Evolutie en Biodiversiteit

Maand: januari 2013

Zaadlozing in zee

Verrassende langeafstandsbevruchting bij een eendenmossel

De eendenmossel Pollicipes polymerus blijkt een nog onbekende bevruchtingsmethode te praktiseren. De diertjes laten hun sperma los in zee, ontdekten Marjan Barazandeh en collega’s; een ander kan het dan opvissen.

Biologen dachten dat ze allang alles wisten over de voortplanting van eendenmossels. Deze immobiele dieren bevruchten hun buren of zichzelf, was het idee. Maar dat is niet alles, blijkt uit onderzoek van Marjan Barazandeh en collega’s.

Eendenmossels zijn geen schelpdieren (dus geen mossels), maar schaaldieren, net als kreeften, krabben en garnalen. Ze zien er echter heel anders uit dan die verwanten: ze staan met een steel op de bodem vast. Hun lichaam zit ondersteboven in een pantser van kalkplaten en zolang ze onder water staan steken ze hun zes paar veervormige pootjes naar buiten om voedsel, zoals plankton, te pakken. Als ze droogvallen, sluiten ze hun platen. Ook een manier van leven.
De consequentie is wel dat ze niet op pad kunnen om een soortgenoot te zoeken voor een intiem moment. Toch hebben ze een seksleven, al is dat wat ongewoon.

Lange penis

Ze steken een lange penis uit en tasten daarmee om zich heen; voelen ze een ander, dan steken ze hun penis in diens pantser en leveren hun sperma af. Biologen spreken van pseudo-copulatie. Sommige soorten eendenmossels hebben een buitengewoon lange penis om dat klaar te spelen.
Lukt het niet, dan kunnen ze in theorie zichzelf bevruchten, want ze zijn hermafrodiet, dus zowel man als vrouw.
Zo was het vaststaande idee van eendenmosselseks: de dieren bevruchten een ander met een lange penis of ze bevruchten zichzelf.

Maar Barazandeh en collega’s realiseerden zich dat dit niet het hele verhaal kon zijn – in elk geval niet voor Pollicipes polymerus. Deze eendenmossel, met een culinair gewaardeerde vlezige steel die tien centimeter lang kan zijn, leeft aan de westkust van Canada en Noord Amerika op rotsen die aan hevige golfslag blootstaan.
Zijn penis is, naar eendenmosselmaatstaven, maar een klein dingetje, ‘slechts’ de helft van zijn lichaamslengte. Daar kunnen de dieren wel wat mee, want ze zitten meestal in groepen dicht op elkaar.

Opborrelend sperma

Maar sommige individuen staan ergens in hun eentje, buiten penisbereik van een ander. Ook die eenzame eendenmossels blijken vaak bevruchte eitjes te dragen. De geijkte verklaring – dat ze zichzelf zaad hebben geleverd – lijkt niet op te gaan, want in het lab hebben dieren van deze soort nog nooit aan zelfbevruchting gedaan.

De onderzoekers zagen nog iets raars: bij sommige eendenmossels borrelt sperma naar buiten.

Zij verbonden het een met het ander en opperden dat de dieren misschien zaad in het water lozen om niet alleen hun buren, maar ook soortgenoten verderop te kunnen bedienen.

Vreemde ouder

Dat zou wel bijzonder zijn, want geen enkel ander schaaldier laat zijn sperma zomaar in zee lopen. Anderzijds: andere dieren die vast zitten, zoals sponzen en koralen, doen dat wel.

Ze hadden het bij het rechte eind. Barazandeh analyseerde DNA en daaruit bleek dat embryo’s van alleenstaande eendenmossels niet alleen erfelijk materiaal van hun ‘moeder’ hadden, maar ook van een andere ‘ouder’. Er is dus vreemd sperma in het spel. Kennelijk kunnen deze eendenmossels soortgenoten op afstand bevruchten, ook al hebben ze geen extreem lange penis. Ze vertrouwen hun sperma aan de golven toe.
Aan deze mogelijkheid hadden biologen nog nooit gedacht.

De onderzoekers weten nog niet of deze bevruchting door lozing in zee een grote rol speelt in verhouding tot pseudo-copulatie. Ze schrijven dat andere soorten eendenmossels misschien ook stiekem deze bevruchtingsmethode toepassen en zijn zelf al op zoek naar zulke soorten.

