Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 3 van 42

Een nat verenpak

24 april 2023 /

Vader zandhoen haalt water voor de kuikens

Man Namaqua zandhoen haalt water voor zijn jongen met speciale buikveren

Zolang de kuikens niet kunnen vliegen, haalt een Namaqua zandhoen-vader water voor hen. Jochen Mueller en Lorna Gibson beschrijven de speciaal aangepaste buikveren die dat mogelijk maken.

Zoals hun naam al doet vermoeden, komen zandhoenders voor op droge, vrijwel kale plaatsen. Zo leeft het Namaqua zandhoen (Pterocles namaqua) in woestijnen in Zuidwest-Afrika, zoals de Kalahari en de Namibische woestijn. De vogels broeden er tot op maar liefst 30 kilometer afstand van het dichtstbijzijnde water. Omdat ze vooral gortdroge zaden eten, moeten ze wel drinken. Volwassen vogels vliegen ’s morgens en ’s avonds dan ook naar drinkplaatsen. Zo redden ze het in hun dorre leefgebied.

Maar hun kuikens kunnen de eerste maand niet mee naar de drinkplaatsen. Ze zijn na uitkomen meteen zelfstandig; ze lopen en zoeken zelf voedsel. Maar vliegen kunnen ze nog niet. Bekend was al, dat zandhoen-vaders een voorraad water voor hen meenemen in speciaal aangepaste buikveren, die water opnemen en vasthouden. Jochen Mueller en Lorna Gibson brengen de structuur van die veren, zowel in natte als droge staat, nu gedetailleerd in beeld met verschillende microscopische technieken.

Franje

Om een voorraad water in te slaan, stapt een Namaqua zandhoen-man het water in totdat het tot zijn buik komt. Hij zet zijn buikveren op en wiegt op en neer, zodat de veren doordrenkt raken. Dan drukt hij zijn buikveren weer tegen zich aan en vertrekt. Hij kan naar schatting 25 milliliter water opslaan, 15 procent van zijn lichaamsgewicht. Hij vliegt met hoge snelheid terug, een tocht die een half uur kan duren. In de droge woestijnlucht verdampt wat water tijdens de vlucht, maar er is nog heel wat over als hij bij zijn nest aankomt.

De kuikens rennen op hem af en strippen met hun snavels het water uit de veren.

Dat de buikveren een speciale structuur hebben, is met het blote oog al te zien. De veren hebben een brede harige franje langs de zijkant, behalve aan de top. Maar pas onder de microscoop wordt de speciale structuur helemaal duidelijk.

Gekrulde baardjes

Een gewone dekveer van een vogel bestaat uit een veerschacht waarop baarden zijn ingeplant, en aan die baarden ontspringen baardjes. Die baardjes grijpen met haakjes en groefjes in elkaar, zodat de veer een gesloten vlak heeft. Dankzij de haakjes en groefjes is een verfomfaaide veer weer goed in vorm te wrijven.

De baarden en baardjes van de buikveren van Namaqua zandhoen-mannen blijken onder de microscoop af te wijken van de normale structuur. De harige franje langs de veer ontstaat doordat het buitenste stuk van de baarden dun en buigzaam is, en doordat de baardjes die op het buitenste deel zijn ingeplant eveneens dun en buigzaam zijn.

Het binnenste stuk van de baarden, waar ze aan de veerschaft vastzitten tot iets over de helft, is dikker en stug. De baardjes op dit stuk ontspringen aan de bovenkant, maken een spiraalvormige krul naar beneden en gaan rechtuit verder, evenwijdig langs de baard. De krullen van opeenvolgende baardjes grijpen in elkaar en houden zo de veer gesloten.

Dat is het beeld van een droge buikveer.

Wateropslag

Als zo’n veer nat wordt, verandert dat beeld. De baardjes op het binnenste stuk van de baard schieten uit de krul en buigen loodrecht naar beneden; ze vormen dan een dicht woud van vezels. Door de zogenoemde capillaire kracht wordt daartussen water opgezogen en vastgehouden.

De franje langs de veer (dus de buitenste stukken van de baarden en de baardjes die daar ontspringen) buigt naar onder en naar binnen in de richting van de veerschacht, als een laag om het water vast te houden.

Het Namaqua zandhoen is één van 14 soorten zandhoenders (Pterocles), die allemaal op droog terrein leven. Van al deze soorten kunnen de mannen water dragen in hun buikveren, dankzij die unieke aanpassing van de veerstructuur.

Willy van Strien

Foto: Pterocles namaqua, man. Bernard DUPONT (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.0)

Op YouTube: Namaqua zandhoen-man haalt water voor kuikens

Bronnen:
Mueller, J. & L.J. Gibson, 2023. Structure and mechanics of water-holding feathers of Namaqua sandgrouse (Pterocles namaqua). Journal of the Royal Society Interface 20: 20220878. Doi: 10.1098/rsif.2022.0878
Cade, T.J. & G.L. Maclean, 1967. Transport of water by adult sandgrouse to their young. The Condor 69: 323-343. Doi: 10.2307/1366197

Gewapend karton

18 april 2023 /

Crematogaster clariventris kweekt schimmel die nestwand versterkt

Crematogaster clariventris kweekt schimmel die nestwand verstevigt

Werksters van de mier Crematogaster clariventris halen stukjes vers blad om een schimmel te kweken, zagen Alain Dejean en collega’s. De draden van die schimmel versterken het kartonnen nest van de mier.

