Toch lijken veel soorten trekvogels steeds eerder aan te komen in de broedgebieden. Ook bij de bonte vliegenvangers, waar een team van de Rijksuniversiteit Groningen al jaren onderzoek aan doet, zien we dit gebeuren. Vooral de gemiddelde datum van het eerste ei is hier veelzeggend. De legdatum en de aankomstdatum van de vrouwtjes hangen sterk samen.
Er zijn drie manieren waarop bonte vliegenvangers hun aankomst- en eilegdatum kunnen vervroegen. De eerste is door flexibel gedrag, waardoor ze eerder gaan trekken en dus eerder kunnen broeden. Aanpassen kan ook in termen van (micro)evolutie: de individuen die iets vroeger trekken en broeden hebben betere overlevingskansen dan de individuen die later broeden. Als die neiging tot vroeg broeden in de genen zit, drukken de vroege individuen een zwaarder stempel op de populatie, waardoor het gedrag langzaam wordt aangepast. Een derde aanpassing is door het leefgebied op te schuiven. Als de vogels bij een veranderend klimaat iets verder naar het noorden doortrekken, waar het voorjaar later begint, komen ze alsnog ‘op tijd’ aan.
Het onderzoek richt zich op elk van deze mogelijke aanpassingen. De onderzoekers volgen ieder jaar heel veel nestkasten, waardoor ze de identiteit van heel veel ouders en jongen kennen. Ze ringen alle jongen en volwassen vogels, zodat ze een stamboom kunnen reconstrueren. In de afgelopen jaren is deze stamboom steeds verder uitgebouwd. Daardoor kunnen ze ieder van deze drie mogelijke aanpassingen goed onderzoeken.
Evolutie in actie
Vogels leggen hun eieren in een warm voorjaar vroeger dan in een koud voorjaar. Vliegenvangers doen dat ook. In een koud voorjaar zit er meer tijd tussen de aankomst uit Afrika en de datum van het eerste ei. Toch is dit niet het hele verhaal. De voorjaren van 2010 en 2013 waren uitzonderlijk koud, of beter gezegd: ze waren zo koud als gebruikelijk was in de jaren tachtig.
Als de vervroeging van de eileg van de afgelopen jaren inderdaad alleen maar veroorzaakt zou worden door een flexibel interval tussen aankomst en eileg, dan zou je in zo’n koud voorjaar verwachten dat de vliegenvangers bovengemiddeld laat beginnen met leggen. Dit was zeker niet het geval. In de figuur hieronder is te zien dat de bonte vliegenvangers in deze recente koude voorjaren ongeveer een week eerder begonnen met leggen dan bij dezelfde temperaturen 30 jaar terug. De vogels reageren nu dus anders op dezelfde voorjaarstemperatuur dan vroeger. De vliegenvangers lijken dus zélf veranderd. Is dit de evolutie in actie?
Voor evolutie zijn twee zaken noodzakelijk. Ten eerste moet Moeder Natuur wat te kiezen hebben. Anders gezegd: er moet genetische variatie voor een bepaald kenmerk aanwezig zijn. Daarnaast moet een bepaald genetisch type ook echt voordeel opleveren: het ene genotype moet meer nakomelingen grootbrengen dan een ander. In het onderzoek wordt de genetische variatie bepaald door stambomen te onderzoeken. Als een kenmerk genetisch bepaald is, dan verwacht je dat kinderen op hun ouders lijken, iets minder op hun grootouders, en dat broers en zussen meer op elkaar lijken dan halfbroers en halfzussen.
Al het ringwerk heeft al een mooie stamboom opgeleverd. Het kenmerk waar onze meeste interesse naar uitgaat is de aankomstdatum in het voorjaar. Je kunt dit meten voor mannetjes en vrouwtjes, en elk voorjaar lopen de onderzoekers dagelijks rond in het bos om te meten wie wanneer precies aankomt. Een eerste analyse laat zien dat variatie in deze aankomstdatum voor ongeveer 25% overerfbaar is, en dus waarschijnlijk (deels) door genen wordt bepaald. Dit lijkt geen heel hoog percentage, maar je moet bedenken dat er veel andere invloeden zijn die er onderweg voor kunnen zorgen dat een individu ‘met vroege genen’ toch later aankomt.
De onderzoekers kijken ook naar mogelijke natuurlijke selectie op aankomst- en broeddatum, door te meten hoeveel jongen uit een nest terugkeren als broedvogel. Ze zien dat vroege nesten meer jongen grootbrengen dan late nesten. Er lijkt dus natuurlijke selectie te bestaan voor de eigenschap ‘vroeg broeden’. Toch zit hier een mogelijk addertje onder het gras: misschien is het helemaal niet de broeddatum die er toe doet, maar zijn vogels die vroeg aankomen gewoon in betere conditie en kunnen ze daardoor meer jongen grootbrengen. Of misschien hebben vroeg aankomende vogels gewoon de eerste keuze voor de beste territoria, en hebben ze dus meer voedsel ter beschikking.
