Hybride diersoorten kunnen de evolutie een zetje geven

Eenmaal per jaar in augustus, een paar dagen na volle maan, gaat het los in de Caribische Zee. Koraal van het geslacht Acropora schiet dan kuit: pakketjes bestaande uit eicellen en sperma worden losgelaten en zweven door de zee. Er komen in de Caribische Zee drie soorten Acropora voor: elandgewei- en hertshoornkoraal. De derde soort is een hybride van deze twee, een genetisch mengelmoesje, de muilezel onder de koralen. 

Terwijl het met de acropora’s steeds slechter gaat, valt het onderzoekers op dat juist de hybride het beter doet dan de genetische pure soorten. Koraalgeneticus Madeleine van Oppen, verbonden aan de Universiteit van Melbourne en the Australian Institute of Marine Science, was deze ontdekking een eyeopener. ‘In de laatste tien, twintig jaar komt die hybride in de Caribische Zee veel meer voor. Het is ook aangetoond dat de hybride beter aangepast is aan de veranderde leefomgeving. Dat was een van de redenen waarom ik bedacht om een hybride in het lab te maken.’ 

Haar missie is om met behulp van kruisingen tussen verschillende koraalsoorten een nog niet bestaande of zeldzame hybride koraalsoort te creëren die weerbaarder is tegen de opwarming en verzuring van het zeewater. Als de klimaatverandering traag zou gaan, had het koraal de kans gehad om zich op eigen kracht aan te passen aan de nieuwe omstandigheden. Maar de klimaatverandering gaat te snel en de evolutie te traag. Het evolutionaire proces heeft een hulpmotortje nodig. Van Oppen noemt haar interventie dan ook ‘assisted evolution’. ‘Het is om tijd te kopen zodat we koralen kunnen helpen overleven totdat wij als mensheid eindelijk echt eens wat aan klimaatverandering gaan doen.’

Een hybride koraal kweken is nog niet zo makkelijk. Wat Van Oppen nodig heeft zijn eicellen en spermacellen van de verschillende koraalsoorten. Van het Great Barrier Reef worden koraalkolonies verzameld die op het punt staan om kuit te schieten en meegenomen naar het lab. Dan is het wachten op het moment dat het koraal begint te paaien. Dat gebeurt vrijwel altijd ’s nachts. Van Oppen en haar collega’s zijn dan de hele nacht in de weer met plastic slabakjes om eitjes en spermacellen op te vangen die ze vervolgens in een container samenbrengen en voorzichtig mengen. De verschillende koraalsoorten hebben allemaal een eigen moment waarop ze kuitschieten en de uitdaging is om in een overlappende periode geslachtscellen te oogsten en samen te brengen. Slaagt de IVF-poging, dan groeien de bevruchte embryo’s uit tot zwemmende larfjes van een nieuwe hybride soort.

Om een hybride te ontmoeten, hoef je niet naar Australië. ‘Ik zie regelmatig hybriden, vooral bij eenden’, vertelt Peter de Knijff, vogelliefhebber en hoogleraar populatie- en evolutiegenetica verbonden aan het Leids Universitair Medisch Centrum. ‘Dat waterwild is onvoorstelbaar creatief. Die pakken echt alles wat ze te pakken kunnen krijgen. De meeste hybriden zijn niet vruchtbaar.’ Dat individuen van twee verschillende soorten met elkaar paren is niet zo bijzonder. Dat daar nakomelingen van komen is al iets unieker. Dat die nakomelingen vervolgens vruchtbaar zijn is vrij zeldzaam. Maar het gebeurt wel. Zo zijn de zwarte kraai en de bonte kraai op het oog makkelijk van elkaar te onderscheiden als verschillende soorten maar als ze paren krijgen ze vruchtbare nakomelingen, die uiterlijk een mix zijn van beide ouders.

De genetica legde bloot dat het uitwisselen van genen tussen soorten veel meer voorkomt dan biologen aanvankelijk dachten. De mens is daarin geen uitzondering. Onze voorouders hadden af en toe seks met neanderthalers en kregen ook vruchtbare kinderen. Wij zijn nakomelingen van die hybride menssoort. Je kunt je afvragen of Homo neanderthalensis en Homo sapiens dan wel echt twee verschillende soorten zijn. Veel mensen leerden bij biologieles dat een soort bestaat uit een groep populaties waarvan de individuen vruchtbare nakomelingen kunnen produceren. Dat is het biologische soortconcept waarmee de Duitse bioloog Ernst Mayr in de jaren veertig bekend werd. Paarden en ezels kunnen zich wel voortplanten maar hun nakomelingen, muilpaarden of muilezels, zijn onvruchtbaar. Paarden en ezels behoren volgens het soortconcept van Mayr dus niet tot dezelfde soort. 

Op deze manier hebben we lang scheidingswandjes tussen soorten aangebracht. Maar toen bleek dat allerlei soorten wel vruchtbare nakomelingen konden krijgen, kon het soortconcept van Mayr de prullenbak in. Hoe kun je dan wel een soort definiëren? De Knijff: ‘Wij mensen willen verschijningsvormen netjes kunnen opbergen in één of ander ladesysteem. Maar wat maakt het een koolmees nou uit?’ Hij heeft de hoop op een sluitende definitie voor het begrip soort opgegeven. ‘Mijn collega’s proberen zich in allerlei bochten te wringen om toch weer een nieuw soortconcept te bedenken. Daar kijk ik met leedvermaak naar. Er zijn altijd uitzonderingen op welke regels dan ook. Dan kun je net zo goed dat hele geneuzel van regels en definitiecriteria achterwege laten en een beslissing nemen over wat we de verschillende soorten noemen.’

