Waarom zijn huismussen precies zo groot? Waarom zijn ze niet zo groot als kolibries of zo groot als ganzen?

Het klinkt als een vreemde vraag om te stellen, maar het is eigenlijk een overkoepelende kwestie van evolutie. Het kan ons misschien iets vertellen over hoe we ons aanpassen aan veranderingen in de omgeving. Onze planeet verandert en wij moeten mee veranderen.

Waarom zijn we geëvolueerd zoals we zijn? De evolutietheorie zegt dat we ons hebben aangepast aan onze omstandigheden. Dus mussen zijn waarschijnlijk zo groot als ze zouden moeten zijn, volgens hun leefomstandigheden.

Maar kunnen we dat bewijzen? Onderzoekers hebben experimenten uitgevoerd in laboratoria, maar nooit in de natuur. Zou het kunnen?

Gerommeld met evolutie

Een groep onderzoekers van de Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie (NTNU) wilde dat experiment proberen. Eerst zouden ze met de evolutie knoeien om te zien of ze de grootte van de mussen konden veranderen. Dat zouden ze doen door wilde vogels op eilanden te vangen en individuen met ongewenste eigenschappen af ​​te wijzen.

Nadat de geselecteerde vogels weer in het wild zijn vrijgelaten, de onderzoekers wilden zien of hun grootte weer normaal zou worden door het natuurlijke selectieproces van de evolutie.

"Het is de eerste keer in de wereld dat iemand kunstmatige selectie heeft uitgevoerd op vogels uit een wilde populatie, " zegt Thomas Kvalnes, een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Biologie van NTNU.

Drie Noorse eilanden - Leka in de provincie Nord-Trøndelag en Vega en Hestmannøy in de provincie Nordland - hebben een goede populatie huismussen. De eilanden zijn verre van geïsoleerd, maar voldoende meetbaar en beperkt in omvang dat het bijna ideale locaties zijn om dit soort experimenten uit te voeren.

Onderzoekers volgen deze populaties sinds 2001, dus ze hebben de leefomstandigheden goed leren kennen.

Grootte is belangrijk

op Vega, onderzoekers wilden de vogels kleiner maken en op Leka wilden ze ze groter maken. Hestmannøy werd alleen gelaten als controlegroep om ervoor te zorgen dat er geen andere variabelen in het spel kwamen. voor het broedseizoen, we hebben alle mussen op Leka gevangen. We leenden een schuur waar we alle mussen in sloten, ' zegt Kvalnes.

Een paar ontsnapten, maar de onderzoekers vingen ongeveer 90 procent van de mussen.

Vervolgens maten de onderzoekers de tarsus van de vogels - het langste deel van de voet bij de mussen - tussen de tenen en het been. De lengte van dit bot weerspiegelt de totale lichaamsgrootte van de vogels. Uit deze metingen de onderzoekers kwamen uit op een gemiddelde lengte.

Tegelijkertijd werden bloedonderzoeken gedaan, zodat onderzoekers de genetische verwanten van de vogels konden bepalen. De vogels waren geband.

De onderzoekers voerden dezelfde procedure uit bij Vega en Hestmannøy. Op elke plaats werden ongeveer 100 tot 300 vogels verzameld.

Van huis verbannen De grootste vogels die op Leka werden verzameld, bleven op hun eiland, terwijl de kleinste vogels die op Vega werden verzameld op dat eiland werden gehouden. Op Hestmannøy, onderzoekers lieten alle mussen terug op het eiland zodra ze de gegevens hadden verzameld.

De rest van de vogels van Leka en Vega werden ver weg op het vasteland vervoerd, naar Namsos en Overhalla, ver genoeg zodat ze niet terug konden naar de eilanden om daar met de overgebleven vogels te broeden. Tussen 55 en 65 procent van de vogels werd van hun eilanden verwijderd.

Op deze manier, de grootste vogels op Leka zijn uiteindelijk met elkaar gaan broeden, net als de kleinste vogels op Vega.

De onderzoekers herhaalden dit proces elk jaar van 2002 tot 2005.

Grootte van de vogel gewijzigd

Zoals de onderzoekers hadden gedacht, de laatste generatie vogels werd gemiddeld groter dan de vorige. Op Vega werden de vogels kleiner, en op Hestmannøy bleef de omvang stabiel.

