Onderzoekers hebben ontdekt dat licht ervoor kan zorgen dat nieuwe koraalsoorten ontstaan.
Ondanks het feit dat koralen geen ogen hebben kunnen ze wel licht waarnemen. Het achterliggende mechanisme hiervoor lijkt een belangrijke sleutelrol te spelen in het ontstaan van nieuwe koraalsoorten. Biologen Matías Gómez-Corrales en Carlos Prada van de University of Rhode Island beschrijven in Nature Communications hoe verschillen in licht kunnen leiden tot de vorming van nieuwe koraalsoorten.
Soortvorming in zee
Koraalriffen zitten vol soorten die dicht op elkaar leven, soms zelfs tegen elkaar aan. Dat roept al lang een vraag op: hoe kan het dat koralen die zó dicht op elkaar leven toch (genetisch) ontzettend kunnen verschillen? Het nieuwe onderzoek kijkt naar één van de meest voorkomende rifbouwende koraalsoorten in het Caribisch gebied: Orbicella faveolata.
Bij die soort vonden de onderzoekers een opvallend patroon: genetische lijnen bleken vooral van elkaar te verschillen tussen ondiepe en dieper gelegen leefgebieden, terwijl die zones maar een kleine afstand uit elkaar liggen.
Om te begrijpen wat er precies gebeurt is wat achtergrondinformatie nodig. Rifbouwende koralen leven samen met microscopisch kleine algen. Die algen gebruiken zonlicht om via fotosynthese energie te maken. Een groot deel daarvan gaat naar het koraal: meer dan 90 procent. Daardoor is licht een bepalende factor voor hoe koralen leven en groeien. In de oceaan verandert de hoeveelheid licht snel. Ondiep is het fel en rijk aan bepaalde kleuren; dieper wordt het donkerder en verschuift het lichtspectrum.
Strakke timing
Het bijzondere is dat koralen dat licht dus kunnen ‘voelen’. Ze gebruiken daarvoor lichtgevoelige eiwitten die lijken op de receptoren in ons eigen netvlies. In het onderzoek gaat het vooral om rodopsine-achtige receptoren. Dat zijn dezelfde soort genen die ook bij mensen een rol spelen in het zien.
De voortplanting van koralen kent een hele strakke timing. Veel soorten zetten tegelijkertijd eitjes en zaadcellen af. Die timing hangt af van signalen uit de omgeving, zoals het soort licht (zoals het licht van een volle maan) en temperatuurverschillen.
Als twee groepen koralen van dezelfde soort in verschillende lichtomstandigheden leven kunnen ze die signalen net iets anders opvangen. Het gevolg kan zijn dat ze daardoor op een ander moment gaan voortplanten. Prada zegt: “We ontdekten dat dezelfde genen die in onze ogen belangrijk zijn voor het zien een grote rol spelen bij dit proces.” Het gevolg: uiteindelijk zullen de twee groepen genetisch ‘uit elkaar groeien’ doordat hun moment van voortplanting steeds geïsoleerder raakt.
Genetische verschillen
Zo onderzochten Gómez-Corrales en Prada een splitsing binnen Orbicella faveolata. Volgens hun analyse gingen de twee soorten ongeveer 212.000 jaar geleden uit elkaar. Het meest opvallende: het diepteverschil tussen de twee groepen is minder dan 20 meter. De onderzoekers keken naar koralen uit meerdere gebieden (zoals Puerto Rico, Panama, Mexico en Florida) en zagen dat zulke dieptepatronen vaker voorkomen bij nauwverwante koraallijnen, vooral in de bovenste laag van de oceaan.
Vervolgens vergeleken ze de genomen van koraallijnen die voorkwamen op verschillende dieptes. Daaruit bleek dat de grootste genetische verschillen vooral in genen zitten die te maken hebben met het waarnemen van de omgeving en het doorgeven van signalen in het koraal.
Leestip: Deze zachte koraalsoort gebruikt simpele geometrie om plots héél hard worden
Dat past bij het idee dat natuurlijke selectie hier hard aan het werk is: als licht en temperatuur per diepteniveau net iets anders zijn, is het voordeliger om je biologie daarop af te stemmen. En als die afstemming tegelijkertijd ook de voortplantingstiming beïnvloedt kan dat uiteindelijk leiden tot het ontstaan van nieuwe soorten.
Nieuw idee
Tot nu toe lag de nadruk tijdens onderzoeken naar soortvorming in zee vaak op veranderingen in eiwitten die zorgen dat zaad- en eicellen elkaar herkennen. Dit nieuwe onderzoek schuift een nieuw idee naar voren: nieuwe soorten kunnen ook ontstaan doordat organismen zich aanpassen aan een leefgebied en daarbij hun manier van voortplanting veranderen.
Dat nieuwe inzicht is niet alleen interessant voor de evolutiebiologie, maar ook voor biologen die de toekomst van koraalriffen willen garanderen. Omdat koralen zo sterk reageren op licht- en temperatuursignalen is het belangrijk om beter te begrijpen hoe ze zich aanpassen op het moment dat deze veranderen, bijvoorbeeld doordat de oceaan aan het opwarmen is. Prada wijst er daarom op dat dit soort kennis kan helpen bij de bescherming en het herstel van koraalriffen.
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Koralen gebruiken voor het groeien hetzelfde duidelijke stappenplan en Onderzoekers waarschuwen: koraalriffen kunnen niet tegen opwarming van 2°C . Of lees dit artikel: Kunnen we de koraalriffen redden? Onderzoekers tonen het uitzonderlijke aanpassingsvermogen van koraal .
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
