Gemzen in de klimaatverandering: aanpassing of ondergang

Sinds de laatste ijstijd hebben gemzen steeds hoger gelegen gebieden gekoloniseerd.

Dat blijkt uit een studie van het Zwitserse Federale Instituut voor Bos-, Sneeuw- en Landschapsonderzoek WSL, waarin onderzoekers genetische informatie van de dieren combineerden met computermodellen. De daaruit voortgekomen simulaties zouden in de toekomst ook kunnen laten zien hoe de dieren reageren op de voortschrijdende klimaatopwarming.

Gemzen komen in Zwitserland tegenwoordig voor in de Jura, in sommige gebieden van het Mittelland en vooral in het Alpengebied. Maar dat is niet altijd zo geweest: 20.000 jaar geleden, tijdens de laatste ijstijd, waren de Alpen volledig bedekt met gletsjers. Destijds leefden de gemzen in steil aflopende gebieden ten noorden en ten zuiden van deze ijsmassa.

Hoe de leefomgeving van de dieren zich sindsdien tot vandaag heeft verplaatst en welke factoren daarbij een rol speelden, heeft milieuwetenschapper Flurin Leugger in zijn masterscriptie aan de WSL onderzocht. Met behulp van genetische analyses en computersimulaties reconstrueerde hij welke grenzen de gemzen op hun verspreidingsroutes tegenkwamen. Met deze methode kan het onderzoek in de toekomst ook vooruitkijken – en bijvoorbeeld voorspellen hoe de dieren zouden kunnen reageren op de huidige klimaatopwarming. 

Een blik in de genen van de gems

Eerst onderzocht Leugger samen met onderzoekers van de universiteiten van Grenoble Alpes en Savoie Mont Blanc (Frankrijk) hoe nauw de verschillende gemzenpopulaties in het Alpengebied genetisch met elkaar verwant zijn. Daarvoor gebruikten de onderzoekers onder andere bloedmonsters of vachtplukken die verschillende jachtbeheerders, natuurparken en ngo's hadden verzameld. In totaal analyseerden de onderzoekers het erfelijk materiaal van 449 gemzen uit Frankrijk, Oostenrijk, Italië, Slovenië, Kroatië en Zwitserland.

Daaruit bleek dat de alpiene gemzenpopulatie uit twee genetische hoofdgroepen bestaat. De ene groep leeft in de westelijke Alpen tot aan de Rhônevallei in Wallis, de andere ten oosten van de Rhônevallei.

Van de ijstijd tot vandaag

In een tweede stap reconstrueerde Leugger aan de hand van de huidige verspreiding van de gemzen en van klimaat- en topografiegegevens de kenmerken van het ideale leefgebied voor gemzen. «Vooral de hellingshoek, de temperatuur en de hoeveelheid neerslag beïnvloeden of gemzen zich goed voelen», zegt Leugger. Met deze kenmerken trainde de onderzoeker verschillende machine-learningmodellen. Deze paste hij vervolgens toe op de klimaatomstandigheden van 20.000 jaar geleden. Zo ontstond een gedetailleerde kaart van de mogelijke verspreiding van de gemzen aan het einde van de laatste ijstijd.

In een laatste stap simuleerde Leugger, op basis van de veranderende klimaatomstandigheden, de verspreiding van de gemspopulaties gedurende de daaropvolgende 20.000 jaar tot vandaag. Zo lieten de simulaties zien hoe de gemzen, naarmate de opwarming toenam en de gletsjers terugtrokken, steeds meer het Alpengebied koloniseerden. Daarbij varieerde de onderzoeker bepaalde parameters van de simulaties, zoals de gemiddelde migratiesnelheid van de gemzen, of hij bouwde kunstmatige geografische hindernissen in. Het resultaat van elke simulatie vergeleek hij telkens met de huidige genetische verdeling van de dieren. Zo begreep Leugger steeds beter door welke invloeden gemspopulaties zich verspreiden. 

De toekomst van de gemzen

Een van de resultaten: gemzen migreren slechts over korte afstanden, meestal brengen ze hun leven door in de directe omgeving van hun geboorteplek. Bovendien zijn er geografische hindernissen die de dieren niet overschrijden – vooral grote rivieren en brede, vlakke dalen. «De gemzen mijden blijkbaar vlak dalgebied, waar ze blootgesteld waren aan hun vijanden zoals wolf en lynx», legt Leugger uit. Waarschijnlijk verspreiden ze zich daarom hoogst zelden over deze geografische grenzen heen.

Deze inzichten kunnen nu worden gebruikt om de toekomstige ontwikkeling te onderzoeken. Want net als op het klimaat van de ijstijd kunnen Leuggers modellen ook worden toegepast op voorspellingen van klimaatgegevens – en zouden zo in verder onderzoek kunnen aantonen hoe de gemzen reageren op de toenemende klimaatopwarming. «Zo zou men in de toekomst bijzonder geïsoleerde en daarom kwetsbare populaties kunnen identificeren, die men terughoudend zou moeten bejagen», zegt de milieuonderzoeker. Zijn samenwerkingspartners werken bovendien aan het verfijnen van het model, om ook kleinschaligere invloeden te onderzoeken. Daarmee kan zelfs worden voorspeld of en hoe nieuwe bouwwerken – wegen bijvoorbeeld – de gemzen beïnvloeden.