Wintervlinder leert hoe insecten klimaatverandering overleven

Recordtemperaturen, grootschalige overstromingen, extreme droogte: overal ter wereld beginnen we de effecten van klimaatverandering te merken. Nationale overheden zijn volop bezig om onze samenleving hierop aan te passen. Hetzelfde geldt voor dieren en planten. Zij moeten zich gaan aanpassen, anders overleven ze klimaatverandering niet. De wintervlinder in Nederland geeft het goede voorbeeld!

Het succes van de wintervlinder

De wintervlinder is een van de weinige soorten waarvan we weten dat ze zich door evolutie heeft aangepast aan klimaatverandering.

Steeds warmere winters zorgen ervoor dat wintervlindereieren in de lente steeds eerder uitkomen. Dit soort verschuivingen in seizoens-timing gebeurt op grote schaal in de natuur. Voor de Nederlandse wintervlinder was deze verschuiving zo groot, dat de eitjes al uitkwamen meer dan tien dagen voordat er blaadjes aan de eikenbomen groeiden.

Wintervlinderrups, Latijnse naam: *Operophtera brumata*
Bron: Emil Kuijs http://www.oikosjournal.org/blog/how-does-temperature-influence-winter-moths-phenology

Pas uitgekomen rupsjes kunnen niet lang zonder voedsel. Dit legde een enorme druk op wintervlinder populaties om zich aan te passen aan klimaatverandering.

Met succes! In drie Nederlandse populaties zijn genetische veranderingen geconstateerd. Eieren komen nog steeds eerder uit na warme winters. Maar door deze genetische veranderingen versnelt warmte de ontwikkeling van de eieren nu minder sterk dan twintig jaar geleden. Dat leidt ertoe dat ze dichter bij de datum van bladuitkomst uit hun ei kruipen.

Onderzoek naar snelle aanpassing

Hoe kon de wintervlinder zich zo snel aanpassen? Dit onderzoekt de RUG in samenwerking met het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW). Zo hopen we te achterhalen welke eigenschappen zorgen voor een snel aanpassingsvermogen bij insecten.

We onderzoeken verschillende aspecten van de aanpassing van de wintervlinder aan klimaatverandering. Hoe reageert ei-ontwikkeling op temperatuur? Welke genen zijn daarbij betrokken? En zijn dat ook de genen die veranderd zijn door klimaatverandering in de laatste twintig jaar?

Kijkje in wintervlinderei

Als eerste stap hebben we de ontwikkeling van wintervlindereieren in kaart gebracht. Zo hebben we achterhaald hoe temperatuur de ontwikkeling versnelt of vertraagt. Wat blijkt? De eitjes zijn aan het begin van de winter nog niet zo temperatuurgevoelig. Pas als zij hun zenuwstelsel hebben ontwikkeld, hebben temperatuursveranderingen een grotere impact op hun ontwikkelingssnelheid.

Is de winter in het begin erg warm, dan komen wintervlindereieren nog steeds eerder uit. Bij een temperatuursverhoging van 10°C naar 15°C voor 2 weken, komen rupsjes gemiddeld zes dagen eerder uit hun ei in de lente.

Maar is het warm nadat embryo’s een zenuwstelsel hebben ontwikkeld, dan komen ze bij eenzelfde temperatuursverhoging wel tien dagen eerder uit! Zo kan de ontwikkeling versneld worden als de lente eraan komt. Het betekent ook dat opwarming tijdens deze ontwikkelingsfase een grotere impact kan hebben.

Nu gaan we onderzoeken welke genen verantwoordelijk zijn voor deze temperatuurgevoeligheid van wintervlindereieren. Dat zijn genen die in de Nederlandse populaties veranderd kunnen zijn onder de druk van klimaatverandering. Aanpassingsvermogen in insecten zou wel eens kunnen afhangen van dit soort klimaatrelevante genen. Zo kunnen we van de wintervlinder leren hoe insecten klimaatverandering kunnen overleven.

Natalie van Dis, PhD candidate @RUG & NIOO-KNAW

Bronnen

https://www.knmi.nl/producten-en-diensten/klimaatverandering

Root, T., Price, J., Hall, K. & Schneider, S. Fingerprints of global warming on wild animals and plants. Nature 421, 57–60 (2003).

Van Asch, M., Salis, L., Holleman, L. J. M., Van Lith, B. & Visser, M. E. Evolutionary response of the egg hatching date of a herbivorous insect under climate change. Nat. Clim. Chang. 3, 244–248 (2013).

Van Dis, N. E., Van der Zee, M., Hut, R. A., Wertheim, B. & Visser M. E. Timing of increased temperature sensitivity coincides with nervous system development in winter moth embryos. J. Exp Biol. 224 (17), 1-10 (2021).

Visser, M. E. Keeping up with a warming world; assessing the rate of adaptation to climate change. Proc. R. Soc. B 275, 649–659 (2008).