In de zomer van 2020 spotten wetenschappers in Pennsylvania iets wat ze nog nooit eerder hadden gezien: een vogel die leek op een roodborstkardinaal maar zong als een zwartvleugeltangare.
Nader onderzoek wees uit dat het diertje een hybride was, oftewel het resultaat van een paring tussen twee verschillende soorten. ‘Toen ik hem zag, zei ik: “O my god!’” zegt Bob Mulvihill, ornitholoog van het National Aviary in Pittsburgh. Mulvihill ving het vogeltje en nam wat bloed bij het diertje af om de genetische afkomst ervan te kunnen onderzoeken.
Hoewel sommige hybriden heel bekend zijn, zoals het muildier, was dit een ongebruikelijker geval omdat beide vogelsoorten zo verschillend van kleur zijn. Roodborstkardinalen hebben een zwart-wit verenkleed met een rode vlek op de borst, terwijl zwartvleugeltangares knaloranje zijn en zwarte vleugels en een zwarte staart hebben.
De vogels zijn niet bepaald nauwe verwanten, want volgens Mulvihill hebben beide soorten zich gedurende hun evolutie waarschijnlijk al tien miljoen jaar geleden van elkaar afgesplitst. Nog vreemder is dat hun verspreidingsgebieden in Noord-Amerika elkaar grotendeels overlappen, waardoor onderzoekers zich afvragen waarom er dan niet eerder dit soort kruisingen zijn waargenomen. ‘Misschien was dit gewoon één Romeo en Juliet?’ lacht hij. Maar in deze tijd van moderne gentechnologie trekken deze vreemde kruisingen opnieuw de aandacht, omdat ze licht kunnen werpen op enkele raadsels van de evolutie.
Wat zijn hybride dieren?
In genetisch opzicht is een hybride het resultaat van een kruising tussen twee afstammingslijnen die zich van elkaar hebben afgesplitst, zegt Erica Larson, evolutiebiologe aan de University of Denver in Colorado.
De meesten van ons zouden denken dat het dus om kruisingen tussen twee verschillende soorten gaat, maar hybriden kunnen ook het resultaat zijn van paringen tussen ondersoorten of zelfs tussen exemplaren van verschillende populaties binnen één enkele soort die slechts in een paar kenmerken van elkaar verschillen. ‘Beide populaties paren misschien op verschillende tijden van het jaar of onderscheiden zich misschien door hun gedrag, waardoor paringen tussen beide groepen niet vaak voorkomen. Maar áls het gebeurt, komen daar perfect gezonde hybriden uit voort,’ zegt Larson.
Een goed voorbeeld hiervan is de gevlekte skunk, een dierfamilie die onlangs door wetenschappers is opgedeeld in zeven afzonderlijke soorten, ook al lijken alle soorten als twee druppels water op elkaar en leven ze in dezelfde gebieden. Het enige dat deze soorten van elkaar onderscheidt, is het feit dat de tijd waarin ze paren en hun jongen krijgen in heel verschillende perioden van het jaar valt.
‘Een ander voorbeeld is koraal,’ zegt Larson. ‘Veel koraalpoliepen stoten hun geslachtscellen (gameten) op een heel specifiek tijdstip uit. Dus hoewel deze koraalsoorten zich allemaal op één en dezelfde plek bevinden en dus hybriden zouden kunnen creëren, gebeurt dat niet omdat het tijdstip waarop ze hun gameten uitstoten uren en soms dagen uit elkaar liggen. In gevangenschap of het laboratorium zijn deze natuurlijke obstakels niet zo’n probleem, zodat er meer hybriden worden gevormd.
Welke dieren kunnen ‘versmelten’?
Een van de bekendste voorbeelden van hybridisatie of ‘bastaarding’ is de zogenaamde ‘lijger’, een kruising tussen een mannetjesleeuw en een tijgerin; door de film Napoleon Dynamite werden lijgers in 2004 verheven tot thema in de populaire cultuur. Veel minder mensen hebben gehoord van een ‘teeuw’, een kruising tussen een leeuwin en een mannetjestijger.
Beide kruisingen komen in het wild zeer zelden voor, omdat de territoria van leeuwen en tijgers elkaar bijna nooit overlappen. Hetzelfde geldt voor de ‘kama’, een kruising tussen een lama en een eenbultige kameel (een dromedaris), twee soorten die van nature aan weerszijden van de Atlantische Oceaan voorkomen maar ten behoeve van wetenschappelijk onderzoek zijn gefokt. Paardachtigen blijken heel geschikt te zijn om onderling te worden gekruist. Zo komen muildieren voort uit paringen tussen paardenmerries en mannetjesezels, terwijl muilezels het gevolg zijn van paringen tussen een hengst en een ezelin. De kruising tussen een zebra en een paard levert een ‘zaard’ op, en er zijn nog andere exotische combinaties bekend.
In 2019 toonden wetenschappers voor het eerst aan dat narwals soms met witte dolfijnen (beluga’s) paren, met ‘narluga’s’ als gevolg. En er zijn tenminste twintig meldingen gemaakt van verschillende andere walvisachtigen die zowel in het wild als in gevangenschap hybriden hebben geproduceerd.
