The environmental context of adaptation
We hebben het er al vaak over gehad hoe soorten evolueren in reactie op een of andere omgevingsdruk, die bepaalde eigenschappen binnen die soort bevoordeelt (of juist benadeelt). Na verloop van tijd leidt dit tot veranderingen in de frequenties van soorteigenschappen en verandert het algehele gemiddelde fenotype van die soort (soms langzaam, soms snel).
Wij spreken gewoonlijk over de omgeving in termen van abiotische omstandigheden zoals temperatuur of klimaat, maar biotische factoren zijn even belangrijk: dat wil zeggen, de delen van de omgeving die zelf ook in leven zijn. Hierdoor kunnen veranderingen in één soort ingrijpende gevolgen hebben voor andere soorten die binnen het ecosysteem met elkaar verbonden zijn. De evolutie van één soort is dus intrinsiek verbonden met de evolutie van andere relevante soorten binnen het ecosysteem: vaak strijden deze verbonden evolutionaire paden met elkaar wanneer elk van hen verandert. Laten we eens kijken naar een paar verschillende voorbeelden van hoe de evolutie van de ene soort van invloed kan zijn op de evolutie van een andere.
Predator-prooi co-evolutie
Een van de meest voor de hand liggende manieren waarop de evolutie van twee verschillende soorten op elkaar kan inwerken is in de relaties tussen roofdier en prooi. Van nature evolueren prooisoorten om zich op verschillende manieren tegen roofdieren te kunnen verdedigen, zoals crypsis (b.v. camouflage), toxiciteit of gedragsveranderingen (b.v. nachtdieren of groepshuisvesting). Daarentegen zullen roofdieren nieuwe en verbeterde methoden ontwikkelen voor het opsporen van en jagen op prooien, zoals verbeterde zintuigen, gif en heimelijkheid (door zacht gevoerde voeten, bijvoorbeeld).
Er zijn miljoenen mogelijke voorbeelden van predator-prooi co-evolutie die hier als voorbeeld zouden kunnen worden gebruikt, gebaseerd op de voortdurende drang van de ene soort om de overhand te krijgen over de andere. Maar een voorbeeld dat me te binnen schiet is dat van een dier waarover ik leerde tijdens een vakantie in Scandinavië: de boommarter, en hoe hij eekhoorns beïnvloedt.
De boommarter is een soort uit de familie van de marterachtigen, samen met otters, wezels, hermelijnen, en veelvraten. Zoals vele marterachtigen zijn het vleesetende zoogdieren die zich voeden met een verscheidenheid van prooidieren zoals knaagdieren, kleine vogels en insecten. Een van de meest voorkomende soorten waarop zij jagen zijn eekhoorns: zowel rode als grijze eekhoorns zijn potentieel voedsel voor de schattige maar woeste boommarters.
Echter, binnen het verspreidingsgebied van de boommarters (over een groot deel van Europa) zijn rode eekhoorns de inheemse soort en grijze eekhoorns invasief, afkomstig uit Noord-Amerika. Door de langdurige relatie tussen rode eekhoorns en dennenmarters, hebben zij samen geëvolueerd: met name doordat rode eekhoorns zijn overgestapt op een overwegend boombewonende levenswijze en zoveel mogelijk de grond hebben gemeden. Grijze eekhoorns hebben echter niet de evolutionaire geschiedenis gehad om deze les te leren en zijn gemakkelijk voedsel voor een slimme boommarter. In regio’s waar de boommarters behouden of geherintroduceerd zijn, houden zij dus actief de invasieve populatie grijze eekhoorns onder controle, wat op zijn beurt de inheemse populatie rode eekhoorns stimuleert door vermindering van de concurrentie. De coevolutionaire band tussen rode eekhoorns en boommarters is van cruciaal belang voor de bestrijding van de invasieve soort.
