De nieuw ontdekte schimmel Gibellula attenboroughii infecteert grottenspinnen en dwingt ze om zijn sporen te helpen verspreiden, rapporteren Harry Evans en collega’s.
Dieren die een parasiet in zich dragen, gedragen zich soms als zombies. Dan manipuleert de parasiet hun gedrag zo dat ze meewerken aan hun eigen ondergang, ten gunste van de parasiet. Het is sterk dat parasieten daartoe in staat zijn, want het betekent dat ze het zenuwstelsel van hun gastheer kunnen bespelen. Er zijn meerdere voorbeelden van, kijk maar eens in de categorie manipulatie; het zijn lugubere verhalen.
Sommige parasitaire schimmels doen het ook. Onlangs is een nieuwe parasitaire schimmel ontdekt die in spinnen leeft. Hij is Gibellula attenboroughii genoemd, naar de bekende maker van natuurdocumentaires David Attenborough. Harry Evans en collega’s beschrijven hem.
De onderzoekers vonden de schimmel Gibellula attenboroughii in een verlaten kruitmagazijn in Ierland, groeiend op de holenwielwebspin Metellina merianae. Deze Europese spin leeft in grotten, holen en kelders, waar ze zich normaal gesproken dicht bij haar web verborgen houdt. Maar een geïnfecteerde spin, zo blijkt, verlaat haar veilige plek en gaat op het plafond of de wand bij de ingang zitten, waar lucht circuleert. Ze raakt overdekt met schimmeldons en speciale sporendragende schimmeldraden, en sterft. Luchtstromen nemen de schimmelsporen mee en verspreiden ze.
Sporenverspreider
De schimmel heeft de spin dus omgevormd tot een sporenverspreider. Dit type manipulatie kennen we al langer. Berucht zijn schimmelsoorten van het geslacht Ophiocordyceps die reuzenmieren (van het geslacht Camponotus) infecteren . Vaak wordt een zieke mier ertoe gedwongen het nest te verlaten, in de vegetatie vlak bij een mierenpad te klimmen en zich vast te bijten; de kaken gaan op slot, de mier sterft. Uit zijn lichaam groeit een soort paddenstoeltje dat schimmelsporen produceert. De dode mier hangt op een plek die gunstig is voor verspreiding naar nieuwe slachtoffers.
Er waren ook schimmels bekend die spinnen infecteren en er een sporenverspreider van maken. De nu ontdekte schimmel Gibellula attenboroughii valt specifiek grottenspinnen aan. Het is opmerkelijk dat een ziekteverwekker zich onder deze spinnen kan verspreiden, aangezien ze, in tegenstelling tot mieren, geïsoleerd leven. Behalve de holenwielwebspin infecteert de schimmel ook de gewone grottenspin, Meta menardi, een grotere soort.
Bronnen:
Evans, H.C., T. Fogg, A.G. Buddie, Y.T. Yeap & J.P.M. Araújo, 2025. The araneopathogenic genus Gibellula (Cordycipitaceae: Hypocreales) in the British Isles, including a new zombie species on orb-weaving cave spiders (Metainae: Tetragnathidae). Fungal Systematics and Evolution 15: 153–178. Doi: 10.3114/fuse.2025.15.07
Hughes, D.P., J.P.M. Araújo, R.G. Loreto, L. Quevillon, C. de Bekker & H.C. Evans, 2016. Chapter eleven. From so simple a beginning: the evolution of behavioral manipulation by fungi. Advances in Genetics 94: 437-469. Doi: 10.1016/bs.adgen.2016.01.004
De oogvlekken van een rups van Papilio troilus beschermen het diertje tegen hongerige vogels. Maar alleen als de rups zich heeft verstopt, laat Elizabeth Postema zien.
Een al wat oudere rups van de vlinder Papilio troilus heeft een aandoenlijke dikke kop met twee oogvlekken. Dat die oogvlekken dienen om roofvijanden af te schrikken, ligt voor de hand. Maar dat doen ze niet zonder meer, schrijft Elizabeth Postema.
Papilio troilus is een page die voorkomt in Noord-Amerika; de rupsen leven op bladeren van bomen en struiken als sassafras en Amerikaanse tulpenboom. Een veelvoorkomende vijand van de rupsen is de Amerikaanse matkop (Poecile atricapillus), een mezensoort.
Schrik aanjagen
Een rups van Papilio troilus die open en bloot op een blad zit, is zichtbaar; hij is weliswaar groen, maar heeft een iets andere tint dan het blad. De oogvlekken maken hem nog opvallender. En dus verbergt een rups zich overdag om aan de blik van hongerige mezen en andere vijanden te ontkomen. Hij gaat op de hoofdnerf van een blad liggen met zijn kop naar het uiteinde gekeerd en scheidt zijde uit. De zijde droogt op en krimpt, en trekt daarbij het blad samen zodat het zich oprolt om de rups.
Maar wat heeft een verborgen rups aan oogvlekken? Postema veronderstelde dat die oogvlekken van belang zijn als een vogel in zo’n bladrol tuurt of hem openpeutert. Hij ziet dan plotseling een snuitje met twee ogen – een nabootsing van een slangetje – en schrikt daarvan. Twee oogvlekken die plotseling opdoemen, is het idee, hebben een schrikeffect, maar twee oogvlekken die van verre en voortdurend zichtbaar zijn niet.
Rupsen van boetseerklei
Met namaakrupsen ging ze na of dit klopt. Ze knutselde honderden groene rupsen van boetseerklei met en zonder oogvlekken en bevestigde die aan boombladeren die ze vervolgens al dan niet om de rups rolde. Zo had ze vier proefsituaties: zichtbare rups zonder oogvlekken, zichtbare rups met oogvlekken, verstopte rups zonder oogvlekken en verstopte rups met oogvlekken. Na vijf dagen zocht ze haar namaakrupsen terug en keek of er bijtsporen van vogels op zaten.
