Wetenschap
Uit onderzoek blijkt dat troebel water ervoor kan zorgen dat Afrikaanse vissen grotere ogen ontwikkelen
Variaties in de waterkwaliteit kunnen de ontwikkeling van het visuele systeem van één soort Afrikaanse vis beïnvloeden, suggereert een nieuwe studie.
Uit het onderzoek, geleid door Jai Tiarks, een recent afgestudeerde aluin in milieu en natuurlijke hulpbronnen aan de Ohio State University, bleek dat leeftijd een doorslaggevende factor was bij de vraag of vissen met succes konden omgaan met nieuwe omstandigheden in hun onderwateromgeving.
Het onderzoek bij de Blue Lips-cichlide, een soort afkomstig uit de moerassen en meren van Oeganda, toonde aan dat de ogen en de pupilgrootte van jonge vissen die in troebel water waren grootgebracht groter werden dan die van vissen die in helder water waren grootgebracht. Dit fenomeen deed zich voor ongeacht de omgeving waar de ouders van elk broedsel vandaan kwamen.
Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het Journal of Experimental Biology .
Visie is voor veel wezens een essentieel zintuig, omdat het goed kunnen navigeren door hun omgeving hen een voorsprong geeft als het gaat om het behouden van hun plek in de voedselketen. Maar wanneer een ecosysteem wordt gebombardeerd met nieuwe omgevingsstressoren, hebben de meeste organismen in het dierenrijk drie manieren waarop ze op de negatieve gevolgen reageren.
Die keuzes, zei Tiarks, zijn aanpassing, verhuizen naar een andere locatie of uitsterven.
"Cichliden staan erom bekend een enorme diversiteit aan verschillende ecologische niches te vullen en zich aan te passen aan veranderingen in hun omgeving", zeiden ze. "Dat heeft vanuit evolutionair oogpunt veel belangstelling gewekt, vooral vanwege de tijdschaal waarop deze aanpassing plaatsvindt."
Om meer te weten te komen over hoe en wanneer deze aanpassingen plaatsvinden, hebben onderzoekers de helft van een broedsel vissen grootgebracht in tanks met helder water en de andere helft in tanks met troebel water geplaatst.
Onderzoekers maten vervolgens de diameter van het oog en de pupil van zowel de jonge vissen als de volwassen cichliden in het experiment, waarbij ze vaststelden dat jongere populaties inderdaad eigenschappen hadden gekregen waardoor ze grotere oogstructuren konden laten groeien als reactie op troebel water.
"Toen de cichliden jong waren, hadden ze een enorme plasticiteit en waren ze in staat hun fysiologie te veranderen om het hoofd te bieden aan de troebele omgevingsomstandigheden," zei Tiarks. "Maar toen we naar de oudere vissen keken, hadden ze niet dezelfde flexibiliteit."
Het onderzoek maakt ook melding van een algemeen verschil in het patroon van oog- en hersengroottes tussen jonge en oude vissen. Oorspronkelijk verwachtte het team te ontdekken dat vissen die in troebel water worden gekweekt grotere hersenen zouden hebben dan vissen die in helder water worden gekweekt, omdat het hebben van grotere ogen niet veel betekent als de hersenen niet evolueren om die visuele informatie te verwerken.
In plaats daarvan onthulden digitale foto's van hun biologische systemen dat oudere vissen grotere hersenen en optische lobben hadden in verhouding tot hun lengte en hersenmassa vergeleken met de relatieve afmetingen van die structuren bij jongere vissen. Dit zou erop kunnen wijzen dat vissen, net als zoogdieren, in verschillende stadia van hun leven verschillende zintuiglijke behoeften ervaren.
Het is nog steeds onduidelijk of veel van deze veranderingen worden veroorzaakt door externe omgevingsvariabelen, zoals de hoeveelheid zuurstof in het water of fysieke veranderingen, zoals seksuele rijping.
De kwestie van opgroeien in helder versus troebel water is een reëel probleem voor de Blue Lips-cichlide, vooral met de veranderende ecosystemen in hun Afrikaanse habitat.
Ontbossing is een van de belangrijkste oorzaken van de toenemende vernietiging van habitats en de duisternis in rivieren en meren. Wanneer bomen worden gekapt, wordt de stabiliteit van de nabijgelegen bodem ontworteld, wat leidt tot de afzetting van sediment in nabijgelegen watersystemen, aldus Tiarks.
"Elke keer als er een storm is, wordt al die grond, sediment en vegetatie die door bomen op zijn plaats werd gehouden, niet meer op zijn plaats gehouden", zeiden ze. "Het komt allemaal terecht in het dichtstbijzijnde waterlichaam, en het is een directe stressfactor voor onze veldlocaties en de bevolking die daar leeft."
Studies als deze suggereren dat naarmate de door de mens veroorzaakte veranderingen in het milieu steeds erger worden, bepaalde dierenpopulaties zoals vissen mogelijk kunnen blijven voortbestaan, zelfs in minder dan ideale habitats.
Voor Tiarks biedt dit fenomeen enige hoop dat de negatieve invloed van de mens op het milieu niet zo levensveranderend is voor alle soorten als het momenteel lijkt.
"Wij veroorzaken en sturen veranderingen binnen de systemen van deze vissen", zegt Tiarks. "Maar het vasthouden aan voorbeelden van soorten die daadwerkelijk kunnen omgaan met de veranderingen om hen heen is een goede herinnering aan hoe krachtig en flexibel de natuur is."