‘Wat bepaalt de genetische variatie van plantenpopulaties op grote schaal? Ik wist van tevoren dat historische en demografische processen belangrijk zijn, maar de vraag was welk effect het grootst is’, legt Julia López Delgado uit. Zij deed onderzoek naar deze vraag bij het Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics aan de Universiteit van Amsterdam en viel met haar masterscriptie in de prijzen. Op 25 november ontving zij de East-West Seed-afstudeerprijs voor Plantwetenschappen van 5.000 euro.
Het onderzoek van López Delgado gaat uit van twee theorieën over de verspreiding en genetische diversiteit van planten. Niet overal binnen het verspreidingsgebied van een populatie is de genetische diversiteit namelijk even groot.
Tijdens ijstijden in het Pleistoceen, zo’n 2,5 miljoen tot 12 duizend jaar geleden, konden veel planten alleen in zogenaamde refugia overleven. Die plekken hebben nog steeds een hogere diversiteit dan gebieden die in die periodes bedekt waren met ijs. Daarnaast heeft ook de central-marginal-hypothese invloed, schrijft López Delgado in de inleiding van haar thesis. Die stelt dat de omstandigheden aan de rand van een verspreidingsgebied ongunstiger zijn. Dat leidt aan de randen tot een lagere diversiteit binnen populaties, maar een hoge differentiatie tussen populaties.
López Delgado bracht voor haar onderzoek genetische gegevens en de ruimtelijke verspreiding van 1.666 populaties van 106 plantensoorten uit Noord-Amerika bij elkaar in een nieuw model. ‘Het verzamelen van datasets van zoveel planten met de bijbehorende locaties was nog niet zo makkelijk’, bekent ze. ‘Ik heb honderden onderzoekers benaderd met de vraag om hun gegevens met ons te delen. Gelukkig waren de meeste onderzoekers wel enthousiast. Het is eigenlijk verbazingwekkend dat we zo’n grote dataset bij elkaar hebben gekregen. Het zou veel beter zijn als het delen van onderzoeksgegevens makkelijker wordt. Ik heb bij mijn onderzoek wel geleerd hoe belangrijk dat is voor het beantwoorden van nieuwe vragen.’
Van elk van de 106 soorten maakte ze meerdere modellen die de relatie tussen verspreiding en klimaat zeer goed bleken te voorspellen. Die modellen lieten zien dat de historische klimaatveranderingen inderdaad een effect hebben gehad op de genetische diversiteit. Tegelijk verklaarde ook de central-marginal-hypothese veel van de verspreiding van genetische diversiteit. ‘Beide hypotheses bleken ongeveer even belangrijk’, stelt López Delgado. Dat was zowel voor haar als voor haar begeleider een verrassing. ‘De soorten uit onze dataset hebben zeer verschillende levensgeschiedenissen en evolutionaire trajecten doorlopen. Ik had dus gedacht dat de grote variabiliteit op soortniveau de effecten van historische en demografische factoren zouden verhullen. Maar dat bleek niet zo te zijn. Beide processen zijn belangrijk op continentale schaal.’
Het model van López Delgado moet in de toekomst helpen om vast te stellen welke populaties het kwetsbaarst zijn door klimaatverandering. ‘Ons model is gemaakt met Noord-Amerikaanse planten, maar is ook geschikt voor andere organismen en zelfs op wereldwijde schaal toepasbaar.
Als je wilt vaststellen welke populaties bescherming nodig hebben tegen de effecten van klimaatverandering, dan moet je op grote schaal die kwetsbare populaties eruit kunnen pikken.’
Deze zomer is Julia López Delgado begonnen met promotieonderzoek aan de Universiteit van Leeds in het Verenigd Koninkrijk naar genetica van de evolutie en aanpassing van leguanen op de Galapagoseilanden. Ondertussen schrijft ze met de begeleiders van haar masterthesis aan maar liefst drie wetenschappelijke artikelen. ‘Dat was heel onverwacht. Pas toen ik met mijn begeleider de eindresultaten besprak, realiseerde ik me hoeveel het onderzoek had opgeleverd voor de wetenschap. Voor mijzelf is dit een hele mooie start van mijn onderzoeksloopbaan.’