Lang werden hybride soorten gezien als miskleunen, evolutionair doodlopende wegen. Maar het kruisen met een andere soort kan grote voordelen opleveren. Door te hybridiseren kun je snel een gunstig genenpakket cadeau krijgen van een andere soort, blijkt uit Amerikaans onderzoek dat vorig jaar gepubliceerd werd in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Een killivisje met de Latijnse naam Fundulus grandis dat onder andere langs de kust van Texas zwemt, dreigde lokaal uit te sterven in de zwaar vervuilde Galveston Bay. Maar in de jaren zeventig herstelde de soort zich wonderbaarlijk goed terwijl het water nog even toxisch was. Om het geheim van de killivisjes te ontrafelen werd een genetisch onderzoek gestart, dat uitwees welke genen bescherming bieden tegen het gif. En die genen bleken afkomstig te zijn van een andere killivissoort, namelijk de Fundulus heterolitus. Blijkbaar zijn deze vissoorten recent spontaan gekruist en hebben de nakomelingen gunstige genen geërfd. Hybridisatie heeft de Fundulus grandis een evolutionaire ontsnapping gegeven om zich in razendsnel tempo aan te passen en niet ten onder te gaan in het zwaar vervuilde zeewater.

Toch zijn de meeste biologen en natuurbeschermers niet enthousiast over spontane hybridisatie. Ze zien het meestal als een ongunstige ontwikkeling. Neem de Europese wilde kat. In Zuid-Limburg leeft sinds een paar jaar weer een kleine populatie. De Felis silvestris lijkt in uiterlijk op onze huiskat (Felis catus) ook al zal de wilde kat zich nooit laten aaien. Genetisch gezien zijn de wilde kat en de huiskat echt andere soorten, waarbij de wilde kat volledig aangepast is aan het leven in het wild en de huiskat gefokt wordt op eigenschappen als knuffelbaarheid. Zo af en toe paren de twee kattensoorten. Sommige natuurbeschermers zijn bezorgd dat de wilde kat genetisch verdund wordt door huiskatten en de wilde kat op den duur als aparte soort verdwijnt. 

Roofdierspecialst Jaap Mulder maakt zich daar na een Europees onderzoek naar hybridisatie van de wilde kat geen zorgen meer over. ‘Ze komen elkaar wel tegen, maar waar de wilde kat is, verdwijnt de huiskat. Ik denk dat de wilde kat agressief is naar huiskatten.’ Op het Europese vasteland zijn volgens Mulder nauwelijks hybride katten te vinden. Natuuronderzoeker René Janssen, die ook bij het onderzoek betrokken was, is wat minder optimistisch. Alle zeventien onderzochte Schotse wilde katten bleken hybriden te zijn of af te stammen van hybriden. De vraag is of in Schotland de laatste pure wilde katten alleen nog in dierentuinen leven waar ze veilig zijn voor huiskatten.

In 2015 lukte het het lab van Madeleine van Oppen om via hun IVF-methode een hybride koraalsoort te maken. Het koraal leeft nog steeds en heeft zich zelfs al met succes voortgeplant. Het is nog te vroeg om deze hybride uit te zetten in zee om zo koraalriffen te restaureren. Eerst zijn er proeven nodig die uitwijzen dat het hybride koraal in het wild beter presteert in te warm en te zuur zeewater. Van Oppen zal ook moeten aantonen dat haar nieuwe soort geen schade toebrengt aan het ecosysteem. Het laatste wat ze in Australië willen is nog een keer de fout maken een nieuwe soort te introduceren die later schadelijk blijkt te zijn. ‘We moeten zeker uitzoeken of er potentiële negatieve consequenties zijn voor andere koraalsoorten of andere organismen. Maar we moeten ook kijken wat de risico’s zijn als we niets doen. Koraalriffen zoals we ze nu kennen zullen dan eind deze eeuw niet meer bestaan.’

Voorbeelden van hybrides:

De wolfhond

Bij gebrek aan mannetjes van haar eigen soort liet in 2017 een wolvin zich dekken door een Duitse labrador. Als pionier in het gebied kon ze niet al te kieskeurig zijn. Er barstte een discussie los over het lot van de hybride welpen. Mochten ze blijven leven en zich verder voortplanten? Om de genenpoel van de wolf puur te houden besloot het Thüringer Ministerie van Milieu begin dit jaar dat er op de hybriden gejaagd mag worden. Dezelfde wolvin heeft ook dit jaar weer een nest welpen geworpen. Inmiddels is er ook een mannetjeswolf in haar territorium gezien en de natuurbeschermers hopen dat dit keer een wolf de vader is en niet weer een labrador.

De grijsbeer

Zo af en toe duikt er in Canada een kruising op tussen een grizzlybeer en een ijsbeer. Het zou goed kunnen dat de twee berensoorten elkaar nu vaker tegenkomen als gevolg van klimaatverandering. Van grizzly’s is bekend dat ze steeds meer naar het noorden trekken en ijsberen komen juist meer naar het zuiden. De hybride wordt in het Engels liefkozend pizzly of grolar bear genoemd. Minimaal één hybride heeft zich ook met succes voortgeplant.

De gaap

Schapen en geiten die samen in de wei staan kunnen weleens een paarpoging doen maar de kans dat er levensvatbare hybriden geboren worden is heel klein omdat schapen en geiten niet evenveel chromosomen hebben. Toch lukte het in 2011 een bok en ooi uit de Noordoostpolder om zich samen voort te planten. Eigenaar Wietze van Wegen gaf het jong de naam Gaap. Helemaal bijzonder is dat Gaap zelf ook weer nakomelingen heeft gekregen. Net als zijn geitevader dekte hij schapen. Gaap ging afgelopen voorjaar dood. Zijn wonderlijke dna is nooit onderzocht.