Pacifische soepschildpadden foerageren decennialang in deze wateren van de Stille Oceaan ten noorden van Australië om zich tegoed te doen aan zeegras, waarna ze naar hun broedgebieden trekken om er te paren en eieren te leggen. Deze wetenschappers wilden alleen maar weten hoeveel van de reptielen mannetjes en hoeveel er vrouwtjes waren.
De sekse van een soepschildpad kan niet altijd aan de buitenkant worden vastgesteld, dus begonnen de onderzoekers aan een ‘schildpaddenrodeo’. Ze stapten in bootjes, voeren op hoge snelheid naar de rondzwemmende reptielen en wierpen zich als cowboys op de gepantserde dieren. Nadat ze de schildpadden voorzichtig naar de kust hadden gedirigeerd, namen ze DNA- en bloedmonsters af en maakten een klein sneetje in de geslachtsklieren of gonaden van de reptielen.
Omdat de sekse van een zeeschildpad wordt bepaald door de warmte van het zand waarin ze hun eieren leggen, dachten de wetenschappers dat ze iets meer vrouwtjes dan mannetjes zouden tellen. Zowel de lucht- als watertemperaturen zijn als gevolg van de klimaatverandering gestegen, wat bij deze dieren tot een hoger percentage vrouwelijke nakomelingen leidt. Maar in deze belangrijkste kraamkamer voor soepschildpadden in de Stille Oceaan ontdekten ze dat het aantal wijfjes veel en veel hoger lag dan het aantal mannetjes – in een verhouding van minstens 116 op 1.
“Dat is extreem – extreem met hoofdletters en uitroeptekens,” zegt schildpaddenexpert Camryn Allen van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) op Hawaï. “We hebben het over slechts een handjevol mannetjes en vele honderden vrouwtjes. We waren geschokt.”
Uit het nieuwe onderzoek van Allen en haar collega’s, dat deze week in het vakblad Current Biology verscheen, blijkt opnieuw dat de opwarming van de aarde de populatie van zeeschildpadden exclusief vrouwelijk kan maken. Dit is tot nu het meest gedetailleerde onderzoek naar de actuele omvang van het probleem en het roept nieuwe vragen op over de aard van de bedreiging voor zeeschildpadden in de hele wereld en voor andere soorten die sterk reageren op veranderende temperaturen – van alligators en leguanen tot kornaarvissen, een belangrijke vissoort in veel beken en riviermondingen.
“Je bestudeert een van de grootste populaties van zeeschildpadden ter wereld, wat voor de meeste mensen betekent dat alles oké is,” zegt zeebioloog Michael Jensen, hoofdauteur van de nieuwe studie en research fellow aan het Southwest Fisheries Science Center van de NOAA in La Jolla, Californië. “Maar wat gebeurt er over twintig jaar, als er letterlijk geen mannetjes meer zijn die de geslachtsrijpe leeftijd hebben bereikt? Zijn er dan nog genoeg mannetjes om de populatie in stand te houden?”
‘Veel erger dan we dachten’
Soepschildpadden voor de kust van Oost-Australië kunnen 230 kilo zwaar worden, hebben hartvormige pantsers met een breedte van 1,20 meter of meer en leggen hun eieren voornamelijk op slechts twee plekken: een verzameling eilandjes voor de kust van Brisbane in het zuidelijke Great Barrier Reef en op een afgelegen, druppelvormig eilandje van zand en gras dat 1200 kilometer naar het noorden ligt en Raine Island heet. Enkele jaren nadat de jonge schildpadjes op een van deze twee plekken uit het ei zijn gekropen, ontmoeten ze elkaar in het ondiepe water van kleine gedeelten van de Koraalzee, waar ze foerageren en soms wel een kwart eeuw of langer blijven rondzwemmen voordat ze naar een van hun twee nestgronden trekken om er te paren. Tientallen jaren lang blijven ze naar dezelfde foerageergebieden terugkeren.
Jensen wilde weten of de verhouding tussen mannelijke en vrouwelijke exemplaren onder de pasgeboren schildpadjes al was veranderd door de klimaatverandering. Met behulp van genetische tests wist hij schildpadden van alle leeftijden uit een bepaald foerageergebied naar hun geboorteplek te herleiden. Maar in deze gegevens ontbrak een belangrijk detail: de sekse van de reptielen. Pas als een zeeschildpad volwassen wordt, valt de sekse ervan aan de buitenkant vast te stellen. (Volwassen mannetjes hebben iets langere staarten.) Tegen die tijd kunnen ze al tientallen jaren oud zijn. Dus maken wetenschappers vaak gebruik van een laparoscopie, waarbij een dun buisje bij de dieren wordt ingevoerd om de geslachtsklieren te bekijken. Dat is een redelijk stevige ingreep en ook niet zo praktisch als je honderden dieren wilt analyseren. Het onderzoek van Jensen zat in het slop.