Een bladrol biedt bescherming, ontdekte ze zoals verwacht. Rupsen die open en bloot op een blad zaten werden meer aangevallen dan rupsen die verstopt waren.
Oogvlekken hielpen de rupsen die zichtbaar waren niet: mezen trokken zich er niets van aan. Maar rupsen in een bladrol – die dus toch al veiliger waren – waren met oogvlekken nog beter af. Verborgen oogvlekken maakten de kans op een aanval extra klein. De veronderstelling van Postema blijkt dus te kloppen.
Papilio troilus-rupsen beschermen zich door oogvlekken te combineren met een schuilplaats, is de conclusie, zodat de ‘ogen’ er bij acuut gevaar plotseling uitknallen.
Jonge rupsen hebben geen oogvlekken, maar passen een andere verdedigingsstrategie toe: vijanden zien hen over het hoofd doordat ze bruin zijn en op een vogelpoepje lijken.
Willy van Strien
Foto:
Groot: rups van Papilio troilus. NCBioTeacher (Wikimedia Commons, Creative Commons, Public Domain)
Klein: vlinder van Papilio troilus. Robert Webster (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)
Bron:
Postema, E.G., 2024. Eyespot peek-a-boo: Leaf rolls enhance the antipredator effect of insect eyespots. Journal of Animal Ecology, 25 december online. Doi: 10.1111/1365-2656.14232
Blauwfazant-man laat zien dat hij nestmateriaal kan verzamelen
Een blauwfazant houdt bij het baltsen vaak een grashalm of strootje in de snavel. Hij kiest de langste spriet die hij krijgen kan, constateerden Masayo Soma en collega’s.
Een blauwfazantman en -vrouw werken voortdurend aan hun relatie. Ze zingen en dansen voor elkaar, waarbij dansen inhoudt dat ze simpelweg op en neer hoppen. Zang en dans spelen een rol bij de wederzijdse partnerkeus en dienen daarna om de onderlinge band te versterken; zo’n baltssessie loopt maar zelden uit op een copulatie. Stelletjes zijn hecht en man en vrouw brengen samen jongen groot.
De blauwfazant (Uraeginthus bengalus) is een zangvogel die leeft in Afrika ten zuiden van de Sahara. Hij behoort tot de prachtvinken, een groep van soorten waarvan de meeste – de naam zegt het al – schitterende kleurpatronen hebben. Veel soorten versterken de paarbinding, net als de blauwfazant, met zang en dans en kunnen daarbij een grasspriet vasthouden. Mannen dansen vaker met een sprietje dan vrouwen.
Vooral vogels van soorten waarbij mannen intensief meewerken aan de nestbouw wapperen met een grasspriet, zo had eerder onderzoek laten zien. Veel prachtvinksoorten maken een nest van gras, en dan hebben mannen als taak om dat nestmateriaal te verzamelen, terwijl vrouwen op het nest blijven en de aangedragen sprietjes inweven. Zo ook bij de blauwfazant.
Het idee is daarom dat een man bij het dansen een grasspriet in de snavel houdt om te laten zien dat hij goed in staat is om zijn taak te vervullen. Voor vrouwen heeft het hanteren van een grasspriet die betekenis niet.
De langste
Dat idee krijgt nu extra steun. Want als een man zijn vermogen om nestmateriaal te verzamelen wil tonen door met een grasspriet te baltsen, dan is een lange spriet overtuigender dan een korte. En inderdaad: ze nemen het liefst een lange spriet, lieten blauwfazanten in keuzeproeven zien. De vogels, die zelf zo’n 13 centimeter lang zijn, kregen daarbij stukken draad van 5, 10 en 20 centimeter aangeboden. Ze kozen meestal een stuk van 20 centimeter. Als ze al een kort stuk oppakten, gooiden ze het meteen weg.
De onderzoekers deden dezelfde proeven met de Binsenastrild (Bathilda ruficauda, synoniem Neochima ruficauda), een prachtvink uit het noorden van Australië en eveneens een grasnest-bouwer. Het resultaat was hetzelfde.
Het verhaal is nog niet rond. De onderzoekers weten niet of een vogel die met een lange grasspriet baltst een betere partner krijgt of de paarband beter kan handhaven. Bovendien: het is niet duidelijk of lange sprieten bij de nestbouw de voorkeur hebben. Zo niet, dan zou het hanteren van een lange spriet toch meer voor een mooiere show dienen dan om verzameltalent te bewijzen.
Willy van Strien
Foto: blauwfazant, man (Uraeginthus bengalus). Carlos Vermeersch Santana (Wikimedia Commons, Public Domain)
Zie ook: blauwkopastrild (Uraeginthus cyanocephalus), nauw verwant aan blauwfazant, doet een tapdans
Bronnen:
Soma, M., M. Nakatani & N. Ota, 2025. Choice of props for courtship dancing in estrildid finches. Scientific Reports 15: 219. Doi: 10.1038/s41598-024-81419-6
Soma, M., 2018. Sexual selection in Estrildid finches, with further review of the evolution of nesting material holding display in relation to cooperative parental nesting. The Japanese Journal of Animal Psychology, 68: 121-130. Doi: 10.2502/janip.68.2.2
Moeraspareltje schiet haar web naar passerende prooi
Een moeraspareltje wacht niet af tot er een mug in haar web vliegt. Hoort ze er eentje aankomen, dan schiet ze haar web op hem af, schrijven Sarah Han en collega’s. De mug zal haar niet ontkomen.
De meeste spinnenvrouwen die een web maken, leven van de insecten die daar uit zichzelf in gevlogen zijn. Maar het moeraspareltje (Theridiosoma gemmosum) pakt het anders aan: dit spinnetje schiet haar web naar een prooi die passeert, meestal een mug, om die te vangen.
