onderzoek
GENETISCH UNIEKE MEERVALPOPULATIE VERDWIJNT
De meerval dreigt uit te sterven – althans, de genetisch zeer unieke populatie in de Westeinderplassen. Door de instroom van nieuwkomers lijken de dagen van de oorspronkelijke meerval in het Haarlemmermeergebied geteld. Nieuwe generaties hybriden zullen de oude populatie op termijn vervangen, wat echter ook kansen biedt voor Silurus glanis. Dit blijkt uit jarenlang genetisch onderzoek van Sportvisserij Nederland, Hoogheemraadschap van Rijnland en Wageningen Universiteit.
TEKST: REDACTIE > BEELD: JANNY BOSMAN & SANDER BOER
Op basis van
de genoomvariatie van 43 meervallen uit de Westeinderplassen konden onderzoekers diverse clusters definiëren. Dit betreft relicten, migranten, kruisingen van een relict met een migrant (F1) en terugkruisingen van hybride nakomelingen met een relict meerval (F2).
VISIONAIR
Dit artikel is een vereenvoudigde versie van het artikel in Visionair 73 dat werd geschreven door Hendrik-Jan Megens, Bert Dibbits, Reindert Nijland (Wageningen University & Research), Remko Verspui, Jan Kamman (Sportvisserij Nederland), Bart Schaub en Mike Dijkstra (Hoogheemraadschap Rijnland).
DNA-SEQUENCING
In de afgelopen tien jaar steeg het aantal meervalmeldingen van zowel sportvissers als de lokale beroepsvissers rond de Westeinderplassen. Die signaleerden dat de populatie in de Westeinderplassen in omvang zou zijn toegenomen, maar ook dat deze vissoort zich zou hebben verspreid over de Rijnlandse boezem en de aangrenzende polderwateren. Daarom startten de onderzoekers een nieuwe studie, met als doel om vast te stellen hoe sterk de populatie was gegroeid en of er een verdere genetische verandering had plaatsgevonden. Al snel werd duidelijk dat het aantal meervallen inderdaad fors was toegenomen. Of deze groei te danken was aan uitbreiding van de populatie in de Westeinderplassen zelf of door inmenging van exemplaren van buitenaf, kon worden vastgesteld met diepgaand genetisch onderzoek. Daarbij werd gebruik gemaakt van nieuwe DNA-sequencingtechnieken – zoals Nanopore Sequencing – waarmee het complete genetische profiel van een individu kan worden bepaald. De eerste vis die op deze manier werd geanalyseerd (Sigl001, zie kadertekst pagina 68) liet direct iets opvallends zien: vrijwel geen genetische variatie. Analyse van de 42 andere onderzochte meervallen toonde aan dat nog eens vier exemplaren heel sterk verwant waren aan Sigl001. Dit betekent dat deze vijf meervallen – allemaal grote, oude vissen die genetisch nauwelijks van elkaar te onderscheiden zijn – waarschijnlijk de laatste vertegenwoordigers zijn van de oorspronkelijke relictpopulatie.
HYBRIDISATIE
De overige meervallen bleken – op één exemplaar na – allemaal hybriden te zijn. Dit betekent dat ze genetisch gezien een mix vormen van de oorspronkelijke relictpopulatie en andere meervallen. Die ene opvallende uitzondering was een 178 centimeter grote meerval. Deze vis (Sigl010) had geen enkele relict-oorsprong en was opvallend veel groter dan de andere meervallen in de Westeinderplassen. Die ‘nieuwe’ meerval heeft zijn sporen inmiddels nagelaten: de overgrote meerderheid van de huidige meervalpopulatie bleek al gehybridiseerd. Maar liefst 60% van de onderzochte vissen bleken hybriden te zijn tussen de relicten en mogelijk vis Sigl010, of een genetisch nauwe verwant hiervan. Nog eens 26% betreft afstammelingen van een andere oorsprong dan Sigl010. Opvallend is dat er bij de genoomanalyse geen enkele jonge, compleet originele relictmeerval meer is aangetroffen. Ook werden er geen kleine dieren met een genoom van buiten gesignaleerd. De relicten hebben dus een belangrijke bijdrage geleverd aan de huidige generatie jongere meervallen: 86% is een hybride. De hybriden zijn zich ook gaan voortplanten. Dit blijken zowel nakomelingen te zijn van kruisingen onderling, als van kruisingen met de relicten.
