Dat blijkt uit onderzoek onder vlinders die zich gemakkelijk aanpassen aan de seizoenen.

Een internationaal team van onderzoekers – waaronder ook wetenschappers van de Wageningen Universiteit – bestudeerde een Afrikaanse savannevlinder (Bicyclus anynana). De vlinder staat bekend om zijn seizoensgebonden flexibiliteit: wordt hij in het warme, natte seizoen geboren dan groeit hij snel en plant hij zich maximaal voort om vervolgens relatief jong te sterven. Heel anders is dat echter als de vlinder in het koele droge seizoen geboren wordt; dan leidt hij een inactief leven waarin de voortplanting wordt uitgesteld. Ook heeft de vlinder een veel langere levensduur dan zijn soortgenoten die in het warme en natte seizoen ter wereld komen.

Belemmerende plasticiteit
Je zou denken dat zo’n flexibele vlinder een hoop kan hebben en dat ook een veranderend klimaat geen onoverkomelijk probleem is. Maar niets is minder waar, zo ontdekten de onderzoekers. “In de evolutionaire biologie wordt algemeen aangenomen dat soorten waarbij individuen het vermogen hebben om hun uiterlijk en energieverbruik aan te passen in reactie op kortetermijnveranderingen in hun omgeving ook de soorten zijn waarvan het het meest waarschijnlijk is dat ze zich kunnen aanpassen aan klimaatverandering,” vertelt onderzoeker Vicencio Oostra. “Zulke door de omgeving geïnduceerde veranderingen in het uiterlijk en het functioneren van individuen staan bekend als fenotypische plasticiteit en zijn een gebruikelijke aanpassing van insecten in omgevingen met wisselende seizoenen. Maar er zijn theoretische voorspellingen dat deze plasticiteit belemmerend zou kunnen werken op de aanpassing aan klimaatverandering. Wij leveren nu de eerste empirische ondersteuning voor die voorspellingen, dat soorten die aangepast zijn aan veranderende seizoenen een groter risico lopen om uit te sterven als gevolg van klimaatverandering.”

Links zie je de Afrikaanse savannevlinder onder droge omstandigheden en rechts onder natte omstandigheden. Zowel het uiterlijk als het gedrag, als de levenscyclus van de vlinders verandert onder invloed van de seizoenen. Afbeelding: Andre Coetzer (links) en Oskar Brattström (rechts).

RNA
De onderzoekers bestudeerden het RNA van 72 van deze Afrikaanse savannevlinders en keken met name naar erfelijke effecten en milieueffecten. Al gauw ontdekten ze dat er diepgaande verschillen waren tussen de manieren waarop de genen van de vlinders tot expressie kwamen in het droge en natte seizoen. Daarnaast ontdekten de onderzoekers dat er binnen de populatie zeer weinig genetische variatie was voor de seizoensgebonden plasticiteit zelf; slechts 1 procent van de genen bleek afhankelijk te zijn van de interactie tussen de genetische achtergrond (familie) en het seizoen. Het betekent heel concreet dat elke vlinder – ongeacht de afkomst – hetzelfde doet als het gaat om de seizoensgebonden aanpassingen. Dat gebrek aan genetische variatie is waarschijnlijk te verklaren doordat de vlinders niet gebaat zijn bij (erfelijke) afwijkingen in hun reactie op het seizoen waarin ze geboren worden. Een dergelijke afwijking kan namelijk hun ondergang worden, legt onderzoeker Bas Zwaan uit. “Deze vlinders hebben zich aangepast om te reageren op zeer specifieke aanwijzingen in hun omgeving op de savanne, voornamelijk de temperatuur tijdens hun ontwikkeling, waarmee elk seizoen zeer nauwkeurig te voorspellen is. Elke afwijking in de verandering van hun fenotype (uiterlijk, red.) om dit af te stemmen op het heersende seizoen levert een aanpassingsprobleem op. Daarom lijkt het erop dat wat we zien in de genetische variatie voor de plasticiteitsgenen een natuurlijke selectie tegen afwijkingen van deze seizoensgebonden reacties is.”

Uitsterven
Het is slecht nieuws wanneer het klimaat van deze vlinders verandert, vertelt onderzoeker Christopher Wheat. “Als de omgeving van de vlinders maar heel langzaam verandert, kan deze soort zich geleidelijk aanpassen. Dan kunnen er namelijk mogelijk gunstige mutaties optreden, maar in een snel veranderend klimaat is dit waarschijnlijk een probleem. De seizoensveranderingen worden minder betrouwbaar, dus als deze soort vastzit aan een specifieke seizoensgebonden reactie wordt hij daardoor met uitsterven bedreigd.”

De onderzoekers hebben in hun studie slechts naar één soort gekeken. Maar mogelijk gelden hun bevindingen voor veel meer soorten, zo vertelt onderzoeker Marjo Saastamoinen. “Er zijn veel soorten met seizoengebonden plasticiteit, dus we vermoeden dat er talloze soorten zoals deze zijn die wellicht kwetsbaarder zijn voor klimaatverandering dan eerder werd aangenomen.”