Categorie: evolutiestamboom (Pagina 1 van 4)

Europa heeft minste soorten dagvlinders

De allereerste dagvlinders op aarde vlogen in wat nu Noord- of Midden-Amerika is. De rupsen aten er van bonenplanten, blijkt uit onderzoek van Akito Kawahara en talloze anderen.

Overal op aarde, behalve op Antarctica, komen dagvlinders voor. Tot nu toe was slecht bekend waar en wanneer ze zijn ontstaan en hoe hun evolutie is verlopen.

Akito Kawahara zocht het uit, samen met een enorm team. De onderzoekers analyseerden het dna van bijna 2300 dagvlindersoorten om een evolutionaire stamboom op te stellen. Ze verzamelden daarnaast veel kennis door museumcollecties te bestuderen en veldgidsen door te spitten in alle mogelijke talen. Zo konden ze achterhalen hoe dagvlinders zich over de aarde hebben verspreid en hoe ze leefden.

De diversiteit aan dagvlinders is behoorlijk; wereldwijd zijn er 19.000 soorten. Ze stammen af van nachtvlinders, oftewel motten. Op de evolutiestamboom ontspringt hun tak ongeveer 100 miljoen jaar geleden, toen er nog dinosauriërs leefden. Er waren al bloemplanten waarop volwassen vlinders nectar konden vinden en die ze, als tegenprestatie, bestoven.

Rupsen hebben veel voedsel nodig om te groeien, en de rupsen van de eerste vlinders knaagden waarschijnlijk aan bladeren van bonenplanten.

Pas laat in Europa

Het grote supercontinent Pangaea was in twee stukken uiteengevallen toen de eerste dagvlinders verschenen. Beide stukken, Gondwana (Afrika, Australië, Antarctica en Zuid-Amerika) en Laurasia (Noord-Amerika, Europa en Azië), waren aan het verbrokkelen en de delen dreven uit elkaar. India was oorspronkelijk onderdeel van Gondwana, maar kwam los en dreef naar Laurasia.

Volgens de studie zouden dagvlinders ontstaan in wat nu het westen is van Noord-Amerika of Midden-Amerika. Ze staken vrij snel de zee over naar Zuid-Amerika.

Zo’n 75 miljoen jaar geleden gingen dagvlinders vanuit Noord-Amerika ook naar Azië, via de Beringstraat, en van daaruit verspreidden ze zich over India en Australië, en later ook over Afrika. Over land lag de weg naar Europa open, maar het duurde lang voordat dagvlinders die kant op gingen. Waarom dagvlinders Europa zo lang links lieten liggen is een raadsel waar het onderzoek geen antwoord op heeft. Dagvlinders kwamen ‘pas’ 30 miljoen jaar geleden in Europa aan, en het gevolg is dat Europa weinig soorten telt vergeleken met andere continenten. In Nederland komen ongeveer 53 soorten dagvlinders voor.

Rupsendieet

De rupsen van de meeste soorten eten plantenblad en zijn vrij kieskeurig. Vlinders als aardbeivlinder, eikenpage, tijmblauwtje en koolwitje zijn genoemd naar de zogenoemde waardplanten van de rupsen.

De waardplanten van een soort behoren meestal tot één plantenfamilie: de koninginnenpage heeft wilde peen en andere schermbloemigen als waardplant, het oranjetipje is gebonden aan pinksterbloem en look-zonder-look (beide van de kruisbloemenfamilie), de keizersmantel aan verschillende viooltjes en het hooibeestje aan grassoorten.

Enkele dagvlinders hebben een alternatief rupsendieet ontwikkeld: de rupsen eten organisch afval of korstmossen, en sommige blauwtjes (familie Lycaenidae) zijn zelfs carnivoor en eten andere insecten.