Schimmeldraden als component van bouw- en isolatiemateriaal: je hoort er steeds meer van. Het geldt als innovatief, maar……. mieren waren ons voor. Sommige soorten verstevigen namelijk de wanden van hun nesten met schimmeldraden. De Afrikaanse mier Crematogaster clariventris haalt zelfs verse stukjes blad om die te voeren aan een schimmel die sterke schimmeldraden vormt, ontdekten Alain Dejean en collega’s.

De mier leeft in grote kolonies, hoog in bomen. Op hoofdtakken bouwen werksters nesten van hard karton, dat ze maken door op vezelig plantenmateriaal, zoals haren of stukjes hout, te kauwen. Ze doen er een schimmel bij, met als resultaat dat in de kartonnen wanden een netwerk van vertakte schimmeldraden is ingebed. De draden bestaan uit buisvormige cellen met een stevige celwand. De nestwand is dus een natuurlijk composietmateriaal.

Vers blad

Het viel Dejean, die werkt in Kameroen, op dat werksters van Crematogaster clariventris met vers-geknipte stukjes jong en voedzaam plantenblad komen aanzetten als een nieuw nest wordt gemaakt of een beschadigd deel van een nest wordt gerepareerd. Andere werksters voegen daar gekauwde pulp aan toe, en het geheel hardt in een paar dagen uit tot met schimmel gewapend karton. Hieruit leiden de onderzoekers af dat de mieren het verse bladmateriaal halen als voedsel voor de schimmel die versterkende draden vormt, zodat die goed zal groeien in de nieuwe nestwand.

Als de schimmel is gestorven, blijven de stevige schimmeldraden in de nestwand intact.

Crematogaster clariventris is niet de enige mier die stukjes blad afknipt om een schimmel te kweken. In Midden- en Zuid-Amerika leven mieren die stukjes vers blad afsnijden en naar schimmeltuinen in hun ondergrondse nesten brengen, de bladsnijdermieren. Zij kweken schimmel om ervan te eten. Ook in landbouw gingen mieren ons voor.

Willy van Strien

Foto: Crematogaster clariventris ©Piotr Naskrecki

Ook in landbouw gingen mieren ons voor

Bron:
Dejean, A., P. Naskrecki, C. Faucher, F. Azémar, M. Tindo, S. Manzi & H. Gryta, 2023. An Old World leaf-cutting, fungus-growing ant: A case of convergent evolution Ecology & Evolution 13: e9904. Doi: 10.1002/ece3.9904

Superwit

27 maart 2023 /

Houtsnip heeft het witste wit van alle vogels

Staartveren van houtsnip hebben superwitte toppen een de onderkant

De allerwitste veren die er bestaan vind je bij de houtsnip, die verder juist een onopvallend uiterlijk heeft. Jamie Dunning en collega’s onderzochten hoe het verrassend witte wit ontstaat.

Een houtsnip (Scolopax rusticola) is zo goed gecamoufleerd dat hij vrijwel niet afsteekt tegen de bosgrond waar hij op leeft. Maar de punten van zijn staartveren zijn aan de onderkant spierwit en daardoor goed zichtbaar, zelfs in de schemering. Wittere veren dan deze vogel heeft, zijn er niet. Jamie Dunning en collega’s laten zien hoe de structuur van de staartveren die superwitte tint bepaalt.

Overdag rusten houtsnippen, en dan is het zaak om niet op te vallen. Vandaar hun vlekkerig bruine verenkleed. In de ochtend- of avondschemering zijn ze actief. Om zich aan elkaar te tonen, steken ze hun korte staartje omhoog of maken ze een baltsvlucht. De witte punten aan de onderkant van de staartveren vallen dan duidelijk op.

Nanostructuur

Die witte staartpunten zijn goed zichtbaar in de schemering doordat ze veel van het schaarse licht dat erop valt terugkaatsen. Dat kunnen ze dankzij een speciale structuur. Een vogelveer bestaat uit een schacht waarop baarden zijn ingeplant. De baarden van de superwitte veertoppen van de houtsnip zijn afgeplat en verdikt, en ze liggen, net als de lamellen van jaloezieën, schuin en over elkaar heen. Daardoor kaatst een maximale hoeveelheid licht terug.

Maar voordat de lichtstralen terugkaatsen, stuiteren ze onder de oppervlakte van de baarden eerst alle kanten op. Dat komt doordat de baarden een ongeordende inwendige structuur hebben van nanovezels en luchtzakjes, die invallende lichtstralen veelvuldig en chaotisch van richting doen veranderen. Die sterke zogenoemd diffuse weerkaatsing resulteert in een wit beeld, net zoals dat voor sneeuw geldt.

De baarden worden bijeengehouden door vele klittenband-achtige baardjes die eraan ontspringen. De baardjes zijn bruinig, maar doordat ze aan de bovenkant van de staartveren liggen, doen ze niet af aan de witheid van de onderkant.

De houtsnip leeft in Europa en Azië. Wereldwijd zijn er nog zeven andere soorten houtsnippen, ook allemaal met superwitte punten aan de onderkant van de staartveren. Andere vogels hebben dat niet, ook niet aan houtsnippen nauw verwante soorten, zoals watersnip (Gallinago gallinago).

