De stad beïnvloedt het spel tussen jager en prooi

Wie aan evolutie denkt, denkt misschien aan Darwinvinken op de afgelegen Galapágos eilanden, er gebeurde iets met hun snavel, toch? In het afgelopen decennium werd het wereldwijd echter duidelijk dat ook de stad een motor voor evolutie kan zijn. Steden zijn warmer en sterker vervuild dan het omliggende landschap, terwijl versnippering ervoor zorgt dat kleine groene plekken vaak als eilanden tussen wegen en gebouwen liggen. Verkeer zorgt voor lawaai, en straatverlichting of verlichtte reclameborden verstoren het natuurlijke dag-nachtritme.

Geïntrigeerd door die boeiende omgeving, trekken meer en meer evolutiebiologen hun stoutste schoenen aan richting stad, ook in Vlaanderen. Zo weten we ondertussen dat bruine sprinkhanen uit Brussel en Antwerpen relatief langere vleugels en poten hebben dan soortgenoten uit het buitengebied. Die lichaamsbouw kan hen helpen om versnipperde stukjes leefgebied te bereiken, maar gaat mogelijk ten koste van hun voortplanting.

De watervlo (daphnia magna). Foto: Joachim Mergeay

In Vlaamse stadsvijvers ontwikkelden watervlooien dan weer een grotere tolerantie voor hoge temperaturen en pesticiden, en vertonen ze een versnelde levensstijl, terwijl stedelijke waterjuffers energetisch beter om kunnen met hitte- en immuunstress. De stad verandert dus niet alleen welke soorten ergens voorkomen, maar kan ook de kenmerken van populaties binnen een soort. Dat maakt de stad tot een evolutionair laboratorium, dicht bij huis!

Evolutie is echter niet alles. Terwijl meer dan een eeuw lang gedacht werd dat evolutionaire en ecologische veranderingen als afzonderlijke processen plaatsvonden, blijkt recent dat ze als een soort tandem functioneren: ecologie beïnvloedt evolutie, en evolutie beïnvloedt ecologie. Die interactie noemt men ook wel ‘eco-evolutionaire dynamieken’. Het klinkt vanzelfsprekend dat die plaatsvinden, maar hen onderzoeken en bevestigen, is dat niet.

Onze steden, snelkookpannen van evolutie, lijken echter wel ideaal om te bekijken hoe die tandem door onze straten fietst. Daarbij bestudeerden we in Vlaanderen twee vertrouwde bewoners van vijvers: larven van de Lantaarntjeswaterjuffer, ook wel ‘nymphen’ genoemd, en de grote Watervlo, een kreeftachig diertje dat slechts enkele millimeter ‘groot’ blijkt te zijn. Waterjufferlarven zijn roofdieren die onder water op kleine prooien jagen. Watervlooien behoren tot hun mogelijke prooien en vervullen tegelijk een belangrijke ecologische functie in de vijver: ze filteren algen uit het water en vormen voedsel voor tal van andere dieren. Evolutionaire veranderingen in onze ‘jagers’, gedreven door het leven in de stad, kunnen gevolgen hebben voor hun prooien, net zoals veranderingen in onze stadsprooi de voedselopname van jagers kan veranderen. Evolutie dekt dus mogelijk de tafel in het stadsvoedselweb!

Ik schep nog eens in het water en doorheen de planten en vertel met licht verheven stem de man in peignoir dat het niet voor de waterkwaliteit, maar ‘voor de evolutie is’, en ‘dat ik op zoek ben naar waterjuffers’. Hij kijkt me verdwaasd aan, maar eens ik wat uitleg geef, zit hij mee op tram Darwin. Hij wenst me een goede dag en sloft terug richting krant en koffie. Ik vang samen met mijn collega een parend stel waterjuffers in hun mooie typische ‘hartvormige wiel van de liefde’. Het vrouwtje bergen we op in een plastieken potje, afgesloten met een simpel gaas en elastiekje. We zetten haar bij de rest van onze catch of the day en keren terug richting labo. Daar zullen deze vrouwtjes eitjes leggen die zullen ontwikkelen tot de waterjufferlarven die we gebruiken in onze experimenten.

Zo verzamelden we honderden waterjuffers en ook watervlooien. Niet enkel uit de stad, maar ook uit landelijke vijvers in Vlaanderen. Vervolgens groeiden ze enkele maanden in het laboratorium, waarbij we overerfbare verschillen tussen populaties goed in kaart kunnen brengen. Die bleken er nog steeds te zijn: patronen gevonden in voorgaande studies werden bevestigd.

En dan was het tijd voor actie! We stuurden onze watervlooien en -juffers op blind date! We lieten stedelijke en landelijke jagers los op stedelijke en landelijke prooien in een testarena in het labo. Alle mogelijke combinaties kwamen aan bod. Die rendez-vous vond bovendien plaats in een nagebootste hittegolf. Waarom? Omdat zulke extreme temperaturen in stadsvijvers steeds belangrijker worden, en indien de aanpassing aan hitte in de stad belangrijke ecologische gevolgen heeft, zo dachten we, zal dat zeker tot uiting komen in zo een hittegolf. Tijdens de experimenten maten we hoe vaak jager en prooi elkaar ontmoetten, hoe lang het duurde om een prooi te verwerken en hoeveel watervlooien uiteindelijk werden opgegeten.

