Evolutie in kleur

Evolutie in kleur
Dr. Martine Maan is evolutiebioloog. Voor haar promotieonderzoek bestudeerde ze de evolutie
van cichliden uit het Victoriameer. Ze zocht een antwoord op de vraag hoe daar in één
aaneengesloten meer, dus zonder duidelijke geografische barrières, nieuwe soorten zijn
ontstaan. Ze vermoedde dat bij dit proces seksuele selectie een rol heeft gespeeld. In het
onderstaande artikel lees je een samenvatting van haar onderzoeksresultaten.
Rode en blauwe mannetjes
Martine heeft samen met haar collega-wetenschappers twee nauwverwante cichlidensoorten
onderzocht: Pundamilia pundamilia en Pundamilia nyererei. Hoewel ze naaste familie zijn, verschillen
ze duidelijk van elkaar: P. pundamilia eet insectenlarven en leeft in ondiep water. P. nyererei eet
plankton en leeft in dieper water. De mannetjes van P. pundamilia zijn bovendien grijsblauw, terwijl die
van P. nyererei fel oranjerood gekleurd zijn. De vrouwtjes van beide soorten zijn veel minder opvallend
van kleur en lijken sterk op elkaar.
Gesplitste soorten
Het wonderlijke is dat de twee soorten cichliden nauw aan elkaar verwant zijn, in hetzelfde gebied leven
en toch blijkbaar ooit van elkaar gescheiden zijn geraakt. Is er sprake van een barrière die de
oorspronkelijke populatie in tweeën heeft gesplitst? En wat voor barrière is dat dan? Even in het
verleden kijken om te zien hoe het zit, is helaas niet mogelijk. Martine heeft daarom eerst onderzocht
welke mechanismen beide soorten op dit moment gescheiden houden. Het opvallende kleurverschil van
de mannetjes vormt wellicht een aanwijzing. Felle kleuren spelen in de dierenwereld vaak een
belangrijke rol bij partnerkeus. Denk maar aan de rode buik van een stekelbaarsmannetje. In het
laboratorium en in het Victoriameer heeft een collega van Martine, Prof. Dr. Ole Seehausen, gekeken
naar de betekenis van de felle kleuren bij de mannetjesvissen. Het blijkt dat de vrouwtjes van beide
soorten nogal kieskeurig zijn wat betreft de kleur van hun mannen. Ze geven daarbij duidelijk de
voorkeur aan mannetjes van hun eigen soort.
Kieskeurige dames
Waarom zijn juist vrouwtjes zo kieskeurig? Bij de Victoriacichliden staan de vrouwtjes er bij de zorg van
de jongen helemaal alleen voor. Ze bewaken hun eieren en jongen op een bijzondere manier: het zijn
‘muilbroeders’; ze broeden de eieren uit in hun bek. Ook als de jongen uit het ei gekropen zijn, vinden
ze in hun moeders mond een veilige schuilplaats. Vrouwtjes-cichliden steken zo aanzienlijk meer
energie in de voortplanting dan de mannetjes. De mannetjes dragen alleen bij in de vorm van erfelijk
materiaal (zaad). Als je gezonde jongen wil, moet je dus een genetisch gezonde man uitzoeken. Hoe
herkennen vrouwtjes een gezonde man? Martine keek samen met haar collega’s naar het gedrag van
de vissen in het Victoriameer en in het laboratorium. Zo kwamen ze erachter dat met name de felst
gekleurde mannetjes bij de dames de voorkeur verdienen. En wat bleek? De felst gekleurde mannetjes
hadden veel minder last van parasieten dan hun doffer gekleurde soortgenoten. Blijkbaar is de felle
kleur een teken van fitheid. En daar vallen vrouwen op. Een mooi voorbeeld van seksuele selectie.
Gevoelige ogen
Dat verklaart echter nog niet waar de soortgebonden
kleurvoorkeur (voor blauw of rood) van de dames vandaan komt.
Dat heeft Martine onderzocht met een optomotor. Met dit
apparaat kan je bepalen voor welke kleuren het vissenoog
gevoelig is. Zo kwam Martine er achter dat de ogen van P.
nyererei gevoeliger zijn voor rood licht dan de ogen van P.
pundamilia, die juist gevoeliger bleken voor blauw licht. Dat komt
mooi overeen met de diepte waarop ze leven. P. nyererei leeft in
dieper water dan P. pundamilia en in het diepe water van het
Victoriameer dringt rood licht verder door dan blauw licht. De
ogen van de vissen zijn dus aangepast aan de
lichtomstandigheden in hun leefomgeving. Logisch, de vissen
moeten immers hun vijanden en hun prooien kunnen zien (gevolg
van natuurlijke selectie). Het zou dus kunnen dat P. nyerereimannetjes om die reden rood zijn. Rood valt in diep water meer
op, zeker voor dames van wie de ogen zijn aangepast aan het
licht aldaar.
Optomotor
Vis in een optomotor. De
optomotor is een soort
ronddraaiende lampenkap met
strepen van een bepaalde kleur.
Het apparaat wordt over een
aquarium met de cichlide
geplaatst en als het apparaat
gaat ronddraaien, zwemt de vis
met de gekleurde strepen mee.
(Vissen doen dat van nature). Als
de vis de strepen niet kan zien,
stopt hij met zwemmen. Door de
lichtomstandigheden en de
kleuren te veranderen, kom je te
weten voor welke kleuren de
vissenogen gevoelig zijn.
Vissen in troebel water
Seksuele selectie lijkt dus beide cichliden uit elkaar te houden.
Maar is het ook de oorzaak van de splitsing van deze twee
soorten? Er zijn steeds meer aanwijzingen dat de helderheid van
het water een belangrijke rol speelt. In delen van het Victoriameer
waar het water helder is, zoals op de plek waar Martine haar
onderzoek heeft gedaan, zijn de beide Pundamilia’s twee
genetisch verschillende soorten, met hun eigen leefwijze. Maar op
plaatsen waar het water minder helder is, blijkt dat niet het geval.
Hoe troebeler het water, des te kleiner de verschillen tussen de
beide Pundamilia’s. In zeer troebel water is er zelfs geen sprake van verschillende soorten, maar zijn
rode mannetjes een kleurvariant tussen de blauwe soortgenoten. Bovendien zijn de dames daar ook
een stuk minder kieskeurig. Binnen populaties van P. pundamilia in het troebele water is de variatie in
kleur, lichtgevoeligheid en voorkeur al wel aanwezig, maar er vindt geen sterke selectie plaats op deze
eigenschappen. In deze moeilijke lichtomstandigheden blijven alle vissen in relatief ondiep water, en
maakt het niet zoveel uit of ze gevoeliger zijn voor rood of blauw licht. In helder water zijn dieren met
een bepaalde lichtgevoeligheid in het voordeel (natuurlijke selectie). Het vermoeden is nu dat in helder
water een scheiding ontstaat tussen dieren met ogen die geschikt zijn voor het leven in diep en in
ondiep water. Het verschil in lichtgevoeligheid hangt weer samen de kleurvoorkeur van de dames. En
zo wordt seksuele selectie voor verschillende kleuren vooral in helder water belangrijk.
Het zoeken blijft…
De puzzel is nog niet helemaal compleet. Martine en haar collega’s zoeken ondertussen verder naar de
laatste missende stukken. En aan onderzoeksmateriaal is geen gebrek: intussen zijn er al diverse
voorbeelden gevonden van nauwverwante soorten cichliden die naast elkaar in het meer leven…