De ene groene papegaai is de andere niet

Zo’n 29 jaar geleden arriveerden ze in de Zoo van Antwerpen: een vracht van 49 in beslag genomen soldatenara’s uit Mexico. Althans, dat is iets waar men vaak van uitgaat. Maar komen de vogels wel degelijk uit Mexico? Of zijn ze misschien toch van Boliviaanse bodem afkomstig? Op het eerste zicht lijkt dit misschien een triviale vraag, maar voor conservatie- en kweekprogramma’s is ze van cruciaal belang. Tot op heden bestond er geen enkele manier om de oorsprong van de vogels met zekerheid te achterhalen - ze lijken namelijk best wel hard op elkaar - tot genetici met een mogelijke oplossing op de proppen kwamen…

De soldatenara

De soldatenara is een grote, overwegend groen gekleurde papegaaiensoort. De soort kent een groot, maar versnipperd verspreidingsgebied, reikende van Mexico tot Argentinië, en is vreemd genoeg volledig afwezig in Centraal-Amerika. De soldatenara wordt op basis van verspreidingsgebied verder onderverdeeld in drie ondersoorten: de Mexicaanse soldatenara, die in Mexico leeft, de Boliviaanse soldatenara, die in Bolivia en Argentinië voorkomt en de gewone soldatenara, die tussen de twee andere ondersoorten teruggevonden wordt. Op basis van hun uiterlijk zijn de drie ondersoorten echter nauwelijks van elkaar te onderscheiden – zelfs een geoefend taxonoom kan ze met moeite uit elkaar houden - en er bestaat dan ook enige discussie over het feit of de huidige onderverdeling taxonomisch wel helemaal juist is.

Nochtans is er dringend nood aan meer informatie. Soldatenara’s gaan in het wild al enkele jaren sterk achteruit door illegale vangst voor huisdierhandel en door verlies aan geschikt habitat. Om de soort te behoeden voor uitsterven zijn conservatieprogramma’s, waaronder ook de kweek van dieren in gevangenschap, dringend aan de orde.  Maar vooraleer er ook maar sprake kan zijn van een kweekprogramma, is een accurate identificatie van de verschillende ondersoorten – als ze al zouden bestaan – absoluut noodzakelijk. Het kruisen van verschillende (onder)soorten in gevangenschap is namelijk iets dat zoveel mogelijk vermeden wordt. Niet alleen om de integriteit van de soorten te bewaren, maar ook om er zeker van te zijn dat specifieke lokale aanpassingen (‘adaptaties’) niet verloren zouden gaan.

In deze scriptie wordt dan ook naar het antwoord op niet één, maar twee vragen gezocht: wat is nu juist de relatie tussen de voorgestelde ondersoorten en is er, met het oog op kweekprogramma’s, een manier om met 100% zekerheid de oorsprong van vogels in gevangenschap te bepalen?

DNA, een (oude) schat aan informatie

Naast uiterlijke kenmerken, is het tegenwoordig gelukkig ook mogelijk om soorten te identificeren aan de hand van hun uniek DNA-profiel. Sterker nog, door DNA van twee soorten te vergelijken kan hun onderlinge relatie bepaald worden: hoe groter de gelijkenis tussen de DNA-sequenties, hoe nauwer verwant de soorten. In het wild stalen van soldatenara’s verzamelen is echter niet makkelijk. De verschillende ondersoorten leven enkele duizenden kilometers uit elkaar en de vogels zijn, juist omdat ze bedreigd worden, sowieso al niet makkelijk om terug te vinden. Het gebruik van museumstalen lijkt dan ook een waardig alternatief.

Maar ook hier stuiten we op een probleem. DNA uit museumstalen isoleren en analyseren is niet vanzelfsprekend. Het DNA afkomstig uit zo’n oud materiaal is vaak sterk beschadigd en de bacteriële contaminatie is enorm. Het bestuderen van dergelijk ‘oud-DNA’ is dan ook pas recent interessant geworden dankzij de intrede van nieuwe revolutionaire DNA-technieken waarmee met grotere precisie en gevoeligheid dan ooit tevoren gewerkt kan worden. En zelfs dan nog blijft het een heuse uitdaging.

Omdat het voorlopig nog erg moeilijk en kostelijk is om volledige DNA-sequenties te decoderen (hoewel dit al voor enkele soorten zoals de mens gedaan is), concentreerden we ons in dit onderzoek op slechts een klein deel van het DNA, het mitochondriaal DNA. De mitochondriën vormen de zogenaamde energiefabriekjes van iedere cel. Om het mitochondriaal DNA in de museumstalen te scheiden van het overige DNA, gebruikten we een techniek die DNA-hybridisatie heet. Simpelweg komt het erop neer dat twee DNA-strengen van verschillende oorsprong aan elkaar binden en zo een hybride dubbele DNA-helix vormen. Analoog aan dit principe werd mitochondriaal DNA van levende soldatenara’s gebruikt om het mitochondriaal oud-DNA als het ware weg te vissen uit de totale DNA poel van de museumstalen. Het ‘gevangen’ oud-DNA werd vervolgens gedecodeerd en geanalyseerd. Hoewel deze methode verrassend eenvoudig lijkt, heeft de optimalisatie ervan, en het voorbereiden van de stalen, maar liefst drie jaar in beslag genomen.

Resultaten en toekomst

Uiteindelijk zijn we erin geslaagd om maar liefst 40 DNA-sequenties van museumstalen volledig te decoderen. Door deze vervolgens met elkaar te vergelijken hebben we de verwantschappen van verschillende populaties eindelijk in kaart kunnen brengen. En wat blijkt? Er bestaat inderdaad een duidelijk verschil tussen de soldatenara’s van Mexico enerzijds en die van Zuid-Amerika anderzijds.  Ook tussen de soldatenara’s in het noorden van Zuid-Amerika en die van Argentinië zien we een verschil, hoewel minder duidelijk, en in de grensgebieden komen beide zogenaamde ondersoorten (i.e. de gewone soldatenara en de Boliviaanse soldatenara) zelfs samen voor. We kunnen ons hier dan ook terecht afvragen of we niet beter gewoon over de Zuid-Amerikaanse soldatenara zouden spreken?

Desalniettemin weten we nu eindelijk hoe het DNA-profiel van een typische Mexicaanse of Zuid-Amerikaanse soldatenara er zou moeten uitzien. Door het DNA van de gevangen soldatenara’s hiermee te vergelijken – hetgeen stukken makkelijker en sneller gaat dan bij museumstalen – kunnen we nu ook met zekerheid hun identiteit bepalen. Dit opent vele deuren en laat ons zelfs toe om in de toekomst internationale kweekprogramma’s op te starten, waarbij we onze Mexicaanse en Zuid-Amerikaanse ara’s mooi gescheiden houden.