kinabalu

Rechts: Mount Kinabalu, foto door J. Kong, Sabah Parks.

 

Een Leids-Maleisische samenwerking bracht op ongekend grote schaal de evolutie in kaart in een uniek gebied: de Kinabaluberg op Borneo. Deze week verschenen de resultaten van hun expeditie in het tijdschrift Nature.

 

 

***

“Er breekt zowaar een laf straaltje zon door en er verschijnen opeens honderden soorten groen. Het fluorescerende mos op de woudreus doet bijna pijn aan je ogen. Peter trekt zijn poncho uit. ‘Nu komen er ook meer beesten te voorschijn.’ Een vette pad loopt over een varenblad dat hem met moeite kan dragen en een olijke gekko laat zijn tong zien. Peter krijgt het druk. De ene na de andere spin wordt opgezogen. De volle reageerbuisjes verdwijnen in zijn buiktas. ‘In het spinnenhotel!’”

Laura Stek

***

Het was toen al een bron van spannende verhalen uit de wetenschap: het avontuur van een team biologen, dat in september van 2012 vertrok op expeditie naar Borneo. Deze week is het bekroond: er verscheen verslag van enkele van de resultaten in het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Nature. Voor initiatiefnemer en expeditieleider Menno Schilthuizen, professor bij Naturalis, is het de kers op een taart die hij al een ruim decennium aan het bakken is.

Het project begon toen hij in Maleisië werkte, twaalf jaar geleden: “Dat was wel op een veel kleinere schaal: we hadden een groep slakken, en een groep kevers, en een groep vogels waar we onderzoek aan deden. Toen ik terugkwam in Nederland hebben we het groter aangepakt. Bij Naturalis doen we namelijk van oudsher expedities — daar is geld voor, en dat zijn altijd grote ondernemingen. Ik dacht: als we nou eens een grote groep onderzoekers vanuit Maleisië en vanuit Nederland bij elkaar zetten, dan kan ik mijn Maleisische netwerk en mijn Nederlandse collega’s met elkaar in contact brengen.” Daar kwamen, zoals Schilthuizen al hoopte, veel nieuwe samenwerkingen uit voort. Maar vooral: een ongekend grote set gegevens waarmee de onderzoekers een belangrijke ecologische vraag konden beantwoorden: in dit bijzondere gebied, met zoveel unieke biodiversiteit — waar komen al deze soorten eigenlijk vandaan, en hoe zijn ze hier gekomen?


Nepenthes x kinabaluensis photo by R. van Vugt

De Nepenthes x kinabaluensis bekerplant, een van de grootste ter wereld. Foto door R. van Vught.

Mount Kinabalu
Het bijzondere gebied in kwestie is Mount Kinabalu, een hoge berg in het Maleisisch gedeelte van Borneo. Het is de hoogste berg in Maleisië én op Borneo, en staat terecht op de werelderfgoedlijst met een uniek klimaat waar heel veel soorten planten, dieren en schimmels voorkomen die nergens anders leven: endemische soorten, of ‘endemen’. De berg zelf, en het bijbehorende klimaat, is nog maar jong — enkele miljoenen jaren — en dat geeft te denken: zijn de endemen van Kinabalu recente kolonisten, aan komen waaien uit streken met vergelijkbare leefomstandigheden, of zijn ze samen met de berg veranderd en geëvolueerd om nu hun huidige locatie te bevolken?

Deze vraag is al vaker gesteld, en beantwoord: er bestaan veel studies die zich hebben toegespitst op één taxon (een groep soorten) in een bepaald gebied, om daar dan de evolutionaire structuur uit te vogelen. Nooit eerder werd echter op deze schaal gekeken. En dat geeft een heel ander, en veel breder, verhaal. Schilthuizen: “In eerdere studies waar maar één taxon bekeken is kwam er natuurlijk maar één scenario uit, en dat kan je niet generaliseren. Wij hebben bij meerdere taxa gekeken, en zien dus wat het algemene patroon is. Wat wij vonden is een waaier aan verschillende scenario’s: soorten die van elders komen, en soorten die hun naaste verwanten in de buurt hebben.”