Willy van Strien

Foto: Amerikaanse houtsnip, Scolopax minor, met opgestoken staartje. Matt Schenck (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 4.0)

Zie ook: er bestaan ook superzwarte veren.

Bron:
Dunning, J., A. Patil, L. D’Alba, A.L. Bond, G. Debruyn, A. Dhinojwala, M. Shawkey & L. Jenni, 2023. How woodcocks produce the most brilliant white plumage patches among the birds. Interface 20: 20220920. Doi: 10.1098/rsif.2022.0920

Elfenlampionnetje teruggevonden

15 maart 2023 /

Het oneerlijke plantje Thismia kobensis bestaat nog

Het herontdekte elfenlampionnetje van Kobe, Thismia kobensis, is mycoheterotroof

Het was ontdekt in 1992, gold als uitgestorven omdat de vindplaats in 1999 werd vernietigd, maar is nu elders weer teruggevonden: het elfenlampionnetje van Kobe. Kenji Suetsugu en collega’s beschrijven het mooie maar oneerlijke plantje.

Je herkent ze nauwelijks als planten, de kleine, wonderschone ‘elfenlampionnetjes’ die op de bosbodem staan, vaak verscholen onder afgevallen boombladeren. Elfenlampionnetjes, Thismia-soorten, zijn dan ook merkwaardige planten. Wat je ziet, zijn de bloemetjes, nog geen centimeter groot. De planten hebben geen groene bladeren, hooguit wat schubjes op de ultrakorte steel. De rest van de planten leeft ondergronds.

Er zijn ongeveer 90 soorten, en een daarvan is Thismia kobensis, het elfenlampionnetje van Kobe. Klein en onopvallend als het is, was het pas in 1992 ontdekt in een eikenbos bij de Japanse stad Kobe, en de vondst was maar zuinig: er groeide niet meer dan één exemplaar. De vindplaats ging in 1999 op de schop toen er een industrieel complex verrees, en de nog maar net ontdekte soort stierf uit. Dacht men. Maar sprookjes bestaan: in 2021 zagen biologen het plantje onverwacht terug op een naaldboomplantage in de stad Sanda, 30 kilometer van de oorspronkelijke vindplaats verwijderd. En dit keer was de vondst royaler: bijna 20 exemplaren. Kenji Suetsugu en collega’s geven nu een wetenschappelijke beschrijving van de soort.

De lieflijkheid van zijn bloemetje ten spijt: het elfenlampionnetje van Kobe behoort tot een groep van valsspelende planten.

Energiebehoefte

Dat valsspelen hangt samen met het gebrek aan bladeren.

De groene bladeren van gewone planten bevatten veel bladgroenkorrels. In deze celorgaantjes vindt fotosynthese plaats: planten halen koolstofdioxide uit de atmosfeer en met behulp van zonlicht leggen ze de koolstof daarvan vast in koolhydraten als suikers en zetmeel. Aan deze koolhydraten ontlenen ze energie. Planten zonder groene bladeren kunnen geen koolhydraten maken, maar hebben wel energie nodig.

Veel van deze planten lossen dat op door met hun wortels suikers te onttrekken aan schimmels in de bodem. De wetenschappelijke term daarvoor is mycoheterotrofie.

Elfenlampionnetje is suikerdief

De meeste mycoheterotrofe planten richten zich op schimmels die in een samenwerkingsverband leven met groene planten. De schimmels krijgen suikers van deze planten. In ruil daarvoor helpen de schimmels de planten om water en voedingsstoffen als stikstof en fosfor uit de bodem op te nemen. Deze samenwerking, mycorrhiza genoemd, is voor beide partijen gunstig en zij spelen het spel eerlijk.

Maar als mycoheterotrofe planten als Thismia contact maken met mycorrhiza-schimmels, werken ze niet zo samen. Ze ontvangen wel water en voedingsstoffen, maar ze leveren geen suikers terug. Dat kunnen ze niet. In plaats daarvan nemen ze, naast water en voedingsstoffen, ook suikers uit de schimmel op. Oftewel: ze spelen vals, ze stelen. De schimmel had die suikers van groene planten gekregen, en mycoheterotrofe planten parasiteren dus indirect, via mycorrhiza-schimmels, op groene planten.

Moeilijk alternatief

Er bestaan zo’n 500 soorten mycoheterotrofe planten. Ze leven op voedselarme bodems in bossen, waar maar weinig zonlicht de bodem bereikt en de mogelijkheid voor fotosynthese, dus suikerproductie, beperkt is. Suikerdiefstal is het alternatief dat deze planten ontwikkeld hebben.

Sarcodes sanguinea is mycoheterotroofMaar zo gemakzuchtig als dat lijkt, is het niet. Het is moeilijk voor een mycoheterotrofe plant om een relatie met een mycorrhiza-schimmel aan te gaan. Waar een groene plant met veel soorten mycorrhiza-schimmels tegelijk samenwerkt, kan een mycoheterotrofe plant contact leggen met slechts één of enkele schimmelsoorten. Dat is waarschijnlijk doordat de meeste schimmels de valsspelers door hebben en de relatie afhouden. Daarom zijn mycoheterotrofe planten altijd zeldzaam en nooit wijd verspreid.

Vaak slagen mycoheterotrofe soorten er wel in om zich te binden aan een schimmel die veel verschillende groene partners heeft. Met zoveel leveranciers is de suikervoorziening altijd gegarandeerd.

Stofzaad

De overgrote meerderheid van de landplanten leeft in een samenwerkingsverband met mycorrhiza-schimmels. De mycoheterotrofe levenswijze – die deze samenwerking misbruikt – is tientallen keren ontstaan. Voor de elfenlampionnetjes is dat al vele miljoenen jaren geleden. Vandaar dat zij nog maar weinig van gewone planten weg hebben. Andere mycoheterotrofe planten ontstonden veel recenter en zien er normaler uit.

vogelnestje is een mycoheterotrofe orchideeSommige planten zijn alleen kort na ontkieming mycoheterotroof; dat geldt voor alle orchideeën. De zaden zijn zo fijn als stof en bevatten geen voedsel. Na ontkieming halen deze planten hun suikers uit schimmels totdat ze bladeren hebben en zelf suikers kunnen maken. Dat zou een eerste stap kunnen zijn op weg naar volledig mycoheterotrofe levenswijze. Er zijn ook orchideesoorten die hun hele leven mycoheterotroof blijven, en een ervan komt sporadisch in Nederland voor: het vogelnestje, Neottia nidus-avis.

Bremraapsoorten (Orobanche) zien er hetzelfde uit als sommige mycoheterotrofe planten, maar zijn anders: zij parasiteren direct op andere planten via wortelcontact.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot:
Elfenlampionnetje van Kobe, Thismia kobensis ©Kenji Suetsugu
Klein:
Sneeuwplant, Sarcodes sanguinea, een mycoheterotrofe plant van de heidefamilie uit Noordwest-Amerika. David῀O (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)
Vogelnestje, Neottia nidus-avis, een mycoheterotrofe orchidee. BerndH (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 3.0)

Bronnen:
Suetsugu, K., K. Yamana & H. Okada, 2023. Rediscovery of the presumably extinct fairy lantern Thismia kobensis (Thismiaceae) in Hyogo Prefecture, Japan, with discussions on its taxonomy, evolutionary history, and conservation. Phytotaxa 585: 102-112. Doi: 10.11646/phytotaxa.585.2.2
Gomes, S.I.F., M.A. Fortuna, J. Bascompte & V.S.F.T. Merckx, 2022. Mycoheterotrophic plants preferentially target arbuscular mycorrhizal fungi that are highly connected to autotrophic plants. New Phytologist 235: 2034-2045. Doi: 10.1111/nph.18310
Jacquemyn, H. & V.S.F.T. Merckx, 2019. Mycorrhizal symbioses and the evolution of trophic modes in plants. Journal of Ecology 107: 1567-1581. Doi: 10.1111/1365-2745.13165
Gomes, S.I.F., J. Aguirre-Gutiérrez, M.I. Bidartondo & V.S.F.T. Merckx, 2017. Arbuscular mycorrhizal interactions of mycoheterotrophic Thismia are more specialized than in autotrophic plants. New Phytologist 213: 1418-1427. Doi: 10.1111/nph.14249

Poetsende mieren hebben succes

14 februari 2023 /

Metarhizium-schimmel maakt minder slachtoffers

Argentijnse mier verwijdert sporen van Metarhizium-schimmel

Mieren verdedigen zich tegen ziekteverwekkende Metarhizium-schimmel door schimmelsporen van elkaar af te plukken. Langdurige blootstelling aan dat poetsgedrag maakt de schimmel minder dodelijk, laten Miriam Stock en collega’s zien.

Een Metarhizium-schimmel kan in een mierennest snel om zich heen grijpen doordat de mieren elkaar makkelijk met schimmelsporen besmetten. Maar de dieren ondernemen actie om de ziekteverwekker te remmen. Dat laat de schimmel niet onberoerd, tonen Miriam Stock en collega’s met experimenten aan.

Om de schimmel tegen te werken, kunnen mieren nest en broed (eitjes, larven en poppen) desinfecteren met een mengsel van mierenzuur, dat ze maken in een gifklier, en boomhars. Bovendien blijft een zieke mier weg van het broed en brengt ze steeds meer tijd buiten het nest door om haar nestgenoten niet in gevaar te brengen. En daarbij houden de beestjes elkaar schoon. Als er sporen van de schimmel op een mier terechtkomen, halen haar maatjes die sporen eraf, met het risico dat ze zelf besmet raken, of ze besproeien ze met mierenzuur.

Nieuwe sporen

Die zorgzame nestgenoten moeten er snel bij zijn. De sporen zetten zich namelijk vast op de getroffen mier en ontkiemen, en daarna is er niets meer tegen te doen. De schimmel dringt naar binnen en groeit daar uit, en de mier bezwijkt eraan. Dan verschijnt de schimmel op het dode lichaam en vormt sporen die nieuwe slachtoffers maken in een volgende infectieronde.

In proeven met de Argentijnse mier, Linepithema humile, laat Stock zien dat tijdige zorg inderdaad helpt; de aanwezigheid van andere mieren maakt de kans kleiner dat een mier na contact met schimmelsporen dood gaat.

Maar het schoonmaken doet ook iets met de schimmel, zo blijkt.