Willy van Strien

Foto’s: Pollicipes. Richard Palmer.
Klein: hier borrelt sperma naar buiten

Filmpje van de eendenmossels in de branding van Marjan Barazandeh

Bron:
Barazandeh, M., C.S. Davis, C.J. Neufeld, D.W. Coltman & A.R. Palmer, 2013. Something Darwin didn’t know about barnacles: spermcast mating in a common stalked species. Proc. R. Soc. B 280, 16 januari online. Doi: 10.1098/rspb.2012.2919

Flirtende oudjes

Hoe groter een wenkkrab-mannetje, hoe meer hij zwaait

Bij de porselein wenkkrab Uca annulipes sloven oude mannetjes zich nog meer dan jonge mannetjes uit om een vrouwtje te verleiden. Logisch, want ze hebben er meer succes mee, schrijven Catherine Hayes en collega’s.

Als het eb is en de kust is veilig, kunnen wenkkrabbetjes te voorschijn komen uit hun eenpersoons holletjes. Dan moeten de mannetjes hun slag slaan. Letterlijk en figuurlijk, want om een vrouwtje te verleiden beginnen ze te zwaaien met een potsierlijk grote schaar. Die schaar is een sterk vergrote voorpoot; vrouwtjes hebben twee gewone voorpootjes.
De mannen moeten flink hun best doen, want de vrouwen vallen voor fanatieke wuivers. Catherine Hayes en collega’s waren nieuwsgierig of ook mannen op leeftijd zich nog inspannen om in de smaak te vallen.

Ze verdiepten zich in het gezwaai van de porselein wenkkrab, Uca annulipes, een diertje van gemiddeld één centimeter breed dat leeft op de modderige bodem van mangrovebossen.

Enthousiaster

Aan de kust van het Tanzaniaanse eiland Zanzibar zetten ze een vrouwtje in een doorzichtige plastic cilinder voor het hol van een mannetje en keken wat er gebeurde als dat mannetje naar buiten kwam. Ze maten tenslotte man en vrouw op, en ze herhaalden dat alles met verschillende krabbetjes. Omdat deze diertjes blijven groeien zolang ze leven, is de grootte een maat voor hun leeftijd.

Grote, dus oude mannen waren niet alleen nog actief, maar gingen zelfs enthousiaster te keer dan jonge mannen. Ze hadden een grotere neiging om naar het vrouwtje te gaan wenken. Ze hielden het bovendien langer vol en maakten meer zwaaibewegingen.

Meer succes

Wenkkrabben sloven zich dus meer uit naarmate ze ouder worden.

Dat is wel begrijpelijk. Het steeds weer optillen en neerlaten van de enorme schaar is een zware klus die veel energie vraagt. Dat gaat ten koste van de groei. Omdat vrouwen kleine mannetjes toch zonder meer links laten liggen, kunnen die hun energie beter niet verspillen aan gezwaai, maar gebruiken om te groeien zodat ze snel groot genoeg zijn om ook een kans te maken.

Bovendien: hoe groter het mannetje is, hoe meer de belangstelling van een vrouwtje hem kan opleveren. Een vrouwtje dat wil paren volgt namelijk het mannetje van haar keuze naar zijn hol; binnen paren ze en daar blijft zij terwijl de eitjes zich ontwikkelen tot larven. Een grotere man maakt een groter hol waar een groter vrouwtje in past. En hoe groter een vrouwtje, hoe meer jongen ze maakt waar hij dan de vader van is. Dus hoe ouder een man, hoe meer succes hij kan hebben. Dat is wel een flinke inspanning waard.

Willy van Strien

Foto: Ria Tan (Creative Commons)

Wenkende krabben zijn te zien op YouTube.

Bronnen:
Hayes, C.L., I. Booksmythe, M.D. Jennions & P.R.Y. Backwell, 2013. Does male reproductive effort increase with age? Courtship in fiddler crabs. Biology Letters 9: 20121078, 16 januari online. Doi: 10.1098/rsbl.2012.1078

Aardig dier, zo’n vampier

Bloeddorstige vleermuizen laten elkaar niet verhongeren

Vleermuisvrouwtjes laten elkaar niet met een lege maag zitten, laten Gerald Carter en collega’s zien. Een dier dat honger heeft kan rekenen op hulp van haar vriendinnengroep.

Natuurlijk, vampiervleermuizen zijn enge griezels die ’s nachts te voorschijn komen om het bloed te drinken van paarden, koeien en andere grote zoogdieren.
Maar ze hebben ook een andere kant: tegenover elkaar zijn ze buitengewoon vriendelijk. Een vampier met een lege maag kan rekenen op voedselhulp. Dat gaat wel volgens het principe ‘Voor wat hoort wat’, ontdekten Gerald Carter en Gerald Wilkinson. Vampiers helpen vooral maatjes die ooit iets voor hen gedaan hebben.

