Door Aafke Kok - FOTO: TOM HOUSLAY - 04-06-2022 - Evolutiebiologie
Stokstaartjes kunnen zich sneller aanpassen aan een veranderende omgeving dan gedacht.
Adaptieve evolutie verloopt bij verschillende populaties sneller dan verwacht, blijkt uit een meta-analyse van wereldwijde langlopende studies.
Zoogdieren en vogels kunnen zich middels adaptieve evolutie een stuk sneller aanpassen aan een veranderde omgeving dan gedacht. Gemiddeld zo’n twee tot vier keer sneller dan eerdere berekeningen, zo stelt een internationaal onderzoeksteam 26 mei in Science. De nieuwe berekening baseren ze op gegevens van langlopende studies bij negentien verschillende populaties van in totaal vijftien diersoorten. Daaronder onder meer Schotse Soay-schapen, stokstaartjes uit de Kalahari-woestijn (zie foto) en resusapen uit Puerto Rico, maar ook een Nederlandse studie naar koolmezen in de Hoge Veluwe. Voor al die populaties hielden wetenschappers langere tijd – gemiddeld dertig jaar per populatie – de geboorte, het overlijden en het aantal nakomelingen van individuen bij; een maat voor hun fitness.
Evolutiesnelheid
‘Gemiddeld genomen vonden we meer variatie in de fitness dan je zou verwachten’, vertelt co-auteur Marcel Visser van het Nederlands Instituut voor Ecologie. ‘Dat is belangrijk, want variatie in fitness is de brandstof voor evolutie. Dit wekt dus de verwachting dat dieren in staat zijn zich snel aan te passen aan nieuwe omstandigheden.’ Hoe snel adaptieve evolutie kan plaatsvinden hangt af van de hoeveelheid genetische verschillen in een populatie die bijdragen aan het verhogen van de fitness; van die stelling gaan biologen al bijna een eeuw uit. Alleen bleek het in de praktijk lastig dit te gebruiken voor een betrouwbare berekening van evolutiesnelheid.
Reproductie
De meta-analyse in Science slaagt daar nu voor het eerst systematisch en op grote schaal in. Daarvoor hoefden onderzoekers niet de verandering van alle genen binnen een populatie bij te houden, maar bepaalden ze met statistische berekeningen in welke mate zulke genveranderingen bijdragen aan voortplantingsvermogen. Daarbij gebruikten ze een nieuwe statistische methode, die beter rekening houdt met het feit dat overleving en reproductie niet mooi zijn verdeeld binnen populaties; zo overlijden er vaak relatief veel dieren nog voor ze zich kunnen voortplanten.
Heilige graal
De Amerikaanse evolutiebioloog Bruce Walsh van de Universiteit van Arizona noemt zo’n schatting van de snelheid van adaptieve evolutie in een begeleidend perspective in Science een ‘heilige graal’. ‘Een betrouwbaardere manier om de snelheid van adaptieve evolutie te schatten kan helpen om de aard van natuurlijke selectie en de robuustheid van een populatie met betrekking tot grote omgevingsveranderingen, beter te kwantificeren.’
Gemiddeld genomen blijken genetische verschillen onder invloed van natuurlijke selectie de fitness van een volgende generatie met 18,5 procent te verhogen. ‘Om het in een tastbaardere context te zetten: dit betekent dat als de fitness van een populatie met een derde achteruitgaat, het grofweg tien generaties duurt om te herstellen naar normale fitness-niveaus’, stelt Walsh.
Klimaatverandering
Dat verschillende populaties zoogdieren en vogels sneller evolueren dan gedacht kan goed nieuws zijn; wellicht kunnen ze zich dan snel aanpassen aan bijvoorbeeld klimaatverandering. Al is dat niet gegarandeerd, waarschuwt Marcel Visser: ‘Wat we echt nog niet weten, is of het ook snel genoeg is om zulke veranderingen bij te houden.’