Metarhizium-schimmel past zich aan

De proeven bestonden uit reeksen waarin de Metarhizium-schimmel herhaaldelijk via sporen van een overleden mier overging op een nieuw slachtoffer. In de helft van die reeksen werd de besmette mier alleen gehouden, in de andere helft had ze gezelschap van twee nestgenoten die de sporen konden verwijderen. In een eindtest na tien infectieronden lieten de onderzoekers de schimmel hetzij een geïsoleerde mier, hetzij een mier met gezelschap infecteren.

Schimmellijnen die steeds op een geïsoleerde mier hadden gegroeid, veroorzaakten in de eindtest veel sterfte onder nieuw-besmette mieren die geen zorg van andere kregen. Maar schimmellijnen die steeds een mier hadden geïnfecteerd die gezelschap had van andere mieren – en dus van sporen ontdaan werd -, waren veranderd. Ze vormden maar liefst twee keer zo veel sporen, maar maakten desondanks minder slachtoffers onder mieren waarmee ze in contact kwamen, ook als er geen nestgenoten waren om te helpen. Deze schimmellijnen waren minder dodelijk geworden.

Essentieel stofje

En er was nog iets: de sporen van die ‘gezelschap-schimmels’ werden door de mieren minder goed  opgemerkt en weggehaald. De onderzoekers kwamen erachter dat deze sporen minder ergosterol aanmaakten; dat is een geurende stof die bij alle schimmels voorkomt en waar mieren kennelijk op aanslaan. Zo ontsnappen de ‘gezelschap-schimmels’ aan poetsende mieren.

Maar dat gaat niet voor niets. Ergosterol is een essentieel onderdeel van het omhulsel van sporen. Dat de ‘gezelschap-schimmellijnen’ minder van dit belangrijke stofje maken, verklaart waarschijnlijk dat deze schimmels minder dodelijk zijn.

Sporen van een Metarhizium-schimmel verwijderen, zoals mieren doen, is dus zinvol op twee manieren. Het werkt meteen als mieren snel sporen van een nestgenoot afhalen en haar zo van de dood redden. En op langere termijn maakt het de schimmel minder gevaarlijk.

Willy van Strien

Foto: Argentijnse mieren wisselen voedsel uit. Davefoc (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Zie ook: mieren ontsmetten hun nest met een mengsel van hars en mierenzuur

Bronnen:
Stock, M., B. Milutinović, M. Hoenigsberger, A.V. Grasse, F. Wiesenhofer, N. Kampleitner, M. Narasimhan, T. Schmitt & S. Cremer, 2023. Pathogen evasion of social immunity. Nature Ecology & Evolution, 2 februari online. Doi: 10.1038/s41559-023-01981-6
Brütsch, T., G. Jaffuel, A. Vallat, T.C.J. Turlings & M. Chapuisat, 2017. Wood ants produce a potent antimicrobial agent by applying formic acid on tree-collected resin. Ecology and Evolution 7: 2249-2254. Doi: 10.1002/ece3.2834
Bos, N., T. Lefèvre, A.B. Jensen & P. D’Ettore, 2012. Sick ants become unsociable. Journal of Evolutionary Biology 25: 342-351. Doi: 10.1111/j.1420-9101.2011.02425.x
Chapuisat, M., A. Oppliger, P. Magliano & P. Christe, 2007. Wood ants use resin to protect themselves against pathogens. Proceedings of the Royal Society B 274: 2013-2017. Doi: 10.1098/rspb.2007.0531

Rode bloedcellen verstopt

16 januari 2023 /

Slapende glaskikker is doorschijnender

Fleischmann glaskikker is onzichtbaarder als hij slaapt

Een Fleischmann glaskikker die slaapt is nauwelijks te zien. Rode bloedcellen, die het beestje zichtbaar zouden maken, zijn tijdelijk opgeborgen, schrijven Carlos Taboada en collega’s.

De Fleischmann glaskikker heeft doorzichtige spieren en een doorzichtige buikhuid die het licht doorlaten, zodat hart en ingewanden van onderaf goed te zien zijn. De rughuid bevat een beetje groene kleurstof. Daardoor is het diertje als geheel doorschijnend: een vorm van camouflage. Maar rode bloedcellen – die het licht niet doorlaten, maar rood licht weerkaatsen en andere lichtkleuren absorberen – kunnen het effect bederven.

Carlos Taboada en collega’s laten zien dat het kikkertje hier een oplossing voor heeft: als het slaapt, haalt het vrijwel alle rode bloedcellen weg.

Overdag slapen

Glaskikkers behoren tot de weinige doorzichtige landdieren die er zijn. Zo ook de Fleischmann glaskikker, Hyalinobatrachium fleischmanni. Dit diertje, dat tot drie centimeter lang wordt, komt voor in regenwouden van Midden- en Zuid-Amerika. Volwassen kikkers leven op het droge. Ze zijn ’s nachts actief en slapen overdag, ondersteboven onder een blaadje hangend. Hoe minder ze afsteken tegen het blad als ze slapen, hoe moeilijker hun roofvijanden, voornamelijk vogels, hen kunnen vinden.

