Evolutie-snelheid verandert, eindpunt blijft zelfde

In een geleidelijk veranderend milieu verloopt de evolutionaire aanpassing van organismen langzamer dan bij een plotseling sterk veranderd milieu. Maar de extra tijd die de tragere milieuverandering geeft, zorgt er niet voor dat organismen zich béter aan het veranderde milieu kunnen aanpassen. Dat concluderen onderzoekers van Wageningen University in hun publicatie in The American Naturalist. Vertraging van klimaatverandering zou daarom op de lange termijn geen of weinig positief effect hebben op de overleving van planten- en dierensoorten, de eindsituatie is het belangrijkste. 

De wereldwijde klimaatverandering en de vervuiling door menselijk handelen vormen twee van de grootste bedreigingen waar de maatschappij en de natuur mee geconfronteerd wordt. Een belangrijk vraagstuk hierbij is of organismen zich tijdig kunnen aanpassen, zodat ze niet uitsterven. En zouden planten en dieren zich beter aan de veranderingen kunnen aanpassen als ze meer de tijd zouden krijgen doordat de veranderingen vertraagd zouden worden?

Experimenten met bakkersgist
Onderzoekers van Wageningen University kweekten bakkersgist (Saccharomyces cerevisiae) gedurende 500 generaties bij geleidelijk oplopende of na plotselinge hoge concentraties van de zware metalen cadmium, nikkel of zink. Ze bekeken daarbij steeds na ongeveer zeven generaties in hoeverre de gist zich had aangepast aan de zware metalen. De ‘fitness’ werd daarbij steeds vergeleken met de fitness van de gist waarmee het experiment begonnen was.

“Je zou misschien verwachten dat gist zich beter zou kunnen aanpassen wanneer we de concentraties zware metalen langzamer opvoeren”, aldus Florien Gorter, PhD-student evolutionaire genetica aan Wageningen University en een van de auteurs van het artikel in The American Naturalist. “Maar daar hebben we geen bewijs voor gevonden. Na 500 generaties was de gist na de plotseling hogere concentratie zware metalen net zo goed aangepast als bij de geleidelijk oplopende concentratie. Maar ook al hebben de populaties zich beide even goed aangepast, mogelijk zijn er wel andere mutaties opgetreden en zijn er wel verschillen op DNA-niveau. Dat zijn we nu aan het onderzoeken.”

Bakkersgist is een relatief eenvoudig organisme. Omdat gist zich heel snel vermeerdert, kunnen evolutieprocessen heel handig met gist onderzocht worden. Gist is een micro-organisme en heeft net als planten en dieren DNA dat in een celkern zit. De resultaten van het onderzoek leveren daarom waardevolle inzichten op, om te kunnen begrijpen hoe organismen in het algemeen reageren op bijvoorbeeld klimaatverandering. Die inzichten kunnen ons helpen bij het opstellen van betere strategieën voor het beheer van ecosystemen.

Bron: Wageningen University