Willy van Strien

Foto: Parende tijgerblauwtjes (Lampides boeticus). Atanu Bose Photography (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Zie ook: vorstelijk onthaal

Bron:
Kawahara, A.Y. et al., 2023. A global phylogeny of butterflies reveals their evolutionary history, ancestral hosts and biogeographic origins. Nature Ecology and Evolution, 15 mei. Doi: 10.1038/s41559-023-02041-9

Hier is een tweede levensboom om van te smullen

Dwalen door de stamboom van het leven: het kan met de interactieve Lifemap van Damien de Vienne. We hadden al eerder de evolutiestamboom van OneZoom. Wat zijn de verschillen?

Het wordt hoe langer hoe duidelijker hoe de evolutiestamboom eruit ziet. Maar hoe breng je hem in beeld? De meer dan twee miljoen bekende soorten micro-organismen, paddenstoelen, planten en dieren die momenteel op aarde leven passen natuurlijk nooit in één plaatje. Tenzij….. het een digitaal plaatje is van de boom in grote lijnen waarop je kunt inzoomen tot op het niveau van soorten.

Twee bomen

Zo’n zoombare boom van het leven bestond al: OneZoom. Nu heeft Damien de Vienne een andere boom gemaakt naar hetzelfde idee: Lifemap. Zijn bezwaar tegen de OneZoom-boom is dat de takken daarvan alleen in tweeën kunnen splitsen, terwijl er vaak meer dan twee groepen tegelijk uit een voorouder ontstaan. Lifemap kan in die gevallen wel drie-, vier- of meersprongen weergeven. Dat zie je al meteen: de stamboom splitst aan de basis op in drie hoofdgroepen: bacteriën (die in OneZoom nog ontbreken), Archaea (of archaebacteriën) en eukaryoten (soorten met cellen die een celkern hebben).
De hoofdgroepen zijn weergegeven in halve cirkels waarbinnen subgroepen weer halve cirkels vormen, en als je daarop inzoomt zie je opnieuw halve cirkels. Tot je bij stippen bent aanbeland die soorten weergeven. Klik je daarop, dan krijg je een plaatje, een korte beschrijving en een link naar Wikipedia, voor zover beschikbaar.
Er zijn drie versies van Lifemap: een publieksversie (met 800.000 soorten) en twee wat uitgebreidere versies voor onderzoekers. Apps voor telefoons en tablets zijn in de maak.

Zakelijk of speels

OneZoom of Lifemap? Welke is het mooist? Welke het prettigst om mee te werken?
Moeilijke vraag.

Lifemap ziet er zakelijker uit, OneZoom heeft een speelser uiterlijk dat naar mijn smaak aantrekkelijker is.
Bij beide bomen is het lastig om, al inzoomend, het overzicht te houden en bij beide bomen helpt het als je een beetje thuis bent in de levensboom en de namen van de grote groepen kent. OneZoom geeft meer houvast met foto’s bij groepen en afsplitsingen; bij Lifemap verschijnen die pas als je op een vertakking klikt. Toch vind ik persoonlijk Lifemap iets overzichtelijker.
OneZoom geeft bij elke groep aan wanneer de gemeenschappelijke voorouder geleefd heeft, dus hoe oud die groep is. Lifemap geeft die tijdinformatie niet. En een ander groot pluspunt van OneZoom is, dat er ook Nederlandse namen in staan. Je kunt bijvoorbeeld zoeken naar de ‘kruisbek’ van de foto boven. Voor Lifemap moet je de wetenschappelijke naam (‘Loxia curvirostra’) weten; zoeken lukt soms met een Engelse naam.
Mooi aan Lifemap is dan weer dat je het evolutionaire pad van een soort zichtbaar kan maken.

Zo hebben beide bomen hun sterke kanten. Het is hoe dan ook leuk om er een tijdje in rond te dwalen.