Dat de kikkers doorschijnend zijn, helpt daarbij. En door bijna alle rode bloedcellen, zo’n 90 procent, uit de circulatie te halen, maakt een slapende glaskikker zich extra doorzichtig. Hij verbergt de rode bloedcellen in de lever, die daardoor aanmerkelijk uitzet. Zo is hij moeilijker te vinden als hij rust en zijn omgeving niet in de gaten kan houden. Als het beestje weer actief wordt, gaan de bloedcellen terug de bloedstroom in en neemt de doorzichtigheid weer af.

Rode bloedcellen zijn rood doordat ze het pigment hemoglobine bevatten, een eiwit dat zuurstof bindt; rode bloedcellen brengen zuurstof naar alle andere cellen. Tijdens de slaap moeten die het dus zonder zuurstof stellen. Kennelijk gaat dat goed.

Zorgzame vader

De kikkers leggen hun eitjes op een blad dat boven water hangt. De vader verzorgt de eitjes tot ze uitkomen en de kikkervisjes in het water vallen.

Willy van Strien

Foto: Fleischmann glaskikker. Esteban Alzate (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.5)

Op film: glaskikkervader beschermt eitjes tegen roofvijanden.

Zie ook: glaskikker-embryo’s komen vroeger uit als papa, die hen verzorgt, wegblijft.

Bronnen:
Taboada, C., J. Delia, M. Chen, C. Ma, X. Peng, X. Zhu, L. Jiang, T. Vu, Q. Zhou, J. Yao, L. O’Connell & S. Johnsen, 2022. Glassfrogs conceal blood in their liver to maintain transparency. Science 378: 1315-1320. Doi: 10.1126/science.abl662
Cruz, N.M. & R.M. White, 2022.  Lessons on transparency from the glassfrog. Transparency in glassfrogs has potential implications for human blood clotting. Science 378: 1272-1273. Doi: 10.1126/science.adf75
Barnett, J.B., C. Michalis, H.M. Anderson, B.L. McEwen, J. Yeager, J.N. Pruitt, N.E. Scott-Samuel & I.C. Cuthill, 2020. Imperfect transparency and camouflage in glass frogs. PNAS 117: 12885-12890. Doi: 10.1073/pnas.1919417117

Bekvechter

24 oktober 2022 /

Neoclinus blanchardi imponeert met reuzenkaak

Neoclinus blanchardi zet grote bek op

Mannetjes van het slijmvisje Neoclinus blanchardi kunnen hun bek wagenwijd opensperren. Dat doen ze alleen maar om indruk op elkaar te maken, laten Watcharapong Hongjamrassilp en collega’s zien.

Het is een onwaarschijnlijk tafereel als Neoclinus blanchardi zijn bek opent. Er komt een enorm vlak tevoorschijn, dat bestaat uit gehemelte en wangen. Het vlak is levendig gekleurd en afgezet met een gele rand.

De vis heet in het Engels sarcastic fringehead, wat zoiets betekent als venijnige franjekop; hij leeft langs de kust van Californië. Bekend was al dat mannetjes, die een grotere bek hebben dan vrouwtjes, elkaar ermee imponeren. Watcharapong Hongjamrassilp en collega’s laten nu zien dat ze hun opvallende bek uitsluitend daarvoor gebruiken.

Worstelen

Neoclinus blanchardi kan een grote mond opzetten dankzij een bovenkaak die, vergeleken met verwante vissoorten, vergroot is en die langer doorgroeit dan de rest van het lichaam. De achterkant van de kaak is zacht en loopt buiten de kop door. De kaak is op zo’n manier met de schedel verbonden dat hij opzij kan draaien.

Mannetjes gebruiken die overdreven grote bek dus om elkaar af te schrikken. Een succesvolle man weet een leeg slakkenhuis of een rotsspleet in beslag te nemen waarin hij zich terugtrekt; alleen zijn kop steekt uit. Daar probeert hij een vrouwtje naartoe te lokken. Als zij hem ziet zitten, legt ze eitjes in zijn hol. Hij bevrucht ze dan en verzorgt ze tot de jongen uitkomen. Als een andere man zijn territorium binnendringt, spert hij zijn bek wijd open en gaat er op af.

De indringer gaat er meteen van door of hij durft de confrontatie aan en maakt zich ook groot. Dan vliegen de mannen elkaar aan en gaan duwen, de open bekken op elkaar gedrukt. Hoe groter een man is, hoe groter de bek die hij opentrekt. De kleinste druipt meestal af, soms heeft de winnaar hem eerst nog gebeten.

Kennelijk zijn geschikte verblijfplaatsen zo schaars dat de vis een opvallend wapen heeft ontwikkeld om zijn stek te verdedigen.

Gemiste kans?

Maar de wijd opengesperde bek Neoclinus blanchardi is ook indrukwekkend genoeg om roofvijanden te kunnen verjagen, dacht Hongjamrassilp. Of buitenissig genoeg om vrouwen te verleiden. Hij dook onder water en deed experimenten in het lab om te zien of dat ook gebeurt.

Maar nee. Als er een roofvijand opdoemt, verjaagt de franjekop hem door met hoge snelheid op hem af te zwemmen. En als zich een vrouwtje vertoont, beweegt hij snel zijn kop heen en weer om haar belangstelling te wekken. Zijn fantastische bek houdt hij in beide gevallen dicht.

Een gemiste kans, zou je zeggen.