De gewone vampier, Desmodus rotundus uit Midden en Zuid Amerika, is letterlijk bloeddorstig. De dieren moeten bloed drinken om in leven te blijven, en liefst elk etmaal. Drie nachten niet drinken en het is afgelopen met ze. Dus gaan ze in het donker op zoek naar een slachtoffer, trekken een stuk vel kapot met hun scherpe tandjes en lebberen het bloed op dat eruit vloeit. Na een half uur zijn ze verzadigd en zo zwaar dat ze niet meteen vlot weg kunnen vliegen.

Lege maag

Maar als de ochtend aanbreekt zijn er altijd vampiers die geen bloedmaal hebben kunnen nuttigen. Ze hebben geen slachtoffer gevonden of zijn er niet in geslaagd die te grazen te nemen. Vooral jonge vampiers zijn nog wat onervaren, komen niet altijd aan hun trekken en keren regelmatig met een lege maag terug naar de holle boom of grot waarin ze hangend de dag doorbrengen. Soms een paar keer achtereen.

Het gevaar om te verhongeren zou dan ook groot zijn als de vleermuizen geheel op zichzelf waren aangewezen.

Voedselhulp

Maar dat zijn ze niet, althans de vrouwtjes niet. Zij slapen overdag in groepen en houden een oogje op elkaar. Heeft één van hen niet gegeten, dan braken een paar andere dieren wat bloed uit hun eigen maag op en laten de hongerige vampier dat van hun snuit af likken. Die krijgt zo toch nog een aardig maaltje bij elkaar waarmee zij de dag kan doorkomen.
Wilkinson had twintig jaar geleden al geopperd dat de vampiers hulp bieden op basis van wederkerigheid: helpt een dier een ander, dan zal het later zelf bij die ander terecht kunnen als dat nodig is. Hij had de vampiers zo goed en zo kwaad als het ging in duistere boomholten in Costa Rica geobserveerd en een kleinschalig experiment gedaan met enkele vampiers in gevangenschap.

Maar niet alle biologen waren overtuigd. Hielpen de vampiers niet vooral hun eigen jongen? En was de gift wel vrijwillig, of bedelden hongerige vampiers zo vasthoudend dat de andere wel moesten helpen om er vanaf te zijn?

Vriendinnen

Met Carter deed hij daarom opnieuw proeven, nu met een groep vampiers in een vliegkooi. De onderzoekers boden de dieren, mannetjes en vrouwtjes, elke nacht bloed aan, maar haalden af en toe een vampier weg, zodat die niets kon drinken. Vervolgens keken ze wat de beestjes deden. Ze zetten dit twee jaar lang voort.
Zoals zij hadden vermoed, helpen vampiers elkaar inderdaad op basis van wederkerigheid. Ze zullen een hongerige koloniegenoot, of dat nu familie is of niet, meestal uit eigen beweging voeden.
Vrouwtjes waren veel hulpvaardiger dan mannen. Ze schoten vooral te hulp als een hulpbehoevend dier hen ooit eens geholpen had. Er bleken langdurige ‘vriendschapsrelaties’ te zijn tussen vrouwtjes die elkaar over en weer bijstaan in nood. Ook in het wild kunnen vrouwtjes vriendinnen maken, want ze zitten soms jaren bij elkaar in dezelfde slaapgroep; mannetjes leven meer op zichzelf.

Een vrijgevigheid zoals vampiers die tentoonspreiden vind je maar bij weinig diersoorten.

Willy van Strien

Foto: Paddy Ryan 

Op YouTube is een fimpje met David Attenborough te zien over voedsel delende vampieren in het wild. Er is ook een filmpje met vampiers in gevangenschap.

Bron:
Carter, G.G. & G.S. Wilkinson, 2013. Food sharing in vampire bats: reciprocal help predicts donations more than relatedness or harassment. Proceedings of the Royal Society B, 2 januari online. Doi: 10.1098/rspb.2012.2573

Slang wordt giftig van padden

Tweedehands gif ter bescherming tegen roofvijanden

Het gif waarmee de slang Rhabdophis tigrinus zich tegen zijn roofvijanden verdedigt, maakt hij niet zelf, volgens Deborah Hutchinson en collega’s. Het gif waarmee hij zijn prooien uitschakelt is wel van eigen makelij.

De Aziatische slang Rhabdophis tigrinus heeft een unieke verdediging tegen de roofvogels, wasbeerhonden, grote slangen, vissen en reuzensalamanders die wel een slangetje lusten. Hij draagt speciale gifzakjes op zijn nek waar een gele, stinkende vloeistof uit te voorschijn komt zo gauw een roofvijand hem achter z’n kop bijt of grijpt. De aanvaller zal snel afdruipen, want de vloeistof brandt in zijn bek en doet pijn aan zijn ogen.
Dat verdedigingsgif is tweedehands, ontdekten Deborah Hutchinson en collega’s.