Willy van Strien

Foto: Kruisbek. Andy Reago & Chrissy McClarren (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

Bekijk Lifemap, maak kennis via een instructiefilmpje en vergelijk het met OneZoom

Zie ook: Boom groeit uit

Bron:
De Vienne, D.M., 2016. Lifemap: exploring the entire tree of life. PLoS Biology 14: e2001624. Doi: 10.1371/journal.pbio.2001624

Zangvogels ontsnapten uit Australië dankzij nieuw land

Zangvogels hoor je overal. Dat is te danken aan een groep eilanden die 23 miljoen jaar geleden uit zee opdook: Wallacea. Via die eilanden konden de zangvogels, die in Australië waren ontstaan, de rest van de wereld veroveren, laten Robert Moyle en collega’s zien.

De evolutiegeschiedenis van de zangvogels was tot nu toe niet helemaal duidelijk. Bekend was alleen dat die geschiedenis ooit in Australië begon. Op grond van grootschalig onderzoek aan dna en fossielen hebben Robert Moyle en collega’s nu een stamboom opgesteld en de vertakkingen gedateerd.
Zij vonden dat de zangvogels meer dan 30 miljoen jaar geleden ontstonden. Nadat er eerst gestaag nieuwe takken aan hun stamboom waren verschenen, kwam de groei na een tijd opeens in een stroomversnelling. In hoog tempo splitsten de takken zich toen verder op, tot de vijfduizend soorten die er nu zijn.

De onderzoekers zijn vrij zeker van hun stamboom. Maar wat het verhaal vooral mooi maakt, is dat het prachtig klopt met de geologische geschiedenis.

Nieuwe leefgebieden

Toen de zangvogels verschenen, lag Australië eenzaam in de oceaan. Afrika en Azië lagen duizenden kilometers verderop en Nieuw-Guinea bestond nog niet. De vroege zangvogels zaten opgesloten, zij het in een groot gebied waar ze konden floreren.
Aan die isolatie kwam een eind toen, 23 miljoen jaar geleden, aardplaten op elkaar botsten en er een groot aantal eilanden omhoog kwam tussen Australië, de Filipijnen en de oude Indonesische eilanden Bali en Borneo. Onder de nieuwe eilanden waren Sulawesi, Flores, Timor en vele kleintjes; het nieuwe eilandgebied heet Wallacea.
Opeens konden de vogels Zuidoost-Azië bereiken via de nieuwe eilanden, En toen ze die oversteek eenmaal hadden gemaakt, zaten ze zo in de rest van Azië, Afrika, Europa, Noord-Amerika en Zuid-Amerika. Overal vonden ze nieuwe leefgebieden en manieren van leven. Vandaar het hoge tempo waarin zich toen nieuwe takken aan de stamboom vormden, op elk continent apart.

Volgens oudere opvattingen waren takken aan de zangvogelstamboom veel ouder en zouden de zangvogels  al veel vroeger Australië hebben verlaten. Maar gezien de geïsoleerde positie is dat scenario helemaal niet mogelijk. Het nieuwe verhaal is wel overtuigend.

Willy van Strien

Foto: Fluiter, een Europese bosvogel. Steve Garvie (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.0)

Bron:
Moyle, R.G., C.H. Oliveros, M.J. Andersen, P.A. Hosner, B.W. Benz, J.D. Manthey, S.L. Travers, R.M. Brown & B.C. Faircloth, 2016. Tectonic collision and uplift of Wallacea triggered the global songbird radiation. Nature Communications 7:12709. Doi: 10.1038/ncomms12709

Vis op de kant moet altijd nattigheid voelen

Er zijn nogal wat soorten vissen die regelmatig op het land komen, melden Terry Ord en Georgina Cooke. Dat is kennelijk te doen. Maar de overgang naar een echt landleven kunnen ze niet maken, want als ze uitdrogen krijgen ze ademhalingsproblemen. Het blijven vissen.

Als een vis in het water, als een vis op het droge: die uitdrukkingen zijn duidelijk. In het water zijn vissen in hun element, op het land gaan de meeste snel dood.

