Het raadsel van het blaffende hert

De meeste bossen in India zijn het thuis van de Indiase muntjak, ook wel blaffende herten genoemd. De Indiase muntjak, die overal in Zuid-India wordt aangetroffen, inclusief de Westelijke Ghats, in de droge bossen van Centraal-India, de altijd groene gematigde bossen van de Himalaya en de dichte regenwouden van Noordoost-India, is een stille en solitaire soort.

Gedegradeerd tot een lijst van prooidieren voor carnivoren als tijgers, luipaarden en dholes in India, worden ze zelden bestudeerd voor hun eigen bestudering en dus is er heel weinig bekend over deze soort. Wetenschappers zijn er zelfs niet zeker van of alle Indische muntjaks wel tot dezelfde soort behoren. Een aantal wetenschappelijke artikelen heeft de laatste jaren licht geworpen op de muntjak, maar er moet nog steeds meer bekend worden over dit schuwe dier, dat een kort blaffend geluid maakt als een hond wanneer het gealarmeerd wordt.

Muntjaks, of Muntiacus in het Latijn, zijn een groep bladetende hertensoorten die voorkomen in Zuid- en Zuidoost-Azië. Tot in de jaren 1980 waren er slechts een handvol soorten bekend van deze oude afstamming. Maar tegen het einde van de 20e eeuw kwamen wetenschappers en natuuronderzoekers, geholpen door informatie van plaatselijke gemeenschappen, verschillende soorten muntjaks tegen in China, Vietnam, Myanmar en oostelijk Arunachal Pradesh in India.

De Internationale Unie voor het behoud van de natuur (IUCN) erkent thans 13 soorten muntjaks. De meeste van deze soorten zijn ongrijpbaar en vaak beperkt tot kleine bosgebieden, met uitzondering van de groep van de rode muntjaks, waartoe ook de Indische muntjak behoort. Lange tijd werden rode muntjaks uit Noordoost-Pakistan, India, Bangladesh, Sri Lanka, Zuid-China, Vietnam, Laos, Thailand, Maleisië en eilanden als Borneo en Sumatra allemaal beschouwd als de Indische muntjak – Muntiacus muntjac.

In 1990 stelden twee taxonomen, Colin Groves en Peter Grubb, voor dat rode muntjaks een groep met verschillende soorten vormden. In 2011 schreven de taxonomen dat India zelf waarschijnlijk drie verschillende soorten had. In het noordoosten van India, Nepal en delen van Myanmar, suggereerden zij dat het ging om een soort die zij Muntiacus vaginalis noemden. Deze soort verschilde volgens hen van de rode muntjacs in Noordwest- en Centraal-India – Muntiacus aureus – en de rode muntjacs in de Westelijke Ghats en Sri Lanka vormden een derde aparte soort – Muntiacus malabaricus. De oorspronkelijke Muntiacus muntjac die Groves en Grubb schreven was beperkt tot het vasteland van Maleisië en de Sunda-eilanden.

Wat was de basis voor de splitsing?

Wat een soort uniek en verschillend van een andere maakt, is een complexe vraag. Maar wetenschappers zijn het er grotendeels over eens dat als een groep dieren of planten zich met elkaar kan voortplanten en vruchtbare nakomelingen kan voortbrengen, zij als dezelfde soort kunnen worden beschouwd. Uit dezelfde voorouder kunnen verschillende nieuwe soorten ontstaan die in verschillende mate aan elkaar verwant zijn. Dit proces wordt soortvorming genoemd.

Een drastische verandering in het milieu of de ontdekking van een nieuwe voedselbron kan ertoe leiden dat sommige individuen van één soort hun dieet of gedrag veranderen. Fysieke barrières zoals een nieuw gevormde berg of rivier kunnen ook twee populaties van dezelfde soort van elkaar scheiden, zodat zij niet in staat zijn te paren en genen te vermengen.

Na verloop van tijd (duizenden of miljoenen jaren) gaan de organismen die zich aan de nieuwe situaties hebben aangepast, zich in uiterlijk, gedrag of fysieke kenmerken van de oorspronkelijke soort onderscheiden. Zij worden zo verschillend in hun genetische samenstelling dat zij geen vruchtbare nakomelingen meer met elkaar kunnen krijgen. Biologen noemen dit reproductieve isolatie.

