono’ (één) en ‘trema’ (gat). Ze leggen eieren van zo’n 1,5 cm groot die een leerachtige schaal hebben, net als reptielen. Mierenegels broeden die eieren uit in een soort buidel. Vogelbekdieren leggen ze in een nest van plantenmateriaal en vouwen zichzelf daaromheen. Na het uitkomen voeden ze hun jongen met melk. Die komt niet uit tepels, maar druppelt rechtstreeks uit klieren in de huid van de moederbuik.

Fluorescerend en giftig

Het skelet van monotremen vertoont overeenkomsten met dat van reptielen; hun zaad- en eicellen lijken op die van reptielen en vogels. Vogelbekdieren fluoresceren in het donker, net als sommige reptielen; de mannetjes hebben gifklieren op hun achterpoten. Hun leerachtige vogelbek is elektrisch gevoelig. Daarmee zoeken ze op de tast naar waterdiertjes in modderige poelen. Mierenegels scharrelen daarentegen rond op het land, waar ze mieren, termieten, kevers en wormen eten met een puntige snuit die maar een halve centimeter open kan.

In 2008 schreef hetzelfde onderzoeksteam al in Nature over het genoom van het vogelbekdier. Maar dat was toen nog niet compleet. Met moderne technieken is dat werk nu veel sneller en goedkoper. Daardoor konden de onderzoekers, onder leiding van de Universiteit van Kopenhagen, de genetische achtergrond van bepaalde eigenschappen nauwkeuriger uitpluizen. Ze hadden bijzondere aandacht voor de melk- en eierproductie en de geslachtschromosomen.

Buideldieren (zoals kangoeroes en koala’s) en placentazoogdieren (zoals katten en mensen) hebben in de loop van de evolutie drie belangrijke genen verloren die nodig zijn om eierdooiers aan te maken. Vogels en reptielen hebben die genen nog; vogelbekdieren raakten er twee kwijt, zo’n 130 miljoen jaar geleden. Het derde dooiergen hebben ze nog wel.

Bij buideldieren en placentazoogdieren hebben de dooiergenen plaatsgemaakt voor zogeheten caseïnegenen. Die coderen voor verschillende caseïnes: de belangrijkste eiwitten in melk. Monotremen hebben echter beide typen genen. Ze hebben alle belangrijke caseïnegenen die wij ook hebben, plus nog een aantal extra, waarvan de functie onduidelijk is.

Vier genen die nodig zijn voor het aanmaken van tanden zijn monotremen kwijtgeraakt. In plaats van tanden hebben ze hoornplaten in hun mond, die helpen bij het fijnmalen van voedsel. En terwijl alle andere zoogdieren minstens 25 verschillende smaakreceptoren hebben voor bitter, hebben vogelbekdieren er maar zeven en mierenegels maar drie.

Het wonderlijkst vinden de onderzoekers echter de geslachtschromosomen. Daarvan hebben andere zoogdieren er twee: een X- en een Y-chromosoom. Monotremen hebben er maar liefst tien: vijf X- en vijf Y-chromosomen. Uit de vorm van deze chromosomen en hun ligging tijdens de celdeling leiden de onderzoekers af dat monotremen ooit een groot, ringvormig geslachtschromosoom gehad moeten hebben, dat in de loop van de evolutie in fragmenten uiteen is gevallen. En die fragmenten lijken het meest op de geslachtschromosomen van vogels.

Gps-zender legt nachtleven van stadsegel bloot

Over het nachtelijk gedrag van egels is weinig bekend. Twaalf stadsegels kregen daarom een gps-zender. De dieren legden kilometers af.

Een egel legt soms in één nacht wel 5 kilometer af. Egels steken regelmatig barrières over, zoals spoor- en autowegen. En ze delen hun leefgebied met elkaar, zonder individuele territoria. Dat verraadden twaalf stadse egels die elk een gps-zender op hun rug droegen. Het is het eerste Nederlandse onderzoek van zijn soort, uitgevoerd door de Egelwerkgroep Nederland en adviesbureau Silvavir.

Egels voelen vertrouwd, als gezellige vaste tuinbezoekers, maar van hun ecologie en gedrag is nog maar weinig bekend. Dat vertelt Merel Klaarmond, coördinator van de Egelwerkgroep, die zelf meedeed aan het onderzoek. „Er zijn nog veel mysteries”, zegt de ecoloog. „Bijvoorbeeld het ‘speekselen’. Dat is gedrag waarbij egels hun stekels insmeren met speeksel.” Wellicht heeft het speekselen te maken met de werking van het orgaan van Jacobson: een extra zintuig dat egels tussen gehemelte en hun neusholte hebben liggen. „En wist je dat jongen in één nestje verschillende vaders kunnen hebben?”, vraagt Klaarmond. „Hoe het vrouwtje dat precies doet, of ze bijvoorbeeld sperma opslaat, is niet bekend. En ook de winterslaap begrijpen we niet echt.”

