Bionieuws

Gen & Micro

Periodieke cicaden hybridiseren

Eens per zeventien jaar kruipen individuen van Magicidada septendecim uit de grond om zich voort te planten. Foto: Teiji Sota

Verschillende soorten cicaden die slechts eens per dertien of zeventien jaar massaal boven de grond kruipen, blijken genen uit te wisselen. Dat is onverwachts, aangezien hun cycli slechts eens in de 221 jaar samenvallen en hun geografische verspreiding weinig overlapt. Dat schrijven Japanse en Amerikaanse onderzoekers 20 april in Communications Biology.

Periodieke zangcicaden (Magicidada) blijven het merendeel van hun leven als larve ondergronds. Na dertien of zeventien jaar kruipen de cicaden van een cohort of brood massaal bovengronds. De rest van hun leven – nog een resterende maand – richten ze zich voornamelijk op reproductie.

Splitsing
De zeven bekende soorten binnen het geslacht van de periodieke cicaden zijn verdeeld in drie groepen: cassini, decula en decim. Elke groep bestaat uit een soort met een zeventienjarige cyclus, en een of twee soorten met een dertienjarige cyclus. ‘Hoewel de soortgroepen duidelijk verschillen in morfologie, zang van de mannetjes, en voorkeur voor zang door de vrouwtjes, zijn de dertienjarige en zeventienjarige soorten binnen elke groep extreem gelijkend en niet te onderscheiden in deze karakteristieken’, schrijven de onderzoekers.

De drie groepen zijn naar schatting tussen de 3,9 en 2,5 miljoen jaar geleden van elkaar afgesplitst. Zo’n 200 duizend tot 100 duizend jaar geleden splitsten parallel binnen elke groep de dertienjarige soorten van de zeventienjarige af. Gedacht wordt dat de afwijkende levenscycli met massale vervellingen zijn ontstaan als strategie om predatoren te ontwijken: als er maar genoeg zijn, blijven er altijd wel een paar in leven.


‘Het is niet ondenkbaar
dat soorten genen uitwisselen
in het grensgebied’


Een genetische basis voor de lengte van die levenscyclus is echter nog niet gevonden. Door rna te sequensen hoopten de onderzoekers daar achter te komen. Het lukte ze wel genetisch de afsplitsingslijnen te bevestigen, maar ze vonden geen aanwijzingen voor gedeelde eenlettervariaties of loci die betrokken zijn bij de uiteenlopende levenscyclus. ‘Opvallend genoeg vonden we wel bewijzen van genuitwisseling tussen de dertienjarige en zeventienjarige soorten in elke groep’, schrijven de onderzoekers.

‘Het is niet ondenkbaar dat soorten genen uitwisselen in het grensgebied’, zegt cicadenexpert Kees den Bieman van stichting EIS. ‘Eigenlijk vraagt dit om een experimentele aanpak, om bijvoorbeeld te ontdekken of mogelijk de omgeving de levensduur van de larve bepaalt. Maar hun lange levenscyclus maakt dat lastig. De onderzoekers doen terecht de oproep het hele genoom te analyseren. Het zou me niet verbazen als daaruit blijkt dat de dertienjarige en zeventienjarige soort dezelfde soort blijken te zijn.’

Dit artikel werd gepubliceerd in Bionieuws 8 van 2018.