Eeneiige tweelingen zijn als twee druppels water, maar hun genen niet. Nieuw onderzoek toont aan dat ze bij de geboorte al mutaties hebben waardoor ze verschillen, en in extreme gevallen hebben ze een ander geslacht. Daardoor vertellen tweelingen ons niet altijd hoe overerving en omgeving ons leven vormgeven.

In week zes van haar zwangerschap kreeg een 28-jarige Australische moeder te horen dat ze in verwachting was van een tweeling. De echo toonde twee foetussen in de baarmoeder, maar er was slechts één placenta, wat betekent dat de tweeling identiek moest zijn.

Twee maanden later was de tweeling groot genoeg om het geslacht te kunnen zien en zou de vrouw te horen krijgen of ze twee eeneiige jongens of twee eeneiige meisjes zou krijgen. Maar geen van beide was het geval.

De twee eeneiige tweelingen waren broer en zus.

Twee eeneiige tweelingen die zo verschillend zijn dat ze niet eens hetzelfde geslacht hebben, ontkrachten de mythe dat eeneiige tweelingen genetisch identiek zijn.

Maar de verrassende ontdekking past in een patroon van nieuw onderzoek waaruit blijkt dat eeneiige tweelingen niet worden geboren met een volledig identiek stel genen.

Eeneiige tweelingen worden geboren met identieke genen – bijna. Gemiddeld verschillen ze op vijf plaatsen in hun genoom, en bij 15 procent van de eeneiige tweelingen is het verschil veel groter.

Al in de baarmoeder beginnen de genen van de tweeling te verschillen. En na de geboorte zet de trend zich in een sneller tempo voort, waardoor de tweelingen gedurende het leven steeds minder op elkaar gaan lijken.

De ene kan zelfs door een genetische ziekte worden getroffen terwijl de andere gevrijwaard blijft, en dat komt gewoon doordat de genen van eeneiige tweelingen toch niet zo identiek zijn.

Veruit de meeste kinderen zitten in hun eentje in de baarmoeder, maar in circa 2 procent van de zwangerschappen houden twee of zelfs meer broers en zussen elkaar gezelschap.

In ongeveer 70 procent van deze meerlingzwangerschappen zijn twee eicellen tegelijkertijd bevrucht door verschillende zaadcellen, en zal de moeder bevallen van een twee-eiige tweeling.

Die twee hebben de helft van hun genen gemeen en lijken genetisch dus niet meer op elkaar dan gewone broers en zussen. Hetzelfde geldt voor de meeste drielingen en vierlingen, al komen die veel minder vaak voor.

De overige 30 procent van alle meerlingzwangerschappen betreft eeneiige tweelingen. Hierbij wordt één eicel bevrucht, maar enkele dagen later splitst de eicel zich in twee helften, die zich afzonderlijk blijven ontwikkelen.

Het resultaat: twee tweelingen met precies dezelfde genetische erfenis – in theorie althans.

De IJslandse geneticus Kári Stefánsson is een van de wetenschappers die het meest weet over de overeenkomsten en verschillen tussen de genen van mensen.

In 1996 richtte Stefánsson deCODE Genetics op, een bedrijf dat een gigantische database heeft opgezet waarin de gezondheid en genoomsequenties van tienduizenden IJslanders aan elkaar zijn gekoppeld. Het doel was de genetische oorzaken van ziekten te begrijpen en nieuwe behandelingen te vinden.

Begin 2021 publiceerde hij de resultaten van een onderzoek waarin hij de sequentie van het genoom van 383 eeneiige tweelingen in kaart had gebracht.

Bij elk tweelingpaar zou je denken dat de genoomsequentie identiek is, maar reeds bij de geboorte waren er gemiddeld vijf plaatsen in het genoom waarop de twee tweelingen verschillende gensequenties hadden. En bij 15 procent van alle onderzochte tweelingen waren er veel meer genetische verschillen.

Mutaties maken tweelingen verschillend
In principe zijn eeneiige tweelingen genetisch identiek, terwijl twee-eiige tweelingen slechts de helft van de genen delen. Maar uit nieuw onderzoek blijkt dat eeneiige tweelingen bij de geboorte circa 0,03 procent van elkaar verschillen door mutaties in de vroege ontwikkeling.

Twee eicellen worden elk door een zaadcel bevrucht en elke eicel groeit uit tot een foetus. De twee foetussen zijn genetisch even verschillend als normale broers en zussen, en in de baarmoeder ontwikkelen de tweelingen onafhankelijk van elkaar mutaties (blauw en groen). Tweelingen van hetzelfde geslacht hebben geen gemeenschappelijke mutaties.

Beide tweelingen krijgen de mutaties die optreden voordat de eicel zich deelt (blauw). In de eerste acht dagen deelt de eicel zich in twee identieke versies en dan treden er gemiddeld vijf mutaties op die slechts bij één tweeling voorkomen (rood en oranje).

De verschillen ontstaan bijvoorbeeld als de DNA-streng van een cel wordt beschadigd en een genetische letter wordt omgezet in een andere, of als de DNA-streng tijdens de celdeling wordt gekopieerd en er een fout in het proces sluipt, waardoor twee genetische letters worden verwisseld.

Dergelijke veranderingen in de genoomsequentie noemen we mutaties, en uit de genetische analyses van tweelingen door Kári Stefánsson blijkt dat die op elk moment in een cel kunnen optreden, vanaf de bevruchting van de eicel tot en met de ontwikkeling van de foetus.

Erfelijkheid en omgeving zijn lastig te onderscheiden

Als een mutatie optreedt in de eerste dagen na de bevruchting en voordat de eicel zich heeft gedeeld, zullen beide tweelingen de mutatie krijgen en dus niet van elkaar afwijken.

383 eeneiige tweelingen zijn genetisch in kaart gebracht. Velen hadden verschillende genen.
Als de mutatie echter na de scheiding van de eicellen in een van de twee helften optreedt, is die slechts bij een van de twee aanwezig.

Door de mutaties die optreden na het scheiden van de eicellen, zijn eeneiige tweelingen genetisch dus niet 100 procent identiek.

De erkenning dat eeneiige tweelingen genetisch verschillend zijn, heeft verstrekkende gevolgen. Wetenschappers gebruiken tweelingen om te begrijpen of ziekten, intelligentie of bijzondere vermogens erfelijk zijn, dan wel ontstaan als gevolg van milieu-invloeden tijdens de opvoeding.

In het zogeheten tweelingenonderzoek volgen onderzoekers eeneiige tweelingen die vlak na de geboorte zijn gescheiden, bijvoorbeeld door adoptie. Er wordt dus aangenomen dat de twee tweelingen dezelfde genen hebben, maar in een verschillende omgeving opgroeien.

ERFELIJK: Gescheiden tweelingen hebben zelfde persoonlijkheid
De eeneiige tweelingen Anaïs en Samantha werden onmiddellijk na de geboorte gescheiden en respectievelijk in Frankrijk en de VS geadopteerd. Hier groeiden ze op in verschillende culturen en omgevingen, zich niet bewust van elkaars bestaan. Ze ontmoetten elkaar pas toen ze 25 waren, en psychologe Nancy Segal heeft ze bestudeerd.

Samantha heeft een IQ van 129 tegen 112 voor Anaïs, haar hersenen werken sneller en ze is haar zus in verschillende taken de baas. Maar uit een test van 21 karaktereigenschappen, zoals energie, creativiteit en flexibiliteit, blijkt dat de tweelingen in grote lijnen dezelfde persoonlijkheid hebben.