Bottleneck
Soorten moeten gedurende hun ontwikkeling vele gevaren het hoofd bieden. Soms komt een soort kleine hobbeltje tegen die door de soort makkelijk genomen kan worden. Soms echter komen ontwikkelende soorten schier onneembare obstakels tegen en marcheren ze figuurlijk, maar soms ook letterlijk langs de rand van een steile afgrond. Zo'n onneembare hobbel noemen we een bottleneck. Afhankelijk van de genetische variatie binnen de soort kan de soort de hobbel nemen, of een soort kan zich letterlijk stuk lopen tegen deze hobbel. De soort sterft dan uit. Bij bottleneck situaties staan soorten echt op het randje van uitsterven. Grote populaties worden door een bottleneck gebeurtenis helemaal geminimaliseerd. Veel genetische variatie gaat bij het nemen van de bottleneck verloren. Allelfrequenties van sommige allelen zullen afnemen, terwijl andere allelen in frequentie zullen toenemen in de nieuwe populatie (founder populatie)
Bottleneck in de ontwikkeling van de mens.
Ook de mens heeft in zijn 7.000.000 jaar durende ontwikkeling minimaal twee bottlenecks moeten nemen. Twee keer zijn onze vroegste voorouders door het oog van de naald gekropen. Deze les gaat over de borttleneck die de mens heeft moeten nemen: het verliezen van de vacht. Hoe we veranderde van een harige aapachtige in een rechtop lopende kale mens.
Verandering in het paringssysteem
Ongeveer zeven miljoen jaar geleden heeft de afsplitsing plaatsgevonden tussen de mensachtigen en de aapachtige. De vroegste gemeenschappelijke voorouder van mens en chimpansee had naar alle waarschijnlijkheid hetzelfde paringssysteem als de huidige chimpansees. In dit paringssysteem is er sprake van zogenaamde alfa mannen. Deze alfa mannen zijn de baas in de groep, en paren met alle vrouwtjes binnen de groep. Binnen de harem. Minder dominante mannen paren niet met deze vrouwen. Hooguit stiekem als de dominante mannen het niet zien. Een paringssysteem als hier omschreven heet een promiscue paringssysteem. In een promiscue paringssysteem bekommeren de alfamannen zich niet om het nageslacht. De verzorging van het jong, wat wel 14 jaar kan duren, komt volledig op rekening van de vrouw. Komen er andere mannen aan de macht, dan doden deze nieuwe alfamannen alle kinderen (infanticide) binnen de populatie. Hierdoor raken de vrouwtjes snel vrij van kinderzorg en worden ze weer vruchtbaar. Deze vrouwtjes kunnen dan worden bevrucht door de nieuwe baasspeler(s) in de populatie. Om de baas in de populatie te blijven moeten de alfamannen regelmatig vechten en opstootjes sussen. Tijdens de gevechten om macht kan het er hard aan toe gaan. Niet zelden moeten de uitdagers van de alfaman hun honger naar macht bekopen met ernstige wonden, of erger. De chimpansees zijn voor dit machtsspel uitgerust met zeer grote hoektanden. Deze hoektanden worden maar zelden gebruikt voor de jacht, daar de chimpansees vruchteneters zijn. Als ze eens een aapje of ander diertje vangen doen ze er erg lang over om het vlees op te eten. Vaak wordt van het slachtoffer alleen de hersenen gegeten.
Chimpansees hebben een grijze huid en lange zwarte haren. Baby chimpansees houden zich stevig aan deze haren vast als moeder zich over de grond verplaatst of in de bomen klimt. Door deze bomen is het woud redelijk veilig voor de chimpansees. Bij gevaar klimmen de chimpansees snel in de bomen. Daarnaast zijn de bomen rustplaats en bron van voedsel voor de chimpansees. De chimpansees leven van de vruchten in de bomen, en maken veilige nesten in de bomen. Vrouwtjes met jongen verlaten vaak de groep. Dat is bij de chimpansees geen probleem. Moeder kan veilig de bomen in, en voldoende vruchten vinden voor haarzelf en de baby. Hoewel chimpansees sociale dieren zijn moet moeder met kind zichzelf zien te redden, daar pa zich absoluut niet met de opvoeding bemoeit.
Maar in een van de randpopulaties van het verspreidingsgebied van de voorouder van mens en chimpansee deed zich een vreemde ontwikkeling voor. De alfa mannen kregen daar een voorkeur voor kale vrouwtjes. Een voorkeur voor kaal is niet vreemd. Het is namenlijk zo dat de baby chimpansee babies zich stevig beetpakken aan de haren van ma. Hierbij zullen regelmatig haren uit getrokken worden. Als een vrouwtje succesvol vele kinderen heeft opgevoed zal ze vanzelfsprekend een dunnere vacht hebben. Jonge onervaren vrouwtjes, of minder succesvolle oudere vrouwtjes zullen nog een dikke vacht met haren hebben gehad. In deze deelpopulatie hebben een aantal mannen het verband gezien tussen het succesvol opvoeden van kinderen en de dunne vacht. De voorkeur voor kalende vrouwtjes bij deze mannen is geboren. Mannen paren het liefst met kale vrouwtjes. Sexuele selectie zorgt er vervolgens voor dat de eigenschap weinig haar wordt doorgegeven naar volgende generaties. De eigenschap dikke vacht, of niet breekbare vachtharen verdwijnt langzaam uit de populatie. De vrouwtjes in de populatie veranderen onder invloed van een druk vanuit de populatie zelf. Een aanpassing veroorzaakt door een druk uit de populatie zelf, en niet vanuit het milieu, noemen we exaptatie. Aanpassingen van een soort door druk vanuit het milieu noemen we adaptatie.
