Eén gen bepaalt of een muizenvader zijn jongen verzorgt of doodt

Mannelijke Afrikaanse gestreepte muizen kunnen voorbeeldige vaders zijn. Maar zet ze samen in een drukke groep en sommigen doden hun jongen opeens. Onderzoekers hebben ontdekt waarom en het heeft niets met honger te maken.

Bij zoogdieren zijn betrokken vaders een uitzondering. Slechts drie tot vijf procent van alle mannelijke zoogdieren zorgt voor hun jongen. De mens hoort daarbij, maar ook sommige knaagdieren zoals de Afrikaanse gestreepte muis (Rhabdomys pumilio), een klein, gestreept knaagdiertje dat in de droge gebieden van Zuid-Afrika leeft.

Mannetjes van deze soort hoeven niet eens te paren om voor jongen te zorgen. Ze likken, koesteren en beschermen pasgeborenen spontaan, ook als het niet hun eigen jongen zijn. Maar niet alle mannetjes doen dat. Sommige negeren de kleintjes volledig en een deel valt ze zelfs aan. Die variatie binnen één soort maakt van de gestreepte muis een ideaal proefdier om te begrijpen hoe vaderlijk gedrag ontstaat.

Alleen opgroeien maakt betere vaders

Onderzoekers lieten mannelijke muizen na het spenen op twee manieren opgroeien: alleen of in groepen van drie tot vier leeftijdsgenoten. Op volwassen leeftijd werd vervolgens gekeken hoe de dieren reageerden op een pasgeboren pup.

Het verschil was groot. Van de solitair opgegroeide mannetjes gedroeg 65 procent zich als zorgzame ‘allovader’ (een niet-biologische ouder die toch voor jongen zorgt). Geen enkel solitair dier viel een pup aan. Bij de mannetjes die in een groep opgroeiden was dat heel anders: slechts 21 procent was zorgzaam, bijna een derde probeerde de jongen te doden.

Dat verschil was niet te verklaren door angst, nieuwsgierigheid of hoe sociaal de dieren waren. De onderzoekers testten ze op tien verschillende gedragsmaten en sloten die verklaringen één voor één uit. De sociale omgeving tijdens het opgroeien leek specifiek het ouderlijk gedrag bij te sturen.

Hetzelfde brein als moeders

Om te achterhalen wat er in het brein gebeurde, brachten de onderzoekers de hersenactiviteit van de muizen in kaart na contact met een pup. Eén hersengebied sprong eruit: de mediale preoptische area (MPOA). Dat is een klein cluster van zenuwcellen die al langer bekendstaat als het controlecentrum voor moederlijk gedrag.

Bij zorgzame mannetjes was de activiteit in dit gebied duidelijk hoger dan bij mannetjes die de pup negeerden of aanvielen. De MPOA bleek bij zorgzame vaders ook sterker verbonden met hersengebieden die betrokken zijn bij beloning en emotie.

Die bevinding is op zichzelf al opvallend: vaderlijke zorg draait bij deze muizen niet op een apart hersengebied, maar maakt gebruik van hetzelfde circuit dat ook moeders aanstuurt.

Een verrassende verdachte

Vervolgens brachten de onderzoekers in kaart welke genen actief waren in de MPOA. Ze deden dat op het niveau van individuele celkernen, ruim 164.000 in totaal, en vergeleken zorgzame mannetjes, kinderdodende mannetjes, vaders, moeders en controledieren.

De gebruikelijke verdachten, hormonen en signaalstoffen waarvan bekend is dat ze bij ouderlijk gedrag een rol spelen, bleken het verschil tussen zorgzame en agressieve mannetjes niet te verklaren. Wat wel opviel is dat een gen genaamd agouti bij kinderdodende mannetjes veel sterker actief was dan bij zorgzame dieren. Dat gold voor alle onderzochte typen zenuwcellen in de MPOA.

Bewijs dat het werkt

Om te bewijzen dat agouti niet zomaar een bijverschijnsel was maar daadwerkelijk het gedrag aanstuurt, gebruikten de onderzoekers virussen om het gen kunstmatig aan te zetten in de MPOA van levende muizen.

