Het Florida Museum of Natural History beschrijft een methode die een groot kennishiaat in het haaienonderzoek kan dichten: een nieuwe studie in Molecular Ecology gebruikt chemische merktekens op het DNA om de leeftijd van een dier te schatten. Bij de zebrahaai (Stegostoma tigrinum) bepaalt de epigenetische klok de leeftijd van dieren met een bekende geboortedatum tot op ongeveer twee jaar nauwkeurig.
Leeftijd is meer dan een biologisch detail. De leeftijdsopbouw van een populatie laat zien of er genoeg jonge dieren bijkomen, hoeveel voortplantende volwassenen overblijven en of de visserijdruk houdbaar is. Voor bedreigde haaien ontbreken echter vaak betrouwbare, niet-dodelijke methoden.
Waarom de leeftijd van een haai moeilijk vast te stellen is
Lichaamsgrootte geeft slechts een grove aanwijzing, omdat de groei vertraagt wanneer haaien volwassen worden. Groeiringen in wervels kunnen meer informatie geven, maar zijn niet bij elke soort even betrouwbaar en het onderzoek is dodelijk. Wetenschappers zijn daardoor vaak aangewezen op bijvangst, strandingen of al gestorven dieren.
Een test op basis van bloed kan bij levende haaien worden uitgevoerd en maakt herhaalde bemonstering van hetzelfde dier mogelijk. Dat is vooral waardevol voor bedreigde soorten en langdurige monitoring.
Chemische sporen van tijd in het genoom
Een epigenetische klok zoekt niet naar veranderingen in de DNA-volgorde. Hij meet chemische wijzigingen, vooral methylgroepen die aan bepaalde cytosineplaatsen vastzitten. Deze merktekens kunnen genen aan- of uitzetten zonder de onderliggende genetische code te veranderen.
Methylatie verandert tijdens het leven volgens terugkerende patronen. Grote delen van het genoom verliezen methylgroepen met de leeftijd, terwijl geselecteerde plaatsen ze juist opbouwen. Een statistisch model combineert de meest informatieve plaatsen tot een leeftijdsschatting. Zulke klokken bestaan voor veel zoogdieren en enkele andere gewervelden, maar haaien en roggen waren nauwelijks onderzocht.
Eenenvijftig haaien kalibreren de klok
Het team analyseerde bloed van 51 in aquaria geboren zebraphaaien met gedocumenteerde geboortedata. De groep liep van jongen van minder dan één jaar tot dieren ouder dan 28 jaar en bestreek daarmee bijna de volledige bekende levensduur van de soort.
Het genoom van de zebrahaai bevat ongeveer 3,7 miljard basenparen. De onderzoekers selecteerden minder dan 100 cytosineplaatsen met de sterkste leeftijdssignalen. Zelfs een eenvoudig model met slechts tien plaatsen leverde relatief weinig nauwkeurigheid in.
Afhankelijk van het model lag de mediane absolute fout bij dieren van bekende leeftijd tussen 1,03 en 1,99 jaar. De voorspellingen waren het beste bij jonge haaien. Bij oudere dieren vlakten de methylatieveranderingen af en nam de onzekerheid toe.
Een proef met in het wild geboren haaien
Voeding, stress, ziekte en de aquariumomgeving kunnen de biologische leeftijd beïnvloeden. Een klok die met aquariumdieren is gekalibreerd, kan daarom niet automatisch op wilde populaties worden toegepast.
De onderzoekers bekeken ook 19 zebraphaaien die in het wild waren geboren en later in aquaria terechtkwamen. Omdat hun exacte geboortedatum onbekend was, werden grootte en tijd onder menselijke zorg gebruikt om een minimumleeftijd te berekenen. Tegenover die schatting zat de klok doorgaans binnen drie tot vier jaar.
Het resultaat is veelbelovend, maar nog geen definitieve validatie voor vrij levende populaties. Het verschil kan uit het model komen, uit de onzekere werkelijke leeftijd of uit een verschil tussen chronologische en biologische leeftijd. Meer monsters van wilde haaien en herhaalde metingen zijn nodig.
Nieuwe gegevens voor visserij en bescherming
Een praktische leeftijdstest kan tonen of een populatie vooral uit jongen, voortplantende volwassenen of oude dieren bestaat. Als visserij die verdeling verschuift, kunnen beheerders het signaal eerder zien dan in eenvoudige waarnemingstellingen. Dat is waardevol voor de bedreigde zebrahaai, die onder druk staat door visserij en verlies van rifhabitat.
De methode is nog geen snelle veldtest: bloed moet worden afgenomen, verwerkt en op gekozen DNA-plaatsen geanalyseerd. Door de klok tot enkele betrouwbare merkers te beperken, moeten grotere populatiemonsters wel betaalbaarder worden.
Onderzoekers willen nu testen of dezelfde signalen bij andere haaiensoorten voorkomen. Omdat haaien zich ongeveer 400 miljoen jaar geleden van andere gewervelde lijnen afsplitsten, kunnen gedeelde patronen ook laten zien hoe diep de biologische basis van veroudering in de evolutie verankerd is.
.jpg){kind=link}