Zwarter dan zwart

Veren van paradijsvogels houden vrijwel al het licht vast

Veel paradijsvogels hebben superzwarte veren

Veel paradijsvogels hebben schitterende kleuren. De helderheid ervan is deels een illusie die ontstaat door de donkere veren rondom de kleuren. Die zijn niet gewoon zwart, maar superzwart, laten Dakota McCoy en collega’s zien.

Paradijsvogels, die vooral voorkomen in Nieuw-Guinea, hebben hun naam niet voor niets. De vogelfamilie omvat veel soorten waarvan de mannetjes schitterende kleuren hebben, uitbundige versieringen dragen en spannende dansen uitvoeren. Met hun spectaculaire verschijning proberen ze vrouwtjes te verleiden.
Bij de balts spelen zwarte veren een belangrijke rol, schrijven Dakota McCoy en collega’s. De zwarte veren waarmee deze vogels pronken zijn namelijk niet gewoon zwart, maar superzwart: ze absorberen vrijwel al het licht – meer dan 99,5 procent – dat er op valt. Tegen die diepzwarte achtergrond komen blauwe en gele tinten feller over dan ze zijn; het lijkt alsof de kleuren licht geven. Zulk superzwart materiaal is uiterst zeldzaam in de natuur.

De onderzoekers laten zien dat het diepzwarte uiterlijk het gevolg is van de afwijkende oppervlaktestructuur die de kleinste onderdelen van de veren hebben. Een veer bestaat uit een schacht waarop vlaggen zijn ingeplant die weer zijn bezet met baardjes. Normaal gesproken zijn die baardjes glad, met alleen haakjes die in elkaar grijpen en de veer stevig maken. Ook de zwarte veren van bijvoorbeeld kraaien en raven hebben zulke gewone baardjes, net als de zwarte veren van paradijsvogels die geen rol spelen in hun show, zoals rugveren.
Maar de baardjes van superzwarte veren zijn anders. Ze hebben zeer rafelige, opgekrulde randen, waartussen zich diepe en grillige holten bevinden. Die structuur houdt vrijwel al het licht dat er op valt gevangen. Een normaal zwart oppervlak absorbeert 95 à 97 procent van het opvallende licht en kaatst de overige 3 à 5 procent terug. Maar in de microrimboe van rafels en holten van superzwarte veren stuit het licht keer op keer op obstakels die het verstrooien, en elke keer verdwijnt een deel van het licht in het materiaal, waar het wordt geabsorbeerd. Uiteindelijk kaatst nog geen halve procent van het licht terug, zodat de veren er superzwart uitzien voor wie voor zo’n mannetje staat – bijvoorbeeld een kieskeurig vrouwtje.

Willy van Strien

Foto: Baltsende man van Victoria’s geweervogel, Ptiloris victoriae. Francesco Veronesi (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.0)

Er zijn mooie filmbeelden van baltsende paradijsvogels te zien op YouTube: een filmpje van BBC Earth, nog een van BBC Earth, en een van Cornell University over de prachtgeweervogel.

Bron:
McCoy, D.E., T. Feo, T.A. Harvey & R.O. Prum, 2018. Structural absorption by barbule microstructures of super black bird of paradise feathers. Nature Communications 9:1. Doi: 10.1038/s41467-017-02088-w

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedIn
Geplaatst in kleur, seksueel gedrag | Een reactie plaatsen

Brandveilig

Bromelia met vlammend hart beschermt spin tegen vuur

Bromelia met vlammend hart beschermt springspin Psecas chapoda tegen vlammen

Een brand op de Braziliaanse cerrado is dodelijk voor veel dieren. Maar de springspin Psecas chapoda, die een bromelia bewoont, kan overleven, schrijven Paula de Omena en collega’s.

Springspin Psecas chapoda leeft op Bromelia balansaeDe op de grond groeiende plant Bromelia balansae en de springspin Psecas chapoda hebben het goed met elkaar getroffen. De spin leeft bijna uitsluitend op deze stekelige plant, die hem beschermt tegen roofvijanden. Volwassen spinnen jagen er, baltsen er en paren er en vrouwtjes leggen er hun eitjes; jonge spinnetjes groeien er op. Er kunnen twintig spinnen op één plant leven. Omgekeerd kan de plant wel zonder Psecas chapoda, maar hij profiteert van inwonende spinnen, want uit hun uitwerpselen haalt hij voedingsstoffen; de roofzuchtige spinnen beschermen hem bovendien tegen plantenetende beestjes.
Nu ontdekten Paula de Omena en collega’s voor de spin nog een extra voordeel aan deze mooie samenwerking: in de plant kan hij een brand overleven doordat de bladeren de hitte van de vlammen tegenhouden. Grappig, want plant is in het Engels bekend als ‘Heart of Flame’ (vlammend hart); hij kleurt namelijk rood van binnen als hij gaat bloeien.

De bromelia en de spin leven in delen van Zuid-Amerika, onder meer in de Braziliaanse cerrado: een savanneachtig gebied met bomen en struikgewas. In de maandenlange droge periode woeden daar vaak natuurlijke branden. De onderzoekers veronderstelden dat de spinnen tijdens zo’n verwoestende gebeurtenis beschutting vinden in de planten, en om na te gaan of dat klopt telden ze planten en spinnen in een klein en geïsoleerd stuk cerrado voor en na een brand.
Daags na de brand bleek dat de spinnenpopulatie een flinke tik had gehad. Het aantal spinnen was afgenomen, net als het aantal door spinnen bewoonde bromelia’s. Maar in het hart van een aantal planten troffen de onderzoekers inderdaad spinnen aan die de brand hadden doorstaan. Dankzij hun overleving herstelde de spinnenpopulatie zich in vijf maanden tijd.