Maar er zijn vissen die minuten, uren of dagen op het droge doorbrengen, zoals de paling die over vochtig land kan trekken. Dat is niet eens zo uitzonderlijk, schrijven Terry Ord en Georgina Cooke. In een literatuuronderzoek scoorden ze 130 vissoorten met zulk ‘amfibisch’ gedrag. Ze behoren tot 33 verschillende families die vaak geen directe voorouder delen, oftewel: veel vissoorten moeten de gewoonte om het water te verlaten los van elkaar ontwikkeld hebben. Er zijn soorten die zelfs bijna uitsluitend buiten het water leven: slijkspringers (familie Gobiidae) en sommige naakte slijmvissen (Blenniidae), slijmvissen (Labrisomidae) en kieuwspleetalen (Synbranchidae).

Vierpotigen

Dat is verrassend omdat het leven op het land andere manieren van ademhalen en voortbewegen vereist dan het leven in het water. Kennelijk is het voor vissen niet onmogelijk om aan die eisen te voldoen.
Maar praktisch altijd blijft het daar vervolgens bij: vissen buiten het water zijn vissen op het droge. Het worden geen landrotten.

Op één enkele keer na.
Een vis die zo’n 350 miljoen jaar geleden uit het water kwam kreeg nakomelingen die grondig veranderden. Ze ontwikkelden zich tot amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren. Die vis werd dus de voorouder van de ‘vierpotigen’. Zijn vertrek uit het water is een bijzondere gebeurtenis in de geschiedenis van het leven.

Waarom was de stap van water naar land, die vaak gezet is, slechts één keer de aanzet tot grote veranderingen? Waarom blijven vissen verder altijd vissen?

Primitieve longen

Normaal gesproken moeten vissen die op het land komen in de buurt van water blijven omdat ze niet mogen uitdrogen, denken Ord en Cooke. Ze halen adem met hun kieuwen en, in mindere mate, door hun huid. Dat lukt boven water ook wel, maar alleen als het kieuwoppervlak en de huid vochtig zijn. Anders is het onmogelijk om zuurstof op te nemen en koolzuur af te staan, en dan stikken ze. Een toekomst als echte landbewoner zit er daarom niet in.
De voorouder van amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren was een uitzondering. Hij was familie van de voorouder van de huidige longvissen. Die hebben, naast kieuwen, ook een of twee primitieve longen om adem te halen – en de succesvolle landvis had die wellicht ook, zodat hij wel tegen droogte kon.

Getijdengebieden

De amfibische vissoorten van nu zullen vissen blijven. Veel van hen leven in getijdengebieden, waar hoog en laag water elkaar afwisselen en de nattigheid nooit ver weg is.

Willy van Strien

Foto: naakte slijmvis Alticus monochrus. Jerry Oldenettel (via Flickr, Creative Commons CC BY-NC-SA)

Filmpje: naakte slijmvissen in actie

Zie ook: vissig verleden

Bron:
Ord, T.J. & G.M. Cooke, 2016. Repeated evolution of amphibious behavior in fish and its implications for the colonization of novel environments. Evolution, 24 juni online. Doi: 10.1111/evo.12971

De biodiversiteit past op je beeldscherm

Verrassing! De interactieve stamboom OneZoom heeft een grote uitbreiding ondergaan. Sinds vorige week staan alle groepen planten, dieren en schimmels erin, net als veel eencellige organismen.

We hadden al een tijd niets meer gehoord van OneZoom, de interactieve evolutiestamboom vol takken en blaadjes waarop je kunt inzoomen waar je wilt, zoals bij Google Earth.
Het project was in oktober 2012 van start gegaan; toen verscheen een aantrekkelijk ogende stamboom van alle zoogdieren online. Al snel kwamen de vogels en amfibieën erbij en een half jaar later de reptielen. Daarmee waren de viervoetige dieren compleet. De belofte was dat vissen en planten zouden volgen. En toen bleef het jaren stil.

