Slak tegen krab

Sommige krabben leggen zich toe op het slopen van slakken-huizen, maar de prooi verzint manieren tot verzet. De blinde slakkendeskundige Geerat Vermeij onderzoekt de wapenwedloop tussen krab en slak.

DE TASTZIN in zijn vingertoppen is hem heilig. Daarom zal hij nooit gitaar spelen. En daarom blijft hij met zijn handen zoveel mogelijk uit warm water. Hij wil koste wat kost vermijden dat hij een dikke laag eelt op zijn handen krijgt en zijn gevoel verliest. ``Mijn vingers zijn mijn ogen'', zegt de blinde slakkendeskundige prof.dr. Geerat Vermeij. ``Als ik een slakkenhuis in mijn handen heb ga ik met mijn vingers langs de randen, de windingen, de ribbels, de uitsteeksels, de openingen en haal daar mijn informatie uit. Ik voel details die een ziend persoon niet zo snel opvallen. Misschien heeft dat met de hersenen te maken. Ik ken publicaties waaruit blijkt dat de visuele cortex in het brein van blinden van functie verandert en kan overgaan in een gebied dat gehoor of tast verwerkt.''

De in Nederland geboren Vermeij is evolutiebioloog en paleontoloog. Hij heeft een aanstelling aan de University of Californië in Davis, een dependance van de universiteit waar zich de laatste twintig jaar tal van prominente evolutiebiologen hebben verzameld. Vermeij legt zich toe op de evolutie van weekdieren, met name slakken. Hij concentreert zich op the greater scheme of things, zoals hij het zelf noemt. De grote lijnen. Wanneer speelden zich ingrijpende evolutionaire veranderingen af in de afgelopen miljoenen jaren? Waarom toen? Wat waren destijds de omstandigheden? Wat was het klimaat, de temperatuur van het water, hoe zat het met de beschikbaarheid van voedsel?

Het heeft hem de laatste jaren een belangrijk inzicht gegeven: evolutionaire en economische principes vertonen sterke overeenkomsten. ``Competitie en consumptie, daar draait het om'', aldus Vermeij, die onlangs een paar dagen in Nederland was om een symposium over evolutie bij te wonen en om zijn dierbare broer Arie te bezoeken. ``Dieren zoeken voedsel voor groei, voortplanting, verdediging. De hoeveelheid voedsel die ze kunnen nuttigen hangt af van de lokale markt; de beschikbaarheid van voedsel, de toegankelijkheid tot dat voedsel; de kosten en baten om dat voedsel te bemachtigen. Die zaken hebben allemaal overeenkomsten met economische principes. Het gaat om het creëren van en competeren om bronnen. Economische principes zijn niet louter metaforen voor concepten in de evolutiebiologie, ze zijn identiek.''

Dat Vermeij vergelijkingen trekt tussen evolutie en economie komt voort uit zijn onderzoek naar de wapenwedloop tussen slakken en krabben. Met dit werk verwierf hij internationale bekendheid. ``Stel je voor, je begint een x aantal miljoen jaar geleden met een slak die een dunne schelp heeft en een krab met kleine scharen. Op een gegeven moment worden de scharen steviger en kan de krab makkelijker een schelp breken. Als reactie worden de schelpen weer dikker. Dan verstevigen de scharen weer. Enzovoorts. Je hebt een wapenwedloop'', aldus Vermeij.

De eerste hints voor het bestaan van deze armsrace kwam als een toevallige observatie. In 1970 liet collega Lu Eldredge op het eiland Guam aan Vermeij een slakkenhuis zien waarvan een stuk was afgebroken. Vermeij dacht dat de schelp door de golven tegen de rotsen was geslagen en daardoor een stuk had verloren. Eldredge bood een alternatieve verklaring. In zijn laboratorium had hij krabben gezien die slakkenhuizen in stukken braken.

Vermeij liet de waarneming voor wat zij was. Pas twee jaar later viel het kwartje, toevallig. Vermeij was met zijn vrouw Edith - ook een biologe - op bezoek bij zijn broer Arie en diens vrouw Hanny in Zeist. Gevoed door nieuwe waarnemingen kwam de gedachte aan de gebroken schelp toevallig weer bovendrijven. ``Het was me opgevallen dat schelpen uit de Indo-Pacifische Oceaan meestal stevig en dik zijn. Zwaar bewapend, zogezegd. Exemplaren uit de Caraïbische Zee en de Atlantische Oceaan daarentegen zijn veel minder sterk. Ik vroeg me af wat daarvan de oorzaak kon zijn. Hield de vorm van de schelp misschien verband met zijn predator?''