"Deze verandering werd weerspiegeld in de genetische fokwaarde van de vogels, ' zegt Kvalnes.

Met behulp van bloedonderzoek, de onderzoekers konden zien welke vogels verwant waren aan en met welke andere hadden gefokt. Ze konden ook onderscheiden welke individuen het beste waren in het doorgeven van hun genen.

Ook mussen die van elders waren ingevlogen en op de drie eilanden hadden gebroed, konden door de onderzoekers worden opgespoord en gecorrigeerd.

Veel genen beïnvloeden de lichaamsgrootte. We weten niet precies hoeveel, maar we weten wel dat de samenstelling van genen een factor is in het fenotype van vogels - dat wil zeggen, waarneembare kenmerken van de mussen.

De onderzoekers waren naar binnen gegaan en hadden de genetische samenstelling van de vogelpopulaties kunstmatig veranderd, waardoor ze hun grootte veranderen.

"De veranderingen waren veel groter dan door toeval kon worden verklaard, ' zegt Kvalnes.

Het feit dat de vogels in het nabijgelegen Hestmannøy niet veranderden, geeft aan dat de veranderingen niet door andere omstandigheden kunnen worden verklaard, zoals temperatuurschommelingen of veranderde toegang tot voedsel.

Volledige release

Maar dit is al honderden jaren het geval voor boeren en hondenfokkers. Ze hebben hun dieren gekozen op uiterlijke kenmerken en eindigden met koeien die meer melk geven en honden met nutteloze neuzen en slechte heupen. Iedereen dacht dat dit de resultaten zouden zijn in dit deel van het experiment.

Het volgende deel van het experiment was misschien wel het belangrijkste. Wat zou er gebeuren als de onderzoekers stopten met knoeien met natuurlijke selectie?

Tussen 2006 en 2012 de metingen gingen door, maar de mussen werden toen vrijgelaten en konden zich voortplanten zoals ze wilden.

Terug naar originele grootte

Ook deze fase verliep zoals de onderzoekers hadden voorspeld.

De gemiddelde lichaamslengte op Leka verschoof naar beneden in de richting van het origineel. De grootte van de Vega-vogels ging omhoog.

Binnen een korte tijd en slechts enkele generaties, alles wordt weer zoals het was voordat wetenschappers naar binnen gingen en kunstmatig vogels selecteerden om te fokken. Dit kwam tot uiting in de fokwaarde.

Dat is prettig voor de onderzoekers. Maar wat kan het experiment de rest van ons vertellen?

Wat zegt het echt?

Onder andere, het experiment laat zien dat mussen eigenlijk een ideale grootte hebben die is aangepast aan de omstandigheden waarin ze leven. Waarom ze precies zo groot zijn, wij weten het niet, maar er kunnen verschillende dingen meespelen.

"Als ze groot genoeg worden, in de winter is het misschien makkelijker om warm te blijven, ' zegt Kvalnes.

Grote individuen blijven gemakkelijker warm dan kleine. Dit komt door het feit dat het lichaamsoppervlak kleiner is ten opzichte van het volume, zodat er minder warmte ontsnapt. Misschien is dat precies wat nodig is om de winter door te komen?

Maar op het zelfde moment, het heeft geen zin om te groot te zijn, of. Misschien word je dan een kwetsbare vangst voor roofvogels? Tot nu toe zijn dit vooral speculaties. We weten het eigenlijk niet zeker.

Wat we wel weten is dat de vogelpopulaties heel snel veranderden. Dit kan ons iets vertellen over hoe flexibel de mussen zijn.

Evolutietheorie werkt

Klimaat veranderingen, veranderde toegang tot voedsel en andere omstandigheden kunnen de selectiedruk veranderen. Dit verandert de uitgangspunten waarmee individuen een voordeel hebben als het gaat om het fokken en doorgeven van hun genen aan de volgende generatie.

Huismussen zijn zeer flexibel. Dit geldt waarschijnlijk ook voor veel andere soorten - misschien een geruststelling op een planeet die zo veel verandert.

Maar de algemene boodschap is deze:de onderzoekers testten de evolutietheorie, voorspelde de resultaten en het ging zoals verwacht.

De mussen vertellen ons dat de evolutietheorie ook buiten het laboratorium werkt.

Niet slecht voor een experiment dat een schijnbaar vreemde vraag wilde beantwoorden.