Geheim van de grotkrabben ontcijferd

July 24, 2018 Onderzoek toont genetisch verband aan tussen grotgarnalen in Israël en Italië

De slechts enkele centimeters grote troglobiongarnalen die in verschillende grotten in Israël en Italië leven, zijn verwant, hoewel ze al miljoenen jaren geïsoleerd leven. Dit is nu bewezen door een team van onderzoekers van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel en Israëlische instellingen met behulp van genetische en geologische analyses.

Troglobionten leven in een andere wereld - in volledige duisternis, met lage temperatuurschommelingen en een hoge luchtvochtigheid - een zeer speciale en afgelegen wereld waarin soorten die zich aan deze omstandigheden hebben aangepast vaak lang overleven. Hiertoe behoren ook vier soorten van de blinde garnaal Typhlocaris, die alleen voorkomen in afzonderlijke, karstgrotten rond de Middellandse Zee. Twee van deze slechts een paar centimeter grote soorten komen voor in Israël - Typhlocaris galileain een grot in Tabgha, bij het meer Genezareth, en Typhlocaris ayyaloniin de Ayalon grot, die in 2006 werd ontdekt in de kustvlakte van Israël. De andere twee soorten zijn gevonden in een grottenstelsel bij Lecce in Zuidoost-Italië en in een grot bij Benghazi in Libië. Een groep wetenschappers heeft nu met behulp van genetisch en geologisch onderzoek een nauwe verwantschap kunnen aantonen tussen de soorten in Israël en in Italië. Het onderzoek is onlangs verschenen in het tijdschrift peerJ.

"De Typhlocaris-soorten zijn 'levende fossielen', afstammelingen van een soort die miljoenen jaren geleden in de prehistorische Tethyszee voorkwam," legt dr. Tamar Guy-Haim van GEOMAR en het Nationaal Instituut voor Oceanografie in Haifa, Israël, hoofdauteur van het onderzoek, uit. "Sindsdien hebben ze in geïsoleerde omstandigheden overleefd in een uniek ecosysteem, afgesneden van de buitenwereld," vervolgt Guy-Haim. In tegenstelling tot de meeste ecosystemen die gebaseerd zijn op zonlicht als energiebron voor planten, werken deze in grotten chemo-autotroof en zijn ze gebaseerd op sulfide-oxiderende bacteriën als voedselbron. De Typhlocaris garnalen zijn de toproofdieren in de grotten en voeden zich voornamelijk met kleine krabben, die op hun beurt leven van de sulfidebacteriën.

"Door genetische markers te vergelijken, ontdekten we dat een van de Israëlische soorten, Typhlocaris ayyoni, die op meer dan duizend kilometer afstand van Italië leeft - Typhylocaris salientina, genetisch dichterbij is dan de andere Israëlische soort, Typhlocaris galilea, die slechts 120 kilometer verderop leeft," legt prof. Yair Ahituv van de Bar-Ilan Universiteit, Israël, co-auteur van het onderzoek.

Om deze verrassende genetische verwantschap te verklaren, dateerden de onderzoekers de soortdivergentie op basis van de leeftijd van een geologische formatie in het gebied van de grot in Galilea. Zo werd Typhlocaris galilea 7 miljoen jaar geleden van de andere soorten gescheiden tijdens de uplift van de centrale bergkam in Israël. Ongeveer 5,7 miljoen jaar geleden, ten tijde van de zogenaamde Messinian salinity crisis (MSC), toen de Middellandse Zee bijna volledig was uitgedroogd, divergeerden de Israëlische soort Typhlocaris ayyalon en de Italiaanse Typhylocaris salientina in twee aparte soorten.

De onderzoekers berekenden bovendien de evolutiesnelheden van Typhlocaris en andere grotschaaldieren en ontdekten dat deze bijzonder laag waren in vergelijking met niet-grotschaaldieren. De onderzoekers suggereren dat de unieke omstandigheden in de grotten - stabiliteit van omgevingsfactoren (zoals temperatuur), gebrek aan licht en lage metabolische snelheden - de snelheid van evolutionaire verandering vertragen.

De Typhlocaris soorten zijn geclassificeerd als bedreigd en staan op de Rode Lijst van de IUCN (International Union for the Conservation of Nature and Natural Resources). De grotten waarin ze leven zijn onderhevig aan grote veranderingen door vervuiling, infiltratie van brak water door intensieve grondwaterwinning en klimaatverandering. In Israël is daarom een kweekprogramma voor Typhlocaris gestart om de soort te behouden voor het geval alle inspanningen mislukken om de natuurlijke populatie veilig te stellen.

Link naar het onderzoek: https://peerj.com/articles/5268/.