Om erachter te komen of twee populaties van een organisme reproductief geïsoleerd zijn geraakt, vergelijken taxonomen gewoonlijk hun verspreiding om te zien of er een barrière is, hun fysieke kenmerken zoals grootte, kleur, gebit of skeletsel en hun gedrag. Bij sommige soorten muntjaks zijn deze verschillen gemakkelijk waarneembaar. Bijvoorbeeld de grootteverschillen tussen de kleine Putao muntjak Muntiacus puhoatensis en de grote reuzenmuntjak Muntiacus vuquangensis.

Rode muntjaks zijn verwarrender. “De taxonomische onzekerheid rond (rode) muntjaks komt sterk voort uit het feit dat zij een van de meest verspreide muntjakgroepen zijn en zeer vergelijkbare ecologische en morfologische kenmerken hebben – de criteria die tot nu toe zijn gebruikt om soorten/subsoorten binnen rode muntjaks te beschrijven,” stelt Renata Martins, een evolutiebiologe van het Leibniz Instituut voor Dierentuin- en Wildlife Onderzoek, Berlijn, Duitsland.

Zoals Martins, die de lijnen van de rode muntjaks heeft bestudeerd als onderdeel van haar promotie-onderzoek, opmerkt, zijn rode muntjaks in heel Azië qua uiterlijk en gedrag ruwweg gelijk. Hun vacht varieert van licht lichtbruin tot roodachtig van kleur. Mannetjes hebben kleine slagtanden en een zeer kort gewei tijdens het broedseizoen. Vrouwtjes hebben kleine benige knobbels in plaats van een gewei. In tegenstelling tot sommige van de andere verwante bladhertensoorten, zijn rode muntjaks ook niet beperkt tot alleen regenwouden. In India bijvoorbeeld worden rode muntjaks aangetroffen in de natte bossen van het noordoosten en de Westelijke Ghats, alsook in de droge struikgewassen van Centraal-India.

Verschillend aantal chromosomen

Het waren niet deze uiterlijke kenmerken die de Muntiacus muntjac van de Muntiacus vaginalis onderscheidden. Het was iets in hun lichaam – het aantal chromosomen dat ze hadden.

De muntjac-groep heeft de meeste diversiteit in hun chromosomenaantal onder de zoogdieren. Terwijl de Chinese of Reeves muntjak 46 chromosomen heeft, hebben de zwarte muntjak en de Gongshan muntjak acht chromosomen bij wijfjes en negen bij mannetjes en Fea’s muntjak heeft 13 chromosomen bij wijfjes en 14 bij mannetjes. In de jaren 1970 werd ontdekt dat de Indische muntjaks uit de Garo Hills, uit het noordelijk deel van Zuidoost-Azië en Zuid-China slechts zes chromosomen bij de wijfjes hadden en zeven bij de mannetjes, het laagste voor enig zoogdier.

Wetenschappers schatten dat hun directe voorouder 70 chromosomen had en muntjaks zijn in staat om meerdere chromosomen snel te laten samensmelten tot een paar grote chromosomen. Omdat het DNA binnen de chromosomen niet veel wordt veranderd – het is alleen het omhulsel – zijn hun uiterlijk en gedrag vergelijkbaar, maar ze zijn reproductief geïsoleerd. Een Chinese muntjak kan geen vruchtbare nakomelingen voortbrengen met een Indische muntjak.

Biologen theoretiseren dat dit soort snelle verandering in het aantal chromosomen de oorzaak was van zoveel verschillende soorten muntjaks, ook al zijn ze in ecologie en gedrag grotendeels gelijk. Deze theorie heeft vooral aan geloofwaardigheid gewonnen bij rode muntjaks.

Alle rode muntjaks zijn niet hetzelfde

Er werd lange tijd gewoon aangenomen dat alle rode muntjaks in Azië hetzelfde karyotype (het aantal en het uiterlijk van de chromosomen in de kern) hadden als dat van de Indiase muntjak. Maar Groves en Grubb analyseerden een enkele vrouwelijke rode muntjak uit Maleisië en ontdekten dat deze acht chromosomen had. Een verschillend karyotype betekende dat er twee populaties waren en dat ze reproductief geïsoleerd waren.

Zij beweerden dat dit verschil in karyotype, samen met enkele verschillen in lichaamsgrootte, geweigrootte en kleur, voldoende was om aan te tonen dat de Indische muntjak ten minste twee verschillende soorten waren. In 2014 aanvaardde de Internationale Unie voor het behoud van de natuur (IUCN) voorlopig de classificatie van Groves en Grubb van twee rode muntjaksoorten en hernoemde ze als noordelijke rode muntjak (die populaties in Zuid-Azië, Myanmar, Vietnam, China en Laos omvat) zuidelijke rode muntjak (zuidelijke delen van Zuidoost-Azië, waaronder Maleisië en de Sunda-regio).

