Je leest:

Overlevingskansen van planten- en diersoorten in een versnipperd landschap

Overlevingskansen van planten- en diersoorten in een versnipperd landschap

Auteur: | 21 november 2002

Iedereen die om zich heen kijkt in Nederland kan zien dat de natuur steeds verder wordt teruggedrongen. Teruggedrongen door uitbreiding van woongebied, bouw van nieuwe wegen en spoorwegen, aanleg van nieuwe industrie- en bedrijven terreinen. Kortom, door het gebruik van onze ruimte voor al die andere functies dan natuur.

Wie een kaart van Drenthe van rond 1900 vergelijkt met een kaart van hetzelfde gebied van, zeg, 2000 zal onmiddellijk worden getroffen door de enorme achteruitgang van het gebied dat door heide wordt bedekt. Waren er rond 1900 uitgestrekte heidevelden, zover als het oog kon zien, vandaag de dag is het moeilijk een heide terrein van enige omvang te vinden.

Deze achteruitgang, die ook geldt voor b.v. bosgebieden en veen- en moeras gebieden, heeft twee belangrijke gevolgen: in de eerste plaats zijn de resten heide, bos, veen of moeras elk op zich gering van omvang, en in de tweede plaats liggen die resten veel verder uit elkaar dan dat in 1900 het geval was. Dat betekent voor de planten en dieren in die snippers natuur dat zij relatief gering in aantal zijn, en dat zij veel grotere afstanden moeten overbruggen om in het volgende natuurgebied terecht te komen.Ongeveer 15 jaar geleden begonnen biologen zich te realiseren dat deze twee verschijnselen (kleine populaties, grotere isolatie) belangrijke gevolgen konden hebben voor de overlevingskansen van planten en dieren. Hoe zit dat in elkaar?

Bedreigingen

Kleine restjes natuur kunnen slechts een gering aantal individuen herbergen. Veel populaties van planten en dieren in onze hedendaagse natuur zijn dus relatief klein. Het was de Amerikaanse bioloog Shaffer die in 1987 duidelijk maakte dat wanneer je met een klein aantal individuen bent er vier processen zijn die de overlevingskans verlagen.

In de eerste plaats zijn dat processen die aan de toevallige variatie in milieu omstandigheden zijn gekoppeld. Het weer varieert nu eenmaal op een onvoorspelbare manier van jaar tot jaar, en zelfs van dag tot dag. Als je met weinig bent kan het zijn dat er bij toeval een slecht jaar is waarin alle individuen het niet redden, en de populatie sterft op zo’n moment dus uit. In de tweede plaats zijn er processen die te maken hebben met de toevallige variatie in geboorte en sterfte processen. Ondanks de zegswijze, leggen niet alle vogels in mei een ei. Als er weinig vogels zijn kan het door toeval zo uitkomen dat op een bepaald moment geen enkele vogel een ei legt, en de populatie zal ook dan uitsterven. In de derde plaats zijn er de onvoorspelbare catastrofes; denk daarbij aan overstromingen, bosbranden, orkanen, etc. De kans dat een bosbrand alle muizen in een bos ombrengt is aanmerkelijk groter wanneer er maar weinig muizen in een bos zijn.

Tenslotte wees Shaffer erop dat in een kleine, geïsoleerde populatie genetische processen wellicht voor problemen zorgen. Het was dit vierde proces dat voor veel ecologen een onverwacht gezichtspunt introduceerde

Deze processen, die altijd door ecologen over het hoofd waren gezien, waren gemeengoed voor populatiegenetici, die op hun beurt echter weer weinig ophadden met de ecologische problemen van het natuurbeheer. Het was de verdienste van mensen als Shaffer en de Amerikaanse ecoloog Michael Soulé dat zij de twee denkwijzen bij elkaar brachten. Vanaf dat moment heeft onderzoek naar genetische problemen die de overlevingskansen van kleine geïsoleerde populaties van planten en dieren verlagen een grote vlucht genomen. Honderden artikelen over dit onderwerp zijn sindsdien gepubliceerd, en elke maand verschijnen er nog steeds tientallen.

Genetische erosie

Wat heeft genetica nu te maken met natuurbeheer en met overleving? Uit de populatie genetische theorie was al lang bekend dat een aantal processen heel nauw afhangen van de populatie grootte. In de eerste plaats is dat een proces dat genetische drift wordt genoemd. Daarbij verandert de genetische samenstelling van een populatie door eenvoudige toevalseffecten. Het best is dit nog in te zien door een analogie met een dobbelsteen te trekken. Iedereen weet dat als je 1.000.000 keer met een goede dobbelsteen gooit je evenveel enen, tweeën, drieën , vieren, vijven en zessen zult gooien. En toch is niemand verbaast wanneer je na drie keer gooien drie keer een zes hebt gegooid. Dat wil zeggen: bij kleine steekproeven wijkt de frequentie van zessen af van wat hij eigenlijk zou moeten zijn. In een populatie van planten of dieren gaat dat precies zo. Is de populatie enorm groot dan zullen de nakomelingen – tenslotte te zien als een steekproef uit het genetisch materiaal van de ouders – dezelfde genetische samenstelling hebben als de ouders. Is de populatie erg klein dan kan door toeval die samenstelling veranderen van ouders naar nakomelingen, precies zo als bij een dobbelsteen.

Populatiegenetische theorie heeft ons voorgerekend dat naarmate de populatie kleiner wordt het effect van deze genetische drift groter wordt. Het uiteindelijke resultaat is dat er genetische varianten uit de populatie verloren zullen gaan; door toeval zijn zij simpelweg niet meer vertegenwoordigd in de nakomelingenpopulatie. Het effect van genetische drift is dan ook wel genetische verarming of ook wel genetische erosie genoemd.

