Je leest:

Evolutie betrapt in de bron van de Nijl

Evolutie betrapt in de bron van de Nijl

Auteur: | 23 april 2004

Toen Lake Tana zich met water vulde, had één vissoort het rijk alleen. En terwijl barbelen er niet op gebouwd zijn, transformeerden sommigen tot roofvis. Experiment in het Ethiopische hoogland.

De streek rond Lake Tana in het noordwesten van Ethiopië is rijk aan historie, zowel geografisch, cultureel als biologisch. De hoogvlakte vormt de lang gezochte, mysterieuze oorsprong van de blauwe Nijl. Het is een gebied met een rijk orthodox christelijk verleden, getuige de vele kloosters op eilandjes in het meer, met wandschilderingen en kostbaarheden die teruggaan tot de elfde eeuw. En het is een recent ontdekte biologische schatkamer. Het gemiddeld acht meter diepe Lake Tana meet zeventig bij zeventig kilometer. In evolutionair opzicht is Lake Tana het onbekende en onbedorven neefje van het beroemde Victoriameer. Voordat in het Victoriameer de uitheemse Nijlbaars het ecosysteem overhoop haalde, experimenteerde moeder natuur met cichliden, en deed een enorme soortenzwerm ontstaan.

In Ethiopië is iets soortgelijks gebeurd. In een relatief kort tijdsbestek – mogelijk niet meer dan veertienduizend jaar – heeft zich in Lake Tana uit één voorouder een soortenzwerm van vijftien soorten barbelen (Labeobarbus) ontwikkeld die allerlei niches zijn gaan bezetten: van twintig centimeter grote planktoneters tot roofvissen van een meter. Het opvallende is dat veel soorten vis eten, terwijl ze daar niet echt op gebouwd zijn. Het heeft iets weg van een brasem die tot snoekbaars is getransformeerd.

Dat de natuur dit experiment is aangegaan, heeft alles te maken met de unieke ligging van dit hooglandmeer (1823 m). Lake Tana is eigenlijk een door vulkanisme gevormde badkuip die gestaag overloopt. Er stromen zeven rivieren en riviertjes het meer in, en slechts een rivier voert het water af. En de uitstroom van het meer, het begin van de blauwe Nijl, wordt al na dertig kilometer onderbroken door de waterval Tissisat. Het bruine, slibrijke water uit Lake Tana stort zich veertig meter naar beneden.

Vissen uit de benedenloop van de blauwe Nijl, waaronder beruchte rovers als de Nijlbaars, konden Lake Tana zodoende nooit bereiken. De vermoedelijke voorouder van de barbelenzwerm, een rivierbarbeel die lijkt op Labeobarbus intermedius, had in Lake Tana alleen gezelschap van de Nijltilapia ( Oreochromis niloticus), de Afrikaanse meerval ( Clarias gariepinus) en een handvol kleinere karperachtigen. Lege niches, tijd en natuurlijke selectie deden de rest.

Urk

De ecologische kartering van Lake Tana dateert van nauwelijks een decennium terug en is een grotendeels Wageningse aangelegenheid. De Interkerkelijke Stichting Ethiopië uit Urk zag in 1986 mogelijkheden om de visserij in het meer te verbeteren. Tot die tijd viste de lokale bevolking met papyrusbootjes ( tankwas) die niet veel verschillen van de afbeeldingen uit het oude Egypte. Ze hadden een klein bereik en brachten hooguit een paar kilo vis aan land. Een zestal lokale vissers werd naar Nederland gehaald en geleerd netten te maken en buitenboordmotoren te onderhouden. En een Urker visserijontwikkelaar werd bij Lake Tana gestationeerd om visserijtechnieken te doceren.

‘Tot die tijd hadden ze kleine, zelfgemaakte netjes en sloegen ze met een stok op het water om de vissen te laten schrikken. Ik heb er foto’s van; glad water, rieten bootje. Het is net een scène uit de Bijbel’, zegt de Wageningse ecomorfoloog dr. Nand Sibbing, die de afgelopen veertien jaar de vissen van het meer uitgebreid bestudeerde met een team van Wageningse en Ethiopische promovendi, gesteund door promotor Jan Osse. ‘Urk heeft haar verantwoordelijkheid genomen voor de arme bevolking en de visserij ontwikkeld, al is dat nog heel kleinschalig – het blijven kleine motorbootjes. De Urker organisatie besloot ook een visserijbioloog uit Ethiopië op te leiden om het visbestand te onderzoeken.’ Lake Tana kwam eigenlijk toevallig op Sibbings weg. De Ethiopische onderzoeker, Tesfaye Wudneh, kon een van de eerste vragen – welke vissoorten leven er in het meer? – niet goed beantwoorden. De vangsten leverden makkelijk te classificeren soorten op als de meerval. Maar daarnaast spartelden talloze barbelen in de netten, die niet te classificeren waren. Sibbing: ’Het waren allemaal vissen die wel op elkaar leken, maar verschillend waren. ’

Morfotypen

De Wageningse visserijbioloog die Wudneh begeleidde, klopte aan bij Sibbing. Karperachtigen, cyprinidae vormen immers Sibbings levenswerk. Hij had net zijn promotieonderzoek bij de groep experimentele zoölogie van Jan Osse afgerond. Sibbing promoveerde op voedingsmechanismen van karpers, onder meer met röntgenfilms. Zo werd meer duidelijk over hoe karperachtigen – met 2000 soorten de grootste vissenfamilie – hun voedsel inwendig selecteren en met een paar keelkaken verbrijzelen tegen hun verhoornde schedelbasis.

