De timing van groei en voortplanting

Bij veel soorten omvat de jaarcyclus maar een korte periode waarin de omstandigheden geschikt zijn voor voortplanting of groei. Deze periode wordt vaak bepaald door andere soorten, die lager in de voedselketen staan: zo wordt de timing van de groei van planteneters bepaald door de groeicyclus (fenologie) van de vegetatie, en is de voortplanting van predatoren weer afgestemd op de aanwezigheid van de planteneters die hun prooi vormen, etc.

In de afgelopen 35 jaar zijn de gemiddelde temperaturen in de lente gestegen, waardoor de fenologie van allerlei soorten is veranderd. Een belangrijke vraag hierbij is of deze invloed in gelijke mate inwerkt op alle niveaus van de voedselketen (trofische niveaus) en hun onderlinge wisselwerkingen, met andere woorden of bij grootschalige klimaatverandering de onderlinge afstemming in de tijd (synchronisatie) nog wel klopt. 

Kleine Wintervlinder,  Koolmees & Bonte Vliegenvanger

Onze onderzoeksgroep richt zich momenteel op drie modelsystemen. De eitjes van de Kleine Wintervlinder moeten uitkomen op het moment dat de knoppen van de eiken opengaan, zodat de rupsjes zich kunnen voeden met verse bladeren. Naarmate de gemiddelde lentetemperatuur stijgt, gaan de eikenknoppen eerder open en komen de eitjes van de Kleine Wintervlinder eerder uit, maar de verschuiving bij de vlindereitjes is veel sterker dan die bij de knoppen, zodat de twee ernstig uit de pas gaan lopen. Een dergelijke verstoring van de synchronisatie treedt ook op bij de Koolmees: de piek in het voorkomen van het voornaamste voedsel voor hun jongen valt nu 9 dagen vroeger dan 20 jaar geleden, maar de legtijd van de eieren van de Koolmees is niet zo sterk vervroegd. En bij de Bonte Vliegenvanger wordt het vervroegen van de broedtijd beperkt door de datum waarop de vogels terugkeren uit Centraal Afrika. Deze laatste datum is niet vervroegd, terwijl de lente in hun broedgebied wel eerder begint. In alle drie deze situaties proberen we te ontdekken waarom deze synchronisatie verstoord raakt, of deze op den duur zal worden hersteld door natuurlijke selectie en wat de gevolgen van het gebrek aan timing zijn voor de populatie. 

Van veldwerk tot gen-mapping

Ons onderzoek omvat onder andere het verzamelen en analyseren van veldgegevens op langere termijn (in het geval van de Koolmees op Europese schaal). Verder voeren we proeven uit in het veld (bij de Koolmees bijvoorbeeld door de legtijd te manipuleren), en ook experimenten onder gecontroleerde omstandigheden in het laboratorium (bij de Koolmees in speciale vogelverblijven met temperatuurregulatie, bij de Bonte Vliegenvanger om te bepalen in hoeverre het begin van de trek genetisch bepaald is, en bij de Kleine Wintervlinder om te bepalen in hoeverre het timingmechanisme genetisch bepaald is). We bestuderen voorts de onderliggende fysiologie van de dieren en stellen modellen op om onze onderzoeksvragen te kunnen beantwoorden. Ten slotte zijn we voor de Koolmees bezig zeer gedetailleerd bepaalde gen-varianten in kaart te brengen (SNP-mapping) om erachter te komen welke genen bepalend zijn voor de flexibiliteit van de legtijd.