• Geslachtsbepaling van vogels.

    Samenvatting: Dit artikel geeft een kort overzicht over de moleculaire op DNA analyse gebaseerde methodes die tegenwoordig in gebruik zijn voor de geslachtsbepaling van vogels en vergelijkt de voor- en nadelen van deze methodes met de meer klassieke procedures zoals cloacaal onderzoek, endoscopie, steroidhormoon bepaling en chromosomen analyse.

    Geslachtsbepaling van vogels.
    (Door: Siwo R. En Dineke, H. de Kloet. (Institute of Moleculair Biophysic B-165 Florida State University))

    Van veel vogelsoorten is het niet moeilijk om bij volwassen dieren vast te stellen welke de vrouwelijke en welke de mannelijke dieren zijn. Zulke soorten worden dimorf genoemd. Voorbeelden zijn veel fazante- en eendesoorten (Gallidae, resp. Anatidae), waar de prachtige kleuren van de hanen en woerden in scherpe tegenstelling staan tot de gedekte bruine kleur van de hennen en eenden. Bij andere soorten, zoals een aantal drappen (Otididae) zijn de mannelijke dieren veel groter dan de vrouwelijke, terwijl bij veel roofvogels het omgekeerde het geval is. Tenslotte kunnen van veel zangvogels de mannelijke dieren veel beter zingen dan de vrouwelijke.

    Het merendeel van alle vogelsoorten is echter monomorf, d.w.z. er zijn geen gemakkelijk waarneembare, hoor- of zichtbare verschillen tussen volwassen mannelijke en vrouwelijke dieren. Monomorfe vogels komen onder bijna alle vogelfamilies voor en omvatten onder meer alle kraanvogels, reigers, ooievaars, flamingo’s, meeuwen, sterns, bijna alle plevieren en strandlopers, watervogels zoals zwanen en ganzen, uilen duiven en veel zangvogels, etc. De meeste soorten papegaaiachtige vogels (papagaaien, parkieten, etc.) zoals bijvoorbeeld ara’s zijn monomorf en van slechts weinig soorten in het mogelijk om in een oogopslag het geslacht van een exemplaar vast te stellen.

    Het meest bekende voorbeeld van zulke dimorfe papegaaien is de Edel-papagaai (Eclectus roratus). Bij deze soort zijn de mannelijke dieren groen en de vrouwelijke hoofdzakelijk rood, een zo groot verschil, dat gedurende lange tijd gedacht werd dat het hier om twee verschillende soorten ging. Bij een aantal vogelsoorten, welke op het eerste gezicht monomorf schijnen te zijn, is het mogelijk om bij meer nauwkeurige observatie kleine verschillen tussen de geslachten te ontdekken. Zulke verschillen omvatten bijv. de kleur van de iris (bijv. sommige papegaaien) of het geluid dat voortgebracht wordt (sommige kraanvogelsoorten). Soms zijn er duidelijke gedragsverschillen tussen de geslachten (pronken bij mannelijke duiven). Het gedrag kan echter sterk afhankelijk zijn van de omgeving waarin de vogels verkeren en gevangenschap kan veroorzaken dat normale gedragspatronen, die typisch zijn voor het geslacht van de vogel, niet tot uitdrukking komen.

    Een groot probleem is ook, dat jonge exemplaren van vrijwel alle vogelsoorten monomorf zijn en dat het soms lang (meer dan een jaar voor sommige soorten parkieten) duurt voordat bij dimorfe soorten geslachtsverschillen herkenbaar worden. Gezien het grote belang van de vogelteelt, spreekt het daarom vanzelf, dat er al geruime tijd een grote interesse is in de ontwikkeling van methodes voor het bepalen van het geslacht van jonge en volwassen vogels, welke niet berusten op het herkennen van zulke duidelijke uitwendige karakteristieken zoals hierboven beschreven.

    Tot voor kort waren de volgende vier methodes in gebruik:
    A) Cloacaal onderzoek.
    Deze methode berust op de identificatie van de uitwendige geslachtsorganen in de cloaca en is de procedure die gebruikt wordt bij de geslachtsbepaling van één- dagskuikens in de pluimvee industrie. Vooral bij watervogels zoals eenden en ganzen en bij struisvogelachtigen zijn de verschillen zeer evident. Daarom is deze methode in algemeen gebruik bij de geslachtsbepaling van deze soorten. Het nadeel is echter dat vaak wegens het nogal onduidelijke karakter van de uitwendige geslachtsorganen slechts van weinig andere vogelsoorten het geslacht op deze manier bepaald kan worden.

