De bruine nachtboomslang is een van 's werelds bekendste voorbeelden van een invasieve soort geworden - en een hardnekkige hoofdpijn voor de nutsbedrijven op Guam, die jaarlijks te maken hebben met honderden stroomstoringen door slangen.

De slang, die van nature voorkomt in Australië en de Stille Zuidzee, bereikte Guam waarschijnlijk ergens na de Tweede Wereldoorlog, mogelijk verstopt in militaire vrachtvliegtuigen. De komst had verwoestende gevolgen: bruine nachtboomslangen hebben veel inheemse bosvogels van Guam lokaal uitgeroeid, en in sommige delen van het Amerikaanse territorium zijn de aantallen opgelopen tot 30.000 slangen per vierkante mijl.

De invasie heeft biologen lang voor raadsels gesteld, omdat men denkt dat de populatie op Guam is begonnen met slechts een klein aantal slangen. Zo'n beperkte stichterspopulatie veroorzaakt meestal een ernstige genetische bottleneck, waardoor het aanpassingsvermogen van een soort afneemt. Maar een nieuwe studie onder leiding van de University at Buffalo, gepubliceerd op 24 juli in Science Advances, suggereert dat bruine nachtboomslangen veel meer genetische variatie bezitten dan wetenschappers eerder erkenden.

Onderzoekers van UB en de U.S. Geological Survey (USGS) gebruikten geavanceerde long-read sequencing om grote delen van het slangengenoom te onderzoeken. Ze ontdekten duizenden structurele varianten, waaronder DNA-segmenten die waren gedupliceerd, verwijderd of herschikt. Veel van deze variaties waren geconcentreerd in genen die verband houden met immuniteit en reuk.

"De bruine nachtboomslang is misschien niet extreem divers, maar hij heeft belangrijke bronnen van genetische diversiteit die zijn onderschat," zegt studiecorresponderende auteur Trevor Krabbenhoft, PhD, universitair hoofddocent bij de UB-afdeling Biologische Wetenschappen.

Deze verborgen genetische diversiteit kan helpen verklaren hoe een populatie die is gesticht door slechts een handvol slangen, intense inteelt overleefde, zich aanpaste aan Guam en zo dramatisch uitbreidde. De ontdekking kan ontmoedigend zijn voor instanties die tientallen jaren hebben besteed aan het indammen van de bruine nachtboomslangpopulatie op Guam - grotere genetische flexibiliteit zou de invasieve soort veerkrachtiger kunnen maken dan eerder werd aangenomen.

Tegelijkertijd kunnen de resultaten hoop bieden voor bedreigde diersoorten met kleine of sterk ingeteelde populaties. "Het is mogelijk dat bedreigde diersoorten meer flexibiliteit in hun genen hebben dan we beseffen," zegt eerste auteur Christopher Osborne, PhD, voormalig promovendus in Krabbenhofts lab en nu aquatisch bioloog aan SUNY Oswego.

Toen het team monsters analyseerde die waren verkregen van het USGS Brown Tree Snake Rapid Response Team, identificeerden ze meer dan 19.000 structurele varianten in het genoom van de bruine nachtboomslang. Deze variaties waren niet willekeurig verspreid - ze kwamen vooral vaak voor in genen die betrokken zijn bij immuunfunctie en olfactie, of het reukvermogen. Bruine nachtboomslangen vertrouwen sterk op hun reukzin om te navigeren en te jagen, en de ongebruikelijke diversiteit in hun reukgenen zou ook een gedragsmysterie kunnen helpen verklaren: bruine nachtboomslangen staan erom bekend andere slangen te eten in hun oorspronkelijke verspreidingsgebied, maar er is weinig bewijs dat ze elkaar vaak bejagen op Guam.

"Het verhoogde reukvermogen van de slangen kan hen in staat stellen elkaar te herkennen als iets meer als broers en zussen - vooral gezien de hoge mate van inteelt - dan als prooi," zegt Levi Gray, PhD, postdoctoraal onderzoeker in Krabbenhofts lab.

Wetenschappers weten nog niet of de structurele varianten al aanwezig waren voordat de slangen Guam bereikten of dat sommige verschenen nadat de invasie begon. Om te bepalen wanneer deze veranderingen verschenen, zijn vergelijkingen nodig met bruine nachtboomslangen uit hun oorspronkelijke verspreidingsgebied. Zoals Gray het stelt: "Is het mogelijk dat een deel van deze diversiteit na de invasie is ontstaan? Dat is het, maar we zouden slangen uit de oorspronkelijke populaties moeten sequencen om het zeker te weten."