Deed ze dat niet, dan zou zo’n mug aan het web ontsnappen. Een mug vliegt namelijk met de voorpoten naar voren gestrekt, en zodra die een spinnenweb raken, maakt de mug rechtsomkeert en heeft de spin het nakijken. Maar een moeraspareltje is die ontwijkings-strategie voor doordat ze in actie komt als ze een mug hoort naderen, laten Sarah Han en collega’s zien.
Het moeraspareltje behoort tot de parapluspinnen (Theriodiosomatidae), kleine spinnetjes die hun web als katapult gebruiken. Het moeraspareltje is maar een paar millimeter groot. Het web is dus ook klein, en het is een kunst om er een te vinden. Het spinnetje is wijd verspreid in waterrijke omgevingen als rivieroevers en moerassen op het noordelijk halfrond. Het komt in Nederland en België voor, maar is erg zeldzaam.
Op scherp
Een parapluspin maakt een rond, vlak web, spint een draad vanaf het middelpunt en hecht het uiteinde daarvan aan een takje. Dan gaat ze midden in het web zitten, pakt het middelpunt met de achterste vier poten vast en de bevestigingsdraad met de voorste vier poten. Ze laat haar voorste poten over de draad lopen, zodat ze het web een paar centimeter uitrekt; het web wordt kegelvormig en staat nu op scherp. Het is net een omgeklapte paraplu, vandaar de naam van deze spinnen. De spin, zittend op de top van de kegel, houdt het loshangende stuk bevestigingsdraad tussen voorpoten en achterpoten vast met de pedipalpen (de ‘bokshandschoentjes van spinnen).
En dan wacht ze af tot er een insect langs de basis van de kegel vliegt. Als dat gebeurt, laat ze de draad vieren; het web veert terug en de spin suist achterwaarts mee. Hoe meer het web was uitgerekt, hoe krachtiger het terugschiet. Met wat geluk treft het de ongelukkige passant en heeft de spin haar prooi te pakken; die kleeft aan de draden en kan niet ontsnappen. Anders neemt ze de draad meteen weer op om de katapult opnieuw aan te spannen.
Geluid
De onderzoekers vroegen zich af wat de spin ertoe brengt om het web te laten schieten. Ze deden proeven waarbij ze een mug aan een papieren stripje vastplakten, maar zó dat hij normale vliegbewegingen kon maken. Ze bewogen hem naar het web van een moeraspareltje toe. Opnamen met een hogesnelheidscamera laten zien dat het spinnetje haar web pijlsnel op een mug af schiet als die binnen bereik is, maar nog voordat hij het met zijn voorpoten raakt en het gevaar beseft.
Hoe neemt een parapluspin waar dat er een mug binnen bereik is? Niet met haar ogen: de spin ziet niet scherp en kijkt bovendien de andere kant op. Maar ze heeft speciale lange haren op haar achterste poten die de luchttrillingen die de vleugelslagen veroorzaken, dus het geluid ervan, waarnemen. De trillingen planten zich bovendien over de draden van het web voort, en dat registreert ze ook. Waarschijnlijk leidt ze uit een combinatie van die informatie af waar een mug zich bevindt.
Er is nog een ander bewijs dat parapluspinnen op geluid reageren: ze laten hun web ook schieten na een vingerknip of bij het geluid van een stemvork. Dat levert niets op, maar parapluspinnen handelen kennelijk volgens de regel: niet geschoten is altijd mis.
Bronnen: Han, S.I. & T.A. Blackledge, 2024. Directional web strikes are performed by ray spiders in response to airborne prey vibrations. Journal of Experimental Biology 227: jeb249237. Doi: 10.1242/jeb.249237 Alexander, S.L.M. & M.S. Bhamla, 2020. Ultrafast launch of slingshot spiders using conical silk webs. Current Biology 30: R928-R929. Doi: 10.1016/j.cub.2020.06.076
De schelpen van hartkokkels (Corculum cardissa) hebben aan de bovenzijde veel doorzichtige raampjes ten behoeve van inwonende algen. De microstructuur ervan is bijzonder, schrijven Dakota McCoy en collega’s.
Schelpen moeten hard en stevig zijn om het schelpdier binnenin te beschermen. Dat is een eenvoudige functie en meestal is aan een schelp dan ook niets bijzonders te zien, afgezien van de vele vormen en kleuren die er bestaan. Maar schelpen van hartkokkels (Corculum cardissa en andere soorten) hebben iets opmerkelijks: er zit een groot aantal doorzichtige raampjes in, netjes gerangschikt. Die zijn er niet voor niets: ze laten zonlicht door voor de eencellige algen die in het schelpdier leven. Dakota McCoy en collega’s verdiepten zich in vorm en functie van de ramen.
Maar eerst de vraag: waarom wonen er algen in de schelpdieren?
Algen zijn, net als planten, in staat om met behulp van zonlicht koolstofdioxide uit de lucht vast te leggen in suikers, die de basis zijn voor energie en bouwstoffen. Dat proces is de fotosynthese. Als voedingsstoffen hebben algen en planten alleen scheikundige elementen nodig als stikstof, fosfor en kalk, die ze inbouwen in complexe koolstofverbindingen zoals eiwitten en dna, het erfelijk materiaal. Dieren zijn afhankelijk van die fotosynthese; zij moeten zich voeden om aan energie en bouwstoffen te komen. Of….
ze kunnen algen in huis nemen, zodat ze direct suikers tot hun beschikking hebben en voedsel niet nodig is.