De Europese meerval is de grootste zoetwatervis van Nederland. Deze soort leeft al duizenden jaren in onze wateren. Opgravingen van botresten laten zien dat de meerval 5.500 tot 2.000 jaar geleden al in Nederland voorkwam. In de tweede helft van de vorige eeuw nam de populatie echter sterk af. Tot begin jaren ’90 werd aangenomen dat er alleen in het Haarlemmermeergebied nog een kleine groep meervallen leefde. Dit bestand wordt ook wel de ‘relictpopulatie’ genoemd omdat de oorsprong van deze groep meervallen mogelijk zelfs teruggaat tot de ijstijd. Met de opmars van de meerval in ons land aan het eind van de twintigste eeuw in het achterhoofd, besloten wetenschappers zo’n tien jaar geleden daarom onderzoek te gaan doen naar de meervalpopulatie in de Westeinderplassen.
GENETISCH ONDERZOEK
Bij dit onderzoek – een samenwerking van het Hoogheemraadschap van Rijnland, Sportvisserij Nederland en Wageningen Universiteit – bestudeerden de wetenschappers onder meer de grootte van de populatie en het gedrag van de meerval. Ook werd er genetisch onderzoek gedaan om te zien of er verschillen waren tussen de meervallen in de Westeinderplassen en die in andere delen van Nederland. Daarvoor werd gebruik gemaakt van speciale DNA-technieken. Hieruit bleek dat de meervalpopulatie in de Westeinderplassen genetisch afweek van de meervallen in de grote rivieren. Ook de genetische diversiteit van deze vissen bleek veel beperkter te zijn. De populatie leek echter ook uit twee verschillende groepen te bestaan. Dit kan mogelijk het gevolg zijn van migratie van meervallen uit andere gebieden, of van lokale uitzettingen. Hoewel het onderzoek veel interessante informatie opleverde, rezen er ook belangrijke nieuwe vragen. Met name de unieke aard van de populatie in de Westeinderplassen was moeilijk te duiden. Verder was het onmogelijk om het bestaan van twee genetisch verschillende groepen nader te verklaren. Ook het aspect van lokale inteelt in de zeer kleine Westeinderplassenpopulatie bleef grotendeels onbeantwoord.
DNA-PUZZEL VAN 800 MILJOEN STUKJES
De meerval heeft een behoorlijk ingewikkeld genoom. Dat bestaat uit ongeveer 800 miljoen DNA-basen, verdeeld over dertig chromosomen. Voor dit onderzoek namen de wetenschappers een stukje vin van elke meerval en haalden daar het DNA uit. Met de zogenaamde Nanopore-techniek kon de volgorde van de vier basen in het DNA (te weten: A, C, G en T) worden bepaald. Dit maakte het mogelijk om het genoom – de volledige genetische samenstelling van een organisme – in beeld te brengen.
Onderzoekers konden het genoom van één meerval volledig in kaart brengen. Dit diende als blauwdruk om de rest van de vissen mee te kunnen vergelijken. Deze vis kreeg de codenaam Sigl001 en was met een lengte van 148 centimeter oud genoeg om een vertegenwoordiger van de oorspronkelijke relictpopulatie te kunnen zijn.
In totaal onderzochten de onderzoekers het DNA van 43 meervallen uit de Westeinderplassen. Helaas ontbrak het aan de tijd en de middelen om ook meervallen uit andere gebieden te onderzoeken, maar de resultaten van dit onderzoek waarbij genoom sequencing werd toegepast waren veelbelovend.
