Home

Evolutie aan het werk

Biologen denken vaak dat evolutie een tergend langzaam†proces is, dat over vele generaties heen verloopt en dus onzichtbaar is voor het menselijk oog. Nieuw onderzoek toont echter aan dat soorten zich wel degelijk snel kunnen aanpassen, als ze maar in een dynamische omgeving leven. Soms verloopt die aanpassing zo vlug dat je het kunt volgen.

In steden, waar de omstandigheden bijna dagelijks veranderen, is de Leidse bioloog Hans Slabbekoorn zeer snelle verandering op het spoor gekomen bij merels en koolmezen. Eenmaal in de stad veranderen bosmerels in stadmerels, met een rankere bouw. Koolmezenmannetjes passen zich aan het stadslawaai aan door op een hogere toonfrequentie te gaan zingen: alleen zo†lukt het ze†om vrouwtjes te lokken. Als het proces van aanpassing maar ver genoeg doorschiet, zal er†vanzelf een nieuwe koolmezensoort†ontstaan, die heel anders zingt dan†een koolmees†in het stille bos.

Bioloog Hans Slabbekoorn†struint de straten af met een cassetterecorder en een forse microfoon om vogelgeluiden op te nemen.

Opnamen op verschillende†plekken in de stad toonden aan dat koolmezenmannetjes†die in herriebuurten leven†een toontje hoger zingen dan soortgenoten die in stille buurten leven. Zo kunnen vrouwtjes hen toch nog boven de herrie uit horen.

Stadsdrukte†geeft selectiedruk

Volgens Slabbekoorn passen koolmezen hun zang aan om interferentie met het stadslawaai te voorkomen. Koolmezen in het rumoer van drukke steden zingen met een hogere minimum frequentie dan soortgenoten in rustiger hoeken van de stad. Waarschijnlijk leren ze slechts een beperkt deel van hun register te gebruiken. Zo voorkomen ze dat hun communicatie opgaat in het verkeerslawaai, dat over het algemeen bestaat uit tonen met lage frequentie. Het flexibele gedrag van de stadsmezen stelt hen in staat te overleven in de nabijheid van menselijke lawaaibronnen.

Sonogram van koolmezenroepjes in een rustige omgeving. Ook beneden de 4 kHz (gebied onderaan) komen onderdelen van de zang voor.
In een omgeving met veel lage achtergrondruis zitten alle roepjes daarentegen boven de 4 kHz.

Het hart van Slabbekoorns onderzoek is de vraag: kan vogelzang evolutionaire processen versnellen. Met als tweede vraag: zou geleerde zang op populatieniveau consequenties hebben?

Toontje hoger

Vogelzang bepaalt een belangrijk deel van Slabbekoorns wetenschappelijke leven. Zo verzamelde hij in Kameroen de zang van de Little greenbul (Andropadus virens), een uiterst schuchter, doch luidruchtig, lid van de bulbulfamilie. In verschillende populaties bleek de mannetjeszang behoorlijk van elkaar te verschillen. Slabbekoorn: Voor vrouwtjes levert dat mogelijk een verschillend label op. In andere woorden, op basis van de zang kan ze beslissen: met dŪe man wil ik mijn genen wel delen en met dŪe man niet.

Omdat de vraag opkwam of dit fenomeen reproductieve isolatie en daarmee soortvorming zou kunnen versnellen, heeft Slabbekoorns collega Tom Smith in dezelfde populaties bloedmonsters verzameld en morfologische gegevens opgenomen. Het resultaat loog er niet om: tussen verschillende habitattypen bleken zowel morfologie als zang uit elkaar te worden gedreven, onafhankelijk van de geografische afstand. Er lijkt dus wel degelijk soortvorming op te treden, zelfs als populaties niet door geografische barriŤres als zeeŽn of bergruggen van elkaar gescheiden worden. Biologen spreken dan van een parapatrische situatie.

Zebravinken

Van het stille oerwoud naar de drukte van de stad is een minder grote stap dan je denkt. Ook hier treden parapatrische situaties op. Bos- en stadsmerels zijn morfologisch behoorlijk aan het divergeren, geeft Hans Slabbekoorn als voorbeeld. Bosmerels zijn groter en hebben een forsere snavel, en ook hun winterse trekgedrag is verschillend. Net als winterkoning en roodborst staan merels hoog op zijn verlanglijstje als onderzoeksobject, als vervolg op het werk aan de koolmees.

Hoe leren vogels? Hoe komen individuele dieren aan bepaalde gedragskarakteristieken zoals zang? Een belangrijke conclusie van het koolmezenonderzoek is dat de vogels lage tonen zingen als het stil is, terwijl ze dezelfde tonen vermijden bij stadsherrie. Met name lage tonen veroorzaken de vele decibels in de urbane omgeving. Leren speelt hier waarschijnlijk een belangrijke rol, aldus Slabbekoorn. In het leren van de zang zou de verklaring kunnen liggen waardoor de mezen zich kunnen aanpassen aan de lokale omstandigheden.

Koolmezen hebben maximaal een tiental liedjes in hun repertoire. Daarvan hebben ze er een aantal gemeen met hun buren, bijvoorbeeld drie tot vier met de ene en ťťn of twee met een andere buurman. Het is functioneel om de zang van de buurman te kopiŽren, verklaart evolutiebioloog Slabbekoorn. Het helpt ze om hun vocale boodschap te adresseren en maakt dat het zingen een efficiŽnte bijdrage levert aan het handhaven van hun territorium. Of dit leermechanisme verantwoordelijk is voor het vermogen tot aanpassing aan lawaai, zijn we nu aan het uitzoeken.

In aansluiting op het veldonderzoek proberen de Leidse gedragsbiologen in het lab zebravinken liedjes aan te leren bij achtergrondgeluiden met een hoge of lage frequentie. In tegenstelling tot koolmezen en merels stopt bij zebravinken het vermogen om na het eerste jaar bij te leren. Hun zangproductie is gekristalliseerd: ze kunnen zich niet meer aanpassen. Het is de vraag wat dŠn het effect is van achtergrondruis.

No more sex in the city

De wereldwijde verstedelijking kan gezien worden als een selectie-experiment van ongekende proporties. Sommige soorten zullen zich aanpassen, zoals de koolmees die gewoon een toontje hoger gaat zingen. Als soorten hun zang net als de zebravink minder makkelijk kunnen aanpassen, zou dat een cruciale factor kunnen zijn voor de achteruitgang van deze vogels. In vaktermen: ze staan bloot aan een negatieve evolutionaire selectiedruk. Ze zullen in het lawaai het loodje leggen omdat vrouwtjes de mannetjes niet kunnen horen. Ze kunnen zich dus niet meer voortplanten: 'No more sex in the city, zoals een buitenlandse journalist het uitdrukte.

Je weet niet altijd wat dit soort fundamenteel onderzoek oplevert, becommentarieert Hans Slabbekoorn zijn eigen werk. Het is kennis om de kennis: we ontdekken dingen die we tevoren nog niet wisten. Bijvoorbeeld kennis over soortvorming. Antwoorden op de vraag hoe nieuwe soorten worden gevormd, verklaren het ontstaan van biodiversiteit. Dat levert weer informatie over hoe we soorten, habitats en ecosystemen kunnen beschermen.

†† bron: Universiteit Leiden