Om de werkelijke effecten van broeddatum en dit soort conditieverschillen tussen individuen te onderzoeken, is een aantal nesten op kunstmatige manier ‘vertraagd’. Dit kan door de eieren een week ‘koel te leggen’, waardoor je het uitkomen zonder verdere problemen een week vertraagt. Dat koel leggen heeft een beperkte invloed op het uiteindelijke broedgedrag van de vogels die uit die vertraagde eieren komen. Ook de genetica werkt nog mee. Uit dit experiment blijkt dan ook dat er in deze jaren nog steeds een beetje selectie is op de eigenschap vroeg broeden, maar dat dit effect niet heel sterk meer is.
Toch zijn er nog steeds goede aanwijzingen dat de veranderingen in broeddatum die de afgelopen 35 jaar hebben plaatsgevonden komen door evolutie. Er is genetische variatie in aankomst- en eilegdatum, en er is selectie op vroege broeders. Omdat ook de vervroeging niet direct wordt verklaard door een flexibele reactie van vrouwtjes die eerder gaan broeden als het warmer is, lijkt alles te wijzen op een evolutionaire aanpassing.
De aanpassing van de vliegenvangers lijkt helaas nog niet helemaal voldoende, want de rupsen waar ze deels van afhankelijk zijn voor hun jongen zijn nog sterker vervroegd door het opwarmende klimaat. Bovendien is niet duidelijk of er voldoende rek zit in de evolutie. Is de genetische variatie op een gegeven moment op, waardoor de aanpassing stopt? Of worden de omstandigheden in de Afrikaanse overwinteringsgebieden beperkend, en kunnen de vliegenvangers gewoon niet eerder vertrekken omdat ze bijvoorbeeld op de voorjaarsregens moeten wachten om voldoende te kunnen tanken voor de lange vlucht? Er zijn dus nog veel vragen onbeantwoord.
Een flexibele klok
Dieren zijn in staat om zich via gedrag aan te passen aan veranderende omstandigheden. Kan een lange-afstandstrekker als de bonte vliegenvanger dat ook? Trekgedrag wordt vooral door een interne klok gestuurd. Misschien kan deze interne klok worden verzet als vogels eerder uit het ei kruipen? Hier zijn wel aanwijzingen voor.
In een hierboven genoemd experiment is de geboortedatum van een aantal nesten wat vertraagd door de eieren een tijdje koud te zetten direct na de eileg. Vrouwtjes broeden dan een week op kunsteieren voordat ze hun eigen eieren terugkrijgen. Deze eieren komen dus een week later uit. Wanneer de interne klok direct beïnvloed wordt door geboortedatum, verwachten je dat jongen uit deze experimentele broedsels later uit hun wintergebieden terugkeren dan jongen die niet gemanipuleerd zijn.
De eerste resultaten van dit experiment waren veelbelovend: het leek er inderdaad op dat jongen met een uitgestelde geboortedatum later in het voorjaar arriveren dan jongen die op de normale datum uitkomen. Helaas werden die resultaten in het volgende jaar niet bevestigd. Het is mogelijk dat eerder geboren worden wel leidt tot een eerder vertrek uit Afrika, maar dat omstandigheden onderweg maken dat dit soms wel, en soms helemaal niet tot een eerdere aankomstdatum leidt. Nog veel open vragen dus over de trek en overwintering.
Vertrekken of verrekken
De derde mogelijkheid van aanpassing is dat vogels die (te) laat in het voorjaar aankomen op zoek gaan naar een gebied waar de voedselpiek ook wat later valt. Dit kan lokaal zijn, maar misschien ook op veel grotere afstand. Op lokale schaal weten we dat bossen verschillen in het tijdstip waarop er veel rupsen zijn: rijke loofbossen hebben eerder rupsen dan arme loofbossen. Naaldbossen zijn nog later maar hebben ook veel minder rupsen.
Vogels die hier in het voorjaar aankomen, kunnen ook besluiten om verder naar het noorden te trekken, waar het voorjaar later begint. Vliegenvangers kunnen bijvoorbeeld in één nacht van de Veluwe naar Zuid-Zweden trekken, waar het voorjaar ongeveer tien dagen later begint dan in Nederland. Op zo’n manier zouden ze dus in staat zijn om negen dagen te winnen. Ze kunnen zo het voorjaar als het ware inhalen door op precies de juiste plek te landen waar ze maximaal van de voorjaarsvoedselpiek kunnen profiteren.
Helaas weten we niet of vliegenvangers naar het noorden opschuiven in een warmer jaar. Dit is nauwelijks te onderzoeken met ringen, omdat de kans astronomisch klein is om de geringde vogels in Scandinavië terug te vinden. Daarom is geprobeerd dit te onderzoeken via de chemische samenstelling van veren. Hiervoor gebruik je de verhouding tussen ‘zware’ en ‘gewone’ waterstofatomen die in veren is ingebouwd op het moment van groeien. Deze verhouding verschilt afhankelijk van de plek waar een veer is gegroeid. Je kunt al laten zien dat veren van verschillende plekken in Europa ook verschillen in chemische samenstelling. Dit verschil wordt nu gebruikt om verplaatsingen te schatten, maar het probleem is wel dat de foutenmarge misschien te groot is om hier werkelijk iets mee te kunnen doen.