Mannetjes die eerder onverschillig waren tegenover jongen, begonnen ze na de ingreep aan te vallen. Mannetjes die eerder zorgzaam waren, verschoven richting onverschilligheid, al doodden ze de jongen niet.

“Wanneer we dieren herhaaldelijk testen, zien we dat hun gedrag stabiel blijft in de tijd”, vertelt co-auteur Forrest Rogers aan Scientias.nl. “Het was daarom zeer verrassend om te zien dat voorheen tolerante mannetjes agressief werden tegenover pups.”

Niet honger, maar drukte

Een logische vraag was of agouti misschien reageerde op honger. Het eiwit dat het gen aanmaakt is namelijk verwant aan AgRP, een stof die in de hersenen de eetlust reguleert.
Maar toen de onderzoekers het voedselaanbod manipuleerden (de ene groep kreeg 25 procent minder voer gedurende zestien dagen) had dat geen effect op de agouti-niveaus in de MPOA en het gedrag veranderde nauwelijks. Muizen die werden overgeplaatst van een groepskooi naar een kooi alleen lieten daarentegen wél een daling in agouti zien, samen met een toename in zorggedrag.

Na 32 dagen alleen te hebben geleefd, waren de overgeplaatste muizen niet meer te onderscheiden van dieren die hun hele leven alleen hadden geleefd. Het gen bleek dus te reageren op langetermijnveranderingen in de sociale omgeving, niet op hoeveel voedsel er beschikbaar was of hoe vol de maag zat.

Welk aspect van het sociale leven de schakelaar precies omzet, is nog niet helemaal duidelijk. “We vermoeden dat agouti-niveaus stijgen in omstandigheden met veel competitie om dominantie of hulpbronnen”, zegt Rogers. Vanuit evolutionair perspectief is dat logisch, voegt hij toe: “Voortplantingsgedrag zoals paren en ouderzorg is energetisch kostbaar. Het is daarom voordelig als individuen omgevingssignalen kunnen integreren om te schakelen tussen zelfbehoud en investering in de volgende generatie.”

Wat dit ons leert over vaderschap

De studie kantelt een gangbaar idee over ouderschap bij knaagdieren. Tot nu toe werd vaderlijke zorg vooral gezien als iets dat ‘geactiveerd’ moet worden, door paring, hormonen of langdurige blootstelling aan jongen. Maar bij de gestreepte muis zit het vermogen om te zorgen er standaard in. Het verschil zit hem erin of dat vermogen onderdrukt wordt of niet.

Agouti werkt daarbij als een tijdelijke uitknop. Wanneer de sociale druk hoog is, gaat het gen aan en wordt zorggedrag onderdrukt. Verhuist het mannetje naar een rustigere omgeving, dan daalt de activiteit van het gen en keert het zorggedrag terug. In het wild weerspiegelt dat precies wat er gebeurt wanneer jonge mannetjes hun geboortenest verlaten: ze vormen eerst groepen, maar trekken uiteindelijk alleen verder om een eigen territorium te vinden en worden dan vanzelf ontvankelijker voor ouderschap.

Zowel de MPOA als het agouti-gen komen ook bij mensen voor, wat de vraag oproept of een vergelijkbaar mechanisme bij menselijke vaders een rol speelt. Rogers is voorzichtig: “We sluiten niet uit dat agouti in andere soorten een vergelijkbare functie heeft, maar er is momenteel geen bewijs dat dit mechanisme bij mensen zo werkt.” Het dichtst in de buurt komt volgens hem een studie uit 2022 in vakblad Nature Metabolism, die een verband legde tussen het agouti-eiwit en obesitas bij kinderen. Maar dan gaat het om stofwisseling, niet om gedrag.

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Mannen zijn vaak slecht voorbereid op vaderschap, en dit is waarom en Hoe het vaderschap ook muizen radicaal verandert. Of lees dit artikel: Op je kleinkinderen passen is goed voor je brein, maar vooral als je oma bent.

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: