Camelen helpen de mensen al meer dan 5000 jaar, sinds zij in Somalië en Arabië werden gedomesticeerd. Eeuwen van verovering, handel, exploratie en expansie werden gedragen op de bulten van deze dieren, dankzij hun ongelooflijke aanpassingen aan het extreme woestijnleven. Kamelen kunnen dagenlang temperaturen van meer dan 100°F verdragen, en ze kunnen tot 25 procent van hun totale lichaamsgewicht verliezen tussen twee bezoeken aan een waterput. Ter vergelijking, het verliezen van slechts 15 procent van hun lichaamsgewicht is fataal voor de meeste zoogdieren.
De wortel van deze aanpassingen, echter, is een mysterie. Om te proberen deze kenniskloof te dichten, besloot een groot team van onderzoekers van instellingen in China, Saoedi-Arabië en Denemarken om volledige genoomsequenties van hoge kwaliteit uit te voeren van de twee kameelsoorten in de wereld, Bactrische kamelen – de twee-knobbelige, ruige variëteit die in Azië leeft – en dromedariskamelen, de eenknobbelige uit Afrika en het Midden-Oosten. Ter vergelijking wendde het team zich ook tot de alpaca, een nauwe verwant van de kameel die minder tolerant is voor een barre, hete omgeving. Alpaca’s hebben geen bulten en leiden een meer ontspannen leven in de koele hooglanden van Zuid-Amerika.
Het team onthult vandaag in Nature Communications dat kamelen en alpaca’s ongeveer 83 procent van hun genomen delen met zowel mensen als runderen. De genen suggereren dat de gemeenschappelijke voorouder van kamelen en alpaca zich hoogstwaarschijnlijk rond 42,7 miljoen jaar geleden van runderen heeft afgescheiden, een tijd die overeenkomt met de vroegste kameelachtige fossielen die in Noord-Amerika zijn gevonden. Dat dier splitste zich vervolgens in kamelen en alpaca’s, ongeveer 16,3 miljoen jaar geleden. Bactrische en dromedariskamelen begonnen te diversifiëren door kleine, geaccumuleerde mutaties nadat hun gemeenschappelijke verwant ongeveer 4,4 miljoen jaar geleden van Noord-Amerika naar Eurazië migreerde.
Doordat ze zo nauw verwant zijn, hebben beide kameelsoorten en de alpaca slechts een paar belangrijke verschillen in hun genetische architectuur. Maar na onderzoek van meer dan 20.000 genen in elk van de drie soorten, ontdekte het team dat met name kamelen uitzonderlijk hoge percentages evolutionaire verandering vertoonden in een relatief korte periode. Dat “doet de mogelijkheid rijzen van kameelspecifieke evolutie om zich aan te passen aan een woestijnomgeving,” schrijven de auteurs. Met andere woorden, kamelen moesten hun evolutionaire traject vooruit spoelen om in de woestijn te overleven.
De aanpassingen omvatten verbeterde stressreacties op zaken als hitte, intense UV-straling en stofstormen; aangepast vet- en watermetabolisme; betere oogbescherming in de vorm van lange wimpers en ogen die bestand zijn tegen fel zonlicht; en grotere weerstand tegen ademhalingsziekten om het woestijnstof te bestrijden. Vooral Bactrische kamelen lijken speciale nierfuncties te hebben ontwikkeld die hen in staat stellen hoge bloedglucose te gebruiken, die werkt om de osmotische druk tussen de cellen en hun omgeving te reguleren en uiteindelijk om water vast te houden. Dit verklaart waarom de kamelen voortdurend in een toestand van hyperglycemie lijken te bestaan, denken de auteurs.
De bulten van de kamelen – hun meest opvallende kenmerk – kwamen naast deze genetische bewerkingen tevoorschijn. Deze reusachtige vetbulten kunnen tot 80 pond wegen en fungeren als energiereserve voor wanneer voedsel schaars wordt. De auteurs denken dat het aantal bulten van de kamelen overeenkomt met de verschillende manieren waarop hun vetmetabolisme zich in de loop van de evolutionaire tijdlijn heeft ontwikkeld, hoewel er meer onderzoek nodig is om dat verband te bewijzen.
Terwijl kamelen door de vleesmolen van de natuurlijke selectie gingen, hadden alpaca’s te kampen met alleen wat kil weer dat rond het laatste ijstijdmaximum, ongeveer 44.000 jaar geleden, zijn intrede deed. Voor het overige konden deze langbenige, pluizige wezens hun aantallen vermeerderen en zich uitbreiden van Centraal-Amerika naar Zuid-Amerika, zonder ooit de noodzaak te ondervinden van iets hinderlijks en ongewoons als een bult. Dus terwijl kamelen werden gewaardeerd om hun ongelooflijke weerstand tegen een anders zekere dood in de woestijn, werden alpaca’s gewaardeerd om hun dikke, kleurrijke pluis.