Maar de wetenschappers, die het risico van soorten beoordelen voor de IUCN, drongen aan op meer studies en wezen erop dat de karyotypen van veel rode muntjaks in het hele verspreidingsgebied van de soort nodig zouden zijn om echt zeker te zijn. “Er lijkt geen significant verder onderzoek te zijn gedaan naar deze taxonomische splitsing sinds 2008, en dus handhaaft de herbeoordeling van 2014 grotendeels omwille van de status quo deze taxonomische behandeling,” merkte de IUCN-website op.

Wat betreft de bewering van Groves en Grubb dat Indische muntjaks in Centraal-India (Muntiacus aureus) en West-Ghats en Sri Lanka zijn (Muntiacus malabaricus) ook verschillende soorten waren, lijkt het bewijs nog wankeler. Zij wijzen op het verschil in vachtkleur van muntjakpopulaties uit verschillende delen van het land.

Muntiacus vaginalis, de Indische muntjak uit de oostelijke delen van het land, wordt beschreven als donkerrood, met een bruin tot grijs ledematen gewei, variërend in grootte van negen tot twaalf centimeter. De muntjaks uit de Westelijke Ghats, M. malabaricus, zijn volgens Groves en Grubb veel bleker, bijna lichtbruin en het gewei is minder dan 9,5 centimeter groot, terwijl M. aureus uit centraal India blijkbaar de kleinste soort is en het bleekst, bijna geel van kleur met een gewei dat minder dan 10 centimeter groot is.

Groves en Grubb geven geen informatie over hoeveel individuele muntjaks zij in het hele land onderzochten en hoe consequent zij deze verschillen vonden, wat problematisch is omdat deze kleurverschillen niet uniform lijken te zijn. De IUCN wijst erop dat zij geen alternatieve verklaringen voor de verschillen in fysieke kenmerken in het land in overweging nemen.

De internationale instantie geeft toe dat de Indische muntjak inderdaad meerdere soorten zou kunnen zijn. De documentatie van dergelijke soorten, in het bijzonder omwille van de taxonomische stabiliteit, vereist echter dat de bewijslast wordt gelegd bij de auteurs die een taxonomische splitsing proberen,” merkt de IUCN-website op. Hoewel Groves en Grubb geen nieuw bewijs hebben geleverd, bleek uit het doctoraal werk van Martins dat er misschien wel iets van waar is.

Analyse van het mitochondriaal DNA om de moederlijn te traceren

Biologe Martins en haar collega’s haalden mitochondriaal DNA uit delen van rode muntjaks (zoals schedels en geweien) die uit heel Azië waren verzameld en in natuurhistorische musea in Europa werden bewaard, en ook vers DNA van gestroopte dieren in Vietnam. De meeste monsters kwamen uit Zuidoost-Azië (waaronder China, Vietnam, Thailand, Maleisië en de Sunda-eilanden).

In Zuid-Azië werden negen monsters gebruikt uit Noord-India (alleen Himachal Pradesh), Oost-India en Zuid-India en één uit Sri Lanka en één uit Nepal. Ook werd DNA-informatie uit de Westelijke Ghats samengevoegd. Er zijn twee soorten DNA in een organisme. Nucleair DNA dat door beide ouders wordt doorgegeven aan een nakomeling en aanwezig is in de celkern (het besturingssysteem van een cel) en mitochondriaal DNA dat uitsluitend door één ouder, meestal de moeder, wordt doorgegeven aan het kind en is opgeslagen in de mitochondriën (het energieproducerende deel van de cel).

Het grootste deel van de genetische informatie over een soort is aanwezig in het nucleaire DNA. Mitochondriaal DNA bevat slechts een zeer klein deel van die informatie. Maar omdat mitochondriaal DNA alleen van moeder op kind kan worden doorgegeven, stelt het ons in staat de gehele moederlijke lijn van een individu te traceren.

Uit de studie bleek dat alle onderzochte monsters van de rode muntjak in drie verschillende moederlijke lijnen vielen. De oudste lijn was afkomstig van de populatie in Sri Lanka-Westelijke Ghats. De rode muntjaks uit Noord-India en Noord-Zuid-Azië vielen in één moederlijn, die de auteurs de lijn van het vasteland noemden, en de rode muntjaks uit Maleisië en de Sunda-eilanden vormden een andere lijn.