Zonder beschutting zouden veel minder spinnen een brand overleven en zou het veel langer duren voordat de populatie daarna weer op peil zou zijn. De populatie zou nog klein en kwetsbaar zijn als er een nieuwe brand uitbreekt – zodat Psecas chapoda tenslotte helemaal zou verdwijnen. Dankzij de planten gebeurt dat niet.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Bromelia balansae. João Medeiros (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)
Klein: vrouwtje springspin Psecas chapoda op Bromelia balansae. ©Gustavo Q. Romero

Bronnen:
De Omena, P.M., M.F. Kersch-Beckr, P.A.P. Antiquera, T.N. Bernabé, S. Benavides-Gordillo, F. C. Recalde, C. Vieira, G.H. Migliorini & G.Q. Romero, 2017. Bromeliads provide shelter against fire to mutualistic spiders in a fire-prone landscape. Ecological Entomology, 20 december online. Doi: 10.1111/een.12497
Romero, G.Q., P. Mazzafera, J. Vasconcellos-Neto & P.C.O. Trivelin, 2006. Bromeliad-living spiders improve host plant nutrition and growth. Ecology 87: 803-808. Doi: 10.1890/0012-9658(2006)87[803:BSIHPN]2.0.CO;2

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedIn
Geplaatst in samenwerking | Reacties uitgeschakeld voor Brandveilig

Andere beeldvorming

Mantelschelpen zien dankzij honderden spiegeltjes

ogen van mantelschelpen zijn kleine spiegeltelescopen

Mantelschelpen maken dat ze wegkomen als ze gevaar zien. En dat zien doen ze met bijzondere ogen, waarin niet een lens, maar een holle spiegel een beeld vormt. Benjamin Palmer en collega’s brachten de ogen in beeld.

Grote mantel heeft tweehonderd helderblauwe ogenMet vele helderblauwe oogjes langs de rand van hun mantel houden mantelschelpen de omgeving in de gaten. Die ogen zijn zeer bijzonder. Ze vormen namelijk geen beeld van de buitenwereld met een lens, zoals vrijwel alle andere ogen (ook de onze) doen, maar met een holle spiegel; de ogen zijn piepkleine spiegeltelescoopjes. Een tweede eigenaardigheid is dat elk oogje niet één, maar twee netvliezen heeft.
Met verschillende microscopische beeldvormende technieken brachten Benjamin Palmer en collega’s gedetailleerd de ogen in beeld van de grote mantel, Pecten maximus, uit de Atlantische Oceaan, ook wel bekend en in de keuken gewaardeerd als sint-jakobsschelp. Die heeft zo’n tweehonderd ogen, van ongeveer één millimeter groot.

De achterwand van de ogen blijkt te zijn ‘betegeld’ met dunne, vierkante guanineplaatjes die strak aaneengesloten liggen. Er zijn twintig tot dertig lagen van die tegels, en het geheel weerkaatst vrijwel al het opvallende licht: het is een spiegel. Dat de kristallen dunne vierkante plaatjes zijn betekent dat de schelpdieren het kristallisatieproces uistekend onder controle hebben, want guaninekristallen nemen een andere vorm aan als ze in het lab ontstaan.
Guanine is overigens bekend als de nucleobase G, één van de vier letters van het erfelijk materiaal, het dna; het heeft hier een andere toepassing.
De spiegel is hol, zodat de weerkaatste lichtstralen voor de spiegel gefocust worden. De spiegel heeft geen regelmatige vorm, maar is in het midden afgeplat. Gevolg is dat lichtstralen die schuin invallen, dus die van de rand van het gezichtsveld komen, iets dichter bij de spiegel gefocust worden dan de lichtstralen die recht invallen, dus uit het centrum van het gezichtsveld komen. Toch komt alles goed in beeld, want elk oog heeft voor de spiegel twee netvliezen die het teruggekaatste en gefocuste licht opvangen: het dichtst bij de spiegel ligt een netvlies waarop de rand van het gezichtsveld wordt afgebeeld, en daarvoor een netvlies voor het centrum van het gezichtsveld (het invallende licht is door die netvliezen gegaan voordat het op de spiegel viel).
Aan de buitenkant van de netvliezen hebben de ogen ook nog een lens, maar die is zwak en draagt nauwelijks bij aan de beeldvorming.

Dankzij de vele oogjes kan een mantel zien of er een roofvijand nadert. In geval van nood maakt hij dat hij wegkomt: deze schelpdieren kunnen zich verplaatsen door hun kleppen snel open en dicht te doen. Echt zwemmen kun je het niet noemen, maar ze kunnen ontsnappen.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: de ogen van een mantelschelp. Matthew Krummins (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)
Klein: grote mantel. ©Ceri Jones (Haven Diving Services)

Zie hoe een mantelschelp zich door het water beweegt

Zie ook:
De bijzondere ogen van in zee levende keverslakken, met lenzen van steen

Bron:
Palmer, B.A., G.J. Taylor, V. Brumfeld, D. Gur, M. Shemesh, N. Elad, A. Osherov, D. Oron, S. Weiner & L. Addadi, 2017. The image-forming mirror in the eye of the scallop. Science 358: 1172-1175. Doi: 10.1126/science.aam9506

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedIn
Geplaatst in zien en horen | Reacties uitgeschakeld voor Andere beeldvorming

Ontwapend, maar niet machteloos

Cactuswants met handicap levert meer zaad

Cactuswants Narnia femorata die een poot amputeert, heeft grotere testes

Met hun vergrote achterpoten vechten cactuswants-mannetjes om een territorium te verdedigen of een vrouwtje te kunnen benaderen. Maar wat als een mannetje een van die wapens verliest, vroegen Paul Joseph en collega’s zich af.