Op een schildpaddencongres in Mexico liep hij Allen tegen het lijf, die eerder koala’s had bestudeerd. Bij deze boombuideldieren had Allen zwangerschappen kunnen vaststellen met behulp van testosteronspiegels. Vervolgens had ze haar methoden op basis van hormoonspiegels geperfectioneerd om ook de sekse van zeedieren te kunnen vaststellen. Het enige wat ze daarvoor nodig had, was een bloedmonster.
Het duo zocht contact met andere onderzoekers, onder wie de Australische schildpaddenexpert Ian Bell, en nam bloedmonsters van zeeschildpadden rond het Great Barrier Reef. Ze voerden enkele laparoscopieën uit om de accuraatheid van Allens methoden te controleren. Ze vergeleken hun bevindingen met temperatuurgegevens van de neststranden. En ze onderzochten schildpadden van uiteenlopende leeftijden. Ze waren verrast door de resultaten.
“We zeiden meteen, ‘Wat krijgen we nou!’” zegt Allen. “Het was veel erger dan we dachten.”
Het lijkt erop dat er in de laatste twintig jaar of nog langer op Raine Island uitsluitend wijfjes werden geboren. Dat is zeer opmerkelijk. Het ruim 32 hectare grote eilandje en zijn koraalbanken vormen de grootste kraamkamer van soepschildpadden ter wereld, waar ruim tweehonderdduizend exemplaren hun eieren leggen. In het hoogseizoen komen soms wel achttienduizend schildpadden tegelijk op de stranden aan. En dat zijn alleen nog maar de wijfjes.
Omdat de wetenschappers ook bij benadering de leeftijd van de onderzochte schildpadden wisten vast te stellen, deden ze nog een andere ontdekking. In het noordelijke deel van het Great Barrier Reef, waar stijgende temperaturen van het zeewater in de afgelopen jaren tot aanzienlijke episoden van koraalbleking hebben geleid, was de verhouding tussen wijfjes en mannetjes in de loop der tijd steeds sterker verstoord. Ook de schildpadden die daar in de jaren zeventig en tachtig van de vorige eeuw uit het ei waren gekropen, waren overwegend vrouwelijk, maar dan nog in een verhouding van zes op een.
“Dit is baanbrekend werk,” zegt Brendan Godley, een zeeschildpaddenexpert en professor in het natuurbehoud van de University of Exeter die niet betrokken was bij dit onderzoek. Volgens hem is het onderzoek door zijn reikwijdte – over de hele lengte van het Great Barrier Reef – en zijn multidisciplinaire benadering zeer waardevol.
Niet minder belangrijk is wat Jensen en Allen verder naar het zuiden ontdekten. Met de zeeschildpadden die op het zuidelijke rif voor de kust van Brisbane uit het ei zijn gekropen – daar waar temperaturen niet zo sterk zijn gestegen en waar het koraal relatief gezond is – gaat het veel beter; de verhouding tussen vrouwtjes en mannetjes is er 2 op 1.
“Als we dit combineren met enkele fraaie computermodellen, dan blijkt dat op de koelere stranden in het zuiden nog steeds mannetjes worden geboren, maar dat in het tropischer noorden vrijwel uitsluitend wijfjes uit het ei kruipen,” zegt Godley. “Deze resultaten wijzen er duidelijk op dat de klimaatverandering veel aspecten van de biologie van wilde dieren beïnvloedt.”
Maar hoe wijdverbreid is dit fenomeen – en hoe belangrijk?
‘De temperaturen stijgen razendsnel’
Voorlopig is dat nog een raadsel.
Omdat mannetjesschildpadden vaak met meer dan één wijfje paren en mannetjes doorgaans ook vaker paren, kan een lichte verschuiving ten gunste van het aantal geboren vrouwtjes gunstig zijn voor het voortbestaan van de soort. Uit recent onderzoek naar 75 schildpaddenkraamkamers in de hele wereld bleek dat de verhouding tussen vrouwtjes en mannetjes ruwweg 3 op 1 bedroeg. Sommige populaties produceerden zelfs een eeuw geleden al minder mannetjes dan vrouwtjes. De vraag is dus hoe sterk deze verhouding in de loop der tijd is verschoven en wanneer de scheve verhouding echt schadelijk wordt.
Zeeschildpadden zwemmen al honderd miljoen jaar in de wereldzeeën rond en in die lange periode zijn er grote fluctuaties in de temperaturen op aarde en in de oceanen geweest. Bovendien lijken veel populaties in de wereld – na tientallen jaren van achteruitgang als gevolg van jacht, stroperij, bijvangst door de commerciële visserij, vervuiling, ziekten, oprukkende activiteiten van de mens en verlies van habitat – zich juist weer te herstellen.