Maar het gaat niet alleen om zoogdieren. Er zijn gevallen gedocumenteerd waarin sprake was van kruisingen tussen bosratelslangen en Texaanse ratelslangen, tussen ruitkrokodillen en spitssnuitkrokodillen, tussen diamantsteuren en Amerikaanse lepelsteuren, tussen roodkeel- en regenboogforellen en tussen uiteenlopende insectensoorten, waaronder mieren, bijen, wespen en termieten. Planten zijn uiterst geschikt om te worden gekruist en vormen in het wild veel vaker hybriden dan dieren.
Een van de meest voorkomende hybride soorten op aarde is misschien wel de moderne mens, die de genetische sporen van kruisingen met andere prehistorische mensensoorten in zich draagt, onder wie de Neanderthaler en de Denisova-mens.
Zijn hybriden zeldzaam?
Hoewel hybriden vrij zeldzaam lijken te zijn, is het waarschijnlijk dat veel van deze kruisingen in het wild tamelijk vaak voorkomen. Zo wijst Mulvihill erop dat hybridisatie bij vogels goed is gedocumenteerd, zodat we inmiddels weten dat maar liefst tien procent van de circa 10.000 bekende vogelsoorten op aarde in staat is kruisingen voort te brengen. De waarschijnlijke reden daarvoor is dat er zoveel vogelaars op de wereld op pad zijn om deze interessante kruisingen te spotten, er foto’s van te maken en ze dan op allerlei forums, websites van vogelclubs of smartphone-apps als iNaturalist te posten.
‘Ook de hybridisatie of bastaarding onder vlindersoorten is een welbekend fenomeen,’ zegt Mulvihill. Maar anders dan voor vogelaars is het voor waarnemers van vlinders moeilijk om de uiterlijke kenmerken van hybridisatie bij insecten te spotten.
Sommige wetenschappers denken dat er in de toekomst meer voorbeelden van bepaalde kruisingen waargenomen zullen worden. Omdat het pakijs op de Noordpool als gevolg van de klimaatverandering steeds verder slinkt, bestaat de verwachting dat ijsberen steeds meer tijd aan land zullen doorbrengen, waar ze waarschijnlijk zullen stuiten op bruine beren die hun verspreidingsgebied om dezelfde reden (de klimaatverandering) naar het noorden verleggen. Als beide soorten paren, kunnen daaruit hybride ‘ijsgrizzly’s’ voortkomen.
Zijn hybride soorten gezond?
Hybridisatie is niet altijd slecht voor de genenpool, maar levert lang niet altijd sterke en gezonde soorten op. Zo hebben lijgers vaak last van aandoeningen als een te snelle groei en hartproblemen.
Bovendien kan een van de twee betrokken soorten genetische eigenschappen hebben die niet met die van de andere soort zijn te verenigen, zoals een afwijkend aantal chromosomen. Dat is ook een van de redenen waarom hybride soorten vaak onvruchtbaar zijn en dat de totale genenpool van een soort door de productie van deze onvruchtbare nakomelingen kan krimpen. ‘Ze hebben daardoor weer een wat kleinere kans om hun genen door te geven aan toekomstige generaties,’ zegt Larson.
Hybridisatie kan problematisch zijn als één of beide oudersoorten gevaar lopen om uit te sterven. Als de genen van een bepaalde soort steeds zeldzamer worden en een deel van die schaarse genen vervangen wordt door de nieuwe genencombinatie van de hybride soort, komt die soort weer een stukje dichterbij uitsterving. Dit wordt ‘genetische verdunning’ genoemd en is de reden waarom kruisingen van wolven met coyotes een van de vele factoren zijn die momenteel de rode wolf in het zuidoosten van de VS bedreigen.
Larson wijst erop dat er door hybridisatie ook gunstige genen in een genenpool geïntroduceerd kunnen worden, die een soort bijvoorbeeld resistent maken tegen landbouwgif. Als die genen de soort helpen om te overleven en zich voort te planten, kunnen zulke voordelige genen zich over de hele populatie verspreiden, een verschijnsel dat ‘adaptieve introgressie’ wordt genoemd. Toch denk ik dat hybridisatie vaak ongunstig of zelfs schadelijk is,’ zegt Larson. ‘Maar in de meeste gevallen heeft hybridisatie geen gevolgen voor de gekruiste soort.’
Door de vooruitgang op het gebied van gentechnologie kunnen wetenschappers het genoom van hybriden bestuderen en zonder problemen genen identificeren die van andere soorten afkomstig zijn. Dat betekent dat elke hybride nieuwe inzichten oplevert in de wijze waarop de evolutie nieuwe soorten creëert.
‘Als er twee soorten zijn waarvan de genomen zich gedurende de evolutie honderdduizenden jaren lang onafhankelijk van elkaar hebben ontwikkeld, en je laat deze soorten vervolgens weer paren en mengt hun genomen door elkaar in de vorm van een kruising, dan begin je te begrijpen wat in evolutionair opzicht goed werkt en wat niet goed werkt,’ zegt Larson.
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op nationalgeographic.com