De cactuswants Narnia femorata is niet voor één gat te vangen. Als een roofvijand een poot te pakken heeft, als er een klem zit of beschadigd is, dan stoot hij die af. Dankzij die zelf-amputatie overleeft hij het onheil, maar hij heeft voortaan wel een poot minder om op te staan en mee te lopen; een verloren poot groeit niet meer aan.
Voor een mannetje is het extra vervelend als hij een van beide achterpoten moet opofferen, want daarmee vecht hij met andere mannetjes het bezit van een territorium of de toegang tot een vrouwtje uit. Maar verliest hij een achterpoot voordat hij volgroeid is, dan kan hij dat compenseren, schrijven Paul Joseph en collega’s.

Narnia femorata op de vrucht van een schijfcactusDe wantsen leven op cactussen in het zuidwesten van de Verenigde Staten, Mexico en delen van Midden-Amerika, onder meer op de schijfcactus Opuntia mesacantha. Ze eten van de cactus, het liefst van de rijpe vruchten. Vrouwtjes leggen hun eitjes op de planten en zoeken ook daarvoor bij voorkeur rijpe vruchten op.
Mannetjes proberen een cactusterritorium te verdedigen. Komt er een indringer op hun terrein, dan keren beide mannen elkaar de rug toe om met de achterpoten te dreigen, te schoppen en te worstelen tot een van de twee het opgeeft. In aanwezigheid van een vrouwtje – dus als er veel op het spel staat – is het gevecht feller. Dan zal het mannetje met de grootste achterpoten winnen. De achterpoten van mannetjes zijn wapens: groter en dikker dan gewone poten en getand.

Een mannetje dat een van de achterpoten verliest, krijgt het dus moeilijk. Hij kan niet tegen een intacte rivaal op en dat maakt de kans dat hij met een vrouwtje zal paren aanzienlijk kleiner. Maar hij kan misschien iets tegenover zijn handicap stellen, veronderstelde Joseph, door extra te investeren in de aanleg van de testes (zaadballen). Dat zou alleen kunnen als de poot verloren gaat voordat het mannetje is volgroeid; wantsen hebben geen volledige gedaantewisseling met een popstadium, maar groeien geleidelijk.
Om na te gaan of mannetjes die in hun jeugd een achterpoot verliezen inderdaad grotere testes maken, deed Joseph experimenten waarbij hij jonge wantsen een poot liet afstoten door die met een pincet vast te houden en met een kwastje te kriebelen; dat lijkt op wat er in het echt kan gebeuren. En ja hoor: na zo’n behandeling werden de testes van een mannetje extra groot, terwijl verder alles normaal bleef.

En heeft een mannetje daar iets aan? De onderzoekers sloten gehandicapte en onbehandelde mannetjes afzonderlijk een etmaal op met een vrouwtje. Ze telden daarna hoeveel eitjes de vrouwtjes legden en hoeveel er daarvan uitkwamen, dat wil zeggen: bevrucht waren.
De meeste vrouwtjes legden ruim twintig eitjes en daarvoor maakte het niet uit of ze wel of niet gepaard hadden. Van de legsels van vrouwtjes die een onbehandelde partner toegewezen hadden gekregen kwamen vaker eitjes uit dan van een vrouwtje met een gehandicapt mannetje. Kennelijk slaagden mannetjes die een achterpoot misten er minder vaak in om te paren.
Maar áls het tot een paring kwam, dan bleken ontwapende mannetjes een groter deel van de gelegde eitjes te hebben bevrucht. Met hun extra forse testes wierpen ze meer zaad in de strijd en zo hadden ze per paring meer nakomelingen dan intacte mannetjes.

Mannetjes hebben dus een mogelijkheid om het verlies van een wapen goed te maken. Maar dat geldt alleen als ze dat op jonge leeftijd verliezen. Anders hebben ze pech gehad.

Willy van Strien

Foto’s
Groot: Cactuswants Narnia femorata; mannetje dat een achterpoot heeft afgestoten. © Christine Miller
Klein: Cactuswants, intact mannetje op een cactusvrucht. Cotinis (via Flickr, Creative Commons CC BY-NC-SA 2.0)

Bronnen:
Joseph, P.N., Z. Emberts, D.A. Sasson & C.W. Miller, 2017. Males that drop a sexually selected weapon grow larger testes. Evolution, 20 november online. Doi: 10.1111/evo.13387
Procter, D.S., A.J. Moore & C.W. Miller, 2012. The form of sexual selection arising from male-male competition depends on the presence of females in the social environment. Journal of Evolutionary Biology 25: 803–812. Doi: 10.1111/j.1420-9101.2012.02485.x

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedIn
Geplaatst in seksueel gedrag | Reacties uitgeschakeld voor Ontwapend, maar niet machteloos

Zijn eigen bubbel

Alkalivlieg houdt het droog in ‘zeer nat’ water

alkalivlieg overleeft in het zoute Mono Lake

Elk insect zou verdrinken in Mono Lake, een zoutmeer in Californië. Behalve dan de alkalivlieg: die heeft unieke aanpassingen aan dit extreme milieu, laten Floris van Breugel en Micael Dickinson zien.