“Maar de temperaturen stijgen nu ongelooflijk snel,” zegt Jensen. “In de evolutie hebben dieren vele generaties nodig om zich aan te passen. Maar deze schildpadden kunnen vijftig jaar of ouder worden, terwijl hun milieu gedurende hun levensloop razendsnel verandert.”
Alleen al op Raine Island zijn nestplaatsen en eieren door het stijgende zeewater ondergelopen. Door de erosie van stranden zijn kleine richels ontstaan waardoor volwassen soepschildpadden op hun rug vallen en sterven omdat ze zich niet meer kunnen omdraaien. De Australische overheid besteedt miljoenen aan het herstel van het eiland om het leven voor de zeeschildpadden te verbeteren.
Wetenschappers hebben de afgelopen 35 jaar gewaarschuwd voor het feit dat de balans tussen mannetjes en vrouwtjes bij alle zeven zeeschildpaddensoorten – soepschildpadden, onechte en echte karetschildpadden, lederschildpadden, platrugzeeschildpadden, dwergschildpadden en Kemps zeeschildpadden – zeer sterk door klimaatverandering kan worden aangetast. De reptielen zijn zó gevoelig voor temperatuur dat een stijging van enkele graden Celsius op veel plekken tot uitsluitend vrouwelijke nakomelingen kan leiden, waardoor hele populaties zouden verdwijnen. Als de temperaturen nog verder zouden stijgen, kunnen eieren letterlijk in het nest worden gekookt.
Vóór dit nieuwste onderzoek leken de meeste studies erop te wijzen dat de sterke verschuiving ten gunste van het aantal vrouwelijke nakomelingen pas aan het einde van de eeuw een bedreiging zou gaan vormen. In feite was er nog maar weinig onderzoek verricht naar wat er op dit moment al gaande is. Bij onderzoek dat Allen twee jaar geleden naar een kleine groep soepschildpadden in de buurt van San Diego deed, ontdekte zij dat 65 procent van de populatie vrouwelijk was, maar dat dit aandeel onder de jongere generatie al 78 procent was.
Intussen vertonen sommige lederschildpadden in Costa Rica en onechte karetschildpadden in Florida en op enkele andere plekken, zoals West-Afrika, een steeds sterkere verschuiving naar vrouwelijke afkomst. Maar de schaal van deze studies valt in het niet bij die van het onderzoek door Jensen en Allen.
Het blijft lastig te voorspellen wanneer het aantal mannelijke nakomelingen te laag wordt. Het antwoord daarop kan van soort tot soort en van locatie tot locatie verschillen. Daarnaast wordt de drijvende kracht achter de seksebepaling – de temperatuur – door plaatselijke factoren beïnvloed. Zo blijft het percentage mannetjesschildpadden in de Chagos-archipel, in de westelijke Indische Oceaan, op een gezond peil dankzij zware regenbuien die het zand afkoelen, de schaduw van bomen langs de kust en de smalle stranden, waardoor plaatselijke karetschildpadden gedwongen worden hun nesten dichter bij het koelere zeewater te graven. Wetenschappers waarschuwen dat zeeschildpadden in het Caribisch gebied risico lopen als gevolg van de houtkap, waardoor neststranden minder schaduw krijgen en te warm worden om nog mannelijke schildpadden voort te brengen.
‘Echt zorgelijk’
Door dit alles is het onderzoek rond het Great Barrier Reef des te veelzeggender, zegt zeeschildpaddenexpert Nicolas Pilcher, die niet betrokken was bij de nieuwe studie. Rond het Great Barrier Reef is er op de meeste stranden geen schaduw, dus is het verband tussen klimaat en sekseverhoudingen veel duidelijker. Het aantal zeeschildpadden dat hier wordt bedreigd, loopt in de honderdduizenden. In geen enkele studie is een zó scheefgegroeide verhouding op een zó belangrijke plek aangetoond, mede omdat niemand wist hoe je zo’n grootschalig onderzoek moest uitvoeren.
“Het is uniek, omdat de populatie van Raine Island zó groot is dat de invloed van eventuele schade enorm zal zijn. Bovendien hebben de auteurs de gegevens in de tijd terug kunnen vervolgen, waardoor ze hebben laten zien dat de sekseverhouding in het verleden meer in evenwicht was,” zegt Pilcher.
Allen is bezorgd over het feit dat de duizenden populaties van zeeschildpadden in de hele wereld – vrijwel allemaal – nog niet op deze manier zijn onderzocht. Zij en Jensen willen hun methoden ook op andere nestplaatsen toepassen en hebben al monsters verzameld op Guam, Hawaï en Saipan.
“Het noordelijke deel van het Great Barrier Reef is een van de grootste, genetisch aparte populaties van zeeschildpadden ter wereld,” zegt Allen. “Wat echt zorgelijk is, is dat dit probleem ook kan optreden in populaties die al sterk in aantal zijn verminderd.”
