Monarchberekening: heeft een wetenschappelijke fout over de vlinders meer dan 40 jaar bestaan?

Een nieuwe studie suggereert dat de eerste gepubliceerde chromosoomtelling voor de monarchvlinder (rechts) feitelijk was gebaseerd op cellen van de vergelijkbaar ogende gewone tijgervlinder (links).

(Van links naar rechts): bushton3 / iStockphoto; Fabrice-Chanson / iStockphoto

Monarchberekening: heeft een wetenschappelijke fout over de vlinders meer dan 40 jaar bestaan?

Van Michael PriceFeb. 24, 2017, 3:00 AM

Een paar jaar geleden las Christopher Hamm over monarchvlinders toen hij iets merkwaardigs opmerkte. Alle wetenschappelijke artikelen waarin het aantal chromosomen van het insect werd genoemd - 30, zo leek het - verwezen naar een paper uit 2004, die op zijn beurt een paper uit 1975 citeerde. Maar toen Hamm, toen postdoc aan de Universiteit van Kansas in Lawrence, zijn eigen genetische analyse deed, ontdekte hij dat zijn vorsten slechts 28 chromosomen hadden, wat suggereert dat een fout de literatuur al meer dan 40 jaar doordringt. Een andere wending was echter net om de hoek.

Hamm vermoedde een fout toen hij de originele krant uit 1975 las. De auteurs, biologen N. Nageswara Rao en AS Murty aan de Andhra Universiteit in Visakhapatnam, India, hadden in hun werk bestudeerd dat zij beweerden een Indiase monarchvlinder te zijn. Maar er is een probleem: vorsten zijn bijna uitsluitend een Noord-Amerikaanse soort. "Het impliceert dat ze net buiten hun gebouw zijn gegaan en wat vlinders hebben verzameld, " zegt Hamm. “Ik dacht meteen: 'Monarchvlinders in India? Werkelijk?'"

Zeker, vorsten zijn meesterreizigers, met de langst bekende seizoensgebonden migratie van insecten. En het is niet ongewoon dat enkelen van tijd tot tijd uit koers worden geblazen naar Australië, de Filippijnen, het Verenigd Koninkrijk en een handvol andere plaatsen. Maar uiteindelijk zo ver weg als India leek een stuk. Hamm, nu een datawetenschapper in Monsanto in Woodland, Californië, wist ook dat taxonomen sinds Carl Linnaeus moeite hebben gehad om soorten te onderscheiden in Lepidoptera, de orde van insecten waartoe vorsten behoren. Bijvoorbeeld, de monarch ( Danaus plexippus ) en een soortgelijk ogende vlinder die bekend staat als de gewone tijgervlinder ( D. genutia ) werden langer dan een eeuw hetzelfde beschouwd totdat ze in 1954 als afzonderlijke soort werden geclassificeerd. En raad eens : D. genutia woont in India.

Hamm denkt dat Rao en Murty, misschien niet op de hoogte van de herclassificatie, insecten opleverden waarvan ze aannamen dat ze vorsten waren, maar eigenlijk gewone tijgervlinders waren. Terug in het laboratorium voerden ze een techniek uit die bekend staat als een chromosoompompoen - de cellen van de vlinders tussen dunne glasfilms persen totdat individuele chromosomen zichtbaar zijn onder een microscoop - telden tot 30 en publiceerden de resultaten. Toen, in 2004, citeerde de Braziliaanse zoöloog Keith Brown Jr. het werk in zijn eigen onderzoek naar de evolutionaire geschiedenis van vlinders; hij heeft nooit vermoed dat Rao en Murty mogelijk met een verkeerd geïdentificeerde soort hebben gewerkt. Browns papier is sindsdien een tiental keer geciteerd, en het idee dat vorsten 30 chromosomen hebben, is nu goed ingeburgerd in de literatuur.

Murty is inmiddels overleden - hoewel zijn naam voortleeft in een platworm van de naamgenoot, Pseudodiplodiscoides murtyi - en Rao kon niet worden gevonden om de theorie te bevestigen. Toch is het een plausibele verklaring, zegt Krushnamegh Kunte, een bioloog bij het National Centre for Biological Sciences in Bengaluru, India, die vlindergenetica bestudeert. "Helaas heeft de geschiedenis een grote invloed op de taxonomie", zegt hij. "Veel Indiase taxonomen bleven ten onrechte naar de Indiase bevolking van Danaus genutia verwijzen als Danaus plexippus ."

Hamm voerde zijn eigen chromosoompompoen uit met zes jonge monarchen - echte die hem werden gegeven door Monarch Watch uit Kansas, een netwerk van wetenschappers, leraren en vrijwilligers die onderzoek naar de vlinder ondersteunen. Eerder deze maand rapporteerde hij zijn telling van 28 chromosomen op de bioRxiv preprint-server, een online repository waar wetenschappers werk publiceren voordat het door vakgenoten is beoordeeld.

Een ingezoomde weergave van de chromosomen van een monarchvlinder.

Christopher Hamm

Zaak gesloten, toch? Niet helemaal. Een artikel dat een paar dagen later op bioRxiv is gepubliceerd door enkele voormalige collega's van Hamm van de Universiteit van Kansas beweert 30 chromosomen in monarchen te hebben gevonden, zoals Rao en Murty. Eerder werd een observatie van N = 30 chromosomen alleen gerapporteerd voor mannen (Nageswara-Rao en Murty 1975), schrijven de auteurs. Onze huidige analyse bevestigt hetzelfde chromosoomnummer, niet alleen bij mannen maar ook bij vrouwen. De auteurs van dat artikel weigerden commentaar te geven op de bevindingen van Hamm .

Hamm betwijfelt dat hij de chromosomen in zes verschillende monsters verkeerd heeft verdeeld, maar hij zegt dat er een kans is dat hij en zijn voormalige collega's allebei gelijk hebben. Lepidoptera-genetica is berucht vanwege het feit dat het aantal chromosomen kan variëren tussen populaties van dezelfde soort en soms zelfs binnen cellen van hetzelfde individu, legt hij uit.

Ik ben blij dat andere onderzoekers sceptisch zijn en willen voortbouwen op mijn kleine bijdrage, zegt Hamm. Er kan een interessante biologie aan de hand zijn

Kunte geeft toe dat het gebied van monarchonderzoek niet echt zal worden geschud om de chromosoomtelling van de soort te herzien; enkele genetische studies moeten misschien opnieuw worden bekeken.

Het grotere punt is dat het belangrijk is om het historische record te corrigeren, zegt Akito Kawahara, een vlinderonderzoeker aan het Florida Museum of Natural History in Gainesville. Het werk onderstreept een veelgehoorde klacht dat taxonomen bij genetisch onderzoek maar al te vaak buiten beschouwing worden gelaten, zegt hij. Als gevolg hiervan zijn genetische studies kwetsbaar voor soortidentificaties zoals deze.

Dit soort dingen gebeuren met nauw verwante soorten, zegt hij. Achtentwintig versus 30 chromosomen hebben geen enkele invloed op het behoud van de soort of ons begrip ervan, maar de volgende keer dat iemand een fout maakt, kan het iets belangrijks zijn.