Bij het Mono Lake in Californië, dat zo zout is dat er verder slechts bacteriën, algen en pekelkreeftjes kunnen leven, is de alkalivlieg Ephydra hians in zijn element. Het is een bijzonder beestje. De larven groeien op in het pekelzoute water, op een dieet van algen. De volwassen vliegen, die massaal langs de oevers voorkomen, duiken regelmatig onder om algen te eten of eitjes te leggen.
Dat is bijzonder. Alkalivliegen zijn de enige insecten die dit water in kunnen gaan en er levend weer uit komen, schrijven Floris van Breugel en Michael Dickinson.
Er zijn wel meer soorten insecten die een onderdompeling in water kunnen overleven, dankzij een waterafstotende laag van koolwaterstoffen (een waslaag) en haartjes die een luchtlaag vasthouden, maar in Mono Lake zouden ze onherroepelijk verdrinken. Dat komt doordat er een grote hoeveelheid natriumcarbonaat, oftewel soda, in het water zit. Dan kunnen de insecten de luchtlaag niet intact houden; zulk water is ‘natter’ dan zuiver water en dringt de luchtlaag binnen. Natriumcarbonaat is een van de zouten die het water sterk basisch of alkalisch (het tegenovergestelde van zuur) maakt.

Alleen de alkalivlieg duikt hier makkelijk onder en komt kurkdroog weer boven. De onderzoekers laten zien hoe dat komt: de duikvlieg heeft een extra dichte beharing en een extra sterk waterafstotende waslaag. Als de vlieg het water ingaat, vormt zich een stabiele luchtbel die hem in staat stelt om een kwartier onder water te blijven; de bubbel beschermt hem tegen het vijandige water en levert zuurstof.

Het Mono Lake is de afgelopen 60.000 jaar geleidelijk zouter en basischer geworden doordat het geen afvoer heeft. Aangezien er water verdampt en de zouten achterblijven, stijgt de zoutconcentratie. Er zijn zelfs zoutpilaren ontstaan, waarlangs de alkalivliegen het water inkruipen.
De voorouder van de alkalivlieg moest ooit te water gaan toen het meer nog niet zo zout was, vermoeden de auteurs, in een tijd dat er weinig anders dan algen te eten was. Toen het meer langzaam basischer werd, paste de vlieg zich aan. Hij kan nu veilig onder water grazen, want vissen leven er niet. De vliegen zijn voedsel voor veel vogels die bij het meer komen foerageren, zoals meeuwen.

Ondanks hun unieke aanpassingen verdrinken de duikvliegen soms toch. Dat gebeurt als er een laagje olie op het water drijft, afkomstig van rottend organisch materiaal of van zonnebrandcrème en andere cosmetische producten.

Willy van Strien

Foto: Alkalivlieg in zijn luchtbel onder water. Floris van Breugel/Caltech

Bron:
Van Breugel, F. & M.H. Dickinson, 2017. Superhydrophobic diving flies (Ephydra hians) and the hypersaline waters of Mono Lake. PNAS, 20 november online. Doi: 10.1073/pnas.1714874114

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedIn
Geplaatst in lopen, vliegen, zwemmen | Reacties uitgeschakeld voor Zijn eigen bubbel

Tweedehands maaltje

Zeenaaktslak steelt het voedsel van zijn voedsel

zeenaaktslak Cratena peregrina steelt de prooi van zijn prooi

Het dieet van de zeenaaktslak Cratena peregrina bestaat niet alleen uit de hydroïdpoliepen waarop hij leeft. Hij pikt ook het voedsel dat de poliepen verzameld hebben, ontdekten Trevor Willis en collega’s.

Cratena pelegrina is een sprookjesachtig mooi beestje. Op zijn witte rug staan tientallen rode stekels met een lichtgevende blauwe punt – net kaarsjes. De zeenaaktslak leeft in de Middellandse Zee en het oostelijk deel van de Atlantische Oceaan op vertakte kolonies van hydroïdpoliepen, zoals Eudendrium ramosum en Eudendrium racemosum. De kolonies bieden hem een woonplaats, de poliepen zijn eetbaar en ze hebben verdedigingswapens die de zeenaaktslak goed kan gebruiken. En ze vangen ook nog eens goed voedsel, laten Trevor Willis en collega’s zien.

