Katvisgenen vertellen hoe Afrikaans landschap evolueerde

Zo konden ze belangrijke geologische en klimatologische gebeurtenissen, zoals periodes van grote droogte, preciezer dan ooit dateren.

Als je afbeeldingen opzoekt van een ‘Afrikaans landschap’, vind je gegarandeerd een opeenvolging van dorre savannes met hier en daar een eenzame Acacia (liefst bij zonsondergang). In werkelijkheid is dit continent erg gevarieerd, met een complex netwerk van bergketens, moerassen, rivieren en meren. Dit is een gevolg van historische veranderingen in klimaat en geologie, die het Afrikaanse landschap van vandaag hebben vormgegeven. Maar het ‘hoe’ en ‘wanneer’ ervan zijn nog altijd moeilijk te achterhalen, zelfs voor geologen met een gedetailleerde kennis over de stratigrafie (de volgorde van gesteentelagen).

Een nieuwe studie van Maarten Van Steenberge (ichtyoloog aan het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen) toont aan dat het DNA van Afrikaanse meerval (Clarias gariepinus), de meest wijdverspreide zoetwatervis van het continent, belangrijke aanwijzingen bevat.  Onderzoekers uit België, Oostenrijk, Canada, DR Congo en Zuid-Afrika verzamelden genetische stalen verspreid over het hele continent. Door de verwantschap tussen de populaties te onderzoeken op basis van de genetische blauwdruk, achterhaalden ze wanneer woestijnen en meren zich vormden, bergketens ontstonden en rivieren verbonden of gescheiden werden. “Als een populatie opgesplitst raakt door een verandering in het landschap of klimaat, laat dit zijn sporen na in de genen”, aldus professor Filip Volckaert, expert evolutionaire biologie aan de KU Leuven en onderzoeksleider van de studie.

De Grote Meren van Afrika

De grootste opsplitsingen in verwantschap zijn te vinden in het gebied van de Oost-Afrikaanse Grote Meren. “We vermoeden dat de soort daar ontstaan is en zich van daaruit heeft verspreid over het hele continent”, vertelt Van Steenberge. De genetische analyse bracht ook twee grote zones aan het licht waarbinnen de populaties net heel nauw aan elkaar verwant zijn: één in het noorden en één in het zuidwesten van het continent. Opvallend is dat deze gebieden momenteel enkele van de droogste gebieden van Afrika bevatten: de Sahara en de Sahel in het noorden, en de Kalahari, Namib en Karoo in het zuiden.

De onderzochte populaties leven in meren en rivieren op enorme afstanden van elkaar, met daartussen enkel woestijn. “Je zou verwachten dat die onherbergzame gebieden barrières vormen voor de migratie van vissen. En dat is ook zo. Maar de nauwe verwantschap die we zagen is een weerspiegeling van een totaal ander landschap in een vrij recent verleden”, legt Van Steenberge uit. Tijdens de Afrikaanse natte periode, tot zo’n 5000 jaar geleden bevonden zich daar namelijk geen woestijnen, maar gigantische meren! Daarvan was ‘Mega-Tsjaad’ (Mega-Chad in het Engels) het grootste, met een oppervlakte van liefst 300.000 km².

Rivieren veranderen van koers

In het stroombekken van de Congorivier is iets anders aan de hand. De populaties in het centrum zijn sterk aan elkaar verwant, maar aan de rand van dit bekken, zijn ze zo verschillend als maar kan. “Ze leunen veel dichter aan bij populaties in aangrenzende stroombekkens”, vertelt professor Auguste Chocha Manda (Université de Lumumbashi). “De huidige rivieren waren toen verbonden met andere rivieren, die dan door geologische veranderingen opgesplitst werden. Daardoor keerden ze letterlijk om, waardoor ze nu richting de Congorivier stromen. En daar komen nu vissen met heel verschillende genetische achtergronden samen!”

Niet zomaar een vis

De keuze voor de Afrikaanse meerval was niet toevallig. “Het is de enige zoetwatervis die verspreid is over het hele continent en in bijna alle mogelijke biotopen te vinden is: in meren, rivieren én moerassen”, legt Maarten Van Steenberge uit. “Dat is uiteraard nodig als je een beeld wil krijgen van de landschapsevolutie van een heel continent”.

Die wijde verspreiding heeft de vis te danken aan zijn extreem aanpassingsvermogen: hij is een alleseter, verdraagt zeer goed droogte en ademt zelfs lucht dankzij een speciaal orgaan in zijn kieuwen. Daardoor kan hij over land migreren! “Als hij een plek heeft gekoloniseerd, gaat hij er waarschijnlijk nooit meer weg. En dat maakt hem een ideale getuige van de geologische geschiedenis.”

Deze bijzondere eigenschappen maken de Afrikaanse meerval echter ook een geliefde soort voor aquacultuur. Gevreesd wordt dat gekweekte vissen in rivieren of meren terechtkomen en zo het natuurlijk genetisch patroon van de aanwezige populaties verstoren. “Ons onderzoek wijst uit dat de lokale populaties genetisch prima zijn aangepast aan hun omgeving. De introductie van een gekweekte verwant zou dit evenwicht kunnen verstoren”, benadrukt professor Rouvay Roodt-Wilding (Universiteit Stellenbosch). Het onderzoek levert zo een bijdrage tot duurzaam visserijbeheer en aquacultuur.

Dit onderzoek, gepubliceerd in het vaktijdschrift Journal of Biogeography, is het resultaat van een multidisciplinaire en internationale samenwerking van onderzoekers van de KU Leuven, het Koninklijk Museum voor Midden-Afrika in Tervuren, het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen, Université de Namur, de Universiteit Hasselt, Universiteit Stellenbosch (Zuid-Afrika), Université de Lumumbashi (Congo), University of the Fraser Valley (Canada) en Karl-Franzens-University Graz (Oostenrijk). Het werd gefinancierd door FWO, KU Leuven, de Belgische Ontwikkelingssamenwerking en het Belgisch Ontwikkelingsagenschap.