Egelverspreiding

Het onderzoek met de gps-zenders moest meer licht werpen op de verspreiding van egels: hoe groot is hun leefgebied en hoe maken ze daar precies gebruik van? Lopen ze bijvoorbeeld vaste routes? Welke elementen in het landschap zijn belangrijk, en wat zijn juist obstakels? „Zulke kennis is belangrijk om egels beter te kunnen beschermen”, zegt Klaarmond.

Egels gaan in Nederland achteruit. Jaarlijks vinden er zo’n 135.000 de dood op de Nederlandse autowegen. Dat concludeerde de Zoogdiervereniging uit onderzoek in 2009 – recenter onderzoek is er niet. Niet alleen het verkeer draagt bij aan de achteruitgang; ook verlies en versnippering van natuur speelt waarschijnlijk een rol, plus de ‘verstening’ van Nederlandse parken en tuinen en de toenemende droogte, waardoor egels minder slakken en wormen vinden. Al met al is het aantal egels in Nederland in de afgelopen 10 jaar naar schatting met de helft afgenomen, zo becijferde de Egelwerkgroep in 2019.

„Ons onderzoek richtte zich specifiek op egels in stedelijk gebied”, vervolgt Klaarmond, „omdat steeds meer egels hun heil in de stad zoeken. Waarschijnlijk heeft dat te maken met toenemende druk door roofdieren, zoals vossen en dassen, in krimpende natuurgebieden.”

Steenwijk en Zoetermeer

De onderzoekers voorzagen zes egels in Steenwijk en zes egels in Zoetermeer van een gps-zender. De ‘Steenwijkers’ woonden al in de stad; nadat ze gevangen waren en een kleine, lichte zender op hun rug geplakt hadden gekregen, mochten ze weer verder scharrelen in hun eigen leefgebied. De Zoetermeerse egels kwamen uit een egelopvang, waar ze eerder gewond of verzwakt waren binnengebracht. Na hun herstel kregen ze – met zender – de vrijheid in groene wijken.

„Die gps-zenders slaan voortdurend hun locatie op”, vertelt Klaarmond. „Maar dit kleine type zendt de data niet vanzelf naar ons toe. We moeten de egels opzoeken met een antenne, en als we er dan vlakbij zijn, kunnen we de gegevens uitlezen. Dan kunnen we meteen controleren of het goed gaat met de egel. Of hij echt geen last heeft van de zender, bijvoorbeeld.”

De opvallendste uitkomsten van het onderzoek waren de afgelegde afstanden. Gemiddeld legden de Steenwijkse egels zo’n anderhalve kilometer per dag af, met uitschieters naar vijf. De Zoetermeerse egels liepen slechts zo’n 350 meter per dag. „Misschien omdat zij wat voorzichtiger waren: ze moesten immers een nieuwe omgeving verkennen”, zegt Klaarmond.

Spoorbaan oversteken

In Steenwijk staken de egels regelmatig de spoorbaan over, en in Zoetermeer de ringweg. Dat ging steeds goed – alle gezenderde egels overleefden de onderzoeksperiode van twee maanden. „Maar het is natuurlijk een groot risico”, zegt Klaarmond. „Op die plekken kunnen de gemeenten wellicht maatregelen nemen. Bijvoorbeeld een wildpassage aanleggen. In vervolgonderzoek willen we daar verder naar kijken.”

Een belangrijke factor in het leefgebied van egels is struweel: een lage, rommelige, dichte begroeiing. Die gebruiken egels niet alleen om te rusten, maar ook om voedsel te zoeken en zich te verplaatsen. Daarbij leggen sommige egels vaste routes af; andere zijn ondernemender. Maar allemaal vermijden ze open ruimten en volgen ze stroken van heggen en bosjes. Daar kunnen gemeenten rekening mee houden met hun ruimtelijke inrichting. „En ook particulieren kunnen veel doen”, benadrukt de onderzoeker. „Maak bijvoorbeeld een kleine doorgang in je schuttingen, en vraag je buren dat ook te doen. Dan kunnen egels gemakkelijk van de ene tuin naar de andere. En zorg dat je veel struikjes in je tuin hebt. Een tegeltuin, daar heeft een egel niks aan.”

En een schoteltje melk neerzetten? „Nee, zeker niet. Dat is niet gezond voor egels. Kattenvoer mag wel, als je wilt bijvoeren. Maar gewoon een bakje water vinden egels ook al fijn.”