Stoelendans
Om zo’n uitgebreid beeld te krijgen was natuurlijk de expertise nodig van een grote en wilde greep aan biologen, ieder geïnteresseerd in zijn eigen beestje, plantje, of schimmeltje. Zowel biologen uit Nederland als van Sabah Parks in Maleisië gingen mee op expeditie, een grote groep die nogal wat logistieke organisatie vereiste: “Er waren 8 stations, waar maar een beperkt aantal mensen tegelijk konden zijn. Het was een heel ingewikkeld schema — een soort stoelendans die was opgesteld. Het was helemaal uitgedokterd van tevoren: op die dag verhuist die groep daarnaartoe, behalve die persoon want die heeft elektriciteit nodig voor zijn vlinderval, dus die verhuist daarnaartoe…” Schilthuizen moet lachen. “Het was een heel complex schema, waar heel weinig van overeind bleef toen mensen doorkregen dat je ook kon vragen om aanpassingen.”

***

Een voorbijkomend meisje roept schijnbaar verbaasd: “Are you catching butterflies?” “Not the butters, only the flies!” antwoordt [Hans] Feijen opgewekt. Zijn vrouw Cobi Feijen en hij doen onderzoek naar steeloogvliegen, kleine vliegjes met een wel heel bijzondere verleidingstactiek. Helaas lijkt het er na een paar goede zwiepen met het vlindernet op dat het voor de steeloogvliegen toch te nat is om zich te laten zien. Lager op de heuvel verzamelt Nicolien Sol een varenachtige plant die tot de Lycopodiaceae behoort. Ze legt uit hoe die van de ‘echte’ varens verschillen aan een groepje collega’s dat rond haar verzameld is.

Joris van Alphen

***

Ondanks de logistieke uitdaging was de expeditie een razend succes: bij thuiskomst stond de teller op een slordige 8000 samples, waar naar schatting zo’n 160 nieuwe soorten bij zaten. Schilthuizen: “Ik heb een paar nieuwe kevers gevonden, en bloedzuigers. Dat is wel leuk: iedereen klaagt over die beesten, je ziet er miljoenen foto’s van op internet, maar niemand had ooit de moeite gedaan om te kijken welke soorten het waren. En er is een hele sloot watermijten beschreven — er is er zelfs eentje naar mij genoemd, Torrenticola schilthuizeni.”

Maar er was ook ander werk aan de winkel: de DNA-analyse, waarmee de afstamming van de gevonden soorten kon worden berekend. Niet alleen materiaal van de top van Kinabalu was verzameld, maar ook uit het omliggende laagland. Ook werd er materiaal van heel andere locaties bijgehaald, als dat nodig was voor de reconstructie van een specifiek taxon. En de groep gebruikte gegevens van bestaande studies. Schilthuizen: “Er waren meerdere studies van plantengenera beschikbaar, waar ook Kinabalu-endemen in waren meegenomen; die hebben we natuurlijk ook nog toegevoegd.”


JvA-20120913-8880
Botanisten Merlijn Jocqué (Rutgers University, VS), Rachel Schwallier (Naturalis) en Sukaibin Sumail (Sabah Parks) in het bos op de top van de Kinabaluberg. Foto door Joris van Alphen

Lokale evolutie
Uiteindelijk zijn van soorten in 37 taxa de onderlinge relaties bepaald. Het grootste deel van de endemen bleek inderdaad afkomstig te zijn van lokale populaties, die hoger op de berg een niche hadden weten te vinden. Deze soorten waren dus nog jonger dan de berg zelf — een ander scenario, waar Schilthuizen op hoopte, vond hij niet. “Soorten waarbij de hoogland-endeem de voorouder is van laaglandsoorten, dat had ik eigenlijk ook verwacht. Het is natuurlijk een goed voorstelbaar scenario: populaties die op de berg zitten, er al zaten toen de berg er nog niet was, en vervolgens weer afsplitsten naar andere lagere populaties. Die zijn gewoon mee omhoog gegaan met de berg zelf; het gebied is natuurlijk altijd bewoond geweest terwijl het omhoog rees.”

Dat ze geen vertegenwoordigers van dit scenario vonden zegt overigens niet veel, ondanks de grote schaal waarop het onderzoek plaatsvond. Schilthuizen: “Dit is natuurlijk nog steeds maar een sample, daar ontkom je niet aan. Naar schatting bestaan op Mount Kinabalu zo’n 5000 endemen — waar wij naar hebben gekeken is dus maar een procent van wat er in totaal is.”

De soorten waarvan lokaal voorouders werden gevonden waren goed voor ongeveer twee derden van het totaal. Een ander scenario was als eerst beschreven door Cornelis van Steenis, een beroemde Leidse botanicus uit het begin van de vorige eeuw: “Hij had al gezien dat er soorten zijn zoals de boterbloem van Kinabalu: op Borneo komen namelijk verder helemaal geen boterbloemen voor, je vindt ze alleen op een paar hoge bergen in zuidoost Azië, en op andere hoge gebieden.” Dit type soorten, door Van Steenis ‘excentrisch’ genoemd, was dus al grotendeels aangepast aan het klimaat vóór het op de berg arriveerde. Eenmaal daar aangekomen kon het makkelijk het gebied koloniseren.