Hydroïdpoliepen zijn neteldieren, net als kwallen, en hebben een krans van tentakels rond de bek waarmee ze hun prooien, planktondiertjes, grijpen. Ze hebben ook netelcellen die een ‘harpoentje’ met gif kunnen afschieten om prooien te verlammen of roofvijanden af te schrikken; zo’n harpoentje heet netelblaasje of nematocyst.
Maar Cratena peregrina laat zich niet afschrikken. Het was al lang bekend dat deze zeenaaktslak de poliepen kan eten zonder daar last van te hebben: hij is op de een of andere manier beschermd tegen nematocysten die worden afgevuurd terwijl hij poliepen eet. Hij krijgt ook veel nematocysten binnen die niet zijn afgeschoten. Die verteert hij niet, maar ze passeren ongeschonden het darmkanaal. Hij is er zuinig op. Sommige niet-afgeschoten en intacte nematocysten gaan met de uitwerpselen mee naar buiten, maar vele worden opgeslagen in speciale zakjes in de rugstekels.
Zo eigent de naaktslak zich de wapens van zijn prooi toe, en hij kan die inzetten om hongerige vissen af te schrikken. Vanwege de felle waarschuwingskleuren leren die gauw genoeg dat ze maar beter van dit mooie, maar gemeen stekende hapje kunnen afblijven.

Nu laat Willis zien dat Cratena peregrina niet alleen tweedehands wapens aan de hydroïdpoliepen ontleent, maar ook het voedsel afpakt dat zij hebben gevangen. In labproeven bleek dat de naaktslakken bij voorkeur poliepen eten die net prooien te pakken hebben, in dit geval larven van pekelkreeftjes. Zo krijgt de naaktslak in één moeite twee typen voedsel binnen: zijn prooi en de prooi van zijn prooi. Het tweedehands voedsel, dierlijk plankton, blijkt een belangrijk deel uit te maken van zijn dieet – en mooi dat hij die diertjes niet zelf hoeft te vangen.

Willy van Strien

Foto: Cratena peregrina op Eudendrium ramosum. Français (Wikimedia Commons, public domain)

Mooie beelden van de zeenaaktslak op YouTube

Bronnen:
Willis, T.J., K.T.L. Berglöf, R.A.R. McGill, L. Musco, S. Piraino, C.M. Rumsey, T.V. Fernández & F. Badalamenti, 2017. Kleptopredation: a mechanism to facilitate planktivory in a benthic mollusc. Biology Letters 13: 20170447. Doi: 10.1098/rsbl.2017.0447
Greenwood, P.G., 2009. Acquisition and use of nematocysts by cnidarian predators. Toxicon 54: 1065-1070. Doi:10.1016/j.toxicon.2009.02.029
Aguado, F. & A. Marin, 2007. Warning coloration associated with nematocyst-based defences in aeolidiodean nudibranchs. Journal of Molluscan Studies 73: 23-28. Doi:10.1093/mollus/eyl026
Martin, R., 2003. Management of nematocysts in the alimentary tract and in cnidosacs of the aeolid nudibranch gastropod Cratena peregrina. Marine Biology 143: 533-541. Doi: 10.1007/s00227-003-1078-8

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedIn
Geplaatst in predatie | Reacties uitgeschakeld voor Tweedehands maaltje

Camouflagepak

Overdekt met sponzen valt een krab niet zo op

De krab Camposcia retusa versiert zich uitbundig

De krab Camposcia retusa versiert zijn poten en pantser uitbundig met stukken spons. Hij doet dat waarschijnlijk om roofvijanden te misleiden, schrijven Rohan Brooker en collega’s. Hij versiert zich namelijk het meest als hij geen plekken heeft om zich te verschuilen.

Uitgedost met veel vastgehechte stukjes spons, aangevuld met wat algen en dood organisch materiaal, scharrelt de krab Camposcia retusa rond: een komisch gezicht. De krab leeft op tropische koraalriffen in de Indische Oceaan en het westelijk deel van de Stille Oceaan. Wat brengt dit beestje, met een schild van maximaal drie centimeter breed, ertoe om al dat spul met zich mee te zeulen?
Volgens Rohan Brooker en collega’s doet hij het om zich onzichtbaar te maken voor zijn roofvijanden. Bovendien zijn veel sponzen giftig, dus de krab maakt zich ook nog eens onaantrekkelijk voor vijanden die hem ondanks de camouflage toch in de smiezen hebben.

De onderzoekers wilden weten hoe de krabben zich precies versieren. Ze bekeken een aantal krabben die ze hadden gevangen en in een aquarium boden ze krabben rode polyester pompoms van verschillende formaten aan om te zien wat ze daarmee zouden doen.
Ze constateerden dat de dieren vooral hun pantser en de achterste twee pootparen bedekken (ze hebben vier paar poten). In het experiment plaatsten ze de grootste en zwaarste pompoms alleen op de achterste poten, die het stevigst zijn. De scharen – waarmee ze eten en communiceren – en het eerste pootpaar hielden ze nagenoeg vrij.
De delen die uitbundig versierd worden zijn daartoe uitgerust met speciale haren die lijken op de haakjes van de harde helft van klittenband. Daar hechten stukjes spons en ander materiaal makkelijk op vast.

In een nieuw experiment kregen de krabben in hun bak al dan geen schuilplaats in de vorm van een gebogen stuk pvc-buis. De krabben die zich niet konden verstoppen versierden zich uitvoeriger dan de krabben die wel een schuilplaats hadden. Vandaar de conclusie dat de versiering dient als verdediging tegen roofvijanden. Omdat de dieren allerlei materiaal van de zeebodem gebruiken, zullen ze minder in het oog springen. En omdat ze een voorkeur voor sponzen hebben, zal de versiering een afschrikwekkend effect hebben.
Het zou mooi zijn als de onderzoekers nu nog kunnen laten zien dat roofvijanden krabben in camouflagepak inderdaad minder makkelijk vinden, of dat de sponzen hen afschrikken.