Om de
populatieomvang van
de meerval in de Westeinderplassen te bepalen werd een merk-terugvangonderzoek
opgezet
GENETISCHE REDDING
Het is opvallend dat de hybriden veel succesvoller zijn in voortplanting dan de relicten. Dat kan komen omdat de vissen uit die laatste groep een zeer beperkte genetische variatie laten zien. In een geïsoleerde, kleine populatie volwassen dieren dragen de grootste vissen vermoedelijk onevenredig bij aan de productie van nakomelingen. In de loop der tijd kan dit leiden tot inteelt, een langzamere groei en een lagere vruchtbaarheid, wat de overlevingskansen voor de soort op de lange termijn kan verminderen. Bij de concurrentie met genetisch vitalere soortgenoten worden de negatieve gevolgen van inteelt ook zichtbaar. Hybriden hebben vaak een grotere genetische diversiteit en bezitten mogelijk ook andere positieve eigenschappen, zoals een snellere groei. Bovendien worden door hybridisatie defecte genen (die zijn ontstaan door inteelt) vervangen door een goede kopie van een andere ouderpopulatie. Dit wordt genetic rescue genoemd. Omdat hybriden van twee ouderpopulaties het beste hebben geërfd, doen ze het vaak beter dan beide vorige generaties. Dit fenomeen van hybrid vigor helpt om inteeltproblemen te overwinnen. In de Westeinderplassen treedt dit mechanisme vermoedelijk ook op, want de hybride meervallen lijken het daar uitstekend te doen.
UITDOVEN POPULATIE
Het onderzoek bevestigt dat de relictpopulatie in de Westeinderplassen uniek is – in de rest van West-Europa is deze oorspronkelijke populatie al uitgestorven – maar laat ook zien dat deze bijzondere groep meervallen op den duur zal verdwijnen. Er is immers nog maar een klein aantal oorspronkelijke relictdieren over en er lijkt geen nieuwe aanwas te zijn vanuit deze groep (in plaats daarvan zien we een toename van hybriden). Aangezien de meerval zeer oud kan worden kan het nog tientallen jaren duren voordat de laatste originele ‘Westeindermeervallen’ zijn uitgestorven. Toch gaat het boek ook weer niet helemaal dicht voor de relicten. De genetische erfenis van deze bijzondere meervallen zal voortleven in de hybride populatie van de Westeinderplassen. Deze nieuwe populatie – een vitalere mix van ‘oud’ en ‘nieuw’ – zal een belangrijke rol gaan spelen in het ecosysteem en voedselweb van de Westeinderplassen en de gebieden eromheen.
Sportvisserij Nederland deed samen met het Hoogheemraadschap van Rijnland en Wageningen Universiteit onderzoek naar de meerval in de Westeinderplassen.
De meervalpopulatie in de Westeinderplassen breidde zich in de afgelopen tien jaar snel uit naar de Rijnlandse boezem en de omliggende polderwateren.
GENETISCH UNIEKE MEERVALPOPULATIE VERDWIJNT
onderzoek
DNA-SEQUENCING
In de afgelopen tien jaar steeg het aantal meervalmeldingen van zowel sportvissers als de lokale beroepsvissers rond de Westeinderplassen. Die signaleerden dat de populatie in de Westeinderplassen in omvang zou zijn toegenomen, maar ook dat deze vissoort zich zou hebben verspreid over de Rijnlandse boezem en de aangrenzende polderwateren. Daarom startten de onderzoekers een nieuwe studie, met als doel om vast te stellen hoe sterk de populatie was gegroeid en of er een verdere genetische verandering had plaatsgevonden. Al snel werd duidelijk dat het aantal meervallen inderdaad fors was toegenomen. Of deze groei te danken was aan uitbreiding van de populatie in de Westeinderplassen zelf of door inmenging van exemplaren van buitenaf, kon worden vastgesteld met diepgaand genetisch onderzoek. Daarbij werd gebruik gemaakt van nieuwe DNA-sequencingtechnieken – zoals Nanopore Sequencing – waarmee het complete genetische profiel van een individu kan worden bepaald. De eerste vis die op deze manier werd geanalyseerd (Sigl001, zie kadertekst pagina 68) liet direct iets opvallends zien: vrijwel geen genetische variatie. Analyse van de 42 andere onderzochte meervallen toonde aan dat nog eens vier exemplaren heel sterk verwant waren aan Sigl001. Dit betekent dat deze vijf meervallen – allemaal grote, oude vissen die genetisch nauwelijks van elkaar te onderscheiden zijn – waarschijnlijk de laatste vertegenwoordigers zijn van de oorspronkelijke relictpopulatie.