Omdat cyprinidae uiterlijk soms veel op elkaar lijken. worden keelkaken vaak gebruikt om soorten van elkaar te onderscheiden. Een graskarper eet planten en heeft keelkaken met in elkaar grijpende kartelmesjes, een zilverkarper eet fytoplankton en heeft platte kiezen met fijne richeltjes om celwanden open te breken. Een roofblei eet vis en heeft keelkaken als prikvorken, die het voedsel naar de slokdarm transporteren. Bouw van bek, keel en lichaamsvorm verraden veel over de ecologische potenties van een vis. En toen Sibbing deze sleutelkenmerken van de karperachtigen in beeld had, diende Lake Tana zich aan als een natuurlijk experiment. ‘De vraag om de vissen van Lake Tana te onderzoeken kwam op een moment dat ik daar echt diep om verlegen zat. Ik had net mijn werk in het laboratorium afgesloten met hypotheses over de aanpassingen die elke voedselspecialist nodig heeft om sterk te staan in zijn voedselniche. Maar dat moest nog wel getoetst worden.’ De diversiteit van de barbelen in Lake Tana is evenwel geen automatisch bewijs voor verschillende soorten. Die vraag moest nog worden beantwoord. Nauwkeurig opmeten van de vissen, door promovendus Leo Nagelkerke, toonde dat er geen sprake was van continue variatie, maar van zogenaamde morfotypen. Van alle barbelen bleek vijfennegentig procent tot afzonderlijke groepen te behoren: de eerste aanwijzing voor afzonderlijke soorten.

Een ander signaal voor soortvorming is reproductieve isolatie: groepen vissen komen gescheiden in tijd en plaats samen om te paren. In de piek van het natte seizoen – augustus, september – trekken grote aantallen geslachtsrijpe barbelen van Lake Tana de rivieren op om te paren. Uit onderzoek op twee rivieren bleek dat zes groepen barbelen op de rivieren en hun zijstroompjes paaien, deels gescheiden in plaats en tijd. Waar de andere soorten zich voortplanten is nog grotendeels onbekend, waarschijnlijk doen ze dat op of aan de randen van het meer.

Spleet

‘Inmiddels zijn we er wel van overtuigd dat we echt met verschillende soorten van doen hebben’, zegt Sibbing. Uit bestudering van de maaginhoud blijkt dat de soorten totaal verschillend voedsel exploiteren: planten, slakken, plankton, muggenlarven en vis, vooral veel vis. Sibbing: ‘Terwijl het barbelen zijn; geen tanden op de kaken en geen maag. Eigenlijk een groep waarvan je zegt dat ze niet van goede huize komen om vis te eten.’

De mondholte van de barbelen is eigenlijk niet meer dan een spleet, zeer geschikt om kleiner voedsel te proeven, te selecteren en te verbrijzelen. ‘Die anatomie past bij een bodemvis die van alles bijeen scharrelt. De barbelen jagen alleen op vissen die maar maximaal vijftien procent van hun lichaamslengte hebben. Terwijl andere groepen viseters prooien aankunnen die meer dan de helft van hun lichaamslengte zijn. Grotere prooien kunnen de barbelen niet aan.’

De grote barbelen hadden in het open water van Lake Tana niets te vrezen van predatie of concurrentie. Het resultaat is dat van de vijftien soorten er acht viseter zijn geworden. Onderzoek aan gedrag, vistechniek en vangprestaties toont dat de verschillen in lichaamsbouw gekoppeld zijn aan verschillende vangststrategieën. Sibbing leidde uit de bouw van iedere soort de potentiële niche en prooivoorkeur af. De specialisatie heeft gevolgen gehad voor de morfologie van de kop (ogen, kieuwzeef, keelkaken, de stand van de bek) lichaamsvorm en lichaamsgrootte. Viseters zijn bijvoorbeeld gestroomlijnd en het grootst, hebben een grote bek en goed ontwikkelde ogen, planktoneters zijn het kleinst en hebben een goed ontwikkeld kiewzeefapparaat, slakkeneters hebben sterk ontwikkelde keelkaken.

Uit vergelijking van de theoretische profielen met veldgegevens en de maaginhoud bleek dat Sibbings voorspellingen goed klopten. ‘Hier ben ik eigenlijk altijd op uit geweest’, zegt Sibbing. ‘Als je dan al die onderzoeken in het lab hebt gedaan, en je wilt je ideeën toetsen, dan heb je evolutie in de vrije natuur als experiment nodig.’ Toch wordt de unieke vissengemeenschap van Lake Tana bedreigd, en dat terwijl het de enige bekende soortenzwerm van karperachtigen is in de wereld. De enige andere cyprinidenzwerm, in Lake Lanao op de Filippijnen, werd vernietigd voordat hij bestudeerd kon worden.

Sibbing: ‘Wanneer de vistrek op de rivieren plaatsvindt is behalve bij de vissers ook bekend bij de boeren die langs de rivieren wonen. We kwamen op een gegeven moment terug om onze netten te lichten, en ik zag honderd, honderdvijftig mensen met schepnetten in drie slagordes klaarstaan. Daar kwam geen vis meer door.’ Sibbing toont een foto van die gebeurtenis: horden mensen, wachtend in de rivier op maaltje vis. Naast deze gelegenheidsvissers heeft vooral de commerciële vangst met kieuwnetten in de monding van rivieren de barbelenstand gedecimeerd.

De visvangst is sinds het topjaar 1993, toen 350 ton barbelen werd gevangen, met vijfenzeventig procent teruggelopen. Regulering van de visserij moet voorkomen dat de visstand zal instorten, maar inmiddels hebben erosie, irrigatie, een dam, klimaatverandering en een groeiende bevolking zich bij het rijtje van bedreigingen gevoegd. Een evolutionair experiment is in gevaar.

Dit artikel is een publicatie van Bionieuws.
© Bionieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 23 april 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.