Er zijn meer dieren die op de versiertoer gaan, vooral dieren die in het water leven. Camposcia retusa is een prachtig voorbeeld.

Willy van Strien

Foto: Patrick Randall (via Flickr, Creative Commons CC BY-NC-SA 2.0)

Drie voorbeelden van versierde krabben op YouTube: 1, 2, 3

Bron:
Brooker, R.M., E.C. Muñoz Ruiz, T.L. Sih & D.L. Dixson, 2017. Shelter availability mediates decorating in the majoid crab, Camposcia retusa. Behavioral Ecology, 17 oktober online. Doi: 10.1093/beheco/arx119

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedIn
Geplaatst in camouflage, verdediging | Reacties uitgeschakeld voor Camouflagepak

Energiebesparing

Venusvliegenvanger heeft zijn vallen zuinig afgesteld

venusvliegenvanger is zuinig met energie

Vleesetende planten moeten zuinig zijn op hun energie, anders kost het meer om insecten te vangen en te verteren dan dat het oplevert. De venusvliegenvanger heeft verschillende trucs om energieverspilling te beperken, ontdekten onder meer Andrej Pavlovič en collega’s.

Het irritante gebrom van een vlieg is ineens opgehouden. Ik kijk naar mijn venusvliegenvangertje en ja hoor… één van de vallen is dichtgeklapt. Sneu voor die vlieg, maar wat een bijzonder plantje! Want probeer maar eens een vlieg te vangen.
De venusvliegenvanger (of venusvliegenval, Dionaea muscipula) komt voor in Noord- en Zuid-Carolina (Verenigde Staten), waar hij groeit in zonnige, natte gebieden met voedselarme grond; hij kan zich daar handhaven door insecten te ‘eten’. De vangst van een vlieg levert het plantje veel voedingsstoffen op. Maar het proces vreet ook energie, en de balans tussen opbrengst en kosten moet positief zijn, anders groeit het plantje niet. Het heeft dan ook een aantal trucs ontwikkeld om zo weinig mogelijk energie te verspillen, schrijven Andrej Pavlovič en collega’s.

bladeren van venusvliegenvanger hebben een val aan het eindDe bladeren vormen een rozet, en elk blad heeft een tweelobbige val aan het uiteinde met een rij van tien à twintig tanden aan de rand van elke lob. Klieren langs de rand scheiden een suikerrijk goedje af om insecten te lokken. Op elke lob staan een paar voelharen die reageren als ze in contact komen met een insect, met als gevolg dat de val razendsnel dichtklapt. Verder zit de val vol met klieren; die scheiden enzymen af om een gevangen prooi te verteren en eiwitten om de vrijkomende voedingsstoffen op te nemen.
Het kost de plant veel energie om de vallen in bedrijf te houden en lokstoffen, verteringsenzymen en opname-eiwitten te maken. Hoe houdt hij dat verbruik binnen de perken?

1 Om te beginnen klapt een val pas dicht als de trilharen binnen twintig seconden tenminste twee keer zijn aangeraakt. Dan is de kans groot dat er een bewegend beestje is geland. Een val sluit zich dus niet zomaar als er een stofje komt aanwaaien en een voelhaar raakt.

2 Maar niet ieder beestje is een lekkere vette vlieg. Een dichtgeklapte val houdt dan ook nog even kieren tussen de tanden, zodat kleine beestjes die de moeite van het verteren niet waard zijn kunnen ontsnappen. Als de val leeg is, gaat hij na een paar uur weer open. Maar zit er een groot insect gevangen, dan zal die in paniek raken en worstelen om vrij te komen. Zijn bewegingen zijn voor de val het signaal om zich hermetisch te sluiten; de tanden klemmen vast in elkaar, de lobben worden stevig aangedrukt. Als de voelharen tenminste vijf keer zijn beroerd, komt de afscheiding van verteringsenzymen en opname-eiwitten op gang, en hoe meer bewegingen de prooi maakt, hoe hoger de productie is.

3 Toch kan een val ten onrechte dichtklappen, gesloten blijven en verteringsenzymen en opname-eiwitten gaan afscheiden, namelijk als hij beschadigd wordt. De oorzaak van die vergissing ligt in de evolutie van vleesetende planten; de gewoonte om insecten te vangen is waarschijnlijk ontstaan uit de reactie op insectenvraat.
Bij gewone planten wekt vraat een elektrisch signaal op dat op zijn beurt de productie van bepaalde plantenhormonen stimuleert, namelijk jasmonaten. Die zetten de planten ertoe aan om gifstoffen aan te maken die de insecten remmen, niet alleen op de aangevreten plek, maar uit voorzorg ook elders in de plant. Bij vleesetende planten, zoals de venusvliegenvanger, is dat iets veranderd. Bij deze planten wekt contact met een insect een elektrisch signaal op dat de productie van jasmonaten in gang zet; die hormonen zetten deze planten ertoe aan om verteringsstoffen en opname-eiwitten te produceren. Het elektrische signaal doet ook de val van de venusvliegenvanger dichtklappen.
Pavlovič deed een experiment waarbij hij herhaaldelijk met een naald in een val van venusvliegenvangers prikte om vraat na te bootsen, en hij laat zien dat die val daar net zo op reageert als op een insect dat de voelharen aanraakt: de val klapt dicht en er verschijnen jasmonaten. Als Pavlovič doorging met af en toe prikken, scheidde de val verteringsenzymen en opname-eiwitten af – allemaal voor niets. Maar de misplaatste reactie blijft beperkt tot de beschadigde val en treedt niet elders in de plant op, zoals bij de verdediging tegen vraat wel het geval is.

