Galápagoskevers bewijzen: genetische mix is sleutel tot snelle aanpassing aan veranderende wereld
Kevers op Galápagos konden zich snel en herhaaldelijk aanpassen aan hoogtes dankzij genetisch erfgoed van oude evolutionaire gebeurtenissen. Dat hebben biologen van het Instituut voor Natuurwetenschappen ontdekt. ‘Dit mechanisme helpt ons te begrijpen hoe organismen zich zullen aanpassen in onze snel veranderende wereld.’
De geschiedenis herhaalt zich. En al zeker in de evolutie: organismen kunnen afgescheiden van elkaar dezelfde aanpassingen ontwikkelen in vergelijkbare omgevingen. Maar zo’n ‘parallelle evolutie’ is vaak minder zuiver dan gedacht, concluderen evolutiebiologen van ons Instituut in Science Advances.
Neem nu de poppenrover (Calosoma) op de Galápagos: op de verschillende eilanden vind je twee types van de kever. Eentje die zich heeft aangepast aan grote hoogtes, met korte vleugels, en eentje die in de laaggelegen gebieden leeft, met langere vleugels. Zijn de twee types van het oudste eiland naar de recenter ontstane eilanden gemigreerd, of is de poppenrover verschillende keren tot die twee types geëvolueerd omdat de omgevingen dezelfde selectiedruk uitoefenden?
Evolutie in actie
Evolutiebiologen Carl Vangestel, Frederik Hendrickx en collega’s van het Instituut voor Natuurwetenschappen verzamelden tien jaar geleden op de iconische eilandengroep insecten en spinnen om er later in het DNA-lab nieuwe inzichten uit te distilleren. ‘De Galápagos zijn razend interessant’, zegt Vangestel. ‘De eilanden zijn van vulkanische oorsprong en één na één gevormd met ruwweg 500.000 jaar tussen. Ideale setting om te onderzoeken hoe een soort evolueert als populaties de nieuwe eilanden koloniseren en geïsoleerd raken van de oerpopulatie.’ Het waren zulke observaties die Charles Darwin 190 jaar geleden deed, nadat de Beagle op de Galápagoseilanden aanmeerde. Het zou hem later inspireren tot zijn evolutietheorie.
Maar vandaag hebben we genoomanalyses die de evolutionaire mechanismen in detail kunnen blootleggen. Hoe zijn de poppenrovers op die verschillende eilanden telkens weer tot de dezelfde twee types geëvolueerd: een hoogland- en een laaglandtype? ‘De genetische varianten van alle poppenrovers kunnen teruggevoerd worden naar één adaptatie die plaatsvond op het oudste eiland. Beide types hebben daarna de jonge eilanden apart gekoloniseerd.’ Darwin getuigde in The Voyage of the Beagle al dat deze kevers zich makkelijk kunnen verspreiden. Hij had een poppenrover op het dek zien landen toen ze midden op zee voeren.
Goeie mix
Maar het verhaal is complexer dan alleen migratie. ‘Op de jongere eilanden hebben beide types zich gemengd. Zo ontstonden populaties met in hun genetisch erfgoed een mix van beide types.’ Exemplaren met die mengeling koloniseerden ten slotte de allerjongste eilanden. Door het grote aandeel genetische hoogland-varianten kon het hooglandtype snel opnieuw geassembleerd worden. De adaptatie verliep vermoedelijk al in een paar millennia, en dat hebben de poppenrovers te danken aan de genetische mengelingen van lang geleden. ‘De volledige set van genen om zich aan het hoogland aan te passen was al verspreid aanwezig in de populatie, en moest bij wijze van spreken alleen nog samengeknutseld worden in de hooglanden’, zegt Vangestel.
De studie toont dat soorten zich bijzonder snel kunnen aanpassen, maar alleen als ze over de juiste genetische varianten beschikken die in een heel ver verleden zijn gevormd.