Willy van Strien

Foto: Neoclinus blanchardi in zijn verblijfplaats. Magnus Kjaergaard (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.5)

Dit filmpje laat de opengesperde bek in volle glorie zien

Bronnen:
Hongjamrassilp, W., Z. Skelton & P.A. Hastings, 2022. Function of an extraordinary display in Sarcastic Fringeheads (Neoclinus blanchardi) with comments on its evolution. Ecology, 6 oktober online: e3878. Doi: 10.1002/ecy.3878
Hongjamrassilp, W., A.P. Summers & P.A. Hastings, 2018. Heterochrony in fringeheads (Neoclinus) and amplification of an extraordinary aggressive display in the Sarcastic Fringehead (Teleostei: Blenniiformes). Journal of Morphology 279: 626-635. Doi:10.1002/jmor.20798

Koekoekseend zoekt verdediging

10 oktober 2022 /

Pleeggezin beschermt eendeneieren tegen roofvogels

Koekoekseend legt eieren in nest van agressieve pleegouders

Naar jonge koekoekseendjes hoeven ouders niet om te kijken, want die zijn geheel zelfstandig. Waarom zadelt de eend dan andere vogels met zijn eieren op? Dat vroegen Bruce Lyon en collega’s zich af.

In Zuid-Amerika leeft een eend die, net als een koekoek, zijn eieren legt in nesten van een andere vogelsoort. De gastouders nemen ongewild de zorg op zich. De eend, Heteronetta atricapilla, heet dan ook in het Nederlands koekoekseend; het is een zogenoemde broedparasiet.

Bruce Lyon en collega’s vroegen zich af waarom de koekoekseend zijn eieren eigenlijk onderbrengt bij anderen. Want veel zorg vereisen die niet, afgezien van het uitbroeden. De jongen zijn meteen zelfstandig. Dat is een groot verschil met alle andere broedparasieten, zoals de koekoek. Zij hebben jongen die wekenlang gevoerd en beschermd moeten worden, en voor hen heeft het grote voordelen om de zorg uit te besteden. Maar wat schiet de koekoekseend ermee op?

Makkelijke prooi

Het afstoten van ouderlijke taken heeft misschien te maken met het gevaar van predatie, veronderstelde Lyon. Als de koekoekseend zelf een nest zou maken, zou dat op of aan het water liggen. Daar zijn eieren een makkelijke prooi voor roofvogels, vooral de chimango, zo bleek uit proeven waarin de onderzoekers kippeneieren in een zelfgemaakt, onbewaakt nest legden. Binnen een paar dagen waren alle eieren verdwenen.

Tenzij ze het nest in een kolonie bruinkopmeeuwen geplaatst hadden: dan werd er haast geen enkel ei uit geroofd.

Deze meeuw is een van de gastheren in wiens nesten de koekoekseend zijn eieren dumpt. In Argentinië, waar het onderzoek is uitgevoerd, zijn er nog twee belangrijke gastheren, de watervogels roodschildkoet en roodbandkoet. Net als de bruinkopmeeuw zijn het agressieve vogels die hun nest goed kunnen verdedigen. Is dat de reden dat de koekoekseend hen uitkiest om zijn nageslacht bij onder te brengen?

Veilig

Daar lijkt het wel op. De eendeneieren zijn inderdaad redelijk veilig bij hun felle pleegouders, merkten de onderzoekers. Het kan weliswaar gebeuren dat pleegouders een vreemd ei herkennen en uit het nest kieperen. Maar als ze het ei onder hun hoede nemen, blijft het vrijwel altijd ongemoeid en komt het uit. Die zeer hoge overlevingskans bij acceptatie weegt ruimschoots op tegen het risico van verwerping.

De onderzoekers weten niet hoe groot het voordeel voor de koekoekseend precies is. Ze konden namelijk niet bepalen hoeveel eieren zouden overleven in een nest dat de hij zelf bouwt en verdedigt, simpelweg omdat hij dat nooit doet. Maar verwante soorten eenden die wel hun eigen eieren uitbroeden en bewaken, verliezen er behoorlijk wat aan roofvogels.

Willy van Strien

Foto: een paartje koekoekseenden. Cláudio Dias Timm (Wikimedia Commons, Creative Commons BY-SA 2.0).

Bron:
Lyon, B.E., A. Carminati, G. Goggin & J.M. Eadie, 2022. Did extreme nest predation favor the evolution of obligate brood parasitism in a duck? Ecology and Evolution 12: e9251. Doi: 10.1002/ece3.9251

Kokerspons niest zich schoon

3 september 2022 /

Filtersysteem van sponzen raakt daardoor niet verstopt

Kokerspons houdt filtersysteem schoon door regelmatig te niezen

Het water waaruit sponzen hun voedsel filteren bevat ook te grote en oneetbare deeltjes. Niklas Kornder en collega’s laten zien hoe de kokerspons zich ontdoet van die rommel.

Sponzen zijn een van de oudste diergroepen, en misschien de alleroudste. Het zijn eenvoudige dieren, zonder organen. Niklas Kornder en collega’s ontdekten dat ook zo’n simpel dier zijn lichaam schoon kan houden.

Om aan voedsel te komen, filteren sponzen het water waarin ze leven. Water wordt via kleine gaatjes ingenomen – de ostia – en passeert een inwendig kanaalsysteem waar voedseldeeltjes eruit gehaald worden. Via grotere uitstroomopeningen – de oscula – gaat het weer naar buiten.