Minuscule raampjes
Sommige tweekleppige schelpdieren passen dit alternatief toe als het zo uitkomt. En er zijn twee groepen alleen maar met algen kunnen leven: de gigantische tweekleppigen (Tridacninae, onder andere de doopvontschelp) en veel hartkokkels (Fraginae). Zij huisvesten eencellige algen in fijne vertakkingen van hun darmstelsel. De algen leveren suikers in ruil voor een veilige woonplaats en waarschijnlijk ook voedingsstoffen, een vorm van samenwerking die symbiose heet.
Voorwaarde voor een geslaagde samenwerking is wel dat de algen toegang hebben tot zonlicht. Daar moeten de gastheren, die half ingegraven liggen, voor zorgen. Ze leven dan ook in ondiep water, waar zonlicht tot de bodem doordringt. Daarbij houden gigantische tweekleppigen vaak hun schelpen open, zodat het dier in zonlicht baadt. Hartkokkels hebben een andere oplossing. Hun schelpen blijven dicht, maar de algen krijgen licht via minuscule raampjes in de naar de zon gerichte kant van de schelpen.
De onderzoekers wilden meer weten over de structuur van de raampjes. Ze namen die van hartkokkel Corculum cardissa onder de loep.
Optische vezels
De schelpen van Corculum cardissa bestaan uit aragoniet, een kalkverbinding (calciumcarbonaat, CaCO3) die vlakke kristallen vormt die kriskras door elkaar liggen.
De raampjes hebben een andere microstructuur: het aragoniet heeft hier de vorm van vezels in plaats van vlakke kristallen. Elk raampje blijkt een bundel kabels te zijn die bestaan uit parallelle aragonietvezels; de bundel loopt loodrecht op het schelpoppervlak. De kabels geleiden licht, net als glasvezelkabels. Optische-vezelkabels zijn zeer zeldzaam in de natuur, en gebundeld zijn ze nooit eerder gevonden.
Experimenten laten zien dat de naar de zon gerichte schelpdelen – waar dus raampjes in zitten – kleuren uit het zonlicht doorlaten die van belang zijn voor fotosynthese; daar komt gemiddeld 31 procent van door. Van ultraviolet licht, dat schadelijk is voor schelpdierweefsel en algen, passeert maar 14 procent. De naar het zand gerichte schelpdelen laten nauwelijks licht door.
Sommige individuen hebben onder elk raampje een microlensje, ook van aragoniet, dat het invallende licht condenseert en in het weefsel focust, daar waar de algen zitten. Dat maakt het helemaal af.
Je zou het niet verzinnen: schelpen met ramen. Maar het bestaat.
Willy van Strien
Foto: De zongerichte zijde van hartkokkel Corculum cardissa. Ria Tan, Wildsingapore, via Flickr. Creative Commons: CC BY-NC-ND 2.0
Zie ook: Een andere manier om fotosynthese in huis te halen: Elysia-soorten (zeenaaktslakken) nemen bladgroenkorrels van algen op; vraag is wel of de dieren echt op zonne-energie leven Keverslakken hebben honderden oogjes op hun rugschild, compleet met een lens van aragoniet, oogkamer en netvlies
Bronnen: McCoy, D.E., D.H. Burns, E. Klopfer, L.K. Herndon, B. Ogunlade, J.A. Dionne & S. Johnsen, 2024. Heart cockle shells transmit sunlight to photosymbiotic algae using bundled fiber optic cables and condensing lenses. Nature Communications 15: 9445. Doi: 10.1038/s41467-024-53110-x Kirkendale, L. & G. Paulay, 2024. Photosymbiosis in Bivalvia. Treatise Online no. 89: Part N, Revised, Volume 1, Chapter 9. Doi: 10.17161/to.v0i0.6568
Nestheuvel van Globitermes sulphureus zorgt voor stabiel binnenklimaat
Perioden met grote droogte, perioden met zware regen: een nestheuvel van de Thaise termiet Globitermes sulphureus weerstaat het allemaal. Dat is te danken aan de drie-laagse structuur, laten Chun-I Chiu en collega’s zien.
Op de savannes van Thailand is het ’s winters kurkdroog terwijl er in het natte zomerseizoen extreem veel regen valt. Een uitdagend klimaat dus voor plant en dier. Maar de termiet Globitermes sulphureus doet het er prima, dankzij nestheuvels die de kolonies in de ondergrondse nesten eronder beschermen. De heuvels blijven overeind, de dieren drogen niet uit en verdrinken niet. In een nest heerst steeds een voor termieten aangename hoge luchtvochtigheid. Dat heeft te maken met een knap staaltje architectuur, concluderen Chun-I Chiu en collega’s uit allerlei metingen.
Termieten leven net als mieren in grote kolonies, maar zijn niet aan mieren verwant; ze zijn verwant aan kakkerlakken. Een termietenkolonie heeft een koning en koningin die nageslacht producen, en werkers en soldaten van zowel mannelijk als vrouwelijk geslacht. De koningin, die een enorme hoeveelheid eitjes legt, is veel groter dan de andere termieten.
Stabiliteit
De heuvel boven een nest van Globitermes sulphureus ziet er misschien wat plomp uit, maar het is een complex bouwwerk. Het bestaat uit drie lagen die elk op hun eigen manier bijdragen aan de stabiliteit van de heuvel en aan het gunstige binnenklimaat in het nest.
De dunne buitenste laag bestaat uit platen van hard materiaal. De dieren maken het van zand of bodemdeeltjes en het heeft dan ook dezelfde kleur als de grond waarop hij staat. Deze laag voorkomt dat er vocht uit het nest naar buiten ontsnapt, wat in droge perioden van groot belang is. Daaronder ligt een dikkere tussenlaag van grillig gevormde, aan elkaar vastzittende brokjes met holtes ertussen die eveneens van bodemdeeltjes zijn gemaakt. Deze laag is waterdicht en kan druk weerstaan, bijvoorbeeld als er regendruppels op slaan. Hij maakt de heuvel robuust.
