Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 28-09-2019

Energie-allocatie

betekenis & definitie

Verdeling van een beperkte hoeveelheid bestaansmiddelen over verschillende posten van de stofwisseling van een organisme of verschillende fenotypische kenmerken

Geoffrey Saint Hillaire formuleerde al in 1818 zijn "Loi de Balancement", die inhoudt dat de verschillende organen van een dier concurreren om een beperkte hulpbron. Ook Darwin benoemde het principe en merkte op dat het moeilijk is om een koe veel melk te laten geven en tegelijkertijd snel vet te mesten. Volgens Darwin zal natuurlijke selectie altijd zuinigheid bevorderen. Als een orgaan geen functie meer heeft wordt het kleiner of verdwijnt en als er sterk op een bepaalde functie geselecteerd wordt zal dat ten koste gaan van andere functies.

Zulke negatieve relaties gelden ook in de levenscyclus. Een hoge reproductieve inspanning gaat ten koste van groei (en reproductie in de toekomst) en van onderhoud (met mogelijk een hogere sterftekans tot gevolg). Dit kan worden weergegeven in een kostencurve (“trade-off function”). De vorm daarvan is cruciaal voor het type levenscyclus dat door natuurlijk selectie bevorderd wordt. De extremen zijn semelparie (maximale reproductie gevolgd door sterfte van de ouders) bij zeer hoge kosten en iteroparie (lagere maar herhaalde reproductie) bij lage kosten.

De term energie-allocatie wordt ook vaak gebruikt voor negatieve correlaties tussen levenscycluskenmerken zonder dat energiebeperking aangetoond is. Ook niet-energetische mechanismen kunnen zulke correlaties verklaren, zoals antagonistische pleiotropie, conflicten tussen genexpressies en moleculaire signaalroutes. Bijvoorbeeld, van de rondworm Caenorhabditis elegans zijn verschillende mutanten bekend, die met elkaar een keurig negatief verband vormen tussen reproductie en levensduur, maar dit wordt niet veroorzaakt door energie-allocatie maar doordat de mutanten verschillen in de insuline-gestuurde signaaltransductie terwijl reproductie en overleving tegengesteld gevoelig zijn voor insuline-signalering.