Je leest:

Genetische kaalslag dankzij klimaatverandering

Genetische kaalslag dankzij klimaatverandering

Auteur: | 8 september 2004

Klimaatveranderingen zijn in staat de genetische diversiteit van groepen dieren drastisch te verminderen. Door deze genetische kaalslag worden dieren kwetsbaarder voor uitsterven. Dit zijn de conclusies uit een studie naar de evolutie van twee knaagdiersoorten over een tijdtraject van 3000 jaar.

Volgens schattingen van het Internationale Panel van Klimaatveranderingen (IPCC) kan de toenemende uitstoot van broeikasgassen er voor zorgen dat de aarde opwarmt met wel 3 tot 4 graden in het jaar 2100. Dit heeft als gevolg dat de huidige wetlands zullen verdwijnen. Maar ook dat vaker overstromingen, orkanen en lange perioden van droogte optreden. Sommige wetenschappers denken dat ziekmakende virussen en bacteriën een grotere kans krijgen om flink om zich heen te grijpen. Al deze sombere vooruitzichten zullen ervoor zorgen dat een kwart van de nu levende planten en dieren uitsterft. Bovenstaande is gebaseerd op klimaatmodellen en de veranderingen die nu optreden in de biodiversiteit. Maar weinig is er bekend over de impact van klimaatverandering op de diversiteit van genen in een groep organismen.

Een groep Amerikaanse wetenschappers onder leiding van Elizabeth Hadley van de Stanford University heeft nu een direct verband aangetoond tussen de opwarming van de aarde en de evolutie op microniveau. Wetenschappers hebben altijd ontzettend veel moeite om evolutie aan te tonen omdat evolutie veel tijd kost. “Hadley: volgens mij zijn wij de eerste die kijken naar de evolutie in 3000 jaar.” Evolutionair gezien stelt 3000 jaar niets voor. Maar de studie van Hadley toont aan dat er in deze korte tijd heel wat veranderingen optreden.

Links de grondeekhoorn Thomomys talpoides en rechts de bergwoelmuis Microtus montanus

De groep van Hadley voerde een genetische analyse uit bij twee knaagdiersoorten – de bergwoelmuis ( Microtus montanus) en de grondeekhoorn ( Thomomys tolpoides) – die leven in het Yellowstone park. De biologen verzamelde DNA uit levende diertjes en vergeleken dat met DNA uit fossiele tanden en botjes. Hadley:“die fossielen lagen in een grot en het kostte ons wel zeven jaar om al die duizenden tanden en botjes op te graven en te onderzoeken.” De oudste fossielen die Hadley vond zijn zo’n 3000 jaar. De verzameling fossielen vormt een soort van geschiedenisboek waarin prachtig te zien is hoe het DNA van de knaagdieren de afgelopen 3 millennia is geëvolueerd.

Hadley was vooral geïnteresseerd in hoe goed de bergwoelmuis en de grondeekhoorn het deden ten tijde van twee recente grote klimaatveranderingen. De middeleeuwse opwarmingperiode (850-1350) en de kleine ijstijd (1350-1950) die daarop volgde, waardoor de aarde weer afkoelde. Het is namelijk zo dat woelmuizen en grondeekhoorns van natte graslanden houden. Vandaar ook dat de wetenschappers voorspelden dat er minder knaagdieren waren gedurende de opwarmingsperiode omdat hun leefgebieden droger werden. Maar ook dat de beestjes weer herstelden gedurende de kleine ijstijd. En inderdaad kwam hun voorspelling uit. Tijdens de opwarmingsperiode nam het aantal knaagdieren van beide soorten ongeveer voor de helft af. Dat was te zien aan de hoeveelheid fossielen uit dat tijdperk. En in de kleine ijstijdperiode waarbij het klimaat weer natter werd, namen de aantallen weer toe.

Deze bevindingen laten een direct verband zien tussen de groepsgrootte van de dieren en het klimaat. Maar wat voor invloed heeft de klimaatsverandering op het niveau van het individu? Met andere woorden hoe kan een individuele woelmuis of grondeekhoorn zich aanpassen aan de veranderende omstandigheden? Het is bekend van in groepen levende dieren dat zodra de groepen kleiner worden er meer inteelt optreedt. Inteelt zorgt ervoor dat een groep genetisch ‘armer’ wordt. Zodra een groep genetisch verarmt heeft deze als het ware minder gereedschap om zich in de toekomst aan te passen op veranderende omstandigheden. En in het ergste geval delf je dan als groep het onderspit en sterf je uit.

Nog twee zoogdieren uit het Yellowstonepark. Links de Elk en rechts de Bizon.

Grappig genoeg kwam uit deze studie naar voren dat de genetische diversiteit van de woelmuis in barre omstandigheden juist toeneemt. Dat staat lijnrecht tegenover de bevindingen bij de grondeekhoorn, daar gaat het verhaal van de inteelt waarschijnlijk op. Als verklaring voor dit opmerkelijke verschil geeft Hadley de volgende redenen. Grondeekhoorns leven in kleine groepjes bij elkaar en ze graven gangenstelsels onder de grond. Daarom blijven ze op één plek en vindt er nauwelijks genetische uitwisseling plaats tussen bij elkaar in de buurt levende groepen. Maar bij de woelmuis is het anders. Zij leven in grote groepen en waarschijnlijk gaan mannetjes in barre omstandigheden op zoek naar vrouwtjes in buurtkolonies. Bij Woelmuizen vindt er dan juist wel genetische uitwisseling plaats zodra de groepen kleiner worden.

Hadley benadrukt dat deze bevindingen van invloed kunnen zijn op het natuurbeheer. De studie laat zien dat het van belang is dat bij elkaar in de buurt levende groepen met elkaar moeten mengen want anders gaat de genetische diversiteit achteruit. Zodra groepen dieren van elkaar gescheiden raken – doordat hun leefgebied steeds meer versnippert – verarmt de genetische diversiteit. Hierdoor worden de groepen kwetsbaar voor bijvoorbeeld klimaatveranderingen. In het ergste geval ligt dan uitsterving op de loer. Ook het landschap van het Yellowstonepark raakt steeds meer versnippert en het is daarom aannemelijk dat dat zijn weerslag heeft op andere in het natuurpark levende zoogdieren zoals de Bizon en de Elk. Natuurbeheerders kunnen daarom best nog wat leren van dit soort studies.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 08 september 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.