Bolle nonnetjes

De wonderlijke variatie van bolle en platte nonnetjes is in gevaar. En reservaten helpen niet. Aldus ir. Pieternella Luttikhuizen op Texel in haar proefschrift.

De waddenzee heeft wat je noemt een hoge gene flow. Binnen twee weken wordt al het water ververst. De larven van vissen, schelpdieren en andere zeebewoners leggen enorme afstanden af. De klassieke populatiegenetica voorspelt dat je bij zo'n uitbundige uitwisseling van genetisch materiaal weinig lokale verschillen tussen populaties zult aantreffen. De populaties die je dus eigenlijk geen populaties mag noemen vertonen weinig ruimtelijk gestructureerde genetische variatie. Soorten en ondersoorten ontstaan immers pas als populaties ruimtelijk van elkaar gescheiden zijn en onderling geen genetische informatie meer uitwisselen. Eén migrant per generatie doet alle ontstane verschillen tussen twee populaties al weer teniet. ``Ik geloof best dat die modellen kloppen'', zegt promovenda Pieternella Luttikhuizen, ``maar ondanks die enorm hoge gene flow vond ik bij schelpdieren verschillen in schelpvorm die wel degelijk erfelijk blijken te zijn.''

Vier jaar geleden ging ze aan de slag bij het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) op Texel. Haar onderzoek maakt deel uit van een grote studie onder leiding van NIOZ-ecoloog dr. Theunis Piersma naar evolutionaire interacties tussen wadvogels en schelpdieren. Voor haar onderzoek koos ze het nonnetje (Macoma balthica). Nonnetjes zijn tweekleppige schelpdieren, bewoners van de Waddenzee en het ondiepe kustgebied van de Noordzee. Hun kleine roze, gele, witte of grijze schelpjes zie je op het strand vaak met de beide helften stevig aan elkaar vastgekit. Het is opmerkelijk dat ze zoveel kleuren hebben, want ze leven onzichtbaar in het zand. Afgezien daarvan vertonen deze simpele schelpdieren nog veel meer variatie: in schelpdikte, schelpvorm, groeisnelheid, ingraafsnelheid en ingraafdiepte. Hoe dieper een schelpdier zich ingraaft in het wad, hoe veiliger voor rovers, maar hoe minder goed hij kan eten.

Om diverse populaties uit Waddenzee en Noordzee met elkaar te vergelijken gebruikte Luttikhuizen twee gangbare moleculair-genetische technieken, namelijk een vergelijking van mitochondriaal DNA en een vergelijking van allozymen (verschillende vormen van enzymen, die je door elektroforese van elkaar kunt scheiden). In deze `neutrale merkers' werden bij populaties van verschillende plekken in zee geen erfelijke verschillen gevonden.

kweekproeven

Maar de schelpvorm blijkt wèl verschillend, en die verschillen zijn erfelijk bepaald, zo blijkt uit kweekproeven. Nonnetjes uit de Waddenzee zijn aanmerkelijk boller dan die uit de Noordzee. Er is wel overlap, er zitten ook wel plattere nonnetjes in de Waddenzee en bollere in de Noordzee, maar door de bank genomen zijn de schelpen in de Noordzee zo'n tien procent platter.

In de kweekkamer op het NIOZ staan bij een constante temperatuur van 15 graden Celsius bakjes met jonge nonnetjes in stilte te groeien. Vers zeewater, aangevuld met een voedzaam algensoepje, bubbelt in de bakken. Hier worden de nonnetjes vanaf het ei- en spermastadium opgekweekt tot volwassen exemplaren, waaraan de schelpvorm kan worden gemeten. In de proeven werden telkens drie vrouwtjes en drie mannetjes in alle denkbare combinaties met elkaar gekruist, en die opzet werd tienmaal herhaald. De bevruchting vindt buiten het lichaam plaats. Luttikhuizen: ``Je kunt dat induceren door de schelpdieren als ze rijp zijn op het juiste moment te verzamelen, omstreeks maart. We hebben ze hier uit de Mokbaai en uit de Noordzee boven Terschelling opgevist. Daarna bewaar je ze eerst 24 uur bij 5 graden en vervolgens gooi je ze in warmer water. Dat is voor die beesten de prikkel om te gaan paaien: hun sperma en eieren los te laten.''

Het ei is eentiende millimeter groot. Na de bevruchting vormt de larve al heel snel een schelpje. Na enkele weken krijgt het schelpdier een voet, hecht zich aan het zand en graaft zich in. Met een voedselbuisje graast hij zijn omgeving af naar eencellige algen. Ze blijven hun hele leven groeien.

Na een jaar in de kweek werden de lengte en de dikte van de schelpen met een schuifmaat gemeten. Het resultaat van de kweekproeven was overduidelijk: Waddenzeenonnetjes kregen bollere nakomelingen dan populaties uit de Noordzee, precies zoals buiten.