De laatste twee lijnen kwamen overeen met de classificatie van de IUCN van noordelijke en zuidelijke rode muntjaks, maar de lijn van de Sri Lanka-Westelijke Ghats leek volledig verschillend. De resultaten suggereren dat Groves en Grubb’s bewering van een aparte Sri Lanka – Westelijke Ghats soort op zijn minst moet worden onderzocht.

“Inderdaad, dit was een zeer belangrijke bevinding van onze studie,” verklaarde Martins. “Helaas waren we niet in staat om meer monsters uit deze regio’s te verkrijgen om de genetische variabiliteit tussen de daar aanwezige populaties te kunnen beoordelen,” voegde ze eraan toe. “We hebben echter wel sterke aanwijzingen gevonden dat dit zeer verschillende populaties zijn van de resterende rode muntjaks.”

In India zijn er verschillende soorten die alleen voorkomen in de regenwouden van de West-Ghats in Zuid-India en de regenwouden van Noordoost-India, maar nergens daartussenin. Eén theorie is dat toen India voor het eerst samensmolt met Azië, de hele Indiase landmassa waarschijnlijk een nat altijdgroen woud was. Maar een periode van intense afkoeling kan Centraal-India hebben uitgedroogd, waardoor sommige soorten gevangen bleven in kleine stukjes nat bos in de Westelijke Ghats en Noordoost-India. Dit is de reden waarom deze twee regio’s verschillende soorten of tenminste verwante soorten gemeen hebben, zoals de Aziatische Fairy Bluebird of de vliegende hagedissen.

In tegenstelling tot de fairy bluebird, worden rode muntjaks vandaag de dag echter gevonden in de droge bossen in Zuid- en Centraal India, evenals in de bossen in het noorden. Wat verklaart dan die aparte afstamming in de Westelijke Ghats – Sri Lanka groep?

Martins speculeert dat tijdens een van de vele klimaatsveranderingen die in de regio hebben plaatsgevonden, een deel van de populatie rode muntjaks de droge gebieden moet hebben gekoloniseerd. Anderen moeten lang genoeg in de regio West-Ghats-Sri Lanka zijn gebleven om genetisch verschillend te worden, wellicht met verandering van hun karyotype.

“Muntjacs worden op grote schaal bestudeerd vanwege hun extreme chromosomale variaties. Soorten met een zeer verschillend karyotype zijn niet in staat levensvatbare nakomelingen te produceren. Als dus inderdaad dergelijke barrières voor de genenstroom als verschillende karyotypes werden gecreëerd tijdens de isolatie van de West-Ghats en de Noord-Indiase populaties, dan zou dit kunnen verklaren waarom zij nog steeds genetisch geïsoleerd zijn na de terugkeer van de soort naar Centraal-India”. Maar ze benadrukt voorzichtigheid bij het theoretiseren. “Voor zover wij weten ontbreekt het echter nog aan karyotyperingsstudies van individuen uit de Westelijke Ghats of Sri Lanka.”

Betekent dit dat Centraal-India zijn eigen ondersoort of species zou kunnen hebben, een Muntiacus aureus zoals Groves en Grubb suggereerden? Aangezien in de studie geen monsters uit deze regio zijn gebruikt, weigert Martins te speculeren en voegt eraan toe: “Ik geloof dat een deel van de taxonomische onzekerheid bij deze groep voortkomt uit speculaties gebaseerd op zeer kleine monsters (soms, enkele individuen) van de grotere groep.”

“Bemonstering van andere regio’s, zoals bergachtige streken of de droge zones van India, zal van het grootste belang zijn voor de opheldering van de taxonomie van rode muntjaks en voor het mogelijk vinden van afzonderlijke en unieke populaties die nu verborgen zijn binnen de grote M. vaginalis en M. muntjac,” stelt zij.

“Je moet meer monsters nemen,” beaamde Uma Ramakrishnan, een evolutiebiologe van het National Centre for Biological Sciences (NCBS), Bangalore. Ramakrishnan, die geen deel uitmaakt van een van de hier besproken studies, waarschuwt tegen het gebruik van alleen mitochondriaal DNA, dat alleen van de moeder afkomstig is en niet het volledige beeld geeft. “Idealiter, als je exemplaren kunt krijgen, moet je zowel naar morfologie als DNA kijken en wil je meer dan het mitochondriale genoom verkrijgen.”

Martins is hoopvol dat biologen dit in de toekomst zullen kunnen doen. “Met de vooruitgang in de sequencingtechnologie kunnen we verwachten, en zien we al, dat nucleair DNA gemakkelijker toegankelijk wordt. De studie van nDNA zal belangrijke implicaties hebben voor het begrijpen van de aanpassingen van soorten en zal helpen intrigerende fylogenetische relaties op te lossen.”