Aangepast
Logischerwijs zijn de meeste soorten die deze evolutionaire geschiedenis laten zien, ook soorten die zich makkelijk kunnen verspreiden — meegenomen door de wind, bijvoorbeeld. “Als er een schimmel moet ontstaan die aangepast is aan het leven bovenop de berg, dan zal het veel eerder een schimmel zijn die zijn sporen in de lucht heeft zweven, en al aangepast is aan zo’n niche, dan een nieuwe soort die nog een heleboel evolutionaire stapjes moet doorlopen voor hij van laagland naar hoogland is geëvolueerd. Maar als je dat soort eigenschappen niet hebt, is juist een lokale oorsprong waarschijnlijk.”

***

Er loopt een steil pad naar beneden. Voeten blijven steken in de modder, haren blijven klitten in takken. Een flinke slang manoeuvreert zich langs onze voeten. Menno registreert de locatie van de vallen aan de hand van zijn eigen observatie. ‘Ik probeer ijkpunten te zoeken, een vreemd gevormde knoest of een opvallende plant bijvoorbeeld, dan hoop ik ze terug te kunnen vinden. Soms raak ik er wel eens een kwijt.’ (…) Hij is niet ontevreden: ‘Dit is een vrij goede vangst, maar ik kan het pas echt beoordelen onder de microscoop.’ Het lot van de krioelende kevertjes in de Hak-pot is tragisch. Ze belanden eerst in een conserverende zoutlaag onderin het glas, daarna trekt de professor hun lijfje uit elkaar en tot slot verdwijnen ze voor eeuwig in een alcoholische oplossing.

Laura Stek

***

Afstamming op zich mag dan een interessant verhaal opleveren, maar er zitten ook hele praktische consequenties aan de resultaten van dit onderzoek. Denk bijvoorbeeld aan klimaatverandering: hoe zullen de unieke soorten die in dit systeem zijn aangepast zich redden als de wereld om hen heen ineens drastisch verandert? Het is geen denkbeeldig scenario, vertelt Schilthuizen: “Sommige van die soorten zitten echt alleen op de top, vanaf 3000 meter hoogte. Naarmate de hoogtegrens van hun niche opschuift, wordt hun leefgebied kleiner. Bij nachtvlinders is onderzoek gedaan over de laatste 60 jaar, waarin wel 80 meter hoogteverschil is geconstateerd voor de populatie — dat is gigantisch. Met name als het klimaat verder opwarmt zal dit blijven gebeuren.

“De excentrische soorten laten zien dat evolutie op zo’n berg langzaam gaat. Kennelijk is het een lokale soort niet in staat gebleken om die niche te koloniseren en zich aan te passen — in ieder geval niet snel genoeg, voordat die excentrische soort arriveerde. We vinden eigenlijk geen gevallen van een soort die in een laaglandbos zijn voorouders heeft, en die ineens de top heeft gekoloniseerd. Dat soort sterke aanpassing is kennelijk niet makkelijk.”

Overkoepelend
Expedities zoals deze zijn niet nieuw: naturalisten zijn al eeuwen bezig onze aardse biodiversiteit in kaart te brengen, en komen daarbij op de meest spectaculaire uithoeken van onze planeet. Maar deze expeditie was bijzonder: het bleef hier niet bij inventariseren. Schilthuizen legt uit, niet zonder trots: “Met vrij weinig moeite konden wij een overkoepelende vraagstelling aan de expeditie koppelen, en hebben we dus zoveel meer kunnen vertellen. Met de juiste vragen kan je belangrijke ecologische en evolutionaire problemen aanpakken, zeker als je zoveel taxonomische experts tot je beschikking hebt én mensen die hypothese-gedreven onderzoek willen doen. Ik denk dat dit onderzoek een goed voorbeeld is van wat je kunt bereiken als je die twee groepen mensen bij elkaar zet.”

***

Meer lezen, zien en horen over de expeditie naar de Kinabaluberg? Lees hier blogs en podcasts die journaliste Laura Stek destijds maakte, en bekijk hier foto’s van natuurfotograaf Joris van Alphen.

Of bekijk een impressie van de expeditie én de resultaten, gemaakt door het mediateam van Naturalis: