De taigarietgans en de toendrarietgans smelten mogelijk samen tot een soort.

Het ontstaan van nieuwe soorten is een gradueel proces dat duizenden tot miljoenen jaren in beslag neemt. Meestal worden twee populaties geografisch gescheiden, bijvoorbeeld door een rijzende bergketen, en gaan vervolgens hun eigen evolutionaire weg. Wanneer individuen van deze populaties later weer in contact komen, zijn ze genetisch te verschillend om nog met elkaar te paren. Het zijn twee aparte soorten geworden. Maar wat als zulke populaties elkaar ontmoeten voordat genoeg genetische verschillen zich opgestapeld hebben? Een recente studie in het vakblad Heredity beschrijft zo’n situatie voor de taigarietgans en de toendrarietgans.

IJsvlaktes
Een internationaal team van onderzoekers gebruikte de volledige DNA-sequenties (of genomen) van deze ganzen om hun evolutionaire geschiedenis in kaart te brengen. Uit de analyses bleek dat de taiga- en de toendrarietgans ongeveer 2,5 miljoen jaar geleden aan een apart evolutionair avontuur begonnen. Waarschijnlijk splitsten groeiende ijsvlaktes de voorouderlijke ganzenpopulatie in tweeën en duwden de resulterende populaties vervolgens naar verschillende delen van Europa. De voorouders van de taigarietgans kwamen in Zuid-Europa terecht, terwijl de voorlopers van de toendrarietgans op de Siberische toendravlaktes overleefden. Hier stapelden de genetische verschillen zich langzaam maar zeker op.


Ontmoeting
Zo’n 60.000 jaar geleden veranderde het klimaat waardoor de ijsvlaktes zich terugtrokken. De rietganzen verspreidden zich in het vrijgekomen leefgebied waardoor de taiga- en toendrarietganzen elkaar weer ontmoetten. De genetische verschillen bleken onvoldoende te zijn om de populaties gescheiden te houden. Diverse taiga- en toendrarietganzen kruisten met elkaar wat leidde tot de uitwisseling van genetisch materiaal. Het soortvormingsproces dat 2,5 miljoen jaar geleden startte werd plots omgekeerd.

Genetische eilanden
Maar zullen deze rietganzen uiteindelijk samensmelten tot een soort? Een gedetailleerde blik op hun genomen kan deze vraag beantwoorden. Door de genetische uitwisseling – die ongeveer 60.000 jaar geleden begon – zijn de genomen van deze ganzen grotendeels hetzelfde. Maar bepaalde delen van hun DNA blijken toch nog verschillend te zijn. Deze informatie kan je grafisch weergegeven in een zogenaamd genoom-landschap. Leg de genomen van de ganzen naast elkaar en bereken de genetische verschillen per genoom-regio. Het resultaat is een complex landschap met grote vlaktes (regio’s met weinig of geen genetische verschillen) en hoge pieken (regio’s die genetisch heel verschillend zijn). Deze pieken in het genoom-landschap worden ook wel ‘eilanden van differentiatie’ genoemd omdat het net lijkt alsof er kleine eilandjes drijven in een oceaan van genetische uniformiteit.

Voorbeeld van een genoom-landschap. Afbeelding: Jente Ottenburghs.

Genen
Mogelijk bevatten deze genetische eilanden bepaalde genen die ervoor zorgen dat de taiga -en toendrarietgans niet samensmelten tot een soort. Een van deze eilanden bevat bijvoorbeeld het gen KCNU1 wat een rol speelt in de productie van spermacellen. Zou het kunnen dat de spermacellen van een taigarietgans er anders uitzien dan die van een toendrarietgans? Of misschien werkt de spermaproductie niet optimaal in kruisingen tussen deze ganzen? Dit zou ervoor kunnen zorgen dat – ondanks de vele kruisingen – taigarietganzen en toendrarietganzen toch gescheiden blijven en hun soortvormingsproces kunnen hervatten.


Vlechtende rivieren
Tenslotte heeft deze studie belangrijke gevolgen voor de manier waarop biologen het evolutionaire proces weergeven. Meestal stelt men evolutie voor als een boom waarvan de takken door de tijd heen steeds verder uiteen waaieren. Deze rietganzen laten echter zien dat sommige evolutionaire takken weer kunnen samensmelten. Je kan evolutie dus beter weergeven als een netwerk van vlechtende rivieren die voortdurend in en uit elkaar vloeien. Dit geldt ook voor de evolutie van de mens: onze voorouders kruisten regelmatig met andere mensachtigen, zoals de Neanderthaler en de Denisova-mens. Menselijke evolutie is dus ook eerder een complexe rivierdelta dan een zich vertakkende boom.

Over de auteur
Jente Ottenburghs promoveerde aan de Universiteit Wageningen waar hij onderzoek deed naar de evolutie van ganzen. Na een stage bij de wetenschapsredactie van de Volkskrant en een postdoc aan de Uppsala Universiteit in Zweden werkt hij nu als docent ecologie aan de Universiteit Wageningen. Meer weten over Jente? Neem een kijkje op zijn website.