Je leest:

Geheimen van biodiversiteit ontrafelen met vissen

Geheimen van biodiversiteit ontrafelen met vissen

Auteur: | 6 april 2020
Renée Moezelaar voor NEMO Kennislink

Op de wereld leven meer dier- en plantensoorten dan je je kunt voorstellen. Hoe zijn al die verschillende soorten ooit ontstaan? NEMO Kennislink bezoekt het vissenlab van de Rijksuniversiteit Groningen, waar onderzoeker Martine Maan het antwoord op deze vraag probeert te vinden.

Een groep Victoria-cichliden. Achter de buis zie je een vrouwtje met eitjes in haar bek.
Renée Moezelaar voor NEMO Kennislink

Het kantoor van een hoogleraar laat zich doorgaans vooral kenmerken door hoge stapels paperassen en nog te lezen publicaties. Die zijn ook wel aanwezig op het kantoor van Martine Maan, hoogleraar Evolutionaire Biologie aan de Rijksuniversiteit Groningen, maar daarnaast valt vooral de diversiteit aan spullen op. Verspreid door de kamer staan verschillende planten en het whiteboard hangt vol met plaatjes van vissen en zelfs een Kermit de Kikker-knuffel. Biodiversiteit is dan ook precies wat Maan fascineert: “Op de ene plek leven duizenden verschillende soorten planten en dieren, en op de andere plek vind je juist weer weinig soorten. Waarom? We weten het niet goed.”

Fysieke barrière

Vroeger dachten onderzoekers dat soorten voornamelijk ontstaan door fysieke barrières. “Stel dat twee helften van een groep dieren aan weerszijden van een ravijn terechtkomen”, vertelt Maan. “Elke groep ontwikkelt zich dan apart, en verandert door de lokale omstandigheden. Uiteindelijk zijn ze niet meer verenigbaar, ze kunnen samen geen vruchtbare nakomelingen meer krijgen.”

Maar de laatste jaren ontdekken wetenschappers dat veel soorten helemaal niet zo strikt gescheiden waren voor ze splitsten. Maan: “De kleinste verandering kan een soort al splitsen. Bijvoorbeeld een vrouwtje dat ineens een voorkeur heeft voor andere mannetjes, of liever op een alternatieve plek haar eitjes legt.” Maar wat deze veranderingen in gang zet, is volgens Maan nog een groot vraagteken: “Biodiversiteit en soortvorming is een van de grote mysteries van de biologie. Wij proberen daar meer van te begrijpen.”

Een rode Victoria-cichlide in het lab van hoogleraar Martine Maan van de Rijksuniversiteit Groningen
Renée Moezelaar voor NEMO Kennislink

Om te laten zien hoe ze dit mysterie wil ontrafelen, neemt Maan me mee naar de kelder van het gebouw. Hier staan tientallen aquaria, verdeeld over verschillende ruimtes en bijna allemaal gevuld met Victoria-cichliden. Deze vissoorten komen voor in het Afrikaanse Victoriameer. De vrouwtjes leggen wel twintig tot honderd eitjes per keer en bewaren de eitjes in hun bek. Omdat deze vissen nogal agressief kunnen zijn, leven ze in de aquaria in groepen van tien vissen of meer met maximaal één mannetje, of alleen. “Op die manier blijven ze rustig”, zegt Maan.

Visuele sporen

De cichliden blijven over het algemeen een paar jaar leven, dus voor de experimenten moeten de onderzoekers wel enig geduld hebben. Toch zijn deze soorten Victoria-cichliden heel geschikte proefdieren, want ze zijn pas enkele duizenden jaren geleden ontstaan. “Soortvorming laat altijd sporen na”, zegt Maan. “Bij heel oude soorten weet je echter niet zeker of bepaalde eigenschappen zijn ontstaan tijdens het afsplitsen van de soort, of pas daarna. Daarom gebruiken we het liefst deze relatief jonge soorten.”

Aan wat voor sporen moeten we dan denken? “Wij kijken vooral naar de zintuigen van de vissen, en dan specifiek naar visuele aanpassingen”, legt Maan uit. “Je kunt je voorstellen dat vissen die heel diep onder water leven hun zicht moeten aanpassen op de beperkte aanwezigheid van licht.” Als voorbeeld noemt Maan troebele meren. De vuildeeltjes in deze meren verstrooien het licht en zorgen ervoor dat vissen die diep leven vooral langere golflengtes licht tegenkomen (groen, geel, rood), en daardoor relatief veel roodgevoelige pigmenten in hun ogen aanmaken. In heldere wateren krijgen vissen veel meer blauw licht binnen, en hebben ze dus meer blauwgevoelige pigmenten. Dit heeft ook invloed op de kleur en de partnerkeuze. “De vissen die normaal gesproken in troebele wateren leven zijn vaak roder van kleur, omdat de vrouwtjes die kleur goed kunnen zien en daardoor aangetrokken zijn. Vrouwtjes van dat soort zouden nooit zomaar een blauw mannetje kiezen, want ze zien die kleur niet goed en dat is dus niet aantrekkelijk.”

Blauw licht in het vissenlab van hoogleraar Martine Maan van de Rijksuniversiteit Groningen
Renée Moezelaar voor NEMO Kennislink

De theorie van Maan en haar collega’s is dat die verschillen kunnen leiden tot het splitsen van soorten. “Bovenin het meer leven vooral blauwe vissen met blauwgevoelige pigmenten. Blauwe vissen die toevallig wat dieper gaan leven dan hun soortgenoten, kunnen daar alleen goed functioneren met aangepaste pigmenten in hun ogen. Ze passen zich niet plotseling aan, dat gaat geleidelijk. Na een paar generaties verwacht je dat ze gevoeliger zijn geworden voor rood licht. Vrouwtjes met die aangepaste pigmenten kunnen de kleur van de rode mannetjes die daar zwemmen dan ineens wel goed zien, en worden vervolgens misschien wel meer aangetrokken door rode mannetjes.”