Gedwongen verhuizing
Noordwaartse opschuiving als aanpassing zal alleen goed werken wanneer een individu in dat nieuwe gebied ook kan overleven. Er kunnen andere ziekten heersen, het kan er kouder zijn op het moment van aankomst, of dieren kunnen ‘lokale kennis’ missen. De mooiste manier om te onderzoeken of vertrek naar noordelijker gebieden inderdaad voordelig is, is wanneer je individuen kunt dwingen om daar te broeden en dan te vergelijken hoe goed ze het doen in vergelijking met vogels die in Nederland zijn gebleven.
In 2010 zijn daarom enkele paartjes vliegenvangers gevangen die net waren aangekomen. Die zijn ’s nachts naar Zuid-Zweden gebracht, waar ze onder natuurlijke omstandigheden hebben gebroed. Zowel in Drenthe als in Zweden hebben we ter controle ook vliegenvangers over korte afstand verplaatst, zodat ze een vergelijkbare verstoring ondervonden.
De Nederlandse vogels die naar Zweden waren gebracht broedden gemiddeld een week eerder dan de Zweedse vogels. Hun reproductief succes was evenwel vergelijkbaar met zowel de Drentse als de Zweedse vogels. Dit wijst er op dat verplaatsing naar het noorden in dit jaar niet meetbaar voordelig was, maar ook niet nadelig.
Helaas was 2010 een uitzonderlijk koud voorjaar, waardoor de consequenties van verhuizen naar noordelijker streken waarschijnlijk eerder na- dan voordelig kunnen zijn geweest. Het is dus niet verbazingwekkend dat de verplaatste vogels geen beter broedsucces hadden. Het is wel opvallend dat ze het niet slechter deden dan de lokale Zweedse paren. Dat wijst erop dat er weinig lokale aanpassing nodig is, waardoor het in warme jaren misschien wel voordeel oplevert om naar noordelijker streken te verhuizen.
Trek en overwintering
Wanneer we willen begrijpen waarom vliegenvangers wel of juist niet hun broeddatum kunnen vervroegen, moeten we ook veel meer te weten komen over hun trek van en naar Afrika. Immers, vroeger broeden vergt een eerdere aankomst, en dat kan alleen als vogels of eerder wegtrekken uit Afrika of sneller vliegen.
Nieuwe techniek maakt het mogelijk om de trek van kleine vogels van en naar Afrika te volgen met behulp van heel kleine dataloggertjes. Dit zijn apparaatjes van een halve gram die informatie opslaan over licht en donker, in combinatie met de tijd. De daglengte zegt iets over hoe noordelijk of zuidelijk een vogel zich bevindt (de breedtegraad), en het moment van licht of donker zegt iets over de lengtegraad. Als je die loggertjes na een jaar weer van een vogel kunt afhalen, kun je met een nauwkeurigheid van ongeveer 200 km zien waar de vogels van dag tot dag zijn geweest.
Hierdoor is nu bekend dat ‘Nederlandse’ bonte vliegenvangers niet uitwaaieren over een heel groot deel van het overwinteringsgebied, maar redelijk geconcentreerd zitten in de westelijke Ivoorkust. Ze vertrekken tussen eind juli en begin augustus uit Nederland, om dan via het Iberisch Schiereiland te trekken, en komen tussen begin september en half oktober aan in West-Afrika. Het meest spectaculair is dat in het voorjaar sommige bonte vliegenvangers in minder dan twee weken de 5.000 kilometer naar Drenthe trekken! Dit betekent dat vervroeging van aankomst door sneller te trekken nauwelijks mogelijk is. Alleen eerder vertrekken is een optie.
Condities in de overwintersgebieden veranderen sterk in de loop van het seizoen. Dit zou kunnen bepalen wanneer de vliegenvangers vertrekken. Wanneer de vogels aankomen loopt de regentijd op z’n eind. In het halve jaar dat ze dan voor de boeg hebben valt er nauwelijks regen. De natte tijd begint weer in april, en lijkt daarmee net te laat te komen voor onze vliegenvangers, die half maart al moeten opvetten om eind maart/begin april te kunnen vertrekken.
Tijdens een bezoek aan Ghana is gemeten hoe de condities rond het moment van vertrek daar veranderen. In dat jaar kwamen de eerste schaarse regens al begin maart, en werd het in korte tijd heel groen. Voor vliegenvangers was dit mogelijk gunstig, want zo konden ze gebruik maken van alle insecten die weer actief werden. Maar ook in de ecologie is één meting géén meting. De komende jaren moet nog veel meer over het leven van ‘onze’ vliegenvangers worden geleerd in relatie tot het klimaat.