Evolutiebiologie

Alleen papegaaien maken zelf een pigment voor bonte veren. Een nieuwe studie heeft in detail blootgelegd hoe dat werkt.

De bontgekleurde geelvleugelara heeft rode veren op zijn kop en buik en siert zijn vleugels met geel, een klein beetje groen en blauw. Een internationaal consortium van wel 25 wetenschappers heeft nu in een serie uitgekiende experimenten ontcijferd hoe deze kleurenpracht kan ontstaan. In een publicatie in Science beschrijven ze een opvallend simpel recept, dat fundamenteel blijkt voor alle papegaaiachtigen.

Met het pigment psittacofulvine kunnen papegaaien en parkieten alle kleuren geel, oranje en rood maken. Blauw komt voort uit de nanostructuur van de veren, en groen ontstaat als mengkleur wanneer in die blauwe veren ook het gele pigment psittacofulvine aanwezig is.

Andere kleurrijke vogelsoorten zijn grotendeels afhankelijk van carotenoïden die ze uit hun voedsel moeten halen om hun verenpak opvallend te laten zijn. Maar papegaaien kunnen als enigen hun eigen kleur maken. Al in 1882 beschreef de Duitse fysioloog Carl Krukenberg als eerste kleurstoffen uit papegaaienveren, maar nu pas hebben onderzoekers met moderne technieken kunnen uitzoeken hoe het precies werkt.

Uitgelezen kans

„We hadden al een vermoeden dat de switch van rood naar geel simpel gereguleerd moest zijn”, zegt evolutiebioloog Michaël Nicolaï van de Universiteit van Gent, een van de auteurs. „Dankzij ons grote team hebben we dat van begin tot eind kunnen uitzoeken.”

Het team nam de witkoplori (Pseudeos fuscata) als uitgangspunt. Van deze soort uit Nieuw-Guinea bestaan van nature ruwweg twee varianten: een zwart kleed met gele strepen en een zwart kleed met rode strepen. Deze leven samen in één gebied en paren onderling, wat de onderzoekers een uitgelezen kans bood om in dit dier de genetica van kleur in het verenkleed te bestuderen. Via de stamboomanalyse van 20 broedpaartjes kwamen ze tot de conclusie dat de kleureigenschappen op de meest eenvoudige binaire manier overerfden, waarbij geel dominant was. 

Vervolgens ging het team op zoek naar het verschil tussen geel en rood. Ze vonden een puntmutatie (een variatie van één letter in de genetische code) vlak bij het zogeheten ALDH3A2-gen. Dit gen bevat de code voor een enzym dat aldehyde-groepen aan vetzuren kan omzetten naar carboxyl-groepen. 

De onderzoekers voelden hier wel dat ze op het juiste spoor zaten, want eerder biochemisch onderzoek aan het verenpigment van papegaaien had al blootgelegd dat rood veel aldehyde-vetzuren bevat en geel juist veel carboxyl-vetzuren.

Om zeker van hun zaak te zijn zochten de onderzoekers bevestiging bij een andere papegaai, de perzikkopagapornis (Agapornis roseicollis). Die heeft een overwegend groen verenkleed, maar ook een rode bef. De groene kleur ontstaat zoals gezegd door een geel pigment in een achtergrond van een blauwe structuurkleur. In de huid met groene veren bleek het gen ALDH3A2 vier tot zes keer zo actief als op de plek met rode veren van dezelfde vogel. Dat het enzym dat gecodeerd wordt door het ALDH3A2-gen inderdaad rood in geel kan omzetten, konden de onderzoekers bewijzen in genetisch gemanipuleerde gistcellen waaraan ze het verenpigment-gen hadden toegevoegd. Het recept voor deze kleurverandering zit diep verankerd bij papegaaien wereldwijd. De onderzoekers konden het stukje dna dat in de witkoplori voor de kleurvarinianten zorgt exact terugvinden in honderd van de 354 bekende papegaaiensoorten, die leven van Azië tot aan Zuid-Amerika.

„Een bewijs dat de kleur al aan het evolutionaire begin van de papegaaienfamilie is ontstaan”, zegt Nicolaï. Of papegaaien er voordeel bij hebben gehad, kan hij niet zeggen. „Het is fundamenteel onderzoek, we kunnen dit vooral waarderen om de esthetische waarde.”