Nature of nurture? Een fruitvlieg zal het worst wezen. Het zijn niet de genen of de ontwikkeling die bepalen hoe een fruitvliegje zich gedraagt, maar een derde, onafhankelijke factor. Deze factor is willekeurige ruis in de hersenen.
De nature versus nurture-discussie, die zijn bekende naam kreeg in 1874, veroorzaakte lange tijd een tweedeling in de wetenschappelijke wereld. Wat beïnvloedt het gedrag van mensen en dieren: genen of ontwikkeling? Een deel van de wetenschappers dacht dat een kind gedrag erft van ouders via genen. Een ander deel beweerde dat gedrag ontwikkelt tijdens het opgroeien en afhangt van opvoeding en omgeving.
Aan het eind van de vorige eeuw vond een omslag plaats. Tweelingstudies en het Human Genome Project, dat in 1990 startte en alle genen van de mens in kaart bracht, zorgden ervoor dat we weten dat de beïnvloeding van gedrag geen zwart-witkwestie is.
Fruitvliegjes zijn net mensen
Om de complexe achtergrond van gedrag te bepalen, gebruiken onderzoekers vaak simpelere dieren zoals fruitvliegjes. Die lijken misschien op het eerste oog niet op mensen, maar zijn veel beter te onderzoeken en vormen een eerste stap in het ontrafelen van het mysterie van gedrag. Fruitvliegjes vertonen immers ook verschillend gedrag.
Onderzoek uit 2012 liet zien dat gedrag in fruitvliegjes niet alleen afhangt van enkel nature of nurture. Fruitvliegjes die genetisch identiek waren, die dus dezelfde nature hadden, gedroegen zich verschillend. Ook vliegjes die op het gebied van nurture gelijk waren, doordat ze in precies dezelfde omgeving opgroeiden, vertoonden verschillen in gedrag. Maar de vraag waar dit gedragsverschil dan wel precies van afhankelijk is, bleef onbeantwoord.
Lopen over een lijntje
Om erachter te komen wat dan de mysterieuze beïnvloeder van gedrag is, lieten neurowetenschapper Gerit Arne Linneweber van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie in Leuven en zijn collega’s fruitvliegjes over een lijn lopen. In fruitvliegjesonderzoek is dit een maat voor het gedrag van het fruitvliegje. Loopt het in een rechte lijn naar het doel of maakt het een slingerend pad?
De onderzoekers verwijderden na het testen van gedrag de hersenen van de fruitvliegjes. Deze onderzochten ze op patronen in de aanleg van hersencellen in een specifiek gebied, de dorsale clusterneuronen. Hoe dat gebied eruitziet, zegt iets over hoe een vliegje reageert op iets wat hij kan zien, zoals een lijn om overheen te lopen.
Linneweber vond een opvallend patroon. Fruitvliegjes die recht op hun doel afliepen, hadden een asymmetrischer patroon in de aanleg van de clusterhersencellen dan fruitvliegjes die slingerden. Deze patronen bleken het gevolg van willekeurige ruis in de hersenen van de vliegjes, ontdekte Linneweber.
Chaos
Omdat de fruitvliegjes allemaal precies dezelfde genen hadden, kunnen de verschillen in aanleg van hersencellen niet door genetische verschillen komen. Ook ontwikkeling had volgens de onderzoekers geen invloed. De fruitvliegjes groeiden onder vergelijkbare omstandigheden op.
Bovendien veranderde hun looppatroon in de loop van de tijd niet. Als ze op dag één in een rechte lijn liepen, dan deden ze dat na vier weken nog steeds. Volgens de onderzoekers sluit dit uit dat ontwikkeling een rol speelde in het gedrag van de fruitvliegjes tijdens het experiment.
Volgens Linneweber zorgt de natuurlijke chaos van normale hersenontwikkeling voor verschillen in hersenpatronen, en dus voor gedragsverschillen in groepen die genetisch gelijk zijn. Ook in andere soorten – zoals de mens – kunnen dit soort mechanismen bestaan, besluit hij.
