Onderzoekers van de University of Michigan (VS) hebben met behulp van een AI-tool aangetoond dat zangvogels in het verleden snelle evolutionaire sprongen hebben ondergaan. Die blijken opvallend vaak samen te hangen met grote klimaatovergangen. 

Wetenschappers hebben ontdekt dat de lichaamsvorm van zangvogels zo’n 35 miljoen jaar geleden opvallend snel is geëvolueerd. Op dat moment vond de overgang van het eoceen naar het oligoceen plaats. In deze periode koelde de aarde wereldwijd af. Onder invloed van zulke externe factoren kunnen soorten snelle evolutionaire sprongen maken. 

Een bekend voorbeeld hiervan is de diversificatie van placentadieren (zoogdieren die de foetus lange tijd in de baarmoeder dragen). Toen het krijt zo’n 66 miljoen jaar geleden ten einde kwam, hadden de meeste placentadieren nog het formaat van een spitsmuis en aten ze insecten. 

Maar tegen de tijd dat het eoceen aanbrak (58 tot 37 miljoen jaar geleden), waren er al vleermuizen, walvissen en paarden. Zo’n snelle evolutionaire sprong vanuit eenzelfde gemeenschappelijke voorouder noem je ook wel adaptieve radiatie. Volgens de onderzoekers is een groot deel van de diversiteit op aarde te danken aan dit mechanisme.

Lees ook:

• Vogels in de stad zijn banger voor vrouwen dan voor mannen
• Duiven navigeren met behulp van magnetische sensoren in hun lever

Snel en langzaam 

De drijver achter een grote evolutionaire sprong kan van alles zijn, legt Jake Berv, de leider van het onderzoek, uit. “Een nieuwe ecologische kans kan dit tot gevolg hebben, of als een groep zich over een nieuw continent verspreidt, wat resulteert in een extreme versnelling van hun evolutiesnelheid”, vertelt hij. 

Die snelheidstoename wordt daarna opgevolgd door een vertraging. “Het idee is dat er na verloop van tijd minder kansen zijn naarmate de evolutie voortduurt, en dus nemen de aanpassingen in snelheid af. Dit gebeurt in pulsen door de tijd heen”, aldus Berv. “Dat is wat de evolutietheorie voorspelt en dat lijkt ook te kloppen met wat we in de data zien.” 

Snelle evolutie van zangvogels

Om te achterhalen hoe de evolutie van zangvogels is verlopen, onderzochten de wetenschappers meer dan tweeduizend vogelexemplaren en verzamelden ze skeletafmetingen van meer dan 170.000 individuen. Daarnaast scanden en maten ze het skelet van 15.000 museumexemplaren. 

Bij deze gigantische klus kregen ze hulp van een AI-tool, genaamd Skelevision, waar een laboratorium binnen New York University (VS) aan meewerkte. Deze tool kan twaalf botten in het lichaam van een vogel exact meten. Dat duurt slechts zo’n 45 seconden, waardoor het mogelijk is om complete museumcollecties te digitaliseren.

Vervolgens ontwikkelde Berv een nieuw statistisch model waarmee ze de afgelopen 45 miljoen jaar aan evolutie van de lichaamsvormen van zangvogels konden inschatten. 

Kijk op de wereld

Toen zagen ze dat zangvogels zo’n 35 miljoen jaar geleden een enorme sprong maakten in hun evolutie, en dat dit samenviel met het afkoelende klimaat tijdens de overgang van het eoceen naar het oligoceen. 

“Onze bevindingen hebben mijn kijk op hoe de wereld werkt absoluut veranderd”, aldus senior auteur Brian Weeks. “Het patroon dat we vonden, met zeldzame, grote toenames in de evolutiesnelheid en veel kleine afnames in de evolutiesnelheid, is zeer consistent met een patroon waarbij soorten nieuwe ecologische gebieden verkennen en zich snel aanpassen om van die kans te profiteren.”

Klimaatverandering en evolutie

De onderzoekers deden ook een bonusvondst: ze zagen dat de plek waar vogels leven ook voorspelt hoe snel hun morfologische evolutie gaat (dat wil zeggen: de verandering van hun uiterlijk). Op meer extreme breedtegraden, met grotere temperatuurverschillen tijdens de seizoenswisselingen, leven soorten die sneller evolueren dan rond de evenaar. 

Daarnaast kunnen we volgens de onderzoekers nu beter begrijpen hoe soorten gaan reageren op het huidige tijdperk van klimaatverandering. “We bevinden ons op een moment in de menselijke geschiedenis met een extreme vorm van klimaatverandering, en we weten niet wat er over tien jaar gaat gebeuren, laat staan over tien miljoen jaar”, aldus Berv. 

“Om ook maar enigszins te begrijpen wat de langetermijnimpact van de menselijke activiteit op de aarde gaat zijn, moeten we de relatie tussen de gebeurtenissen op aarde en de evolutionaire overgangen bestuderen”, besluit hij. 

Bronnen: EurekAlert!, Nature Ecology & Evolution