4 De afscheiding van verteringsenzymen en opname-eiwitten draait niet meteen op volle toeren. Pas als er bepaalde stoffen vrijkomen van een gevangen prooi wordt de productie tot de hoogste snelheid opgevoerd. Is er geen prooi, dan stopt het proces. Zo verspilt de plant weinig energie bij een vergissing.

Na ongeveer tien dagen is de vlieg verteerd en gaat de val weer open. Bij mijn plantje gebeurde dat overigens niet: de val met de vlieg erin is afgestorven. Misschien was die val te oud.

Willy van Strien

Foto’s
Groot: ©Andrej Pavlovič
Klein: Olivier License (via Flickr, Creative Commons CC BY-NC-ND 2.0)

Kijk hoe een vlieg gevangen wordt

Bronnen:
Pavlovič, A., J. Jakšová & O. Novák, 2017. Triggering a false alarm: wounding mimics prey capture in the carnivorous Venus flytrap (Dionaea muscipula). New Phytologist 216: 927-938. Doi: 10.1111/nph.14747
Böhm, J., S. Scherzer, E. Krol, I. Kreuzer, K. von Meyer, C. Lorey, T.D. Mueller, L. Shabala, I. Monte, R. Solano, K.A.S. Al-Rasheid, H. Rennenberg, S. Shabala, E. Neher & R. Hedrich, 2016. The Venus flytrap Dionaea muscipula counts prey-induced action potentials to induce sodium uptake. Current Biology 26: 286-295. Doi: 10.1016/j.cub.2015.11.057
Libiaková, M., K. Floková, O. Novák, L. Slováková & A. Pavlovič, 2014. Abundance of cysteine endopeptidase dionain in digestive fluid of Venus flytrap (Dionaea muscipula Ellis) is regulated by different stimuli from prey through jasmonates. PLoS ONE 9: e104424. Doi:10.1371/journal.pone.0104424
Pavlovič, A., V. Demko & J. Hudák, 2010. Trap closure and prey retention in Venus flytrap (Dionaea muscipula) temporarily reduces photosynthesis and stimulates respiration. Annals of Botany 105: 37-44. Doi:10.1093/aob/mcp269

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedIn
Geplaatst in energie, predatie | Reacties uitgeschakeld voor Energiebesparing

Extreme familieliefde

Niet alleen moeder, maar ook tante laat zich opeten

maagdelijke vrouwtjes van spin Stegodyphus dumicola offeren zich op voor de jongen van andere vrouwtjes

Vrouwtjes van de sociale spin Stegodyphus dumicola zijn zeer opofferingsgezind: niet alleen moeders, maar ook andere vrouwtjes laten zich door jonge spinnetjes opeten, schrijven Anja Junghanns en collega’s.

De zuid-Afrikaanse spin Stegodyphus dumicola leeft in grote groepen. Vrouwtjes bouwen en verdedigen een gezamenlijk nest van zijde en plantenmateriaal met vangwebben eraan en delen hun prooien. Maar op het gebied van de voortplanting zijn de taken verdeeld: slechts iets minder dan de helft van de vrouwtjes krijgt nakomelingen.
Bekend was al dat de moeders uitvoerig voor hun jongen zorgen; ze maken een cocon voor de eitjes, bewaken die een aantal weken en als de jonge spinnetjes zijn uitgekomen, braken ze voedsel voor hen op. Uiteindelijk laten ze zich zelfs opeten door hun kroost. Anja Junghanns en collega’s wilden weten of maagdelijke vrouwtjes de moeders daarbij helpen en hoe ver ze daarin gaan. Ze stelden in het lab groepen samen van vrouwtjes die hadden gepaard en maagdelijke vrouwtjes, merkten hen met verschillende kleurtjes en observeerden hun gedrag.

De maagdelijke vrouwtjes nemen inderdaad ook zorgtaken op zich, zagen ze. Net als de moeders bewaken ze de eitjes. Ze doen dat wat minder intensief, maar daar staat tegenover dat zij vaak degene zijn die een prooi aanvallen, en dat kan een gevaarlijk werkje zijn. Als de jonge spinnetjes zijn uitgekomen, helpen de niet-moeders ook mee met de verzorging van de kleintjes, en net zoals de moeders zelf gaan ze daarin tot het uiterste. Ook zij braken voedsel op – en ook zij laten zich uiteindelijk opeten.

Die bereidheid tot ‘zelfmoord’ verklaren de onderzoekers uit de sterke familiebanden binnen een groep. Een groep ontstaat vaak uit één vrouwtje dat gepaard heeft. De nakomelingen blijven vervolgens in het nest en paren onderling, zodat een sterke inteelt ontstaat. Soms splitst een familiegroep zich op. Een groep kan groeien tot meer dan duizend familieleden. Als maagdelijke vrouwtjes de jongen van andere vrouwtjes in het nest helpen verzorgen, zullen die beter groeien en een grotere overlevingskans hebben. Vanwege de sterke verwantschap levert dat de helpende vrouwtjes bijna evenveel voortplantingssucces op als wanneer ze zelf jongen gekregen zouden hebben.