Rood of blauw

Om deze theorie te testen laat Maan in haar lab vissen uit hetzelfde nestje opgroeien in twee verschillende kamers. In de ene kamer worden de aquaria verlicht met alle kleuren van het visuele spectrum, in de andere met meer geel en rood licht. Maan: “Het liefst zouden we de genen van de vissen aanpassen, maar dat is technisch – en juridisch – ingewikkeld. Gelukkig kunnen deze beesten de verdeling van pigmenten in hun ogen ook veranderen in reactie op het licht waarin ze opgroeien.” Vervolgens mogen de vrouwtjes uit verschillende mannetjes kiezen in een zogenoemd partnerkeuze-experiment. En dit ging precies zoals Maan had gehoopt. “De vrouwtjes die opgroeiden zonder blauw licht waren inderdaad meer aangetrokken tot rode mannetjes.”

Om de resultaten nog verder te onderbouwen bekeken de onderzoekers ook de gehaltes van de pigmenten in de ogen van de vissen die mee hadden gedaan aan het experiment. Toen bleek het niet helemaal zoals ze hadden verwacht. “Het is niet zo dat de vrouwtjes met de hoogste gehaltes aan rood pigment ook het meest aangetrokken zijn tot rode mannetjes”, vertelt Maan. “We vermoeden dat de achterliggende genen en sociale processen in de tank ook nog een rol spelen.”

Naast de partnerkeuze kijken de onderzoekers in een ander deel van het vissenlab ook naar de leefomgeving van de vissen. “We laten mannetjes weer opgroeien in verschillende lichtomstandigheden, en geven ze daarna de keuze uit vier bakken met elk net ander licht. We meten waar ze de meeste tijd doorbrengen, en kunnen zo zien hoe het licht waarin ze opgroeien die keuze beïnvloedt.” Op een filmpje van zo’n experiment zie ik dat de onderzoekers de vissen wel lokken, door in elke kamer twee vrouwtjes te plaatsen. “Die vrouwtjes zitten in een soort vaas in het midden van de kamer, zodat ze niet weg kunnen. Maar we voeren het experiment vaker uit en wisselen dan de locatie van de vrouwtjes, zodat we zeker weten dat de vis niet gewoon op een bepaald vrouwtje af komt.”

Uitgelicht door de redactie

Biotechnologie
In het ziekenhuis van de toekomst beland je vóórdat je ziek wordt

Biologie
Spaceship Earth: real-life soap of wetenschap?

Geesteswetenschappen
Een schuilplaats van slimme surveillancetechnologie

Is het een soort?

Al deze experimenten geeft de wetenschappers een steeds beter beeld van de processen die een rol kunnen spelen bij het scheiden van soorten. Toch zijn er nog wel wat kanttekeningen te plaatsen. “Ik krijg vaak de vraag of deze vissen wel echt tot verschillende soorten behoren”, vertelt Maan. “Ze kunnen samen namelijk nog vruchtbare nakomelingen produceren.” Maar ook die vraag hoort volgens Maan bij het mysterie: “Ze hebben wel een punt, want als ik al onze vissen in één bak zou stoppen, kunnen ze onderling kruisen en verdwijnen de verschillen na een paar generaties. We zien vaker dat soorten weer instorten, of juist samensmelten, zelfs na honderdduizenden jaren. Meestal komt dit door veranderingen in de omgeving. Het is een heel delicate balans, en we weten niet precies waarom sommige soorten wel overleven en andere niet.”

In het warme lab staan daarom niet alleen aquaria met rode en blauwe cichliden, maar ook nog andere soorten cichliden. Een spiekbriefje op de deur met namen en foto’s verklapt dat er in totaal minimaal zes soorten rondzwemmen. Met al deze soorten kijkt de hoogleraar meer naar het grote geheel, en onderzoekt ze het aanpassingsvermogen van cichliden. Sommige soorten zijn namelijk heel flexibel, en kunnen zich heel snel instellen op veranderingen in hun omgeving. “Je zou kunnen denken dat deze flexibiliteit ook zorgt voor meer soortsplitsing, omdat de beesten zich snel over een groot gebied verspreiden, zich allemaal op hun eigen manier aanpassen, en uiteindelijk splitsen”, vertelt Maan. “Maar het kan ook zijn dat deze beesten door hun flexibiliteit juist geen nieuwe soorten vormen, omdat dat simpelweg niet nodig is. Ze hebben geen genetisch vastgelegde specialisaties nodig om zich te handhaven.” Juist die onbeantwoorde vragen maakt dit vakgebied voor Maan zo fascinerend. “Wij vinden allerlei antwoorden, maar het is eigenlijk nooit het hele verhaal.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 06 april 2020

Discussieer mee

0

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

NEMO Kennislink Agenda

NEMO Kennislink vertoont op deze plaats normaal gesproken wetenschappelijke activiteiten uit heel Nederland. Door de maatregelen tegen het nieuwe coronavirus zal daarvan een groot gedeelte worden afgelast. Omdat we geen achterhaalde informatie willen verspreiden, laten we voorlopig geen activiteiten zien.
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.