De Vlaamse biologe Bieke Vanhooydonck doet onderzoek naar dezelfde Galápagosvinken die Darwin inspireerden tot zijn evolutietheorie. Ze blijken nog veel flexibeler dan Darwin al dacht.

Toen Charles Darwin op 17 september 1835 voet aan wal zette op de Galápagoseilanden was hij vooral geïnteresseerd in de ­geologie van deze vulkaaneilanden. Over de planten en dieren maakte hij maar weinig aantekeningen. Het meest enthousiast was hij nog over de reuzenschildpadden: ‘Hun borstpantser, geroosterd met het vlees eraan, is heel smakelijk, en jonge schildpadden leveren een voortreffelijke soep.’

Van de vogels viel hem vooral op dat ze zo tam waren. ‘Al deze vogels kwamen zo dichtbij dat men ze met een stok kon doden, en soms, zoals ik zelf heb geprobeerd, met een pet of hoed. Een geweer is hier bijna overbodig, want met de loop ervan heb ik eens een roofvogel van een boomtak geduwd.’ Verder vond hij er weinig aan. ‘Het verenkleed van de vogels is meestal heel onopvallend en vertoont, evenals de flora, weinig schoonheid.’ En het moet gezegd: erg spectaculair zien de bruine en zwarte vogeltjes er niet uit.

‘Darwin had helemaal niet door dat die Galápagosvinken belangrijk waren,’ vertelt Bieke Vanhooydonck, evolutiebioloog aan de Universiteit van Antwerpen. ‘Hij vond ze maar saai en determineerde ze als winterkoninkjes, lijsters en gewone vinken, soorten die ook op het vasteland voorkomen. Hij bewaarde ze allemaal bij elkaar in een grote zak zonder te vermelden van welk eiland ze afkomstig waren. Pas terug in Engeland bleek hoe speciaal ze waren. Darwin liet de vogels zien aan de beroemde ornitholoog John Gould, en die zei dat het een hele nieuwe groep vinken betrof.’ Toen pas realiseerde Darwin zich hoe stom het was geweest om niet op te schrijven waar hij de vogels had gevonden. Vlak voor zijn vertrek had de Britse gouverneur van de eilanden hem nog verteld dat de grote schildpadden per eiland een ander patroon op hun schild hadden. Misschien waren het zelfs aparte soorten. Zou dat ook voor de vinken gelden?

Gelukkig hadden kapitein FitzRoy en Darwins assistent Syms Covington ook vinken geschoten en zij hadden ze wel goed gelabeld. Uit hun gegevens bleek dat er maar liefst veertien verschillende vinkensoorten op de eilanden voorkwamen, elk met een unieke snavelvorm die aangepast was aan hun dieet. Sommige vinken aten alleen zaden, andere aten cactusvruchten, cactusbloemen, insecten en zelfs bladeren.

Oervink
Voor hij aan zijn reis begon, was Darwin creationist, zoals de meeste wetenschappers. Maar door de Galápagosvinken begon hij te twijfelen. Waarom zou God voor elk eiland een aparte soort maken, terwijl die eilanden erg op elkaar lijken? Hij speculeerde in 1837 al dat de verschillende vinken misschien allemaal uit een ‘oervink’ waren ontstaan. Op een beroemd kladje uit die tijd schetste hij de klassieke ‘tree of life’, een stamboom waarbij verschillende soorten uit elkaar ontstaan. Maar het duurde nog zeker twintig jaar voor Darwin het ook echt opschreef in The Origin of Species: ‘Seeing this gradation and diversity of structure in one small, intimately related group of birds, one might really fancy that from an original paucity of birds in this archipelago, one species had been taken and modified for different ends’.

Bieke Vanhooydonck onderzoekt dezelfde vinken als Darwin. ‘Ik kijk naar een mechanisme dat “evolutionary trade-off” wordt genoemd. Het komt erop neer dat specialisatie op het ene vlak betekent dat je iets anders moet inleveren. Elk voordeel heeft als het ware een nadeel.’