De resultaten deden onze wenkbrauwen fronsen. Stadswaterjuffers ontmoetten hun prooi vaker en aten meer dan waterjuffers vanop het platteland. Op het eerste zicht lijkt de conclusie dan duidelijk: evolutie in de stad heeft de waterjuffer tot een efficiëntere jager van zijn prooi gemaakt. Evolutie beïnvloedt ecologie! Hoera! Maar het verhaal bleek minder eenvoudig. Dat voordeel was er enkel wanneer er plattelandswatervlooien op het menu stonden en verdween wanneer de stadsjuffers stadswatervlooien voorgeschoteld kregen. De stadswatervlo bleek geen makkelijke hap. Ook de prooi was immers evolutionair veranderd onder invloed van het stadsleven. De uitkomst van de jacht werd daardoor niet alleen bepaald door de evolutionaire achtergrond van de jager, maar door de specifieke combinatie van jager én prooi. Fascinerend!

Maar wat betekent dat nu eigenlijk en hoe belangrijk is het? Als we enkel stedelijke en landelijke waterjuffers hadden vergeleken in een testarena met slechts één standaardprooi, was de conclusie als volgt: evolutie in een jager in de stad verhoogt zijn ecologische jaagefficiëntie! Als we alleen volledig stedelijke en volledig landelijke waterjuffer-watervlo experimenten hadden uitgevoerd, zouden we besluiten dat evolutie net weinig effect had op hun ecologische tête-è-tête.

Beide conclusies zijn echter onvolledig. De effecten van stadsevolutie op ecologie waren zeer groot: wanneer alleen de waterjuffer of de watervlo uit de stad kwam, ontmoetten jager en prooi elkaar gemiddeld zo een 250 keer vaker en werden er 25 keer meer watervlooien opgegeten! Wanneer beide soorten uit de stad kwamen, zwakten hun aanpassingen elkaar echter af. Daarom spreken we van een verborgen eco-evolutionaire dynamiek: niet de evolutie zelf, maar haar effect op de relatie tussen jager en prooi blijft grotendeels verborgen.

Pas wanneer we de evolutionaire achtergrond van beide soorten bekijken, wordt duidelijk hoe die op hun interactie inwerken. Dat betekent ook dat een stabiel stedelijk voedselweb dus niet betekent dat evolutie onbelangrijk is of niet plaatsvindt! Achter een ogenschijnlijk onveranderde interactie kan een evolutionair samenspel schuilgaan tussen een veranderde jager en een al even veranderde prooi, waarbij hun effecten elkaar gedeeltelijk compenseren. Stabiliteit aan de oppervlakte kan met andere woorden het resultaat zijn van sterk compenserende evolutionaire veranderingen onder de oppervlakte, in dit geval het wateroppvervlakte!

Onderzoek naar snelle evolutie richt zich vaak op één soort tegelijk. Dat is begrijpelijk, want experimenten met meerdere soorten worden snel uitdagend en complex. Maar in de natuur, en ook in de stad, evolueert geen enkele soort op zijn eentje. Predatoren, prooien, concurrenten en ziekteverwekkers worden vaak tegelijk blootgesteld aan opwarming, vervuiling, versnippering en andere menselijke invloeden.

Om de gevolgen van verstedelijking of klimaatverandering te voorspellen, volstaat het daarom niet één soort onder de loep te nemen. We moeten ook begrijpen hoe evolutionaire veranderingen bij verschillende soorten elkaar versterken of afzwakken en zo doorwerken in voedselwebben en ecosysteemfuncties, zeker wanneer die gelinkt zijn aan ecosysteemdiensten, zoals bestuiving, waterregulatie, of het verspreiden van ziekten.

Onze Vlaamse stadsvijvers brachten, binnen het vakgebied van de ‘stadsevolutie’ als allereerste die interactie tussen evolutie en ecologie aan het licht. En die eco-evolutionaire tandem fietst vermoedelijk vaker door ons verstedelijkt landschap dan we tot nog toe dachten. Na een lange maar leuke dag labowerk, spring ik zelf even op de fiets, blokje om. Verwonderd, maar vooral enthousiast, over wat er nog te ontdekken valt in onze natuur om de hoek!

Wil jij ook op stadssafari?

Bekijk dan zeker ‘Onze Natuur Doorgrond: De stad als natuurlijk ecosysteem’, een documentaire van Pim Niesten en de makers van Onze Natuur in samenwerking met KU Leuven.

Dit onderzoek werd uitgevoerd aan het labo voor Aquatische Ecologie, Evolutie en Natuurbehoud in samenwerking met het labo voor Evolutionaire Stress Ecologie & Ecotoxicologie