De sexuele voorkeur voor weinig haar zorgt ervoor dat de vrouwtjes generatie op generatie steeds kaler worden. Op een gegeven moment worden de vrouwtjes zo kaal dat ze niet meer in staat zijn het kind op de buik of rug, hangend aan de haren van de vacht, te vervoeren. Een extreem probleem steekt de kop op. Het lukt moeder en kind op een gegeven moment niet meer om op tijd de boom in te vluchten voor vijanden. Het zoeken van voedsel in de kruinen kan moeder alleen nog maar als ze d'r kind achter laat op de grond. 's Nachts zal het voor de kale vrouwtjes extreem koud zijn geworden. Realiseer je daarbij dat in een promiscue paringssysteem de alfamannen niet omkijken naar moeder en kind. In deze periode zullen zich op de bodem van het bos hartverscheurende tafrelen hebben afgespeeld. Moeders die bij gevaar niet weten wat te doen: je kind achter laten en de boom in vluchten, of bij gevaar bij je kind blijven en beide het leven laten. Onze vroege voorouders hebben zichzelf door de voorkeur voor kale huid in een hopeloze situatie gemanoevreerd waaraan de populatie bijna kopje onder aan is gegaan. De bottleneck van onze voorouder. Hulp voor de weerloze moeders moet gekomen zijn van mannen die lager in sociale rangoorde staan. Het zijn naar alle waarschijnlijkheid de minder dominante mannen geweest die gereageerd hebben op de angstkreten van moeder en kind op de bodem van het woud. De minder dominante mannen boden hulp aan de schreeuwende vrouwtjes door haar jongen de boom in te dragen bij gevaar. Als tegenprestatie voor deze reddingsactie ontvingen deze minder dominante mannen sex van de dankbare vrouwtjes. Het prille begin van een ander paringssysteem tekent zich af. Reddende mannen en de hulpeloze vrouwtjes worden een succesvolle combinatie. Het monogame paringssysteem krijgt vorm. Onze vroege voorouders nemen noodgedwongen afstand van het promicue paringssysteem en stappen over op de monogame relatie waarbij de man wel een belangrijke rol in de opvoeding gaat spelen. Het breken met het promiscue paringssysteem, het ontstaan van de monogame relatie luid ongeveer zeven miljoen jaar geleden het begin in van de ontwikkeling van een nieuwe tak aan de evolutionaire boom. Het onstaan van de vroege mensachtige. De populatie voorouders van chimpansee en mens splists zich zeven miljoen jaar geleden op in een groep die het promiscue paringssysteem bleef omarmen en later zou uitgroeien tot de huidige chimpansee populatie en een groep die noodgedwongen moest overstappen naar een monogaam paringssysteem en zich heeft ontwikkeld tot de huidige moderne mens.
Verdrijving uit het regenwoud
Met moeite heeft onze vroegste voorouders de druk van de verliezende vacht het hoofd kunnen bieden, of de geminimaliseerde populatie vroege mensachtigen staan voor een volgende uitdaging. Door een veranderend klimaat verdwijnen de bossen, hun leefomgeving in rap tempo. Al eerder is gesteld dat de populatie vroege mensachtigen zich bevonden aan de rand van het verspreidingsgebied. De vroege mensachtigen wilde het bos niet verlaten, en verbleven zo lang mogelijk in de verdwijnende wouden. Daar ondervonden ze echter zeer veel concurrentie van de daar levende gorilla's en voorouders van de chimpansees. Door deze veel sterkere dieren is de vroege mens letterlijk uit zijn favoriete habitat verdreven. Er restte onze voorouders niets meer dan het dorre grasland. Dit vergde weer extreem veel aanpassingsvermogen. De populatie moest veranderen van voedingsgewoontes. Bladeren en vruchten werden noodgedwongen vervangen door zaden en knollen. De graslanden waren ook veel vijandiger. Er waren zeer veel grote roofdieren in Afrika en er waren aanzienlijk minder mogelijkheden om de bomen in te vluchten. Onze vroege voorouders liepen al op twee benen en de hoektanden waren al redelijk aan het verdwijnen, omdat de mannen niet meer vochten voor de vrouwen.
Na lange omzwervingen vonden onze voorouders eindelijk een safe haven. Een veilige plek die nog een beetje leek op het woud waar ze uit weren verdreven. De Grote Afrikaanse Slenk. In deze relatief veilige en vertrouwde omgeving kon de soort herstellen van de ontberingen en zich verder ontwikkelen. Toen echter de grote Afrikaanse Slenk ook niet meer in alle behoefte kon voorzien hebben de mensachtigen, die zich ondertussen al hadden ontwikkeld via de Homo-erectus tot de Homo sapiens (sapiens). Via de draaischijf in Egypte heeft de Homo sapiens zich verder verspreidt over de rest van de wereld.
Jachtluipaard
Een ander voorbeeld van een soort die een bottleneck heeft ondergaan is de jachtluipaard. Bij deze soort wordt de bottleneck afgeleid uit de vaststelling dat er tussen individuele jachtluipaarden geen enkele variatie bestaat van genetisch bepaalde weefseltypes, zodat het mogelijk is een stukje huid (of ander orgaan) te transplanteren tussen cheeta’s zonder dat er afstoting optreedt. Dit is in schril contrast met alle andere zoogdieren waarbij er een uitgebreide verscheidenheid aan zogenaamde 'histocompatibiliteitsgenen' bestaat. Wannéér en door welk voorval de bottleneck bij de jachtluipaard ontstaan is weten we echter niet.