Toekotoeko ging door flessenhals

Uit fossiele braakballen is de recente genetische geschiedenis gereconstrueerd van de Toekotoeko, een extreem sociaal beestje met weinig genetische variëteit.

Ctenomys sociabilis heeft duizenden jaren weten te overleven met een zeer kleine genetische diversiteit. Mogelijk heeft zijn sociale aard, waarbij de gehele kolonie voor de jongen zorgt hem gered van de ondergang. Foto Stanford University Stanford University

Rotterdam, 25 april. - Biologen hebben altijd gedacht dat genetische diversiteit cruciaal was voor de overleving van een soort. Maar nu blijkt dat de sociale toekotoeko (een knaagdier uit Patagonië) al duizenden jaren overleeft zonder zo'n genetische risicospreiding. Al die tijd bestaat de soort uit genetisch vrijwel identieke individuen.

Onderzoekers onder leiding van Elizabeth Hadly van de Stanford University hebben ontdekt dat de genetische diversiteit van de toekotoeko 2600 jaar geleden plotseling instortte. Hadly en haar medewerkers slaagden erin een unieke serie van soms duizenden jaren oud DNA te isoleren uit fossiele kiezen van toekotoeko's.

Door een natuurlijk fenomeen, mogelijk een vulkaanuitbarsting, kromp de populatie met 99,7 procent; het aantal zich voortplantende vrouwtjes viel van meer dan 95.000 terug naar slechts 300. De onderzoekers publiceren hun resultaten in het aprilnummer van het Amerikaanse wetenschappelijke tijdschrift PLOS Genetics.

De oplossing voor de raadselachtige overleving van het knaagdier dat lijdt onder genetische kaalslag moet volgens Hadly gezocht worden in de leefstijl van het dier. Ctenomys sociabilis is namelijk een uitzonderlijk sociaal knaagdier dat leeft in onderaardse kolonies. Dat kan de de kansen op overleving van het nageslacht aanmerkelijk hebben vergroot, denkt Hadly. De dieren leven in gezamenlijke ondergrondse burchten en moeders zogen elkaars jongen. Zelfs de vaders verzorgen de jongen van een ander. Toekotoeko's zijn schichtige diertjes die zich alleen boven de grond wagen om het gras te verzamelen waarmee zij zich voeden.

C. sociabilis is de enige kamratsoort die er zo'n hechte sociale levensstijl op na houdt. In heel Zuid-Amerika leven meer dan 56 soorten kamratten (alle van het geslacht Ctenomys). Hun naam toekotoeko ontlenen ze aan het kenmerkende geluid dat ze maken.

C. sociabilis leeft in een klein gebied (700 km2) in het Nahuel Huapi Parque Nacional in het zuiden van Argentinië.

De toekotoeko-tanden waaruit het oude DNA geïsoleerd kon worden lagen keurig in laagjes van toenemende ouderdom op vaste “roestplaatsen' van roofvogels, zoals uilen. Deze roofvogels zoeken kennelijk al duizenden jaren dezelfde plekken op om lekker uit te buiken en deponeren daar ook hun braakballen met de onverteerde resten van hun slachtoffers.

Het team van Hadly ontdekte twee van zulke roestplaatsen met resten van de sociale toekotoeko; een overhangende rots nabij Estancia Nahuel Huapi en dertig kilometer noordelijker een grot, de Cueva Traful. Onder de overhangende rots vonden ze een “archief' van de laatste duizend jaar

Op de tweede plek, in de grot, bleek het archief nog veel verder te gaan, tot ruim tienduizend jaar terug. De Cueva Traful ligt nu net buiten het leefgebied van C. sociabilisRoofvogels jagen meestal binnen een straal van vier kilometer van hun roestplek, dus de gevonden resten geven een betrouwbaar beeld van de lokale fauna.

De onderzoekers keken in het DNA naar de basenvolgorde van het zogeheten cytochroom b-gen. Het aantal varianten van dat gen geeft een beeld van de genetische variatie die op een bepaald moment aanwezig was in de populatie. Het DNA uit Estancia Nahuel Huapi bevatte telkens dezelfde variant van het gen, de enige variant die nog in de moderne populatie bestaat. Maar uit het materiaal van de Cueva Traful vonden de onderzoekers in de oudere tanden wel zes verschillende genvarianten.

Omdat het cytochroom b-gen op het zogeheten mitochondriaal DNA ligt, dat alleen via de moeders overerft, konden de onderzoekers alleen de historische vrouwelijke bevolkingsomvang berekenen. Er doemt een beeld op waarbij de populatie van de toekotoeko door een nauwe flessenhals is gegaan, met nog maar zo'n driehonderd vrouwtjes.

Hadly vermoedt sterk dat het dier overleefde door over te stappen op een een sociale leefstijl, hoewel niemand weet wanneer het sociale gedrag van de toekotoeko precies evolueerde. De meeste gedragsbiologen gaan ervan uit dat sociabiliteit zo ingewikkeld is dat de evolutie ervan lang duurt.

Nader onderzoek aan het jachtluipaard, dat net als de toekotoeko een heel lage genetische diversiteit heeft, en aan de naakte molrat, die net als de toekotoeko een extreem sociale levenswijze onder de grond praktizeert, zou nader licht op deze kwestie kunnen werpen.

    • Sander Voormolen