De binnenkant van de heuvel, de derde laag, wijkt sterk af van de buitenste laag en de middenlaag. Hij is gevuld met ronde, gladde deeltjes waarin veel organisch materiaal in vezelvorm is verwerkt, zoals cellulose uit plantenresten. Deze laag is roder van kleur dan de andere twee, en hij is het meest poreus. Als een spons absorbeert hij waterdamp die de termieten uitademen, houdt dat vast en laat het slechts langzaam los. Deze laag vormt een waterreservoir om de luchtvochtigheid hoog te kunnen houden.
Reparatie
Moet de heuvel na beschadiging worden hersteld, dan werken de termieten van buiten naar binnen. Binnen een paar uur zijn ze de buitenste laag aan het repareren, na enkele weken zijn buitenste laag en middenlaag klaar. De reparatie van de binnenste laag laat langer op zich wachten. De onderzoekers denken dat dat komt doordat de dieren daarvoor materiaal moeten verzamelen dat minder makkelijk te vinden is.
Bron: Chiu, C-I., K. Attasopa, S. Wongkoon, Y. Chromkaew, H. Liao, K-C. Kuan, P. Suttiprapan, I. Guswenrivo, H-F. Li & Y. Sripontan, 2024. Three‐layered functionally specialized nest structures enhance strength and water retention in mounds of Globitermes sulphureus (Blattodea: Termitidae). Environmental Entomology, 9 oktober online. Doi: 10.1093/ee/nvae093
De eerste schimmeltuinen, aanpassingen en innovaties
Ted Schultz en collega’s koppelen het ontstaan van mierenlandbouw aan de inslag van een planetoïde en de domesticatie van het schimmelgewas aan een periode van sterke klimaatverandering.
Je kunt je voedsel zoeken, maar je kunt het ook verbouwen zodat je zeker weet dat het er is. Ongeveer 250 soorten mieren uit Zuid- Midden- en Noord-Amerika doen dat laatste en kweken in hun nest een schimmel voor voedsel. De evolutionaire geschiedenis van deze mier-schimmel-relatie was in grote lijnen bekend. Nu leggen Ted Schultz en collega’s de evolutionaire stamboom van de schimmel-kwekende mieren naast die van de gekweekte schimmelvariëteiten en verfijnen het beeld.
De schimmel-kwekende mieren hebben een gemeenschappelijke voorouder die met landbouw begon. Dat gebeurde 66 miljoen jaar geleden in natte tropische bossen van Zuid-Amerika. Kort daarvoor was bij Chicxulub in Mexico een planetoïde ingeslagen met enorme gevolgen. Stof in de atmosfeer blokkeerde maandenlang het zonlicht, planten gingen dood en veel soorten planten en dieren, waaronder de dinosauriërs, stierven uit. Een kaalslag.
Maar schimmels die leven van dood materiaal, zoals afgevallen blad, floreerden, en sommige mieren maakten daar gebruik van. Ze konden zelf geen organisch materiaal verteren, maar lieten een champignon-achtige schimmel die dat wel kon in hun nest groeien door hem van organisch afval te voorzien. De schimmel brak het materiaal af, de mieren aten afbraakproducten en schimmel. Alle huidige 250 soorten mieren met een schimmeltuin in hun nest stammen van deze landbouwpioniers af.
Al snel pikten mieren een tweede champignon-achtige schimmel op . Vrijwel alle nu gekweekte schimmelvariëteiten – en dat zijn er een paar honderd – stammen van deze twee vroege gewassen af.
Domesticatie
De boerende mieren konden van begin af aan niet zonder hun gewas; ze zouden verhongeren. Maar omgekeerd hadden de schimmels de mieren niet nodig. Ze leefden ook buiten mierennesten en schimmelgewassen wisselden erfelijk materiaal uit met hun wilde verwanten. Buiten vormden ze paddenstoelen, in mierennesten hielden mieren dat tegen en lieten ze alleen schimmeldraden groeien. Dit staat bekend als lagere mierenlandbouw. Tegenwoordig zijn er ruwweg honderd soorten mieren die lagere landbouw bedrijven, met vele half-wilde schimmelvariëteiten.
Maar daar is het niet bij gebleven. Op een gegeven moment waren er mieren die hun gewas domesticeerden. Dat wil zeggen dat de gekweekte schimmel afhankelijk werd van de kweker en niet meer in het wild kan leven. En hij produceert speciaal voor de mieren voedselrijke bolletjes, de zogenoemde gongylidia. Deze mieren en hun schimmels zijn onafscheidelijk, en een jonge koningin die een eigen kolonie wil stichten verlaat het ouderlijk nest niet zonder een stukje schimmeltuin tussen haar kaken. Dit wordt hogere mierenlandbouw genoemd.
Deze landbouwtransitie vond pas plaats toen de lagere landbouw al 36 miljoen jaar bestond, nu zo’n 27 miljoen jaar geleden. Waarom gebeurde het niet eerder, en waarom toen opeens wel?
Afkoeling van de aarde
De onderzoekers wijzen op de zogenoemde Eoceen-Oligoceen-massa-extinctie van 33,5 miljoen jaar geleden die aan de transitie voorafging. De aarde koelde in hoog tempo af en veel soorten stierven uit, al was het uitsterven niet zo massaal als 66 miljoen jaar geleden. In Zuid-Amerika maakte een deel van de natte tropische bossen plaats voor landschappen die een deel van het jaar droog waren, zoals savannen.
Sommige schimmel-kwekende mieren verhuisden naar de drogere gebieden. De schimmels in hun nesten behielden dezelfde groeiomstandigheden, maar ze verloren het contact met wilde soortgenoten. Die leefden namelijk alleen in natte bossen. Doordat de gekweekte schimmels geen erfelijk materiaal meer uitwisselden met hun wilde verwanten, konden mieren onbelemmerd selecteren op eigenschappen die gunstig waren voor henzelf, en niet per se voor de schimmel. En zo ontwikkelde zich een gedomesticeerd gewas.