Biologen wisten al lang dat Rhabdophis tigrinus, een slang van hooguit 1 meter lang, twee rijen ‘nekklieren’ heeft die zichtbaar zijn als twee verdikte stroken achter de kop. En ze wisten ook daar giftige stoffen in zitten die hetzelfde zijn als de stoffen die giftige padden op hun huid afscheiden.

Gifzakjes

Hutchinson en collega’s hebben met een serie proeven laten zien dat dat geen toeval is: de slang eet padden en verdraagt hun gif niet alleen, maar slaat het op en gebruikt het voor zijn eigen verdediging.

De onderzoekers werkten met slangen van twee kleine Japanse eilanden: Ishima, waar veel giftige padden (Bufo japonicus) voorkomen, en Kinkasan, dat vrij van padden is. Op Ishima zijn alle individuen van Rhabdophis tigrinus uitgerust met een flinke portie verdedigingsgif. Worden ze bedreigd, dan buigen ze de kop om de ‘nekklieren’ goed te laten zien; voelen ze iets, dan proberen ze hun nek te zwaaien tegen hetgeen dat ze aanraakt.
Slangen op Kinkasan missen die verdediging. Ze hebben wel gifzakjes, maar die zijn leeg. Zij zullen eerder voor een roofvijand vluchten dan naar hem te dreigen. Maar: krijgen deze slangen in gevangenschap padden te eten, dan vullen hun zakjes zich snel met gif.

Tweedehands gif voor verdediging

Dat bewijst dat de slangen het verdedigingsgif niet zelf kunnen maken, maar uit hun prooien halen. De ‘nekklieren’ zijn dan ook geen echte klieren, maar alleen opslagruimten. Ze worden van bloed voorzien door een dicht netwerk van kleine bloedvaatjes die het gif aanvoeren.

Een slangenmoeder die zelf over gif beschikt, geeft haar jongen een voorraadje mee in het ei. De kleintjes komen uit met gevulde zakjes waarmee ze zeker zes maanden zijn beschermd; zo overbruggen ze de tijd tot ze jonge padjes kunnen gaan eten om hun gifzakjes bij te vullen. Jonge slangetjes die niets van hun moeder hebben meegekregen, bouwen een voorraad op zodra ze padden gaan eten.

Eigen gif om aan te vallen

Rhabdophis tigrinus is dus een giftige slang waar zijn roofvijanden mee moeten uitkijken – als hij tenminste padden op heeft. Maar het is ook een gifslang die gevaarlijk is voor zijn prooien. Achter in de bek heeft hij namelijk een paar gifklieren plus vergrote tanden om zijn prooien uit te schakelen. Dat gif remt de bloedstolling van de slachtoffers zodat ze na een beet dood bloeden.
Het aanvalsgif in de bek heeft een andere functie en een andere samenstelling dan het verdedigingsgif in de nek.

Het aanvalsgif maakt de slang, in tegenstelling tot het verdedigingsgif, wel zelf. “Voor zover we weten, bevatten de klieren in de bek geen paddengif”, zegt Hutchinson.

Hergebruik?

Als de slang zijn verdedigingsgif heeft moeten aanspreken, zijn de gifzakjes en de huid erover kapot. De vraag is of dat weer herstelt of dat de zakjes slechts eenmaal gebruikt kunnen worden.
Ik gok op het eerste; anders zouden de slangen, ook al beschikken ze over verdedigingsgif, toch wel wat voorzichtiger zijn tegenover hun vijanden.

Willy van Strien

Foto’s : Deborah Hutchinson (Coastal Carolina University; slang) en Yasunori Koide (Wikimedia Commons; pad)

Bronnen:
Hutchinson. D.A., A.H. Savitzky, G.M. Burghardt, C. Nguyen, J. Meinwald, F.C. Schroeder & A. Mori, 2012. Chemical defense of an Asian snake reflects local availability of toxic prey and hatchling diet. Journal of Zoology, 17 december online. Doi: 10.1111/jzo.12004
Mori, A.,  G,M. Burghardt, A.H. Savitzky, K.A. Roberts, D.A. Hutchinson & R.C. Goris, 2012. Nuchal glands: a novel defensive system in snakes. Chemoecology 22:187-198. Doi: 10.1007/s00049-011-0086-2
Hutchinson, D.A., A. Mori, A.H. Savitzky, G.M. Burghardt, X. Wu, J. Meinwald & F.C. Schroeder, 2007. Dietary sequestration of defensive steroids in nuchal glands of the Asian snake Rhabdophis tigrinus. PNAS 104: 2265-2270. Doi: 10.1073/pnas.0610785104

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