Waarom herhaalt evolutie zich soms? Spinnenetende spinnen kunnen het antwoord vasthouden

Hawaiiaanse stokspinnen evolueerden herhaaldelijk kleuren om hun achtergronden te matchen om zich te verbergen voor roofdieren.

George Roderick

Waarom herhaalt evolutie zich soms? Spinnenetende spinnen kunnen het antwoord vasthouden

Door Elizabeth PennisiMar. 8, 2018, 12:00 uur

Voor de tweede keer iets ontdekken, klinkt misschien als een teleurstelling. Niet voor ecologen in Hawaii, die hebben ontdekt dat spinnenetende spinnen op vier eilanden daar onafhankelijk dezelfde kleuren ontwikkelden: goud, zwart en wit. Dit zeldzame voorbeeld van parallelle evolutie, dat ook is gezien in een andere Hawaiiaanse spin, kan helpen een van de grootste mysteries van de biologie te verduidelijken: hoe en wanneer de evolutie zich herhaalt.

It s is een van de coolste verborgen [voorbeelden] van dieren die nieuwe soorten ontwikkelen, zegt Robert Fleischer, een conservatiegenomicist bij het Smithsonian Conservation Biology Institute in Washington, DC, die niet betrokken was bij het werk .

Hawaii is een geweldige plek om evolutie te bestuderen. Elk dier dat zich wast of daarheen vliegt, kan duizenden kilometers van zijn verwanten worden gescheiden, een geweldige kans voor de vorming van nieuwe soorten. En elk eiland binnen de archipel is nog een andere kans om te diversifiëren als nieuwkomers hun intrek nemen in habitats die nog niet door andere organismen zijn overgenomen.

Zo is het met een geslacht van spinnen bekend als Ariamnes . De bosbewoners tot een grootte van 2 centimeter, die zichzelf kunnen camoufleren om eruit te zien als stokken, zijn waarschijnlijk de afgelopen 5 miljoen jaar in Hawaii aangekomen. Sindsdien zijn ze gedifferentieerd in verschillende soorten verspreid over vier eilanden.

Om een ​​beter idee te krijgen van hoe deze soorten zich ontwikkelden, verkregen Rosemary Gillespie, een evolutionair ecoloog aan de Universiteit van Californië, Berkeley, en haar collega's DNA van individuen van elke soort. Alle vier eilanden - Oahu, Kauai, Maui en het Grote Eiland van Hawaï - zijn de thuisbasis van glanzende gouden en donkere soorten van de spin, en twee hebben een extra saaie witte versie. Het team van Gillespie identificeerde vier geheel nieuwe soorten, 15 in totaal.

Logica zou dicteren dat de spinnen die het meest op elkaar lijken - dat wil zeggen die van dezelfde kleur - het nauwst verwant zouden zijn. Maar toen het team van Gillespie een stamboom bouwde op basis van de genetische gegevens, waren de naaste familieleden spinnen die op hetzelfde eiland woonden, meldt het team vandaag in Current Biology. Aldus werd elk eiland waarschijnlijk gekoloniseerd door één spin die vervolgens diversifieerde naar de verschillend gekleurde soorten.

De onderzoekers vermoeden dat de eerste Ariamnes donker of goud was, en dat het landde op een van de oudste eilanden om zich te vormen, misschien Kauai, voordat het zich op de een of andere manier verspreidde naar Oahu en uiteindelijk naar het jongere Maui en het Grote Eiland. Die eerste spin leefde waarschijnlijk op het web van andere spinnen, stalde prooi en soms kauwend op de eigenaar van het web. Eenmaal in Hawaii begon Ariamnes te zwerven en te jagen.

De resultaten lopen parallel aan een andere studie van de "spiny leg" Tetragnatha- spinnen van Hawaï, ook door Gillespie. In één groep van dit geslacht van spinnen met lange kaken, bepaalt waar en wat ze jagen hun kleuren: groen, kastanjebruin of bruin.

Maar de evolutie herhaalde zich niet in een andere groep Tetragnatha- spinnen die ook diversifieerde in Hawaii. Nu denkt Gillespie dat ze weet waarom. Die andere groep Tetragnatha- spinnen zijn typische, web-gebouwende spinnen die overdag geen plek hoeven te vinden om zich voor vogels te verbergen. Webloze spinnen zoals Ariamnes en het stekelige been Tetragnatha moeten zeer snel de beschermende kleuring ontwikkelen die overeenkomt met waar ze zich verbergen. De witte soort rust meestal op bleke korstmossen en de gouden soorten aan de onderkant van de bladeren, waar ze door hun glans de kleuren van het blad weerspiegelen. En de duistere leven onder dode varens of in mos.

"Dit onderstreept hoe een rijke omgeving met weinig andere soorten snelle evolutie aanmoedigt in de weinige [organismen] die er toevallig in slaagden om daar te komen", zegt Dolph Schluter, een evolutiebioloog aan de Universiteit van British Columbia in Vancouver, Canada, die niet betrokken bij het onderzoek. Volgens Schluter dachten de meeste onderzoekers dat het vooral concurrentie was voor voedsel dat soorten ertoe aanzette zich te diversifiëren en aan te passen. Maar hier lijkt predatie de sleutel, voegt hij eraan toe, en het kan zelfs een "cruciale stap" zijn geweest in de oorsprong van soorten waarop zwaar wordt gejaagd. Het matchen van de achtergrond is zo belangrijk, dat evolutie zich in die situaties vaak herhaalt.

De resultaten kunnen wetenschappers zelfs helpen voorspellen hoe andere organismen parallel kunnen evolueren om roofdieren te ontwijken, zeggen de onderzoekers en helpen verklaren waarom evolutie zich soms maar niet op andere tijden herhaalt. Maar wat echt interessant zou zijn, zegt Fleischer, is als het team van Gillespie de genen en de mutaties kan identificeren die verantwoordelijk zijn voor de kleurveranderingen. "Dat zou de heilige graal zijn."