Flamboyante vissen ontwikkelden een explosie van kleur terwijl de zeeën op en neer gingen

Feeënlipjes zijn zwemmende juwelen, fladderend en geslingerd rond koraalriffen. De onbezonnen, levendige verkeringstentoonstellingen van de vingervolgende vissen zijn bedoeld voor partners en rivalen, en een nieuwe studie suggereert dat het langzaam wassen en afnemen van ijskappen en gletsjers gedeeltelijk verantwoordelijk kan zijn voor zo’n verscheidenheid aan uitvoeringen.

Een nieuwe genetische analyse van meer dan drie dozijn soorten fee-wrasse beschrijft de ongeveer 12 miljoen jaar evolutie die hun enorme assortiment aan vormen, kleuren en gedrag voortbracht. En de timing van deze transformaties impliceert dat de meer dan 60 soorten feeënlipjes hun grote diversiteit aan kunnen te danken hebben cyclische zeespiegelveranderingen in de afgelopen miljoenen jaren, melden wetenschappers 23 februari in Systematische biologie​

Binnen de duizelingwekkende verzameling kleurrijke rifvissen, sprookjesachtige lipvissen (Cirrhilabrus) kunnen niet anders dan opvallen. Ze zijn het meest soortenrijke geslacht in de op een na meest soortenrijke visfamilie in de oceaan, zegt Yi-Kai Tea, een ichtyoloog aan de Universiteit van Sydney.

“Dat is nogal wat biodiversiteit”, zegt Tea, die opmerkt dat er elk jaar nieuwe soorten wrasse worden geïdentificeerd. Ondanks deze taxonomische voetafdruk, zegt Tea, wisten wetenschappers “bijna niets” over de evolutionaire geschiedenis van de feeënwrasses of waarom er zoveel soorten waren.

Om deze kenniskloof te dichten, wendden Tea en zijn collega’s zich tot de genetica van de vissen, door DNA te extraheren uit 39 verschillende soorten fee wrasse. Veel eerdere genetische studies naar oceaandieren in de regio waren gericht op een handvol genen in enkele soorten, maar Tea en zijn team gebruikten een methode die bijna 1.000 genen van veel soorten tegelijk isoleerde. Door DNA tussen soorten te vergelijken, reconstrueerden de onderzoekers een evolutionaire boom en lieten ze zien hoe de tientallen soorten fee-wrasse met elkaar verwant zijn. Het team schatte ook hoe lang geleden deze soorten van elkaar zijn gescheiden.

Feeënlipjes weken ongeveer 12 miljoen jaar geleden in het Mioceen af ​​van andere lipvissen, ontdekten de onderzoekers. Maar veel van de sprookjeslipvissen kwamen pas ongeveer 1 miljoen tot 3 miljoen jaar geleden voor, in het Pleistoceen en het late Plioceen. Feeënlipjes lijken voor het eerst te zijn geëvolueerd in de Koraaldriehoek, een regio met een uitzonderlijk hoge koraalrifbiodiversiteit in de westelijke Stille Oceaan. Van daaruit explodeerden de vissen in vele opzichtige vormen en verspreidden ze zich tot aan de kust van Oost-Afrika tot Frans-Polynesië, een geografisch bereik van ongeveer 17.000 kilometer.

Tea en zijn collega’s denken dat de timing van deze snelle evolutie rechtstreeks verband houdt met de geologische geschiedenis van de regio.

De Indo-Australische archipel ligt aan de samenvloeiing van de bekkens van de Indische en de Stille Oceaan – tegenwoordig een spetterende eilandengroep tussen Azië en Australië. Thee beschrijft deze grens als een “zachte barrière”, waarbij de ruimtes tussen de eilanden af ​​en toe zeevarende soorten doorlaten naar het aangrenzende oceaanrijk.

Maar tijdens de tijdperken van het Plioceen en het Pleistoceen – toen veel sprookjesachtige wrasses uiteenliepen – veranderden ijstijden dit zeegezicht dramatisch. Toen water werd opgesloten in uitbreidingen van ijskappen en gletsjers, daalde de zeespiegel, waardoor ondiepe riffen in landbruggen veranderden. Dergelijke veranderingen hebben het mogelijk gemaakt dat menselijke voorouders toegang kregen tot Indonesië en Australië (SN: 1/9/20), maar ze sneden ook de beweging van het zeeleven af. Dit isolement stimuleerde de evolutie van nieuwe soorten aan weerszijden van de barrière.

Toen de gletsjers weer smolten, steeg het water en konden de vissen zich weer vermengen. De stijgende en dalende zeeën zouden kunnen werken als een ‘soortpomp’, legt Tea uit, waarbij ze nieuwe soorten wrasse creëren en ze elke keer dat de barrière oplost, de wereld in karnen. Het team schat dat feeënwrasses op deze manier minstens vijf verschillende keren in de Indische Oceaan zijn geïnfiltreerd.

De bevindingen passen in een opkomend beeld van de regio als motor van biodiversiteit in tropische zeeën. Genetische verschillen tussen populaties in de Indische en Stille Oceaan zijn gedocumenteerd in alles, van zeesterren tot reuzenmosselen, merkt Paul Barber op, een evolutiebioloog aan de University of California, Los Angeles, die niet bij dit onderzoek betrokken is. Dergelijke verschillen zijn tekenen van tijdelijke isolatie aan weerszijden van de Indo-Australische archipel.

IJscycli “worden soms gemist in verklaringen van de diversificatie van vissen, vooral in de tropen”, zegt Lauren Sallan, een paleobioloog aan de Universiteit van Pennsylvania, die ook niet bij dit onderzoek betrokken was. “Dat aspect is gewoon niet genoeg naar voren gebracht.”

De uitgebreide paringsrituelen van de elfjes kunnen ook de reden zijn waarom er zoveel verschillende soorten zijn, zegt Tea.

Omdat de lipvissen in grote scholen van gemengde soorten leven, staan ​​de mannetjes onder extra druk om niet alleen een partner aan te trekken, maar om er zeker van te zijn dat ze van de juiste soort is. Een voorstelling met een herkenbare ordening van kleuren – en in sommige gevallen fluorescentie (SN: 29/05/14) – zou van pas komen. Door net dat stapje verder te gaan om de juiste soort te vinden, wordt het kruisen misschien minder waarschijnlijk, maar het bevordert ook reproductieve isolatie. Na verloop van tijd stapelen zich kleine genetische veranderingen op in elke geïsoleerde groep, zodat de twee lipvissen fundamenteel verschillende soorten worden, verschillend in hun DNA, uiterlijk en gedrag.

“Deze patronen van fluorescentie en kleuren zijn zeer soortspecifiek”, zegt Tea, die uitlegt dat er nog “hopen” over zijn om te ontdekken over feeënvlekken, vooral als het gaat om de manier waarop ze partners kiezen en de evolutie van hun kleuren.

“Je kunt je hele carrière hieraan wijden als je dat zou willen en waarschijnlijk nog nooit alles leren wat er te leren valt met deze geweldige vissen.”