Maar in het water zitten niet alleen geschikte voedseldeeltjes, maar ook te grote brokken en oneetbaar spul. Men nam aan dat het afval met het uitstromende water zouden worden geloosd. Kornder laat nu zien dat dat niet klopt. Het zou ook riskant zijn, want door de rommel zou het filtersysteem verstopt kunnen raken.

Slijmpaden

De onderzoekers legden op video vast hoe het wel gaat bij de cilindervormige kokerspons, Alpysina archeri, die leeft in de Caraïbische Zee. Het is een joekel die anderhalve meter lang kan worden.

In de inwendige kanalen wordt het afval verpakt in slijm, zo blijkt. Dat slijm wordt naar de instroomgaatjes getransporteerd en gaat door de gaatjes naar buiten, het sponsoppervlak op. Het beweegt zich dus tegen de waterstroom in de kanalen in. Op het sponsoppervlak is een netwerk van ‘slijmpaden’ te zien, waarover slijmstromen reizen. De stroompjes klonteren samen op iets verhoogde knooppunten.

Maaltje

Van tijd tot tijd loopt er een golf van samentrekken en ontspannen over het sponsoppervlak terwijl de instroomgaatjes gesloten zijn: de kokerspons niest. Bij de nies komt het verzamelde slijm los; de spons is daarmee van de rommel af. En visjes en andere kleine dieren die in de buurt van de spons leven hebben er een maaltje aan.

De onderzoekers denken dat ook andere sponzen niezen om zich schoon te houden. Maar hoe sponzen precies het slijm met afval naar buiten werken, weten ze nog niet.

Willy van Strien

Foto: Aplysina archeri, kokerspons. Nick Hobgood. (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 3.0)

Bekijk de niezende spons op film

Zie ook: wat is de oudste diergroep?

Bron:
Kornder, N.A., Y. Esser, D. Stoupin, S.P. Leys, B. Mueller, M.J.A. Vermeij, J. Huisman & J.M. de Goeij, 2022. Sponges sneeze mucus to shed particulate waste from their seawater inlet pores. Current Biology, 10 augustus online. Doi: 10.1016/j.cub.2022.07.017

Kleur bekennen

3 augustus 2022 /

Egeïsche muurhagedis met witte keel is dapperder

Egeïsche hagedis met witte keel is dapperder

Voor de Egeïsche muurhagedis geldt: wie het meest opvallende kleurtje heeft, gaat er het snelste vandoor als er een vijand opdoemt, schrijven Kinsey Brock en Indiana Madden.

Van de Egeïsche muurhagedis, Podarcis erhardii, komen verschillende kleurvormen voor: de dieren hebben een witte, gele of oranje keel. Ze zijn te vinden op muurtjes in het zuidoosten van Europa, in een droog landschap met stugge struiken. Ze hebben verschillende roofvijanden: slangen, vogels en zoogdieren.

Verschijnt er een roofvijand, dan zal een hagedis vluchten. Maar dat betekent wel dat hij moet stoppen met wat hij deed: zonnen of voedsel zoeken. Hij gaat er daarom pas vandoor als het echt nodig is. Kinsey Brock en Indiana Madden wilden weten of de drie kleurvormen dezelfde ‘vluchtafstand’ hebben of niet. Ze gingen na tot welke afstand ze een hagedis konden benaderen voor hij op de vlucht sloeg.

Voorzichtig

De keelkleur van de Egeïsche muurhagedis is erfelijk bepaald. De meeste dieren, zowel mannen als vrouwen, hebben een witte keel; geel en oranje komen minder vaak voor. Er zijn ook dieren met een tweekleurige keel, maar die zijn zeldzaam. Brock en Madden deden hun onderzoek op het Griekse eiland Naxos, aan hagedissen met een effen keelkleur.

Je kunt muurhagedissen met een witte keel het meest dicht benaderen, constateerden ze; hagedissen met een oranje keel gaan er het snelst vandoor; geel-gekeelde dieren zitten ertussenin.

Dieren met een oranje keel zijn dus het voorzichtigst. Ze blijven ook altijd het dichtst in de buurt van een vluchtplaats: een spleet in een muur of dichte begroeiing. En als ze zijn gevlucht, komen ze minder snel weer tevoorschijn dan dieren met gele of witte kelen.

Het sluit aan bij labonderzoek dat liet zien dat mannen met een witte keel het meest agressief, brutaal en dapper zijn.

Afstekende kleur

Dat een Egeïsche muurhagedis met oranje keel meer op zijn hoede is, zal zijn omdat hij meer opvalt. Het grijsbruine vlekkerige lichaam heeft een schutkleur, maar een gele, en vooral een oranje keel steekt af tegen de achtergrond. Een roofvijand ontdekt een hagedis met een oranje keel daardoor makkelijker, dus die moet op zijn beurt eerder wegschieten om de vijand te snel af te zijn.

Willy van Strien

Foto: Mannetje Podarcis erhardii met witte keel. Gailhampshire (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

Bron:
Brock, K.M. & I.E. Madden, 2022. Morph‑specific differences in escape behavior in a color polymorphic lizard. Behavioral Ecology and Sociobiology 76: 104. Doi: 10.1007/s00265-022-03211-8

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