Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 14-03-2019

Kanalisatie

betekenis & definitie

Principe waarmee uitgedrukt wordt dat de ontwikkelingsprocessen in een embryo verlopen volgens een vast stramien dat in grote lijnen nauwelijks gevoelig is voor mutaties of voor variatie veroorzaakt door het milieu

Het begrip werd geïntroduceerd door Conrad H. Waddington in een artikel uit 1942 en uitgewerkt in zijn boek uit 1957. In een beroemd geworden figuur verbeeldde Waddington het ontwikkelingsproces als een balletje dat door een “epigenetisch landschap” rolt. In het landschap bevinden zich goten die het balletje volgens een bepaalde route naar een vaste uitkomst geleiden. Het landschap bevat ook andere goten, maar om daar naar over te springen is een grote verstoring nodig.

Het epigenetisch landschap wordt vastgelegd door een groot aantal genen. Waddington verbeeldde dit als touwtjes die onder het epigenetisch landschap naar de genen lopen. In de moderne opvatting is dit de genotype-fenotype-kaart.

Het begrip kanalisatie drukt twee typen robuustheid uit
- ten aanzien van mutaties (genetische kanalisatie)
- ten aanzien van de omgeving (milieu-kanalisatie)

Kanalisatie is iets anders dan stabiliserende selectie; dat neemt de ruis in de ontwikkeling weg, maar geeft geen richting aan het ontwikkelingsprogramma. Kanalisatie staat tegenover fenotypische plasticiteit.

Doordat niet elke genmutatie het kanalisatiepatroon verandert heeft de ontwikkeling een zekere mate van verborgen variatie. Die variatie kan plotseling tevoorschijn komen, bij ingrijpende veranderingen in het milieu of onder stress. Dit wordt vaak aangevoerd als verklaring waarom gedomesticeerde soorten zoveel variabeler zijn dan hun wilde voorouders. Bij Drosophila is aangetoond dat het gen Hsp90 een belangrijke rol speelt bij het reguleren van ontwikkelingskanalisatie.

Verlies van kanalisatie onder invloed van het milieu is vaak af te lezen aan een toename van asymmetrie. De mate van “fluctuerende asymmetrie” in een populatie is een indicator voor stress.