HYBRIDISATIE
De overige meervallen bleken – op één exemplaar na – allemaal hybriden te zijn. Dit betekent dat ze genetisch gezien een mix vormen van de oorspronkelijke relictpopulatie en andere meervallen. Die ene opvallende uitzondering was een 178 centimeter grote meerval. Deze vis (Sigl010) had geen enkele relict-oorsprong en was opvallend veel groter dan de andere meervallen in de Westeinderplassen. Die ‘nieuwe’ meerval heeft zijn sporen inmiddels nagelaten: de overgrote meerderheid van de huidige meervalpopulatie bleek al gehybridiseerd. Maar liefst 60% van de onderzochte vissen bleken hybriden te zijn tussen de relicten en mogelijk vis Sigl010, of een genetisch nauwe verwant hiervan. Nog eens 26% betreft afstammelingen van een andere oorsprong dan Sigl010. Opvallend is dat er bij de genoomanalyse geen enkele jonge, compleet originele relictmeerval meer is aangetroffen. Ook werden er geen kleine dieren met een genoom van buiten gesignaleerd. De relicten hebben dus een belangrijke bijdrage geleverd aan de huidige generatie jongere meervallen: 86% is een hybride. De hybriden zijn zich ook gaan voortplanten. Dit blijken zowel nakomelingen te zijn van kruisingen onderling, als van kruisingen met de relicten.
Op basis van
de genoomvariatie van
43 meervallen uit de Westeinderplassen konden onderzoekers diverse clusters definiëren. Dit betreft relicten, migranten, kruisingen van een relict met een migrant (F1) en terugkruisingen van hybride nakomelingen met een relict
meerval (F2).
VISIONAIR
Dit artikel is een vereenvoudigde versie van het artikel in Visionair 73 dat werd geschreven door Hendrik-Jan Megens, Bert Dibbits, Reindert Nijland (Wageningen University & Research), Remko Verspui, Jan Kamman (Sportvisserij Nederland), Bart Schaub en Mike Dijkstra (Hoogheemraadschap Rijnland).
De Europese meerval is de grootste zoetwatervis van Nederland. Deze soort leeft al duizenden jaren in onze wateren. Opgravingen van botresten laten zien dat de meerval 5.500 tot 2.000 jaar geleden al in Nederland voorkwam. In de tweede helft van de vorige eeuw nam de populatie echter sterk af. Tot begin jaren ’90 werd aangenomen dat er alleen in het Haarlemmermeergebied nog een kleine groep meervallen leefde. Dit bestand wordt ook wel de ‘relictpopulatie’ genoemd omdat de oorsprong van deze groep meervallen mogelijk zelfs teruggaat tot de ijstijd. Met de opmars van de meerval in ons land aan het eind van de twintigste eeuw in het achterhoofd, besloten wetenschappers zo’n tien jaar geleden daarom onderzoek te gaan doen naar de meervalpopulatie in de Westeinder-plassen.
GENETISCH ONDERZOEK
Bij dit onderzoek – een samenwerking van het Hoogheemraadschap van Rijnland, Sportvisserij Nederland en Wageningen Universiteit – bestudeerden de wetenschappers onder meer de grootte van de populatie en het gedrag van de meerval. Ook werd er genetisch onderzoek gedaan om te zien of er verschillen waren tussen de meervallen in de Westeinderplassen en die in andere delen van Nederland. Daarvoor werd gebruik gemaakt van speciale DNA-technieken. Hieruit bleek dat de meervalpopulatie in de Westeinder-plassen genetisch afweek van de meervallen in de grote rivieren. Ook de genetische diversiteit van deze vissen bleek veel beperkter te zijn. De populatie leek echter ook uit twee verschillende groepen te bestaan. Dit kan mogelijk het gevolg zijn van migratie van meervallen uit andere gebieden, of van lokale uitzettingen. Hoewel het onderzoek veel interessante informatie opleverde, rezen er ook belangrijke nieuwe vragen. Met name de unieke aard van de populatie in de Westeinderplassen was moeilijk te duiden. Verder was het onmogelijk om het bestaan van twee genetisch verschillende groepen nader te verklaren. Ook het aspect van lokale inteelt in de zeer kleine Westeinderplassenpopulatie bleef grotendeels onbeantwoord.