In de tweede plaats treedt in kleine populaties inteelt op. Inteelt noemen we dat verschijnsel waarbij aan elkaar verwante individuen (d.i. familie) met elkaar voor nageslacht zorgen. Omdat in een kleine populatie die generaties lang klein blijft spoedig alle individuen familie van elkaar zijn, is inteelt een proces dat nauw met populatiegrootte is verbonden. Verder kent iedereen de uitingsvormen van inteelt: b.v. onder de kleine, geïsoleerde Amish populaties in de VS is het percentage erfelijke afwijkingen belangrijk hoger dan gemiddeld in de VS; Amish trouwen slechts binnen hun eigen kringen, een duidelijke vorm van inteelt. Maar ook onder planten en dieren komt inteelt voor. Veredelaars van landbouwgewassen, die vooral goede individuen met elkaar willen kruisen in een poging een ras met een betere opbrengst te kweken, lopen zeer regelmatig aan tegen de problemen van inteelt. Ingeteelde individuen gaan slechter presteren, een verschijnsel dat bekend staat als inteeltdepressie.

In kleine geïsoleerde populaties in onze natuur kunnen genetische drift en inteelt leiden tot een verlies van genetische varianten (genetische erosie) en tot een verlaagde fitness van de aanwezige individuen (inteeltdepressie). Deze processen kunnen vervolgens leiden tot een verlaging van de overlevingskans van de hele populatie. En dat zijn processen die niet te stoppen zijn door het toepassen van de meer traditionele natuurbeheers methoden van maaien, begrazen, verschralen, etc. (zie afbeelding 1).

Afbeelding 1: Een schematisch overzicht van genetische processen, die in kleine geïsoleerde populaties de overlevingskansen van die populaties nadelig kunnen beïnvloeden. klik op de afbeelding voor een grotere versie

Onderzoek

De afgelopen 10 jaar is veel onderzoek gedaan naar het optreden van genetische erosie in natuurlijke situaties. Opvallend genoeg is een belangrijk deel van dit onderzoek in Nederland verricht. Met name het eerste deel van het proces – kleine populaties raken genetisch verarmd – wordt door nog al wat studies bevestigd (zie afbeelding 2). Het tweede deel – in genetisch verarmde populaties presteren individuen slechter ten gevolge van inteeltdepressie – is heel wat minder onderzocht, voor namelijk omdat dit soort onderzoek veel ingewikkelder en tijdrovender is (zie afbeelding 3). Het derde deel tenslotte – populaties met slechter presterende individuen hebben een hogere kans op uitsterven – is in computersimulaties onderzocht. Daarbij blijk dat de overlevingskans van kleine, geïsoleerde populaties inderdaad kan afnemen door genetische erosie, maar dat dit wel afhangt van welke eigenschappen van de planten of dieren negatief beïnvloed worden door inteelt (depressie).

Samengevat blijkt dus dat, hoewel er nog wel gaten zitten in onze kennis over dit proces, er voldoende aanwijzingen zijn om de problemen van genetische erosie en versnippering van de natuur bij het beheer en behoud van soorten, serieus te nemen.

Afbeelding 2: Opsomming van studies, die zijn gedaan naar de relatie tussen populatiegrootte en genetische variatie klik op de afbeelding voor een grotere versie(bron: Hendriks et al. 1998).

Afbeelding 3: Opsomming van studies, die zijn gedaan naar de relatie tussen genetische variatie in populaties en het presteren (“de fitness”) van individuen in die populaties klik op de afbeelding voor een grotere versie(bron: Hendriks et al. 1998).

Oplossingen

Het onderzoek naar dit proces gaat voort. Belangrijk is om te begrijpen welke soorten, met welke eigenschappen, het meest ‘vatbaar’ zijn voor genetische erosie. B.v., sommige plantensoorten planten zich voort via zelfbestuiving, de meest intense vorm van inteelt denkbaar. Het is aannemelijk te veronderstellen dat deze soorten weinig of geen last zullen hebben van genetische erosie, omdat zij altijd al intelen. Belangrijk is ook duidelijk te krijgen wat er tegen de gevolgen van genetische erosie gedaan kan worden. De meest efficiënte en voor de hand liggende oplossing – zorgen dat de natuur niet versnippert – is in onze moderne maatschappij geen optie. Wel probeert de overheid in haar beleid de versnippering tegen te gaan door het instellen van verbindingsbanen tussen natuurgebieden: de zogenaamde Ecologische Hoofd Structuur (een overzicht van wat de EHS betekent en hoe hij eruit ziet is te vinden op http://www.natuurbeheer.info/ ). Meest bekende uitingen van dit beleid zijn de aanleg van wild viaducten over snelwegen heen, of de aanleg van dassentunnels onder (snel)wegen door.

Tenslotte is er de optie: we helpen de planten en dieren een handje, b.v door ze zelf tussen populaties te verplaatsen. Bij dieren gebeurt dit al – denk aan de introductie van bevers en otters. Bij planten is dit nog geen gebruik. Maar als we soorten willen behouden voor ons versnipperd landschap dan kan het zijn dat we ‘gedwongen’ worden tot dit soort onconventionele maatregelen.

Bronnen:

R.J.J. Hendriks, N.J. Ouborg en J.M. van Groenendael.(1998) Is natuurbeheer ook beheer van genen? Katholieke Universiteit Nijmegen. ISBN 90-9011553-6 M.L. Shaffer (1987). Minimum viable populations: coping with uncertainty. In: Viable populations for conservation, pp. 69-86, (M.E. Soulé, editor). Cambridge University Press. M.E. Soulé (1986). Conservation Biology : the science of scarcity and diversity. Sinauer, Sunderland.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI).
© Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI), sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 21 november 2002

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.