Bovendien hebben ze geen andere optie. De mannetjes van een nieuwe generatie worden snel geslachtsrijp als ze uitkomen en leven maar kort. De jonge vrouwtjes zijn niet allemaal zo snel aan voortplanting toe. Mannetjes paren met de vrouwtjes die net als zij al vroeg volwassen zijn. De vele vrouwtjes die minder snel geslachtsrijp worden, zijn te laat: ze treffen geen mannetjes meer aan. De maagden hebben dus niets te verliezen.

Willy van Strien

Foto: Vrouwtje met eicocon. ©Anja Junghanns

Dit stukje is op 7 oktober geplaatst in Bionieuws

Bron:
Junghanns, A., C. Holm, M. F. Schou, A.B. Sørensen, G. Uhl & T. Bilde, 2017. Extreme allomaternal care and unequal task participation by unmated females in a cooperatively breeding spider. Animal Behaviour 132: 101-107. Doi: 10.1016/j.anbehav.2017.08.006

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedIn
Geplaatst in ouderzorg | Reacties uitgeschakeld voor Extreme familieliefde

Steenkleurig blad

Camouflage beschermt bergplant tegen vraat

Helmbloem Corydalis hemidicentra heeft de kleur van de stenige ondergrond

Het is geen toeval dat hoog in de bergen van China helmbloemen groeien met bladeren in de kleur van steen. Planten zonder steenkleur worden door vlinders gevonden en door rupsen weggevreten, laten Yang Niu en collega’s zien.

Apollovlinder legt eitjes bij Corydalis-plantDe bladeren van de helmbloemsoort Corydalis hemidicentra zijn niet lekker fris groen, maar hebben de kleur van stenen: donkergrijs, roodbruin of grijsgroen.
Dat is ongewoon, maar niet voor niets. De plant groeit op kale, stenige ondergrond in de zeer hoge bergen in Zuidwest-China. Een normale groene bladkleur zou daar erg opvallen en plantenetende insecten aantrekken; een schutkleur beschermt de planten daartegen.
De voornaamste vijanden van de bergplanten zijn apollo-vlinders, zoals Parnassius cephalus. De vlindervrouwtjes zoeken helmbloemplanten op en leggen hun eitjes op de rotsen naast zo’n plant. Als de rupsen uitkomen, staat hun maaltje klaar. Ze vreten de plant vrijwel helemaal op.

Corydalis hemidicentra: drie kleuren steen, drie bladkleurenDe bladeren van Corydalis hemidicentra passen qua kleur vrijwel altijd goed bij de achtergrond. Waar het gesteente grijs is, zijn de bladeren grijs, tussen roodbruine stenen groeien roodbruine planten en op een grijsgroene ondergrond staan grijsgroene planten. Yang Niu en collega’s laten zien dat de bladkleur niet alleen voor ons, maar ook voor vlinderogen gelijk is aan de achtergrondkleur. De steenkleuren ontstaan doordat de bladeren niet alleen groen pigment (chlorofyl) bevatten, zoals normaal, maar ook rood pigment (anthocyaan) en met lucht gevulde ruimtes die wit kleuren. De bladkleur is erfelijk bepaald.

Niu had eerder onderzoek gedaan aan een andere helmbloemsoort uit de bergen, Corydalis benecincta, waarvan een vorm met groen en een vorm met grijs blad bestaat. Hij had gevonden dat apollo-vlinders de groene planten inderdaad veel makkelijker vinden, met als gevolg dat veel groene planten door vraat verloren gaan, terwijl grijze planten vaak ontkomen. Voor planten die aan de vlinders ontsnappen maakt het niet uit of ze grijsgroen zijn of groen: beide vormen doen het even goed. Ook voor Corydalis hemidicentra zal gelden dat niet-gecamoufleerde planten opgegeten worden, terwijl planten met schutkleuren blijven staan. Dat verklaart dat de bladkleur van de planten altijd goed past bij de achtergrond.

Terwijl de planten zich door camouflage verborgen houden voor vlinders, moeten ze voor bestuivers juist wel goed te vinden zijn. Dankzij de opvallend gekleurde bloemen – blauw bij Corydalis hemidicentra, lichtpaars bij Corydalis benecincta – zijn ze dat ook. Maar die bloemen verschijnen pas als de planten niet meer in gevaar zijn, dat wil zeggen als de periode waarin vlinders hun eitjes leggen voorbij is.

Er zijn veel dieren een schutkleur hebben om niet op te vallen, maar er zijn dus ook planten met bladeren in de achtergrondkleur, vooral in kale berggebieden. In een begroeid gebied kan een voor planteneters aantrekkelijke plant juist beter groen zijn; hij valt dan niet op tussen de andere planten.

Willy van Strien

Foto’s: ©Yang Niu

Bronnen:
Niu, Y., Z. Chen, M. Stevens & H. Sun, 2017. Divergence in cryptic leaf colour provides local camouflage in an alpine plant. Proceedings of the Royal Society B 284: 20171654. Doi: 10.1098/rspb.2017.1654
Niu, Y., G. Chen, D-L. Peng, B. Song, Y. Yang, Z-M. Li & H. Sun, 2014. Grey leaves in an alpine plant: a cryptic colouration to avoid attack? New Phytologist 203: 953-963. Doi: 10.1111/nph.12834

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on LinkedIn
Geplaatst in camouflage, verdediging | Reacties uitgeschakeld voor Steenkleurig blad