Host-parasiet co-evolutie
Op een vergelijkbare manier als de co-evolutie van roofdier en prooi, ondergaan pathogene soorten en hun onfortuinlijke gastheren ook een soort ‘wapenwedloop’. Parasieten moeten steeds nieuwe manieren ontwikkelen om gastheren te infecteren en over te dragen, terwijl de gastheren nieuwe methoden ontwikkelen om de infecterende soort te weerstaan en te vermijden. Deze spiraalvormige strijd van evolutionaire krachten wordt de “Rode Koningin-hypothese” genoemd, in 1973 geformuleerd door Leigh Van Valen en gebruikt om vele andere vormen van co-evolutie te beschrijven. De naam is ontleend aan Lewis Carroll’s Through the Looking Glass, en één citaat in het bijzonder:
‘Now, here, you see, it takes all the running you can do, to keep in the same place’.
Het citaat verwijst naar hoe soorten zich voortdurend moeten aanpassen en moeten reageren op de evolutie van andere soorten om te kunnen blijven bestaan en uitsterven te voorkomen. Soorten die statisch blijven en stoppen met evolueren, zullen onvermijdelijk uitsterven wanneer de wereld om hen heen verandert.
Mimicry
Er bestaan in de natuur nog tal van andere vreemde en unieke mechanismen van co-evolutie. Een daarvan is mimicry, het proces waarbij een soort op een andere probeert te lijken om zichzelf te beschermen. De meest iconische groep die hiervoor bekend is, zijn de vlinders: vele soorten, hoewel zij evolutionair zeer verschillend kunnen zijn, delen als nabootsing soortgelijke kleurpatronen en lichaamsvormen. Afhankelijk van de aard van de kopie kan mimicry in twee grote categorieën worden ingedeeld. In beide gevallen is de oorspronkelijke “referentiesoort” giftig of onsmakelijk voor predatoren en gebruikt hij een soort kleursignaal om dit kenbaar te maken: denk aan de felgele kleuren van bijen en wespen of het rood van lieveheersbeestjes. Waar de twee categorieën veranderen is in de aard van de ‘mimic’ soort.
Mülleriaanse mimicry
Als de mimic ook giftig of onsmakelijk is, noemen we dit Mülleriaanse mimicry (naar Johann Friedrich Theodor Müller). Door dezelfde kleurpatronen te delen en beide giftig te zijn, verhogen de twee nabootsende soorten de kans dat de predatoren het signaal leren. Als een roofdier een van beide soorten eet, zal hij dat kleurenpatroon associëren met giftigheid en is de kans groot dat geen van beide soorten in de toekomst nog wordt gepredeerd. In die zin is er sprake van een coöperatieve co-evolutierelatie tussen de twee fysiek gelijksoortige soorten.
Batesiaanse mimicry
In tegenstelling hiermee is het mogelijk dat de mimic niet werkelijk giftig of onsmakelijk is, en gewoon een giftige soort kopieert. Dit wordt Batesiaanse nabootsing genoemd (naar Henry Walter Bates), waarbij de nabootsende soort erop vertrouwt dat de predatoren de associatie tussen kleur en giftigheid hebben geleerd van de “referentie”-soort. Hoewel de nabootsing niet giftig is, bouwt zij in wezen voort op het harde evolutionaire werk dat reeds door de werkelijk giftige soort is verricht. In dit geval is de co-evolutierelatie eerder parasitair, aangezien de nabootsing profiteert van de “referentiesoort”, maar de gunst niet wordt teruggegeven.
Coevolutie van soorten en het belang van interacties tussen soorten
Er zijn talloze andere interacties tussen soorten die coevolutionaire relaties in de natuur zouden kunnen aansturen. Hiertoe behoren verschillende vormen van symbiose, of de reactie van verschillende soorten op ecosysteem-engineers: dat wil zeggen soorten die de omgeving om zich heen kunnen veranderen en vormen (zoals koralen in rifsystemen). Om te begrijpen hoe een soort in zijn omgeving evolueert, moet dus worden nagegaan hoe vele andere lokale soorten ook evolueren en op hun eigen manier reageren.