Innovatie
Tenslotte kwam 18 miljoen jaar geleden een nieuwe vorm van hogere mierenlandbouw op: er waren schimmelkwekers die hun tuintjes gingen voorzien van stukjes blad vers van de plant, in plaats van afgevallen blad. Deze bladsnijdermieren vormen complexe kolonies van miljoenen individuen; ze houden hun tuin piekfijn in orde. Ze kweken allemaal dezelfde schimmelsoort, Leucoagaricus gongylophorus, een afstammeling van de allereerste schimmel waarmee mierenlandbouw ooit was begonnen.
Of er een speciale aanleiding voor deze mieren was om over te stappen op vers blad als substraat voor hun schimmel vermeldt Schultz niet. Er zijn nu ruim vijftig soorten bladsnijders.
Alternatieve landbouw
Van de lagere mierenlandbouw splitsten zich nog twee andere landbouwsystemen af. Ongeveer 30 miljoen jaar geleden stapte een groep mieren over op de kweek van schimmels in eencellige vorm – dat wil zeggen: gist – in plaats van in meercellige draadvorm (er zijn eencellige en meercellige schimmels). Dat is opmerkelijk, want de champignon-achtige schimmels waarvan de gekweekte gewassen afstammen groeien uitsluitend in meercellige vorm. Ook de als gist gekweekte schimmels komen in het wild nooit in gistvorm voor.
En 21 miljoen jaar geleden wisselde een andere groep schimmelkwekers de gebruikelijke champignon-achtige schimmels (uit de familie Agaricaceae) in voor koraalzwam-achtige soorten (uit de familie Pterulaceae), die geen bladafval afbreken, maar hout.
Zou er ook voor deze twee verschuivingen een aanleiding zijn? Het zou mooi zijn als die wordt gevonden.
Bronnen: Schultz, T.R., J. Sosa-Calvo, M.P. Kweskin, M.W. Lloyd, B. Dentinger, P.W. Kooij, E.C. Vellinga, S.A. Rehner, A. Rodrigues, Q.V. Montoya, H. Fernández-Marín, A. Ješovnik, T. Niskanen, K. Liimatainen, C.A. Leal-Dutra, S.E. Solomon, N.M. Gerardo, C. R. Currie, M. Bacci, Jr., H.L. Vasconcelos, C. Rabeling, B.C. Faircloth & V.P. Doyle, 2024. The coevolution of fungus-ant agriculture. Science 386: 105-110. Doi: 10.1126/science.adn7179 Branstetter, M.G., A. Ješovnik, J. Sosa-Calvo, M.W. Lloyd, B.C. Faircloth, S.G. Brady & T.R. Schultz, 2017. Dry habitats were crucibles of domestication in the evolution of agriculture in ants. Proceedings of the Royal Society B 284: 20170095. Doi: 10.1098/rspb.2017.0095 Schultz, T.R. & S.G. Brady, 2008. Major evolutionary transitions in ant agriculture. PNAS 105: 5435-5440. Doi: 10.1073_pnas.0711024105 Villesen, P., U.G. Mueller, T.R. Schultz, R.M.M. Adams & A.C. Bouck, 2004. Evolution of ant-cultivar specialization and cultivar switching in Apterostigma fungus-growing ants. Evolution 58: 2252–2265. Doi: 10.1111/j.0014-3820.2004.tb01601.x
Bonte manakin met rijk territorium heeft meer succes
Een voedselrijk territorium is een waardevol bezit voor een mannelijke bonte manakin. Hoe makkelijker hij zijn voedsel vindt, hoe meer tijd hij aan balts besteedt en hoe meer vrouwen op bezoek komen, laten Luke Anderson en collega’s zien.
Bij de bonte manakin, Manacus manacus, dragen mannen niets bij aan de zorg voor het nageslacht. Ze bezetten een territorium in de buurt van twee tot tientallen andere mannen en proberen zo veel mogelijk vrouwen te lokken en bereid te vinden tot een paring. Vrouwen doen de rest: nadat ze een man hebben gekozen en gepaard, bouwen ze in hun eentje een nest, bebroeden de eitjes en brengen de jongen groot.
Mannen met een territorium waar de vruchtjes die op hun menu staan volop te vinden zijn, krijgen meer vrouwen op bezoek dan mannen op een minder voedselrijke plek, ontdekten Luke Anderson en collega’s.
Energieke balts
De bonte manakin, een kleine zangvogel, leeft in bossen in tropisch Zuid-Amerika. Net als bij veel van de andere 55 manakin-soorten vertonen de zwart-witte mannen in de broedperiode spectaculair baltsgedrag om vrouwen te verleiden. De ene man heeft daar veel meer succes mee dan de andere.
Een man bezet een territorium waarin hij een baltsplaats – een stukje grond van 15 à 90 centimeter doorsnede, omringd door jonge boompjes – heeft schoongeveegd tot op de kale bodem. Schone grond is veilig, want een gevaarlijke slang valt er meteen op. Bovendien steekt de man er goed tegen af met zijn show. Hij zet zijn ‘baardveren’ op (in het Engels heet deze soort witbaardmanakin), laat zijn roep horen en springt bliksemsnel tussen stengels en de grond op en neer, terwijl zijn vleugels klakken en zoemen. Die energieke vertoning kan hij tot een halve minuut achtereen volhouden.
De olijfgroene vrouwen doen er het beste aan om een man van goede erfelijke kwaliteit te kiezen, want dan is de kans op succesvol nageslacht het grootst. Een belangrijk criterium waaraan vrouwen de kwaliteit van mannen kunnen beoordelen, is hun balts-prestatie. Hoe intensiever de balts is, hoe sterker en gezonder de uitvoerder zal zijn.
