Pacifist wordt pitbull

Zoektocht naar oorzaak agressiviteit met doorgefokte fruitvlieg

Ze zien er misschien uit alsof ze geen vlieg kwaad doen, maar fruitvliegjes kunnen boksen als de beste. Foto Herman Dierick.
Zoom
Ze zien er misschien uit alsof ze geen vlieg kwaad doen, maar fruitvliegjes kunnen boksen als de beste. Foto Herman Dierick.

Welke genen zorgen ervoor dat een voorheen vredelievende fruitvlieg op zijn achterste poten gaat staan en de voorste dreigend tegen zijn soort- en seksegenoot opheft? Komt het misschien door twee verkeerd afgestelde genen, waardoor de vlieg de waarschuwende geurstoffen van zijn opponent niet herkent? Was het maar zo simpel, zegt geneticus Herman Dierick.

Waarom bokst een fruitvlieg? Omdat hij honger heeft en een ander vliegje met z’n reet op ‘zijn’ voedsel zit? Omdat hij een knap vrouwelijk vliegje ziet maar een andere vent ermee vandoor dreigt te gaan? Lijkt logisch. Maar de fruitvlieg zou ook kunnen denken: ik kijk wel even verder. Ik kies eieren voor mijn geld en riskeer geen gekneusde voorpoot. Toch kiezen sommige vliegen voor vechten. De van oorsprong Vlaamse Herman Dierick, geneticus aan het Instituut voor Neurowetenschappen in San Diego, Californië, wil weten waarom. Of eigenlijk waardoor. Dierick is op zoek naar de genetische basis van agressiviteit. Hij is daarin niet de enige. Om agressief gedrag in mensen te begrijpen, pluizen sommige onderzoekers het gedrag en de genen uit van kleinere zoogdieren zoals muizen. Herman Dierick kijkt naar fruitvliegjes. Waarom? “Omdat het gemakkelijk te manipuleren proefdieren zijn, omdat er – na honderd jaar onderzoek aan het insect – al veel over bekend ís en omdat Drosophila een goed model is gebleken voor gedrag van de mens”, zegt Dierick. Het eerste wat je nodig hebt om bij de bron van agressief gedrag te komen, is een stel agressieve dieren, bedacht Dierick. Nu zijn laboratoriumfruitvliegjes nogal mak. In het wild willen mannelijke Drosophila’s nog wel eens met elkaar op de vuist gaan. Maar zodra ze zich in het lab bevinden, is alle vechtlust verdwenen. Logisch, schrijft Dierick in een artikel in het vaktijdschrift Nature Genetics, want alle druk om te vechten is weg. De mannetjes hebben simpelweg geen goede reden om op de achterste pootjes te gaan staan. Maar Dierick wist daar wel wat op: gewoon weer even die druk opvoeren. Hij maakte vier grote, plexiglazen ‘arena’s’, met daarin meerdere cupjes met aanlokkelijke zoetigheid. Die dienden als territoria. Verder liet hij enkele vrouwtjesvliegen in de bakken los en daarna mochten de mannen naar binnen. Uit twee van de vier bakken haalde Dierick de mannetjes die het hardst vochten – om hun territorium en vrouwtje veilig te stellen. Met die fruitvliegen startte hij vervolgens een fokprogramma. Uit de overige arena’s viste hij willekeurig een aantal mannelijke vliegjes. Ook die liet hij voortplanten. Met het nageslacht deed Dierick hetzelfde: uit de ene helft van de bakken selecteerde hij de meest agressieve dieren om mee te fokken, uit de andere helft zomaar wat mannetjes. Na elf generaties zag de geneticus al een duidelijk verschil tussen de groepen. De vliegen uit de ‘agressieve groepen’ vochten duidelijk meer, sneller, langer en heftiger dan de insecten uit de ‘neutrale groepen’. Bij de daarop volgende generaties werd het verschil alleen maar groter. En liet Dierick de neutrale en agressieve fruitvliegen samen los in een kooi, dan waren het altijd de agressievelingen die vochten. De neutrale dieren knokten bijna nooit. En niet omdat ze slomer waren dan hun soortgenoten. Uit observaties bleek dat beide groepen even actief waren, alleen op een andere manier. De volgende stap was kijken of beide groepen behalve in hun gedrag, genetisch verschilden. Met behulp van micro-arrays, een chip met DNA-fragmenten, bekeek Dierick de activiteit van verschillende genen in de fruitvliegjes. De vliegjes moesten voor deze proef wel worden afgemaakt. Het antwoord op bovenstaande vraag was ja. “De genen cytochroom P450 en Obp45a verschilden wat expressie betreft, in de agressieve vliegen was die lager. P450 doet een heleboel. Het beïnvloedt onder meer groei, ontwikkeling en reproductie, maar ook herkenning van feromonen – soortspecifieke geurstoffen. Obp45a is tevens bij dat laatste betrokken. Het lijkt er dus op dat een verstoring in het herkennen van feromonen leidt tot agressiviteit”, zegt Dierick voorzichtig vanuit zijn werkkamer in Californië. In het artikel speculeert hij dat de feromonen van mannetjesvliegen remmend kunnen werken op agressief gedrag van een soort- en seksegenoot. Door zijn geurstoffen over zijn territorium te verspreiden, maakt een fruitvlieg duidelijk: ga weg, hier woon ik. Maar als de indringer de waarschuwende geurstoffen niet als zodanig herkent, doordat zijn genen ‘verkeerd’ zijn afgesteld, dan komt de boodschap niet door. De indringer blijft langer hangen en de kans op een botsing tussen beide mannen neemt toe. Of het ook zo werkt in mensen, kan Dierick niet zeggen. Het gen cytochroom P450 hebben wij in ieder geval wel. Maar de onderzoeker is überhaupt erg terughoudend in zijn uitspraken. “Ik geloof niet dat er een simpele genetische oorzaak is van agressiviteit. Ik denk dat een heel concert aan genen bepaalt of een dier of mens de vuisten balt of niet. Ik heb bijvoorbeeld geen verschil in expressie gevonden van het gen serotonine. Dat is een signaalstof in de hersenen, die bij zoogdieren vaak wordt gezien als een belangrijke oorzaak van agressiviteit, wanneer in grote hoeveelheden aanwezig. Ook uit een proef met een ongewerveld dier als de kreeft bleek dat het daarmee te maken heeft. Alleen leidde bij dit dier juist een tekort aan serotonine tot meer agressie. Ondanks mijn resultaten denk ik dat serotine ook in de fruitvlieg een rol speelt, wellicht als een soort volumeknop voor agressiviteit. En ik denk dat agressiviteit wordt gestuurd door een feedback-systeem. Er zijn constant nieuwe momenten waarop je moet beslissen: vecht ik, of ren ik weg. De situatie bepaalt mede wat een dier of mens doet. De hersenen, de genen reageren daarop.” Wordt – ongetwijfeld – vervolgd. Remy van den Brand Herman A. Dierick en Ralph J. Greenspan, ‘Molecular analysis of flies selected for aggressive behavior’, Nature Genetics, 13 augustus 2006