Zuid-Amerika heeft meer hondachtige soorten dan waar dan ook op aarde, en een verrassende nieuwe UCLA-geleide genomische analyse laat zien dat al deze hondachtige dieren zijn geëvolueerd van een enkele soort die slechts 3,5 miljoen tot 4 miljoen jaar geleden het continent binnenkwam. Wetenschappers gingen er al lang van uit dat deze diverse soorten uit meerdere voorouders voortkwamen.

Nog verrassender? De langste en de kortste soort zijn het nauwst verwant.

Enkele van de belangrijkste genetische mutaties die hebben geleid tot de snelle opkomst van extreme variaties in de lengte, grootte en voeding van Zuid-Amerikaanse hondachtigen, zijn de afgelopen paar duizend jaar kunstmatig geïntroduceerd door selectief fokken om de duizelingwekkende diversiteit te produceren die te zien is bij een meer bekende hondachtigen :de huishond.

Het onderzoek, gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences , laat zien hoe snel nieuwe carnivoorsoorten kunnen evolueren en zich kunnen verspreiden in omgevingen zonder concurrentie en biedt richtlijnen voor het behoud van bedreigde en bedreigde Zuid-Amerikaanse hondachtigen.

Tien soorten binnen de honden- en wolvenfamilie, bekend als hondachtigen, leven tegenwoordig in Zuid-Amerika. Zeven zijn vossen en drie zijn ongebruikelijker:de hond met korte oren, de boshond en de manenwolf.

Jarenlang hadden wetenschappers een theorie over hoe Zuid-Amerika de thuisbasis was geworden van zoveel soorten hondachtigen. Het continent had heel weinig placentale zoogdieren en geen voorouderlijke hondachtigen, totdat de vulkanische strook land die bekend staat als de landengte van Panama zo'n 3 miljoen jaar geleden boven de zeespiegel uitrees, waardoor het vrije verkeer van dieren tussen continenten mogelijk werd. Dat is een korte periode voor zoveel soorten om te evolueren van een enkele voorouder, dus wetenschappers gingen ervan uit dat meerdere soorten hondachtigen op verschillende tijdstippen de landengte waren binnengekomen, waardoor bestaande en nu uitgestorven soorten ontstonden.

Om te leren hoe deze soorten verwant waren en hoe lang geleden en door welke genetische mechanismen ze uiteenliepen, hebben UCLA-doctoraatsstudent Daniel Chavez, nu een postdoctoraal onderzoeker aan de Arizona State University, en UCLA-professor evolutionaire biologie Robert Wayne 31 genomen gesequenced die alle 10 bestaande Zuid-Amerikaanse hondachtige soorten. Ze traceerden de evolutionaire relaties tussen de soorten door de locaties, hoeveelheid en soorten genetische mutaties onder hen te bestuderen.

Verrassend genoeg wezen de genetische gegevens op een enkele voorouderlijke populatie van hondachtigen die tussen 3,5 miljoen en 3,9 miljoen jaar geleden arriveerde - voordat de landengte volledig was gestegen - en ongeveer 11.600 individuen omvatte. De onderzoekers zeiden dat die voorouders hun weg naar het zuiden moeten hebben gevonden door de nieuw ontwikkelde Panama-corridor, toen slechts een smalle strook savanne die over het algemeen niet bevaarbaar was voor grote populaties.

"We ontdekten dat alle bestaande hondachtigen afkomstig waren van een enkele invasie die Zuid-Amerika ten oosten van de Andes binnenkwam," zei Chavez. "1 miljoen jaar geleden waren er al veel soorten hondachtigen, maar ze waren niet erg genetisch verschillend vanwege de genenstroom, wat gebeurt wanneer populaties gemakkelijk kunnen kruisen."

Deze soorten verspreidden zich al snel over heel Zuid-Amerika, inclusief de dunne strook land ten westen van de Andes, pasten zich aan aan verschillende omgevingen en werden genetisch meer onderscheiden. De 10 soorten van vandaag, ontdekten de onderzoekers, zijn allemaal tussen 1 miljoen en 3 miljoen jaar geleden ontstaan.

Ze ontdekten ook dat de manenwolf, de grootste en meest langbenige hond in Zuid-Amerika en de enige die voornamelijk fruit eet, en de kortste, de boshond, die nog meer van vlees afhankelijk is dan wolven en Afrikaanse wilde honden, zijn de meest verwante. Veranderingen in het gen dat de beenlengte regelt, zijn verantwoordelijk voor het hoogteverschil.

"Er waren ook veel andere nu uitgestorven soorten hypercarnivoren die verband houden met de boshond," zei Chavez. "Misschien waren ze groter van formaat, dus om te concurreren, werden de voorouders van de boshond kleiner, terwijl de manenwolf groter werd en uiteindelijk stopte met wedijveren om vlees."

Dergelijke snelle en extreme soortvorming door natuurlijke selectie lijkt op de enorme differentiatie onder gedomesticeerde honden, die snel plaatsvond door kunstmatige selectie door mensen.

"Zuid-Amerikaanse hondachtigen zijn de gedomesticeerde hond van het wilde dierenrijk omdat ze enorm variëren in beenlengte en dieet, en deze veranderingen gebeurden erg snel, in de orde van 1 tot 2 miljoen jaar," zei Wayne. "Het is een natuurlijke parallel met wat we met honden hebben gedaan. Dit gebeurde allemaal omdat Zuid-Amerika vrij was van dit soort carnivoren. Er was veel prooi en geen grote of middelgrote carnivoren om mee te concurreren. In deze lege niche, de natuur stond zulke snelle straling toe."

De bevindingen hebben ook de relaties tussen de soorten verhelderd en genen geïdentificeerd die kunnen helpen bij het redden van soorten die worden bedreigd door habitatverlies en klimaatverandering.

"De vos van Darwin, die momenteel slechts op één eiland voor de kust van Chili en zeer kleine regio's op het vasteland overleeft, is een goed voorbeeld van de noodzaak van instandhouding", zei Wayne. "We hebben op genoomniveau grote verschillen in variatie tussen soorten bewezen, waarbij de meest bedreigde soorten zeer lage variatieniveaus en genen hebben die schadelijk kunnen zijn. We kunnen kleine populaties redden door middel van doordachte fokprogramma's in gevangenschap." + Verder verkennen

Er is een toekomst voor rode wolven te vinden op Galveston Island