Ongelijk speelveld
Maar nu schrijft Anderson dat sommige bonte manakin-mannen in het voordeel zijn, namelijk mannen met een rijk territorium. De vogels eten voornamelijk rijpe vruchtjes, en territoria verschillen enorm in beschikbaarheid aan dat voedsel, blijkt uit zijn onderzoek in Ecuador. Mannen met een rijk territorium zijn nauwelijks tijd kwijt met voedsel zoeken en hebben een goede conditie, veronderstelde hij. En inderdaad, zo bleek uit waarnemingen met camera’s: hoe rijker een territorium was, hoe meer tijd de eigenaar aan zijn shows besteedde.
En hoe langer een man baltste, hoe hoger de frequentie van vrouwenbezoek was, dus hoe meer voortplantingssucces hij had.
Aandacht-trekkende mannen hebben dus een ongelijk speelveld; mannen met een rijk territorium hebben het makkelijker. Is de balts-prestatie dan wel een eerlijke maat voor hun kwaliteit?
Concurrentie
Het zou een slechte maat zijn als het toeval is of een bonte manakin-man een rijk territorium bezet en zijn kwaliteit daar niets mee te maken heeft.
Maar waarschijnlijk moeten de mannen strijden om de beste plek te bemachtigen, en zal de sterkste man de concurrentie winnen en het rijkste territorium veroveren, waar hij vervolgens veel tijd aan de balts kan besteden. De balts-prestatie is dan dus wel een goede maat voor vrouwen om mannen te beoordelen.
De vogels poepen de zaadjes van de vruchtjes die ze eten weer in hun territorium uit. Zo houden ze de plaatsen met vruchtdragende planten in stand. De mannen worden oud en kunnen tot elf jaar lang hetzelfde territorium bezetten.
Willy van Strien
Foto: Bonte manakin man. Félix Uribe (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY -SA 2.0)
Bronnen: Anderson, H.L., J. Cabo & J. Karubian, 2024. Fruit resources shape sexual selection processes in a lek mating system. Biology Letters 20: 20240284. Doi: 10.1098/rsbl.2024.0284 Cestari, C. & M.A. Pizo, 2014. Court cleaning behavior of the white-bearded manakin (Manacus manacus) and a test of the anti-predation hypothesis. The Wilson Journal of Ornithology, 126: 98-104. Doi: 10.1676/13-032.1
Ruim twee uur kost het een woestijnsprinkhaan-vrouw om een pakket eitjes te leggen in het hete zand van de Sahara. Meestal zit er dan een man op haar rug, en die fungeert als zonnescherm, schrijven Koutaro Ould Maeno en collega’s.
Zo’n honderd eitjes per keer moeten woestijnsprinkhaan-vrouwen kwijt. Ze boren hun achterlijf in het zand en zitten vervolgens gemiddeld ruim twee uur stil terwijl de eitjes naar buiten komen. Als ze dat karweitje overdag doen, moeten ze een verzengende hitte doorstaan. Hoe houdt het insect dat vol, vroegen Koutaro Ould Maeno en collega’s zich af.
Ze bestudeerden het gedrag van woestijnsprinkhanen, Schistocerca gregaria, in Mauritanië tijdens de zogenoemde gregaire fase, dat wil zeggen als de dieren in groepen leven. Mannen verzamelen zich overdag op baltsplaatsen om vrouwen te lokken en te paren.
Bezitterig gedrag
Na paring slaat een vrouw het sperma op; één paring levert voldoende sperma voor meerdere eilegsessies. Een man investeert veel in een paring, want hij besteedt er uren aan. Om erop toe te zien dat zij zijn sperma vervolgens inderdaad gebruikt, blijft hij haar meestal bewaken tot ze eitjes heeft gelegd. Rivalen houdt hij uit de buurt. Dat bezitterige gedrag belemmert haar vrijheid om nog een andere partner te kiezen, maar daar staat tegenover dat ze niet wordt lastiggevallen door andere mannen.
En het blijkt nog een voordeel te hebben.
De meeste vrouwen leggen na zonsondergang eitjes, maar sommige wachten tot de volgende ochtend. Ze ontlopen dan roofvijanden die tijdens de koele nacht actief zijn. Maar er komt een ander gevaar voor in de plaats: het wordt gevaarlijk heet. Woestijnsprinkhanen kunnen veel hitte aan, een temperatuur van 55°C is pas fataal. Maar zo warm kan het in de zon wel worden. Hier komt de mannelijke begeleider van pas. Als een vrouw eitjes legt, zit hij op haar rug en functioneert dan mooi als parasol, schrijven de onderzoekers.
Voor een parend stel geldt waarschijnlijk hetzelfde.
Koeler
Vrouwen die overdag eitjes leggen, koelen iets af doordat hun achterlijf een stuk in de bodem steekt; daar is het minder heet dan aan het oppervlak. Daarbij, zo stellen de onderzoekers nu vast, is een ei-leggende vrouw met een man op haar rug koeler dan een vrouw zonder bewaker. Ze is ook koeler dan het zand.
Ook de bewaker zelf wordt minder heet dan het zand, omdat hij wat hoger staat. Als mannen op een baltsplaats vrouwen lokken, gaan ze ook zo hoog mogelijk op de poten staan om niet oververhit te raken. Daarnaast draaien de dieren zich zó dat ze zo min mogelijk zonnestraling opvangen.
Woestijnsprinkhanen kunnen gregair leven; dan zoeken ze elkaar op, vermenigvuldigen zich snel en kunnen ze uitgroeien tot een plaag die vrijwel alles wat groen is opeet en die zich snel en ver kan verplaatsen. Maar in droge perioden zijn ze solitair en komen ze in lage aantallen voor; de dieren leven dan langer.
