DOOR GERT VAN MAANEN - SHERRI en BROCK FENTON & APRIL NEANDER - 29-01-2022 - Evolutiebiologie
De grote bruine vleermuis (Eptesicus fuscus) is een algemene soort in Noord-Amerika en een vertegenwoordiger van de yang-tak van de vleermuizen met hoog gespecialiseerde binnenoren. Foto: Sherri en Brock Fenton.
Vleermuizen zijn taxonomisch niet op te delen in klein en groot, maar in yin en yang, door verschillen in de anatomie van hun binnenoor en manier van echolocatie.
‘Dit is het eerste fysieke bewijs dat ondersteunt wat genetische gegevens ons vertellen over de splitsing van vleermuizen in twee grote groepen. Het helpt het mysterie oplossen van hoe vleermuizen hun capaciteiten voor echolokalisatie hebben ontwikkeld’, zegt zoogdierconservator Bruce Patterson van het Field Museum in Chicago. Hij is mede-auteur van een publicatie in Nature van 27 januari waarbij met CT-scans aan binnenoren anatomisch bewijs is gevonden voor een controversiële taxonomische indeling van vleermuizen.
Traditioneel delen taxonomen vleermuizen min of meer in op grootte: de grote fruitvleermuizen die vooral op zicht fourageren (Megachiroptera) en de kleine vleermuizen die echolocatie gebruiken om op insecten te jagen (Microchiroptera). Ruim twintig jaar geleden is op basis van genetische verwantschap een nieuwe classificatie voorgesteld: de Yinpterochiroptera met 410 soorten uit de fruitvleermuisfamilie en 6 insectenetende vleermuisfamilies, en de Yangochiroptera met 938 soorten uit 14 insectivore families (Nature, 2000). Een controversiële indeling, die enigszins onnatuurlijk aandoet. ‘We hadden zo’n duidelijk genetisch signaal dat er twee groepen waren, dat we zelf ook dachten dat er fysieke eigenschappen moesten zijn die overeenkomen met zo’n opvallende genetische splitsing’, stelt Patterson.
De speculatie was dat de tweedeling te maken heeft met verschillen in echolocatie. Yin-vleermuizen die aan echolocatie doen gebruiken een constante golflengtefrequentie en zenden ongeveer een derde van de tijd actief geluiden uit, terwijl yang-vleermuizen na ieder signaal lange tijd stil zijn en geluiden maken die variëren in toonhoogte en frequentie.’
Diagram die het evolutionaire patroon van het kanaal rond de zenuwen in het binnenoor van vleermuizen illustreert, met rechts de relatief open structuur van yang-vleermuizen. Illustratie: April Neander, University of Chicago.
Microscopische CT-scans van de piepkleine middenoren van 39 vleermuissoorten uit 19 van de 21 nu levende families laten in de structuur van het slakkenhuis en zenuwen een vergelijkbare splitsing zien als die gebaseerd op dna-analyses. Het inwendige van de minuscule slakkenhuizen van yin-vleermuizen lijkt veel op dat van andere zoogdieren, met een dikke benige kanaalwand die de spiraalvormige zenuwcellen beschermen. Bij yang-vleermuizen ontbreekt dat beschermde benige kanaal en de extra ruimte geeft zenuwcellen ruimte te evolueren naar steeds complexere vormen. ‘Alle zoogdieren die teruggaan tot het midden van het Jura hebben deze benige kanaalwanden, maar bij yang-vleermuizen ontbreken ze’, signaleert Patterson. ‘Het is de grootste structurele innovatie in oren van zoogdieren die we ooit hebben gezien.’
Diagram van de evoltionaire variatie voor een kanaal in het binnenoor van vleermuizen. Illustratie: April Neander, University of Chicago.
De Canadese vleermuisonderzoeker Brock Fenton van Western University in Ontario stelt in een gelijktijdig in Nature afgedrukte News & views dat deze bevindingen ‘robuuste ondersteuning vormen voor de moleculaire classificatie van Yinpterochiroptera en Yangochiroptera’ en ‘nieuwe wegen openen in het vleermuisonderzoek’.