In de Waddenzee worden nonnetjes vooral belaagd door kanoeten. Zo'n vogel slikt de hele schelp door en kraakt die pas in zijn maag. Platte schelpen zijn favoriet. Die verdwijnen van jongs af aan massaal in de vogelmagen. Ze blijven eetbaar tot ze 2 à 3 jaar oud zijn en 16 tot 18 millimeter lang. Bollere schelpen zijn al eerder te groot om nog door te slikken.

Toch vind je nog altijd platte nonnetjes in de Waddenzee. ``Kennelijk worden die genen voor `platte schelpvorm' voortdurend aangevoerd uit de Noordzee'', zegt Luttikhuizen. ``Blijkbaar is die platte schelpvorm in de Noordzee toch ook ergens goed voor, anders had de populatie in de Waddenzee zich al lang aan de predatie door de vogels aangepast en dan zou je door die enorme selectiedruk alleen nog maar bolle schelpen vinden.''

Wat is het nut van een platte schelp in de Noordzee? Dat is een lastige vraag. Platte schelpen zijn in de Noordzee vaak ook dikker, misschien zijn ze daardoor minder toegankelijk voor de tepelhoorn. Dat is een roofslak die gaatjes in schelpen raspt, een verlammend gif naar binnen spuit en dan het schelpdier opslurpt. Een andere onbewezen theorie luidt dat een plattere, meer gestroomlijnde schelp zich sneller in de zeebodem kan ingraven. In de zware, dikke blubber van de Waddenzee graaft een schelpdier zich eenmaal in en blijft daar dan de rest van zijn leven zitten. Maar in het grove, zanderige sediment van de dynamische Noordzee moeten schelpdieren zich vaker opnieuw ingraven en dan zou een platte schelp handiger zijn.

Daar boffen de kanoeten bij. Met het getij worden elk voorjaar massa's larven van nonnetjes met platte schelptypen uit de Noordzee naar de Waddenzee gespoeld. Die groeien daar op en zo blijven de vogels in de Waddenzee verzekerd van hun favoriete voedsel. Luttikhuizen: ``Kennelijk hebben die nonnetjes in verschillende gebieden, op korte afstand van elkaar, verschillende evolutionaire antwoorden gevonden op specifieke milieuomstandigheden. Het lijkt mij heel goed denkbaar dat dit voor méér genetische eigenschappen geldt.''

genetische variatie

De Waddenzee lijkt één grote zand- en watervlakte, maar er is een enorme ruimtelijke variatie. Hoger op het wad leeft een schelpdier veel extremer. Het ligt daar wel tien uur droog, in vorst of hitte. Als het regent, wordt het water zoet in plaats van zout. Hoe lager op het wad, hoe meer gebufferd het milieu. Ook het sediment verandert: hoe verder van de zeegaten, hoe fijner het zand. De roofdieren zijn eveneens aan bepaalde zones gebonden. De strandkrab komt hoog op het wad, de zwemkrab blijft altijd in het water. Steltlopers begeven zich nooit in diep water. Duikvogels, zoals eidereenden, zoeken wèl dieper water op. De bewoners passen zich aan hun milieu aan en dat leidt tot een bonte genetische variatie.

``Wellicht is er al heel veel van die genetische variatie uit de Waddenzee verdwenen door de manier waarop we er mee omgaan'', zegt Luttikhuizen. ``Tot nu toe vist de schelpdiervisserij alles onder water weg, alleen op de hoogste wadplaten blijven wat schelpdieren liggen voor de vogels. Volgens de gangbare theorieën kan het volgend jaar het lager gelegen gebied weer worden bevolkt met genetisch materiaal van die hogere wadplaten. Maar zo'n manier van bevissen kan tot genetische verarming leiden.'' Hoewel de kokkelvissers het niet rechtstreeks op nonnetjes hebben gemunt leiden hun activiteiten wel tot een enorme verstoring. Luttikhuizen: ``Nonnetjes zitten meestal een paar centimeter diep ingegraven. Maar boven die beesten wordt al het zand door de kokkelzuigers omgewoeld. Dus hun voedsel verdwijnt, het hele milieu wordt op zijn kop gezet. De laatste jaren is ook gebleken dat de kokkelvisserij leidt tot vergroving van het sediment van de wadbodem. Daardoor worden de omstandigheden minder gunstig voor de vestiging van jonge schelpdieren.''

De onderzoekster zet ook vraagtekens bij het goedbedoelde voornemen om zeereservaten in te stellen in de Noordzee. ``Je kunt niet drie procent van een ecosysteem opbergen in een soort dierentuintje. Dat werkt voor beren niet en voor zeebeesten nog minder. Die beesten hebben ruimte nodig en een heleboel verschillende micro-habitats. In zo'n zeereservaat zou je een beperkte groep genotypen systematisch sterk bevoordelen en het is maar de vraag of dat verstandig is.''