Ze onderzocht dit fenomeen oorspronkelijk bij hagedissen. Vanhooydonck: ‘Om snel te kunnen lopen hebben die lange poten nodig, dan kun je grotere stappen maken. Maar voor hagedissen die langs boomstammen klauteren is dat niet handig. Als die hoog op hun poten staan, ligt hun zwaartepunt te ver van de boomstam af. Dat maakt klimmen moeilijk. Je kunt als hagedis niet tegelijkertijd korte poten en lange poten hebben. Dus je moet je specialiseren in lopen op vlakke, of steile oppervlakken.’

In de evolutieliteratuur wordt onder een trade-off vaak een beperking verstaan. Maar dat is niet altijd zo, aldus Vanhooydonck. ‘Op individueel niveau werkt het inderdaad beperkend: je kunt nu eenmaal niet en-en hebben, zoals die hagedis. Maar op soortniveau kan het juist variatie in de hand werken. Dan ontstaan al snel twee populaties die morfologisch van elkaar verschillen. Dat kan weer leiden tot nieuwe soorten.’

Grote bek
De bekgrootte van Darwinvinken is een mooi voorbeeld van zo’n trade off, zegt Vanhooydonck. ‘Een grote bek biedt veel ruimte aan kaakspieren, daar kun je harde noten mee kraken. Maar mannetjes met een grote bek krijgen minder makkelijk een vrouwtje, omdat ze niet zo mooi kunnen zingen. Een snel en gevarieerd riedeltje vereist namelijk een kleine, snel bewegende bek.’

Zo ontstaan er twee populaties: vogeltjes die mooi kunnen zingen en waarvan de mannetjes vaak zullen paren en veel nakomelingen krijgen. En vogels met een grote bek, die minder in trek zijn bij de vrouwtjes. Maar bij voedselschaarste zijn juist zij in het voordeel omdat ze met hun grote bek ook heel harde zaden kunnen kraken. Ze leven daardoor langer dan de schoonzingers, en de kans op nakomelingen is voor beide groepen dan ook even groot.

Vanhooydonck besloot ook de vorm van de vleugels van de vinken te onderzoeken. Dat was nog nooit eerder gedaan, terwijl bekend was dat sommige vinken slechte vliegers zijn. Het vliegvermogen werd gemeten door de vogels in het lab los te laten vanaf een zogeheten krachtenplaat, die meet hoe hard de vogel zich van de grond afzet. Met een hogesnelheidscamera werd de versnelling en het aantal vleugelslagen gemeten. Ook daar bleek inderdaad een verband tussen vleugelvorm en functie. ’Met grote vleugels kun je grotere afstanden afleggen, dat is voordelig als er voedselschaarste is. Maar om vrouwtjes te verleiden in de paartijd, moet een mannetje een ingewikkeld paringsdansje doen, met veel snelle vliegmanoeuvres. Dan is een andere vleugelvorm voordeliger.’

Het opvallendst vond Vanhooydonck de enorme variatie in vleugelvorm. ‘Daar verschoot ik echt van. Die vinken zijn dus op verschillende gebieden heel flexibel. Volgens mij is dat het geheim voor de succesvolle kolonisatie door een organisme.’

Het onderzoek vergt intensief veldwerk. Vanhooydonck heeft al snel 180 vogels nodig voor haar experimenten. Zomaar een paar honderd vogels afschieten, zoals Darwin deed, is nu streng verboden – het zijn tenslotte beschermde dieren. De vogels worden doorgaans met netten gevangen en aan het eind van het experiment weer ongeschonden losgelaten. Toen de Vlaamse enkele exemplaren wilde opofferen om de bekspieren nader te onderzoeken, kreeg ze daar geen toestemming voor. ‘We moesten iets anders verzinnen, dus we zijn op zoek gegaan naar dode exemplaren langs de drukke weg tussen het vliegveld en het stadje. Toen bleek dat er ontzettend veel verkeerslachtoffers waren, niet alleen Darwinvinken, maar allerlei soorten vogels. De mensen van het Charles Darwin Research Centre hebben daar nu een onderzoek naar gestart.’

Website: beagle.vpro.nl