Willy van Strien
Foto’s: Groot: parende woestijnsprinkhanen. Adam Matan (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 3.0) Klein: ei-leggende vrouw woestijnsprinkhaan zonder bewakende man. Christiaan Kooyman (Wikimedia Commons, Creative Commons, public domain)
Bronnen: Maeno, K.O., S. Ould Ely, S.A. Ould Mohamed, M.E.H. Jaavar, A.S. Benahi & M.A. Ould Babah Ebbe, 2024. Mate-guarding male desert locusts act as parasol for ovipositing females in an extremely hot desert environment. Ecology e4416, 15 september online. Doi: 10.1002/ecy.4416 Maeno, K.O., S. Ould Ely, S.A. Ould Mohamed, M.E.H. Jaavar & M.A. Ould Babah Ebbe, 2023. Thermoregulatory behavior of lekking male desert locusts, Schistocerca gregaria, in the Sahara Desert. Journal of Thermal Biology 112: 103466. Doi: 10.1016/j.jtherbio.2023.103466
Werksters van Camponotus floridanus behandelen pootwond effectief
Poot gewond? Bij de mier Camponotus floridanus behandelen nestgenoten de patiënt om dodelijke infecties te voorkomen. Als het zin heeft, amputeren ze de poot, schrijven Erik Frank en collega’s.
Met een wond aan een poot zou een werkster van de mier Camponotus floridanus, de Florida reuzenmier, maar een kleine kans hebben om te overleven – ware het niet dat haar nestgenoten te hulp schieten. Om te voorkomen dat een infectie optreedt likken ze de wond schoon en vaak amputeren ze de poot. Met die zorg krikken ze de overlevingskans behoorlijk op, laten Erik Frank en collega’s zien. Hulp is nogal eens nodig, want kolonies van deze mier bevechten elkaar intensief.
De onderzoekers testten de medische vaardigheden van de mieren door bij een aantal werksters een sneetje in de poot te maken. Ze spoten daarna een zoutoplossing met een dodelijke bacterie, Pseudomonas aeruginosa, in de wond. Geïnfecteerde mieren zetten ze ofwel in isolatie ofwel in een nest waar tweehonderd werksters beschikbaar waren.
Afgebeten
De meeste mieren die na infectie in hun eentje zaten, bezweken aan de wond. Maar mieren die in een nest geplaatst werden, overleefden meestal wel, dankzij de zorg van nestgenoten. Hoe die het aanpakten, bleek afhankelijk van waar de wond zat.
Zat de geïnfecteerde wond in het bovenbeen, dan greep meestal een van de nestgenoten drastisch in en beet de poot aan de bovenkant af. Als de wond in het onderbeen was aangebracht, gebeurde dat niet; dan likten werksters de wond uitgebreid schoon. De helpsters kozen in beide gevallen de behandeling die het meest effectief was. Dat lieten proeven zien waarbij de onderzoekers een poot met infectie amputeerden.
Bacterie-last
Amputeerden zij de poot van een mier met een wond in het bovenbeen, dan was haar overlevingskans hoog, net als bij een amputatie door nestgenoten. Maar haalden ze de poot eraf bij een wond in het onderbeen, dan hielp dat niets: de meeste patiënten gingen dood. De behandeling die de mieren in dat geval toepassen, uitgebreid schoonmaken, is veel effectiever.
Waarom helpt amputatie alleen bij een infectie in het bovenbeen?
Of een mier een infectie overleeft hangt af van de snelheid waarmee de bacteriën zich door het lichaam verspreiden: hoe hoger de bacterie-last, hoe hoger de sterfte. De bacteriën verspreiden zich via de hemolymfe, de insectenvariant van bloed, die in kanalen door de poten stroomt.
In het bovenbeen zijn die kanalen smaller dan in het onderbeen, zodat bacteriën minder makkelijk in de hemolymfe terechtkomen. Daarbij heeft het bovenbeen veel meer spiermassa dan het onderbeen, en het bloed wordt door spierbewegingen rondgepompt. Als het bovenbeen is aangetast, wordt dat pompen veel sterker geremd dan wanneer het onderbeen is aangetast, waardoor bacteriën minder snel verspreid raken.
Voldoende tijd
Het gevolg: als het bovenbeen is aangedaan, hebben mieren tijd genoeg om een amputatie, die minstens veertig minuten duurt, uit te voeren voordat de bacteriën zich hebben kunnen verspreiden. Maar met een infectie in het onderbeen is tijdige amputatie onhaalbaar. Dan is schoonmaken de beste manier om een slachtoffer te helpen.
De mieren amputeerden de poot overigens ook als de onderzoekers het bovenbeen verwondden maar een steriele zoutoplossing inspoten in plaats van een oplossing met bacteriën. Dat is zinvol, want onder natuurlijke omstandigheden, in het mierennest, raakt zo’n wond hoogstwaarschijnlijk besmet. De werksters nemen het zekere voor het onzekere.
Camponotus floridanus is de enige diersoort waarvan amputatie als behandeling van een gewonde soortgenoot bekend is.
De onderzoekers ontdekten eerder dat ook werksters van de matabele-mier uit Afrika, Megaponera analis, geïnfecteerde wonden van nestgenoten behandelen. Maar die doen dat door antibiotica toe te brengen uit klieren op hun rug, die een mix van antimicrobiële stoffen produceren. Camponotus floridanus bezit zo’n ingebouwde apotheek niet. Schoonmaken en amputeren zijn voor deze mier goede alternatieven.
Bron: Frank, E.T., D. Buffat, J. Liberti, L. Aibekova, E.P. Economo & L. Keller, 2024. Wound-dependent leg amputations to combat infections in an ant society. Current Biology, 2 juli online. Doi: 10.1016/j.cub.2024.06.021