    B) Endoscopie.
    Deze procedure berust op de directe observatie van de inwendige geslachtsdelen (eierstokken bij vrouwelijke, testikels bij mannelijke dieren) met behulp van een endoscoop. Het grote voordeel van de methode (die vooral geperfectioneerd is door Dr. G. Th. F. Kaal) is de algemene toepasbaarheid, want hoewel alleen grote vogelsoorten in aanmerking kwamen heeft de verfijning van de apparatuur er toe geleid dat nu ook van kleinere soorten het geslacht endoscopisch bepaald kan worden. De methode is zeer betrouwbaar wanneer gedaan door een deskundige, want voor een correcte (en voor de vogel risicoloze) uitvoering is een aanzienlijke ervaring nodig. De methode vereist verdoving en een operatieve in- greep, procedures welke niet geheel zonder risico zijn. Daarom kan ondeskundigheid bij de uitvoering niet alleen leiden tot foutieve identificatie van het geslacht maar ook aanleiding geven tot infectie en ernstige ziekte en mogelijke dood van de vogel. De methode is niet of zeer moeilijk toepasbaar op zeer jonge dieren, in hoofdzaak wegens de onvoldoende ontwikkeling van de interne geslachtsorganen.

    C) Biochemische analyse van de steroid hormonen.
    Deze methode (gedeeltelijk uitgewerkt in het laboratorium van de dierentuin van San Diego in de Amerikaanse staat Californië) berust op de meting van de relatieve concentratie (ET) van de steroid hormonen estradiol (E) en testosteron (T) in bloed of faecaal materiaal. Een hoge waarde voor ET is karakteristiek voor vrouwelijke terwijl het omgekeerde het geval is voor mannelijke dieren. Deze methode kan alleen toegepast worden op volwassen dieren aangezien steroid hormoon concentraties geen diagnostische waarde hebben voor jonge onvolwassen exemplaren. Maar zelfs voor volwassen dieren zijn de werkelijke ET-waarden - hoewel altijd hoger voor vrouwelijke dan voor mannelijke - sterk afhankelijk van de soort.
    De procedure is technisch gecompliceerd en vereist een aanzienlijke deskundigheid. Een voordeel is dat faecaal materiaal gebruikt kan worden waardoor men de vogels niet hoeft te hanteren. In grote verzamelingen is het echter praktisch onmogelijk om faecaal materiaal aan een bepaalde vogel toe te schrijven.

    D) Chromosoom analyse.
    Vergeleken bij zoogdieren worden vogels genetisch gekenmerkt door het relatief grote aantal (ong. 40 paar) tamelijk kleine chromosomen. Zoals bij alle dieren komen chromosomen paarsgewijs in de lichaamscellen van beide geslachten voor. De ge-slachtschromosomen vormen echter een uitzondering. Bij vogels worden mannelijke dieren genetisch gekenmerkt door twee z.g. Z-geslachtschromosomen, terwijl de vrouwelijke dieren slecht één Z-chromosoom en een morphologisch vaak zeer verschillend W-chromosoom bevatten. (Voorheen en nog steeds gehanteerd, XX voor de man en XY voor de pop. Red.) Chromosomale ge-slachtsbepaling berust daarom op de identificatie van dit voor vrouwelijke vogels specifieke W-chromosoom. De methode is vooral bekend geworden door het werk van Dr. L. E. M. de Boer in de diergaarde Blijdorp in Rotterdam en door het werk van Dr. M. Valentine in Memphis in de Amerikaanse staat Tennessee.

    De procedure is onafhankelijk van de leeftijd van de vogel, want chromosomen ver-randeren niet gedurende het leven van een dier. De methode is zeer betrouwbaar, wanneer uitgevoerd door een deskundige en van weinig soorten kan met deze methode het geslacht niet bepaald worden. De uitzondering omvat ondermeer de struisvogelachtige vogels, waar het W-chromosoom niet zondermeer geïdentificeerd kan worden.

    Chromosoomanalyse wordt gewoonlijk uitgevoerd met materiaal verkregen uit groeiende veren of met lymphocyten (witte bloedlichaampjes). Dit limiteert de leeftijd waarop de chromosoomanalyse gedaan kan worden, want veel jonge vogels zijn naakt (papagaaien) en het lage aantal lymphocyten heeft als resultaat dat minstens 0,5 ml bloed nodig is, wat voor jonge dieren van de meeste soorten een veel te grote hoeveelheid is. Chromosoomananlyse kan chromosomale abnormaliteiten aan het licht brengen zoals triploidy waarbij alle chromosomen in drievoud in plaat van paarsgewijs voorkomen.
    De meeste abnormaliteiten kunnen echter alleen ontdekt worden met een veel meer gecompliceerde methodiek dan welke gebruikt wordt als men alleen het geslacht van een vogel wil bepalen. Een moeilijkheid is ook dat chromosoom analyse levend, groeiend cellulair materiaal vereist. Dit maakt dat verzenden in ijs en aankomst binnen vierentwintig uur een (vaak dure) noodzaak is.

