Timing eierleg koolmezen verder ontrafeld

Promovendus Irene Verhagen ontdekte dat het moment waarop koolmezen eieren leggen direct samenhangt met de temperatuur. Ook legde ze bloot dat de lever en eierstok (en niet alleen de hersenen) een belangrijke rol spelen bij variaties in de timing van de leg. Deze inzichten zijn van belang om te voorspellen of en hoe vogels zich kunnen aanpassen aan klimaatverandering.

‘We zien dat de lentes warmer worden en dat eiken eerder in het jaar bladeren krijgen. De rupsen die zich met deze bladeren voeden en die een belangrijke voedselbron zijn voor koolmeesjongen, komen ook eerder uit. Maar de koolmees blijft tot nu toe achter, ondanks dat er selectiedruk is om vroeger eieren te leggen’’, vertelt Verhagen werkzaam bij het Nederlands Instituur voor Ecologie (NIOO-KNAW), die op 8 november promoveerde bij Marcel Visser, Bijzonder Hoogleraar Ecological Genomics.

Vroege en late leggers
Sommige koolmeesvrouwtjes leggen vroeg en andere laat. Die verschillen worden waarschijnlijk verklaard door variatie in fysiologische mechanismen die de leg sturen. Zowel de hersenen als de lever en eierstok spelen daarbij een rol. Verhagen onderzocht deze mechanismes door vroeg en laat leggende koolmeesvrouwen te vergelijken. Daarvoor creëerden de onderzoekers twee verschillende lijnen koolmezen: vroege en late leggers, plus hun op legmoment geselecteerde nakomelingen.

Direct effect temperatuur
‘Vervolgens wilden we weten hoe omgevingstemperatuur de verschillende organen beïnvloedt’, vertelt Verhagen. Om dit te onderzoeken huisvestten de onderzoekers  koolmeesvouwtjes van de twee selectielijnen twee jaar lang onder gecontroleerde klimaatomstandigheden. Elk vrouwtje had een warm en een koud broedseizoen. Verhagen zag dat de vrouwtjes gemiddeld eerder gingen leggen in een warmer broedseizoen. De temperatuur had een direct effect; verschuiving van het legmoment was niet toe te schrijven aan de (on)beschikbaarheid van voedsel.

Genetische aanpassingen
Verhagen onderzocht of variatie in timing van leggen verklaard werd door variatie in activatie van bepaalde genen in de hersenen, lever en eierstok. ‘Wat onder andere opviel is dat de lever en de eierstok een belangrijkere rol spelen dan voorheen werd gedacht. Dat suggereert dat eventuele genetische aanpassingen op een snel veranderende omgeving ook in die organen kunnen plaatsvinden.’

Aanpassingsvermogen
Met deze resultaten is Verhagen een stapje dichterbij het ontrafelen van het mysterie rondom de onderliggende mechanismen van de eierleg. ‘Er is meer onderzoek nodig voordat we kunnen voorspellen of koolmezen zich kunnen aanpassen aan klimaatverandering. Ons experiment laat wel zien dat genetische selectie op timing van de leg in wilde koolmezen mogelijk is. Een belangrijk resultaat voor toekomstig onderzoek.’