In 1974 keerde het echtpaar Vermeij terug naar Guam. Ze haalden krabben van de soort Carpilius maculatus uit de oceaan en brachten die naar het plaatselijk laboratorium. In zijn twee jaar geleden verschenen autobiografie `Privileged Hands' beschrijft Vermeij deze krab als ``een tank''. Aan de voorkant van zijn gladde pantser draagt het beest twee enorme klauwen, de rechter aanzienlijk groter dan de linker. Die linkerklauw is bedoeld om de prooi vast te houden en te manoeuvreren. De rechterklauw doet het sloopwerk. De scharen van de rechterklauw zijn bezet met een rij tanden die het kraken vergemakkelijken.

De gevangen exemplaren van C. maculatus kregen verschillende soorten slakken voorgezet. De ene slak kon de aanval beter weerstaan dan de ander. Verweij ontdekte waarom. Bij sommige slakken was bijvoorbeeld de rand van de apertuur, de opening van het slakkenhuis, verstevigd. De krab grijpt zijn prooi hier als eerste vast en probeert stukken van de apertuur af te breken om uiteindelijk bij de zachte, eetbare delen te komen. Een versteviging van de apertuur maakt dat lastiger. Bij andere slakken was de apertuur niet alleen verstevigd, maar ook vernauwd waardoor de krab moeilijker houvast kon krijgen. En sommige slakken hadden ter versteviging enkele millimeters dikke knobbels op hun schelp. Hoe dikker de schelp, hoe lastiger het wordt voor de krab om zijn prooi te slopen. Zo bleek het huis van de slakkensoort Drupa morum onbreekbaar voor de gevangen krabben. Een Britse collega van Vermeij deed wat tests en ontdekte dat er 5 kilonewton, ongeveer zeshonderd kilo, voor nodig is om de schelp te breken. Zeshonderd kilo, zoveel kracht kon zelfs `de tank' niet uitoefenen.

Vermeij vroeg zich vervolgens af of weekdier-etende krabben in de Indo-Pacifische Oceaan er misschien anders uitzien dan elders. Dat bleek inderdaad het geval. Vermeij: ``Krabben uit het Indo-Pacifische gebied hebben beduidend dikkere en sterkere klauwen dan de soorten uit de Caraïbische Zee en de Atlantische Oceaan. Maar waarom?''

Volgens Vermeij heeft dat onder andere te maken met temperatuur. ``Onder warme omstandigheden kan zo'n wedloop verder gaan dan onder koude omstandigheden. Want in warm water vormt calciumcarbonaat zich bijvoorbeeld makkelijker dan in koud water, dus kunnen in dit geval de klauwen van de krab en de schelp van de slak snel worden aangepast. In warm water worden schelpen hard en parelachtig, in koud water blijven ze krijtachtig en zacht. Bij hoge temperaturen kunnen dieren ook sneller bewegen. En er is meer voedsel beschikbaar waardoor veeleisende specialisaties makkelijker bereikbaar worden. In economische termen: een soort kan meer kopen en evolutionair meer bereiken als het warmer wordt.''

ZUIGVIS

De eerste vraag over slakken, zo schrijft Vermeij in zijn autobiografie, stelde hij zich toen hij tien was. Het gezin Vermeij woonde toen net een jaar in Amerika. In 1955 waren ze van Gouda verhuisd naar New Jersey. Een jaar later verhuisden ze naar Dover, een dorp aan de rand van New York. Geerat en Arie struinden veel langs de Rockaway River en visten naar zuig- en zonnevis. De lerares van Vermeij, mrs. Caroline Colberg, wekte Geerats interesse toen ze een aantal schelpen en stukken koraal meenam. De schelpen voelden anders dan degene die hij in Nederland in handen had gehad. De ribbels op de kokkels waren duidelijker, de binnenkant van de slakkenhuizen gladder, alsof het glas was. Hoe waren die verschillen te verklaren? Hoe kwam het dat het huis van een koudwaterslak meestal een grove, krijtachtige structuur had, terwijl het huis van een warmwaterslak hard en parelachtig aanvoelde? Vermeij: ``Dertig jaar later was die vraag beantwoord. Het draait om de watertemperatuur.''

Toen het gezin Vermeij naar Amerika verhuisde was Geerat inmiddels zes jaar blind. Hij was geboren met een zeldzame vorm van glaucoom, een oogaandoening waarbij de druk in het oog is verhoogd. De jonge Vermeij kreeg medicijnen tegen de pijn. Op zijn vierde was de ziekte zo ver gevorderd dat hij onder het mes moest. Zijn ogen werden verwijderd en hij kreeg kunstogen. Vermeij had weinig problemen om zich aan zijn blindheid aan te passen, schrijft hij. ``Ik ontdekte de waarde van echo's ... mijn wereld was niet zwart en hopeloos. Ze sprankelde, maar nu met geluiden, geuren, vormen en texturen.'' Tijdens wandel- en fietstochten kreeg hij voortdurend toelichting van zijn ouders of zijn een jaar oudere broer Arie. Hier staan koeien, nu fietsen we door een laan met populieren. Boeken over Artis werden voor hem vertaald in braille. Vermeij begon verzamelingen aan te leggen. Van bijvoorbeeld sigarenbandjes en houtsnippers. In Dover kwamen daar planten en schelpdieren bij. Inmiddels omvat zijn eigen collectie schelpdieren vele duizenden exemplaren.