    De toepassing van DNA-analyse voor het bepalen van het geslacht van vogels.

    Alle levende organismen worden genetisch gekarakteriseerd door hun deoxyribonucleinezuur (DNA), het fundamentele genetische materiaal in de chromosomen. DNA bevat in een gecodeerde vorm alle erfelijke informatie die een organisme nodig heeft voor het uitvoeren van de noodzakelijke levensfuncties. Omdat alle eigenschappen van een organisme genetisch bepaald zijn, kan DNA-analyse ook gebruikt worden voor de identificatie van het geslacht van hogere dieren, inclusief monomorfe vogels.
    De voordelen van geslachtsbepaling door middel van DNA-analyse over de hierboven genoemde methodes is de volgende:

    1. DNA-analyse is onafhankelijk van de leeftijd van de vogel, want de structuur van DNA verandert niet gedurende het leven van de vogel.
    2. In tegenstelling tot zoogdierenrythocyten (rode bloedlichaampjes) die celkernloos zijn, bevatten vogelrythocyten wel een celkern. Vogelbloed is daarom een rijke bron van DNA. Een paar microliter (een klein druppeltje) bloed, verkregen uit een nagel, een vleugelader of een groeiende veer bevat daarom ruimschoots genoeg DNA voor een bepaling van het geslacht.
    3. DNA-analyse vereist daarom slechts een minimale operatieve ingreep, die zonder verdoving gedaan kan worden.
    4. DNA-analyse vereist geen levende cellen. Gemengd met een geschikt conserveringsmiddel, kunnen bloedmonsters tot vier weken in een ijskast bewaard worden en met gewone post verzonden worden.

    Moleculaire geslachtsbepaling van vogels door middel van DNA-analyse kan daarom toegepast worden op zowel kleine als grote soorten en op zowel zeer jonge als volwassen exemplaren.

    Er zijn drie, op DNA-analyse gebaseerde, methodes die tegenwoordig toegepast worden voor meleculaire geslachtsbepaling van vogels:

    1. De methode die het eerst ontwikkeld is, is gebaseerd op een DNA-fragment dat ontdekt is gedurende onderzoekingen over de vroeg-embryonale ontwikkeling van kalkoenen aan de Universiteit van Californië in Davis in de Amerikaanse staat Californië. Dit DNA-fragment is interessant omdat het het voorkomt op het Z-chromo-soom, en - in een verwante vorm - ook op het W-chromosoom. De twee vormen zijn structureel voldoende verschillend, dat ze gebruikt kunnen worden al een moleculaire indicator voor het geslacht van niet alleen kalkoenen, maar ook van een groot aantal andere vogelsoorten. Een nadeel van de methode is dat wegens de zeer geringe hoeveelheid waarin deze DNA-component op het W- en Z-chromosoom voorkomt de analyseprocedure tamelijk gecompliceerd is.
    2. Een andere methode welke zich nu nog in een ontwikkelingsstadium bevindt, maar die in de toekomst ongetwijfeld zeer belangrijk wordt brust op de zg. PCR (polymerase chain reaction) techniek, een methode die ongeveer tien jaar geleden ontwik-keld is door Dr. K. Mullis van het biotechnisch bedrijf Cetus in San Francisco. Met deze techniek is het mogelijk om bepaalde DNA-fragmenten, ook geslachtsspecifieke, van vogels miljoenen malen op een zeer selectieve wijze te vermenigvuldigen, waardoor identificatie en karakterizering van deze fragmenten veel gemakkelijker wordt. De methode heeft momenteel als nadeel zeer specifiek te zijn voor een bepaalde vogelsoort waardoor het noodzakelijk is om reactiemengsels met een verschillende samenstelling te gebruiken voor het bepalen van het geslacht van verschillende zelfs nauwverwante soorten. Het voordeel is dat slechts zeer weinig DNA nodig is en dat de methode technisch verder zeer eenvoudig is.
    3. Het onderzoek in ons laboratorium in het Instituut voor Moleculaire Biophysica aan Florida State University en bij Avion Biotechnology Int. in Talahassee heeft zich de laatste jaren geconsentreerd op de analyse van de structuur van het vogel W-chro-mosoom en op de functie van dit chromo-soom in de geslachtsdifferentiatie van vogels. Onze onderzoekingen hebben ondermeer aangetoond dat de vrouwelijke papegaaiachtigen (Psittacidae, papegaaien, parkieten, enz.) het DNA van het W-chromo-soom voor een groot gedeelte bestaat uit een W-chromosoomspecifiek DNA-fragment (PARsex) van een gedefinieerde structuur dat ongeveer 10.000-15.000-maal in tandem (kop aan staart) gerepeteerd is. Een analyse van ongeveer honderdtwintig soorten papegaaiachtingen behorende tot bijna alle genera van de Psittacidae (ara’s, kaketoes, parkieten, agapornissen, enz.) toonde aan dat de geslachtsspecifieke component in ongeveer dezelfde hoeveelheid (30% van het DNA van het W-chromo-soom of 0,4% van het totale DNA) voorkomt in het DNA van de vrouwelijke exemplaren van bijna al deze soorten. De enige papegaaiachtige waar wij de component niet hebben gevonden in vrouwelijke exemplaren is de Kea (Nestor notabilis), een soort die phylogenetisch relatief onverwant is aan de andere Psyttacidae.

