Een nieuwe studie wijst op de kracht van een simpele evolutionaire ontwikkeling: vissen die voedsel van harde oppervlakken konden schrapen.
Dat koraalriffen zo vol leven zitten is geen toeval. Volgens onderzoekers van de University of California, Davis heeft een belangrijke verklaring daarvoor te maken met een verandering in eetgedrag. Sommige vissen ontwikkelden ongeveer 50 miljoen jaar geleden de mogelijkheid om voedsel van harde oppervlakken te happen, schrapen of los te bijten. Die vaardigheid gaf hen toegang tot nieuwe voedselbronnen. Dat zette het evolutieproces voor hen in een hogere versnelling.
Veel soorten
Koraalriffen zijn vandaag de dag rijk aan vissoorten. Er leven naar schatting 6000 tot 7000 soorten rifvissen. Dat is opvallend veel, zeker als je het vergelijkt met de open oceaan of de diepzee. Daar komen veel minder vissoorten voor. De vraag is dus: waarom is het leven op sommige plekken zo veel rijker dan op andere?
De nieuwe studie, gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences, geeft daar mogelijk een antwoord op. Niet alleen de omgeving was belangrijk, maar ook wat vissen daar konden doen. Vissen die op of bij harde bodems leefden, kregen evolutionaire kansen aangereikt die vissen in open water niet kregen. Ze konden namelijk voedsel eten dat vastzat aan rotsen, bodems of riffen. Denk aan algen, slakken, schelpdieren en andere kleine organismen. Daarvoor hadden ze echter wel de juiste bek, tanden en bijtbeweging nodig.
“Dat is een van de redenen waarom we nu zoveel soorten koraalrifvissen hebben”, zegt hoofdonderzoeker Nick Peoples. “Als we de hele evolutionaire geschiedenis van vissen in verschillende leefgebieden bekijken zien we dat juist op koraalriffen een enorme versnelling in soortvorming plaatsvond.”
Evolutionaire stamboom
De onderzoekers wilden weten of vissen in sommige leefgebieden sneller nieuwe soorten voortbrengen dan in andere. Daarvoor deelden ze 9560 vissoorten in naar hun leefgebied. Ze keken onder meer naar vissen op de bodem van meren en oceanen, vissen vlak bij (maar niet op) de bodem, vissen hoger in de waterkolom en vissen op koraalriffen. Daarna gebruikten ze een bestaande evolutionaire stamboom om terug te kijken in de tijd. Zo konden ze schatten hoe snel nieuwe soorten ontstonden en hoe snel soorten verdwenen. Dat deden ze over een periode van 350 miljoen jaar, in stappen van 1 miljoen jaar.
Uit die analyse kwam een duidelijk patroon naar voren. Ongeveer 50 miljoen jaar geleden nam het tempo waarin er nieuwe vissoorten bijkwamen sterk toe. Dat gold vooral voor vissen op koraalriffen, maar ook voor vissen die op de bodem van zoet of zout water leefden. De toename lag rond de 1,5 tot 1,7 keer. Bij vissen in open water bleef het tempo echter veel stabieler.
Unieke veranderingen
Dat verschil is volgens de wetenschappers goed te verklaren. Open water is als leefgebied vrij ‘saai’: naast vissen is er vaak bijna alleen maar water te vinden. Een rif of bodem is veel diverser dan dat. Denk aan hoekjes, gaatjes, verschillende soorten harde oppervlakten en veel verschillende soorten voedsel. Denk bijvoorbeeld aan plantjes of algen die op rotsen leven, of aan slakjes die zich verbergen tussen het zand.
Daardoor kunnen dieren zich daar makkelijker op een unieke manier specialiseren. Een vis die zich richt op een specifieke voedselbron kan daardoor een andere evolutionaire weg inslaan dan een vis die iets heel anders eet. Na een lange tijd kunnen daar nieuwe soorten uit ontstaan.
Schone lei
De versnelling begon kort na een warme periode in de geschiedenis van de aarde: het Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM). Die periode vond ongeveer 56 miljoen jaar geleden plaats en duurde zo’n 200.000 jaar. De aarde warmde toen sterk op: wereldwijd met ongeveer 5 tot 8 graden Celsius. Dat zorgde voor grote veranderingen in ecosystemen, vooral bij plankton en koralen in ondiep water.
Volgens Peoples gaf die verandering vissen nieuwe evolutionaire kansen. “We denken dat de verandering in wat vissen konden eten bijna werkte als een schone lei”, zegt hij. Met andere woorden: doordat ecosystemen veranderden ontstond ruimte voor vissen om nieuwe manieren van eten te ontdekken.
De onderzoekers vergeleken ook hoe snel koralen in dezelfde periode veranderden. Daarbij vonden ze geen bewijs dat koralen na die warme periode zelf ook biodiverser werden. Dat wijst erop dat de versnelling vooral kwam door de vissen zelf: door hun eigenschappen en door de manier waarop ze met hun leefomgeving omgingen.
Teamlid Peter Wainwright zegt: “Vooral rifvissen die direct van het rif eten sprongen eruit. Denk aan papegaaivissen, koraalvlinders, keizersvissen, doktersvissen, konijnvissen en trekkervissen. Zij bijten of schrapen voedsel van het rif. Bij rifvissen die vooral in het vrije water jagen, zoals snappers, tandbaarzen en zeebaarzen, zagen we die sterke toename niet.”
Snelle veranderingen
De studie laat zien dat evolutie niet altijd rustig en geleidelijk verloopt. Soms zorgt een nieuwe situatie ervoor dat het evolutionaire proces versnelt. In dit geval was dat de opwarming van de aarde, waardoor sommige vissen uiteindelijk het vermogen kregen om van harde oppervlakken te eten. Op de lange termijn droeg dat bij aan de enorme rijkdom aan koraalrifvissen die we vandaag zien.
“Bijten is een unieke manier van eten die vrij recent bij vissen is ontstaan”, zegt Wainwright. “Deze studie laat op grote schaal zien dat zulke nieuwe manieren van eten hebben bijgedragen aan de ongelooflijke diversiteit van rifvissen.”
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Dankzij oude walvisvaartlogboeken weten we waar walvissen veilig waren en De evolutie in zijn puurste vorm: waarom vogels eerder doodgaan als ze grotere eieren leggen . Of lees dit artikel: De cactus in jouw vensterbank is een evolutiekanon .
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
