Afwisselende garnalensekse

vrijdag 8 oktober 2010

Door Tim van Oijen

Garnalen kunnen tijdens hun leven van sekse veranderen. Over wanneer en hoe hermafrodie optreedt, heerst nog veel onduidelijkheid. Recent onderzoek wijst er op dat mannetjes van de gewone garnaal waarschijnlijk maar zelden in een vrouwtje omturnen. Een hogere fitness lijkt dit in de huidige Waddenzee ook niet meer op te leveren.
De gewone garnaal (Crangon crangon) doorloopt een complexe levenscyclus met wel vijf verschillende larvale stadia. Als de garnaal eindelijk geslachtsrijp is, kan deze ook nog eens een sekseverandering ondergaan. In de jaren zestig stelde onderzoeker Boddeke dat gewone garnalen “obligaat protandisch hermafrodiet” zijn. Bij deze vorm van hermafrodie worden dieren in meerderheid of zelfs uitsluitend als mannetje geboren en bouwen ze zich na het moment van paren om tot vrouwtje. Later werd echter ontdekt dat maar een klein deel van de garnalenmannetjes oöcyten (de voorlopers van eicellen) vormde. Duitse wetenschappers hebben nu de sekseverandering nog verder uitgeplozen.

Garnalen seksen

Het onderzoek werd uitgevoerd in het waddengebied voor de kust van de Duitse plaatsen Wilhelmshaven en Büsum. Het was monnikenwerk. De garnalenvorsers bepaalden bij 27.000 (!) garnalen de sekse op basis van uiterlijke kenmerken. Van de gesekste jonge garnalen bleek de meerderheid vrouwtje te zijn en dus niet, zoals je bij een obligaat protandisch hermafrodiete soort zou verwachten, mannetje. Wel werd er onder de grotere exemplaren een afname in het aandeel mannetjes waargenomen. Met een computermodel toonden de wetenschappers echter aan dat dit volledig zou kunnen worden verklaard met een hogere groeisnelheid van vrouwtjes. Volgens dit model zou minder dan een procent van alle eitjes zijn geproduceerd door secundaire vrouwtjes -vrouwtjes die eerst man waren.

Evolutionaire verklaring

Waarom zou een dier überhaupt de bovengenoemde vorm van hermafrodie vertonen? Daarvoor is een evolutionaire verklaring aan te voeren. Dit ombouwen van mannetjes naar vrouwtjes is gunstig als er een selectief voordeel is voor grote vrouwtjes en juist een nadeel voor grote mannetjes. De sekseverandering verhoogt dan de kans op het voortbestaan van de soort. Of zoals biologen zeggen: de soort krijgt een hogere fitness.
Bij gewone garnalen is het voordeel van grote vrouwtjes dat ze vruchtbaarder zijn dan kleine. Voor garnalenmannetjes geldt juist “klein is fijn”, omdat de kleine minder energie nodig hebben voor hun basaal metabolisme. Die energie kunnen ze steken in het speuren naar een vrouwtje. Bovendien is er bij een bepaalde garnalensoort aangetoond dat grote mannetjes er niet allemaal in slaagden om met kleinere vrouwtjes te paren. Ook dit zou een selectief nadeel geven voor grote mannetjes.

Onder de huidige omstandigheden in de Waddenzee lijkt de sekseverandering echter niet of nauwelijks een voordeel op te leveren. Er is hoge sterfte onder volwassen garnalen door predatie en visserij. Daardoor komen maar enkele van de “secundaire” vrouwtjes daadwerkelijk tot voortplanten. Verder zijn de populatiedichtheden juist hoog. Daardoor is de kans groot dat een mannetje en vrouwtje elkaar ontmoeten en is dus de grotere speurcapaciteit van de kleine mannetjes nauwelijks meer een voordeel te noemen.

Waarom is het er dan? Mogelijkerwijs was de voorouders van de garnalen duizenden jaren geleden een langer leven beschoren doordat er geen visserij, en wellicht ook minder predatie was. Dan zou er wel alle gelegenheid voor secundaire vrouwtjes zijn om zich voort te planten. En wellicht was de populatiedichtheid ook lager. Alleen al het feit dat gewone garnalen feromonen produceren, is een indicatie dat het ooit lucratief voor de soort was om in een energetisch gezien prijzig lange-afstands-dectectiesysteem te investeren. Ook dat systeem lijkt zijn nut wat kwijt te zijn.

Bronnen:

Hufnagl, M., A. Temming en A. Dänhardt (2010). Hermaphroditism in brown shrimp: lessons from field data and modelling. Marine Biology 157: 2097-2108.

Artikel WadWeten

Het  wekelijkse artikel 'WadWeten' verschijnt in de digitale nieuwsbrief (aanmelden kan hiernaast op de pagina onder "Nieuwsbrief") en op de websites van de Waddenvereniging en de Waddenacademie. In deze serie artikelen wordt het waddengebied beschreven vanuit verschillende onderzoeksdisciplines, zoals de biologie, de geologie en de cultuurhistorie. Een wetenschappelijke benadering in heldere taal. De berichten worden beurtelings geschreven door wetenschappers van Ecomare, de Waddenacademie en de Waddenvereniging.

“Hier zie je nog een sterrenhemel!”