    DNA van alle mannelijke papegaaiachtigen (en van vrouwelijke en mannelijke exemplaren van andere vogelsoorten niet behorende tot de papegaaienfamilie) bevat zeer weinig of niets van deze component. Dit is geïllustreerd in Fig. 1. De component is daarom zeer specifiek voor vrouwelijke papegaaien en kan daarom gebruikt worden voor het bepalen van het geslacht van de papegaai-achtigen. De afwezigheid van de component in het DNA van vrouwelijke exemplaren van niet-papegaaiachtigen maakt dat ze niet gebruikt kan worden voor het bepalen van het geslacht van vogels die niet behoren tot de Psittacidae. Het algemene voorkomen van een relatief grote hoeveelheid PARsex in DNA van vrouwelijke en de vrijwel totale afwezigheid van deze compo-nent in mannelijke Psittacidae heeft als voordeel dat de analyse procedure zeer gevoelig en zeer nauwkeurig is en dat een paar microgram DNA (verkregen uit een paar microliter bloed) ruimschoots vol- doende is voor een relatief snelle geslachtsbepaling.

    Onderschriften voor de figuren:
    Attachment 1229
    Fig. 1 Moleculaire geslachtbepaling van papegaaiachtige vogels met behulp van het geslachtsspecifieke DNA-fragment PARsex. DNA (2 mg) bereid uit bloedmonsters van verschillende papegaaiachtigen, werd op een nylonmembraan aangebracht en onderzocht op aanwezigheid van de PARsex component met een radioactief (Phosphorus P 32) gemerkt, geï-soleerd (gekloneerd) DNA-fragment (de “PARsex-probe”) dat specifiek is voor de PARsex component.
    De vlekken 1a tot en met 6c, donker voor vrouwelijk DNA, afwezig of heel licht voor mannelijke ecemplaren) worden gevormd door de radioactief gemerkte PARsex-probe en zijn zichtbaar gemaakt met een zg. Betascoop, een instrument dat radioactieve straling omzet in zichtbare beelden.
  • Kalender

  • Kweeksoftware: ZooEasy

  • Nieuwe Artikels

  • Recent geziene leden : 0

    There are no visitors to list at this moment.
Over Vinkenier.Be
Na registratie & activatie heeft u toegang tot het volledige forum, artikels, de mailbox (open 24/7), babbelbox (open 24/7),... Registratie is geheel gratis en u krijgt de volledige toegang tot heel veel nuttige informatie!
Uw speelkalender, vergadering of tentoonstelling kan geheel gratis opgenomen worden in onze kalender. Stuur ons alle gegevens door en wij zorgen dat alles wordt opgenomen in het overzicht.
U kan de uitslagen van uw wedstrijden naar ons doorsturen. We plaatsen de uitslag gratis voor u online bij het deel van de downloads dat we voor uw maatschappij hebben voorzien.
Gelieve alle gegevens te sturen naar kalender@vinkenier.be.
Leden die problemen ondervinden met de nieuwe website kunnen contact opnemen met de beheerder van Vinkenier.Be via het gekende e-mailadres info@vinkenier.be
Volg ons via...
Sponsored by
Pinano Computers