DNA-PUZZEL VAN 800 MILJOEN STUKJES
De meerval heeft een behoorlijk ingewikkeld genoom. Dat bestaat uit ongeveer 800 miljoen DNA-basen, verdeeld over dertig chromosomen. Voor dit onderzoek namen de wetenschappers een stukje vin van elke meerval en haalden daar het DNA uit. Met de zogenaamde Nanopore-techniek kon de volgorde van de vier basen in het DNA (te weten: A, C, G en T) worden bepaald. Dit maakte het mogelijk om het genoom – de volledige genetische samenstelling van een organisme – in beeld te brengen.
Onderzoekers konden het genoom van één meerval volledig in kaart brengen. Dit diende als blauwdruk om de rest van de vissen mee te kunnen vergelijken. Deze vis kreeg de codenaam Sigl001 en was met een lengte van 148 centimeter oud genoeg om een vertegenwoordiger van de oorspronkelijke relictpopulatie te kunnen zijn.
In totaal onderzochten de onderzoekers het DNA van 43 meervallen uit de Westeinderplassen. Helaas ontbrak het aan de tijd en de middelen om ook meervallen uit andere gebieden te onderzoeken, maar de resultaten van dit onderzoek waarbij genoom sequencing werd toegepast waren veelbelovend.
Om de
populatieomvang van
de meerval in de Westeinderplassen te bepalen werd een merk-terugvangonderzoek
opgezet
De meervalpopulatie in de Westeinderplassen breidde zich in de afgelopen tien jaar snel uit naar de Rijnlandse boezem en de omliggende polderwateren.
GENETISCHE REDDING
Het is opvallend dat de hybriden veel succesvoller zijn in voortplanting dan de relicten. Dat kan komen omdat de vissen uit die laatste groep een zeer beperkte genetische variatie laten zien. In een geïsoleerde, kleine populatie volwassen dieren dragen de grootste vissen vermoedelijk onevenredig bij aan de productie van nakomelingen. In de loop der tijd kan dit leiden tot inteelt, een langzamere groei en een lagere vruchtbaarheid, wat de overlevingskansen voor de soort op de lange termijn kan verminderen. Bij de concurrentie met genetisch vitalere soortgenoten worden de negatieve gevolgen van inteelt ook zichtbaar. Hybriden hebben vaak een grotere genetische diversiteit en bezitten mogelijk ook andere positieve eigenschappen, zoals een snellere groei. Bovendien worden door hybridisatie defecte genen (die zijn ontstaan door inteelt) vervangen door een goede kopie van een andere ouderpopulatie. Dit wordt genetic rescue genoemd. Omdat hybriden van twee ouderpopulaties het beste hebben geërfd, doen ze het vaak beter dan beide vorige generaties. Dit fenomeen van hybrid vigor helpt om inteeltproblemen te overwinnen. In de Westeinderplassen treedt dit mechanisme vermoedelijk ook op, want de hybride meervallen lijken het daar uitstekend te doen.
UITDOVEN POPULATIE
Het onderzoek bevestigt dat de relictpopulatie in de Westeinderplassen uniek is – in de rest van West-Europa is deze oorspronkelijke populatie al uitgestorven – maar laat ook zien dat deze bijzondere groep meervallen op den duur zal verdwijnen. Er is immers nog maar een klein aantal oorspronkelijke relictdieren over en er lijkt geen nieuwe aanwas te zijn vanuit deze groep (in plaats daarvan zien we een toename van hybriden). Aangezien de meerval zeer oud kan worden kan het nog tientallen jaren duren voordat de laatste originele ‘Westeindermeervallen’ zijn uitgestorven. Toch gaat het boek ook weer niet helemaal dicht voor de relicten. De genetische erfenis van deze bijzondere meervallen zal voortleven in de hybride populatie van de Westeinderplassen. Deze nieuwe populatie – een vitalere mix van ‘oud’ en ‘nieuw’ – zal een belangrijke rol gaan spelen in het ecosysteem en voedselweb van de Westeinderplassen en de gebieden eromheen.
Sportvisserij Nederland deed samen met het Hoogheemraadschap van Rijnland en Wageningen Universiteit onderzoek naar de meerval in de Westeinderplassen.
Om de
populatieomvang van
de meerval in de Westeinderplassen te bepalen werd een merk-terugvangonderzoek
opgezet