Vermeij studeerde aan de University of Princeton. Hij recruteerde jaargenoten die hem, voor twee dollar vijftig per uur, alles voorlazen waarin hij geïnteresseerd was. Vermeij paste zijn schuifmaat aan zodat hij op de tast kon aflezen hoe lang, breed en hoog de onderzochte slakkenhuizen waren.

Van tijd tot tijd moet hij opboksen tegen twijfels en vooroordelen. Vermeij: ``Een blinde die slakken onderzoekt en op expeditie gaat, dat wordt wel eens vreemd gevonden.'' Toen hij na zijn opleiding aan Princeton naar Yale wilde, kreeg hij daar een sceptische studiecoördinator tegenover zich. Na een reeks kritische vragen, moest hij een aantal slakken determineren. De coördinator was ervan overtuigd dat Vermeij zou falen. ``Wat is dit'', vroeg hij en gaf Vermeij een slakkenhuis in handen. Vermeij voelde: glad, grote apertuur, ver uit elkaar staande ribbels die parallel lopen aan de buitenste lip. ``Het is Harpa major'', antwoordde Vermeij. ``En deze'', vroeg een inmiddels licht fronsende coördinator, terwijl hij een ander exemplaar voorhield. Deze was zacht, had een smalle opening en kanaalvormige naden. ``Oliva sayana, maar dan wel de gewone die in Florida voorkomt'', determineerde Vermeij. Hij werd meteen aangenomen.

BERING STRAAT

Jaren later ontving Vermeij een uitnodiging voor een expeditie naar de Aleoeten, een eilandengroep ten zuidwesten van Alaska. Vermeij wilde dolgraag mee. Hij was namelijk zeer geïnteresseerd geraakt in de Bering Straat. Deze zeestraat is zo'n vier miljoen jaar geleden ontstaan, toen Alaska en Siberië zich van elkaar scheidden. Dat had enorme gevolgen voor de mariene fauna. De verspreiding van soorten verliep zeer ongelijk. Uit het Pacifisch gebied migreerden veel meer soorten naar het Atlantische gebied dan in de omgekeerde richting. Hoe kwam dat? Vermeij wilde alles te weten komen over de taxonomie, de verspreiding, de architectuur en het fossiele bestand van de weekdieren in de buurt van de Bering Straat. De Universiteit van Alaska zou de trip bekostigen voor de expeditieleden. Behalve voor Vermeij. Want een blinde op expeditie, dat was vragen om problemen. Het risico dat er iets mis zou gaan was te groot - zeker tijdens het overstappen van een boot op rotsachtige kust, met een zee die heftig te keer gaat. Vermeij protesteerde. Hij had al talloze expedities ondernomen, en nog nooit hadden zich enige problemen voorgedaan. Uiteindelijk beriep hij zich, na overleg met de National Federation of the Blind, op de White Cane Law die discriminatie van blinden verbiedt. De universiteit van Alaska betaalde alsnog.

Inmiddels onderzoekt hij slakken die zich kenmerken door een ferme tand die uit de rand van de mondopening steekt. ``Sommige slakken gebruiken deze tand als gereedschap om een zeepok of een tweekleppige open te wrikken. Daarna spuiten ze een anestheticum naar binnen en verdoven hun prooi. Die tand komt bij negen slakkenfamilies voor en hij is 60 keer in de evolutie ontstaan, iedere keer totaal onafhankelijk. Ik heb het vermoeden dat de tand steeds in een wat warmere periode is ontstaan. Dan is er voldoende voedsel beschikbaar om deze innovatie door te voeren. In een koude periode kost de ontwikkeling van zo'n grote tand te veel'', zegt Vermeij.

Evolutie is economie, en economische groei staat voor Vermeij gelijk aan de beschikbaarheid van veel energie. Dat is bijvoorbeeld na een vulkanische eruptie het geval. Vermeij: ``Zo'n 130 miljoen jaar geleden deden zich twee tot drie miljoen jaar lang enorme vulkanische erupties voor onder de Indische en Pacifische Oceaan. Die periode valt samen met warme intervallen in het aards klimaat. En tegelijkertijd zie je een explosie aan biologische vernieuwingen en soortvorming.''

Door een vulkanische eruptie warmt de aarde op, er komt extra veel energie vrij en soorten voeren vernieuwingen door. Allerlei attributen ontstaan pas als er veel energie beschikbaar is, aldus Vermeij. ``Een warm klimaat maakt een energie-eisende levensstijl mogelijk. Wie weet in welke richting de mens evolueert als de aarde gaat opwarmen.''