Ramakrishnan wees er ook op dat om de taxonomische verwarring van de soort echt op te lossen, DNA-monsters zouden moeten worden verzameld uit het grootste deel van zijn verspreidingsgebied. Maar dit is waar het alomtegenwoordige karakter van rode muntjaks een struikelblok kan zijn. Er zijn problemen om op zoveel verschillende plaatsen in het verspreidingsgebied van de rode muntjak monsters te nemen.

Een mogelijkheid waarop zij wees is het verkrijgen van celmonsters van rode muntjaks in gevangenschap. Dit lijkt althans in India een haalbare optie. Er zijn 141 dierentuinen van de centrale overheid in het land. Ten minste 63 van deze dierentuinen hebben een rode muntjak tentoongesteld en deze bevinden zich over het hele land, inclusief staten als Himachal Pradesh in het noorden, Ooty in de Westelijke Ghats en Madhya Pradesh in centraal India en Arunachal Pradesh in het noordoosten.

Maar doet dit er ook maar iets toe? Wat wordt er bereikt met meerdere soorten blaffende herten?

Dit kan afhangen van hoe we het identificeren en classificeren van soorten zien. Taxonomie, aan de ene kant, voldoet aan de eeuwenoude menselijke behoefte om de wereld (in dit geval de levende wereld) in nette categorieën te plaatsen. In die zin kan het identificeren van soorten en ondersoorten lijken op een konijnenhol van organisatie. Anderzijds kunnen wijdvertakte stambomen ons laten zien hoe ver organismen in evolutionair opzicht hebben gereisd, waarbij onderweg buitengewone aanpassingen en mutaties zijn opgetreden. Op die manier kunnen ze het verhaal van de planeet zelf vertellen.

“Ik zou graag meer onderzoek zien naar de taxonomie van deze/zijn soorten,” verklaarde Martins. “Rode muntjaks zijn echt een fascinerende groep, vanuit evolutionair oogpunt (met bijvoorbeeld de karyotypische verschillen), maar ook een geweldig model om te bestuderen hoe klimaatveranderingen in het verleden de evolutie van zoogdieren in een biodiversiteitshotspot hebben beïnvloed.”

Ramakrishnan, die geneticus is op het gebied van natuurbehoud, suggereert dat het oplossen van de taxonomieproblemen ook enige praktische waarde zou kunnen hebben. “Het is nuttig als je kijkt naar evolutionair belangrijke eenheden voor behoud. Bijvoorbeeld, stel dat muntjaks op een bepaalde plaats uitsterven, hoe moeten we dat dan aanpakken? Moeten we ze opnieuw introduceren? Vanwaar moeten we ze opnieuw introduceren? En dat zou ook informatie kunnen verschaffen over zaken als belangrijke beheerseenheden,” vroeg ze.

Dit zou volgens Martins vooral urgent kunnen zijn voor de West-Ghats-Sri Lanka populatie. “Rekening houdend met het genetisch onderscheidend vermogen van deze populatie, hun ruimtelijke beperking en de menselijke druk op hun habitats, is het veilig om te zeggen dat verdere beoordeling en evaluatie van hun behoudsstatus wordt verleend.”

CITATIE:

Martins, R. F., Fickel, J., Le, M., Van Nguyen, T., Nguyen, H. M., Timmins, R., … & Wilting, A. (2017). Fylogeografie van rode muntjaks onthult drie verschillende mitochondriale lineages. BMC Evolutionary Biology, 17(1), 34.

Timmins, R.J., Steinmetz, R., Samba Kumar, N., Anwarul Islam, Md. & Sagar Baral, H. (2016). Muntiacus vaginalis. De IUCN Rode Lijst van Bedreigde Soorten 2016: e.T136551A22165292. http://dx.doi.org/10.2305/IUCN.UK.2016-1.RLTS.T136551A22165292.en. Gedownload op 05 april 2019

Groves, C., & Grubb, P. (2011). Taxonomie van hoefdieren. JHU Press.

Wang, W., & Lan, H. (2000). Rapid and parallel chromosomal number reductions in muntjac herten inferred from mitochondrial DNA phylogeny. Molecular Biology and Evolution, 17(9), 1326-1333.

Groves, C. P., & Grubb, P. (1990). Muntiacidae. In Horns, Pronghorns, and Antlers (pp. 134-168). Springer, New York, NY.