Maar nu is de boom opeens aanzienlijk uitgebreid. Alle groepen van soorten die cellen met een celkern hebben (eukaryoten) staan erin: gewervelde dieren, ongewervelde dieren, eencellige dieren, algen, planten en schimmels. Daarnaast hebben de archaebacteriën (Archaea) hun plaats op de stamboom gekregen. En dat past allemaal op je beeldscherm. Alleen de echte bacteriën ontbreken nog.

Inzoomen

De tak van de eukaryoten begint met een foto van een lieveheersbeestje. Zoomen we daar in, dan komen steeds nieuwe zijtakken in beeld. De eerste zijtak mondt uit in planten, een paar afslagen verder verschijnen de paddenstoelen en direct daarna de dieren. Zo staan de paddenstoelen dichter bij de dieren dan bij de planten. Bij de dieren splitsen de sponzen, de ribkwallen en de neteldieren (kwallen, zee-anemonen) af voordat we uiteindelijk de tweezijdig symmetrische dieren zien opdoemen, waaronder dat lieveheersbeestje van het begin.

Om bij de gewervelde dieren te komen, moet je dan nog een heel eind verder inzoomen. Het is even zoeken als je de Engelse of Latijnse groepsnamen niet kent, maar dankzij fotootjes op vertakkingspunten lukt het. Uiteindelijk blijken de vierpotige dieren van de oudere versie van de stamboom nu maar een heel bescheiden takje te bezetten, ergens midden tussen de vissen. Eigenlijk zijn al die vierpotige dieren vissen, vissen op het droge.

Mens

In deze hoek, bij de gewervelde dieren, staat de boom goed in het blad. De blaadjes vertegenwoordigen afzonderlijke soorten, die meestal met een foto zijn afgebeeld. Bij andere soortgroepen, bijvoorbeeld planten, weekdieren of insecten, is de boom niet zover ontwikkeld. De takken eindigen daar in knoppen (soortgroepen) die nog moeten uitlopen. En daar ligt een gigantische hoeveelheid werk waar de makers hulp bij vragen: gebruikers kunnen het werk sponsoren door hun naam aan een soort te verbinden of iemand anders daar blij mee te maken. Mocht je een origineel cadeautje voor iemand zoeken, dan kun je ervoor zorgen dat zijn of haar naam bij een soort komt te staan.

En nu eens kijken wiens foto er staat in het blaadje ‘mens’. Die soort is ook nog te sponsoren…..

Willy van Strien

Foto: Het kleine zeepaardje Hippocampus bargibanti. Elias Levy (Wikimedia Commons)

Zie ook:
Het begin van de stamboom: zoogdieren
Amfibieën en vogels erbij
Vierpotigen compleet

Bron:
Website OneZoom

Staken Zuid-Amerikaanse zoogdieren de oceaan over?

Gordeldieren, luiaards en miereneters: het zijn de typische zoogdieren van Zuid-Amerika. Hun gezamenlijke voorouder kwam daar van over zee, is de conclusie uit onderzoek van James Tarver en collega’s.

Een aantal keer ben ik in Zuid-Amerika geweest en ik hoopte telkens om een miereneter te spotten. Dat is helaas nooit gelukt, maar het had gekund. Deze zoogdieren hebben hun evolutionaire wortels in Zuid-Amerika: daar zijn ze ontstaan en daar leven ze nog. Ook de luiaards en gordeldieren, die ik wel zag, zijn typisch Zuid-Amerikaanse dieren. Zoals olifanten in Afrika horen en apen uit Azië stammen. Hoe is dat zo gekomen?

De evolutie van de placentadieren, de zoogdieren die volgroeide jongen baren, weerspiegelt netjes het uiteenvallen van het vroegere supercontinent Pangaea, zoals we eerder al schreven. Dat supercontinent omvatte ooit al het land op aarde, maar het begon zo’n 200 miljoen jaar geleden uiteen te vallen. Het brak eerst in tweeën: het noordelijke Laurasia en het zuidelijke Gondwana. En op de evolutiestamboom scheidden de placentadieren zich in noordelijke zoogdieren (Boreoeutheria) en zuidelijke zoogdieren (Atlantogenata).

Vier hoofdgroepen

Vervolgens vielen de twee landmassa’s ook weer uiteen en deelden ook beide takken van de zoogdierstamboom zich. De noordelijke dieren splitsten zich in de van oorsprong Noord-Amerikaanse Laurasiatheria en de Europees-Aziatische Euarchontoglires. Aan de tak van zuidelijke dieren ontstonden de Afrikaanse Afrotheria en de Zuid-Amerikaanse Xenarthra. Zo waren er vier duidelijk verschillende hoofdgroepen van placentadieren ontstaan op vier continenten.

Het is logisch om te denken dat het uiteenvallen van de continenten de evolutie van de placentadieren heeft aangedreven: dieren raakten geïsoleerd toen hun woongebied zich opdeelde en gingen vanaf dat moment hun eigen weg.
Maar misschien ging het anders, suggereert nu grootschalig dna-onderzoek van James Tarver en collega’s. Zij vonden dat de stamboom van placentadieren inderdaad vier hoofdtakken heeft die gekoppeld zijn aan vier continenten die uit Pangaea ontstonden. Dat staat wel vast.

Maar aan de hand van verschillen in het dna berekenden ze ook wanneer die takken verschenen. Volgens deze berekening ontstonden er niet meteen twee van elkaar geïsoleerde diergroepen toen Afrika en Zuid-Amerika losraakten. Daar zou tien miljoen jaar tussen zitten: Gondwana brak 100 miljoen jaar geleden, de zuidelijke zoogdieren bleven één groep tot 90 miljoen jaar geleden. Toen pas sloegen de voorlopers van Zuid-Amerikaanse dieren een andere weg in dan de vroege Afrikaanse dieren. Wat gebeurde er?

Overkant

De auteurs stellen dat de zuidelijke dieren aanvankelijk leefden in het huidige Afrika. Tien miljoen jaar na het uiteenvallen van Gondwana kwam een groepje op de een of andere manier terecht aan de overkant van de jonge Atlantische Oceaan, die toen nog lang niet zo breed was als nu. Toen zij zich daar gevestigd hadden, kwam de ontwikkeling op gang van de typisch Zuid-Amerikaanse placentadieren (Xenarthra): de gordeldieren, luiaards en mierenters.

Ook de andere continentbreuken verdeelden diergroepen niet onmiddellijk, schrijven de onderzoekers; dieren verspreidden zich nog over de brokstukken. Zo vormden de placentadieren niet meteen een noordelijke en een zuidelijke tak toen Pangaea in tweeën brak en splitste de noordelijke tak aan de stamboom zich niet direct na het uiteenvallen van Laurasia.
Helemaal zeker is het scenario nog niet. De tijden dat de continenten van elkaar losraakten en de tijden dat takken van de stamboom zich splitsten zijn schattingen, en het zou niet de eerste keer zijn dat die wat moeten worden bijgesteld.

Willy van Strien

Foto: Reuzenmiereneter. Allan Hopkins (Via Flickr, Creative Commons)

Zie ook: Sterke boom

Bron:
Tarver, J.E., M. dos Reis, S, Mirarab, R.J. Moran, S. Parker, J.E. O’Reilly, B.L. King, M.J. O’Connell, R.J. Asher, T. Warnow, K.J. Peterson, P.C.J. Donoghue & D. Pisani, 2016. The interrelationships of placental mammals and the limits of phylogenetic inference. Genome Biology and Evolution 8: 330-344. Doi: 10.1093/gbe/evv261