Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Maand: juli 2013

Vrijpartij of grijppartij

29 juli 2013 /

Klauwtjes geven guppyman grip op onwillige vrouwtjes

Guppymannen hebben twee manieren om te paren, een vriendelijke en een botte. De botte manier zetten ze in tegen onwillige vrouwtjes, en ze hebben er zelfs speciale wapens voor, ontdekten Lucia Kwan en collega’s.

Soms gedraagt een guppyman zich fatsoenlijk. Hij baltst voor een vrouwtje door zijn lichaam in een S-vorm te buigen en met zijn staart te trillen. Komt zij naar hem toe, dan draaien de twee om elkaar heen en brengt hij zijn sperma met haar medewerking in. Maar op andere momenten, als ze niet wil en hem probeert te mijden, kan hij onverhoeds schuin van achteren toeslaan. Hij heeft speciale attributen die zo’n ‘verkrachting’ succesvoller maken, laten Lucia Kwan en collega’s zien.

Guppymannetjes moeten hun sperma bij vrouwtjes inbrengen omdat die hun eitjes niet leggen, zoals de meeste andere vissen. De eitjes worden inwendig bevrucht en ontwikkelen zich vervolgens in het lichaam van de moeder. Na ongeveer een maand worden de jongen geboren. Mannetjesvissen hebben geen penis, maar een guppyman heeft wel iets dat erop lijkt. De anaalvin, vlak achter de buikvinnen, is omgebouwd tot een soort buis waarmee hij zijn sperma inbrengt.

Vastgrijpen

Dat penisachtige orgaan, het gonopodium, draagt stekels en een paar klauwtjes. Kwan wilde weten waar die klauwtjes toe dienen. Ze zocht dat uit door ze bij een aantal mannetjes weg te halen – een priegelwerk. De visjes ondergingen de ingreep onder verdoving en hadden er achteraf geen last van; ze gedroegen zich na de amputatie in elk geval hetzelfde als ervoor.
Kwan zette elk mannetje in een bak met een vrouwtje en noteerde harmonieuze vrijpartijen en botte grijppartijen. Ze deed dezelfde proeven met mannetjes met intacte klauwtjes. Na afloop spoelde ze de zaadcellen uit de vrouwtjes en bepaalde de hoeveelheid.

Als mannetjes te maken hebben met een willig vrouwtje, zo bleek, dan doen die klauwtjes er niet toe. Mannetjes zonder klauwtjes dragen aan hen net zoveel sperma over als mannetjes met.
Maar tegenover vrouwtjes die niet meewerken komen de klauwtjes goed van pas. Intacte mannetjes weten bij onvrijwillige partners in de gauwigheid drie keer zoveel sperma in te brengen als mannetjes die hun klauwtjes missen. De klauwtjes dienen dus om vrouwtjes bij een aanval vast te grijpen zodat er meer sperma naar binnen kan, concluderen de onderzoekers.

Minder succesvol

Vrouwtjes willen alleen paren als ze maagd zijn of de eerste paar dagen na de geboorte van jongen. Met andere woorden: ze willen meestal niet. Een verkrachting is dan voor mannetjes het proberen waard en de klauwtjes blijken nu dus hun succes daarbij te vergroten. Een opgedrongen paring is overigens altijd veel minder succesvol dan een nette, maar in het streven naar een zo groot mogelijk aantal nakomelingen helpen alle beetjes, vrouwvriendelijk of niet.

Guppy’s komen oorspronkelijk voor op het eiland Trinidad ten noorden van Venezuela en zijn op veel andere plaatsen uitgezet. Van nature zijn zien ze er nogal gewoon uit: onopvallend gekleurd, mannetjes met een paar gekleurde stippen. Gekweekte visjes echter hebben allerlei kleuren en spectaculaire staarten.

Er zijn meer soorten dieren met akelige attributen op de penis zoals stekels en haken, bijvoorbeeld zaadkevers – en er zijn meer onderzoekers die ze eraf peuteren om de functie te onderzoeken.

Willy van Strien

Foto: Guppy’s, mannetje links met duidelijk gonopodium; Wibowo Djatmiko (Wikimedia Commons)

Bron:
Kwan L., Y.Y. Cheng, F.H. Rodd & L. Rowe, 2013. Sexual conflict and the function of genitalic claws in guppies (Poecilia reticulata). Biology Letters 9: 20130267, 24 juli online. Doi: 10.1098/rsbl.2013.0267

Kleurenspel

23 juli 2013 /

Vanwege lastige libellenmannetjes zijn er verschillende vrouwtjes

Er zijn gele en blauwe vrouwtjes van de libel Nehalennia irene. Libellenmannetjes vallen het meest voorkomende type lastig, en houden zo de tweekleurigheid in stand, schrijven Arne Iserbyt en collega’s.

Sommige vrouwtjes van de Noord-Amerikaanse libellensoort Nehalennia irene zien er met hun blauwe kleur praktisch hetzelfde uit als mannetjes. Maar andere vrouwtjes zijn met hun gelige kleur duidelijk anders. Dit kleurverschil ligt erfelijk vast. Dat is wonderlijk, want de meeste diersoorten hebben een vast kleurpatroon. Waarom zijn deze libellenvrouwtjes niet gewoon allemaal blauw of allemaal geel?
Arne Iserbyt laat zien dat deze tweekleurigheid in stand blijft doordat de libellenmannetjes nogal opdringerig zijn.

Paringswiel en tandem

Want lastig zijn ze, die heren. Ze zijn altijd in voor seks, want elke paring kan hen extra nakomelingen opleveren. Treft een mannetje een vrouwtje, dan probeert hij haar achter haar kop vast te pakken met het tangetje achter aan zijn achterlijf. Als zij wil paren, dan buigt ze het uiteinde van haar achterlijf naar de penis vlak achter zijn borststuk. Zo ontstaat een ‘paringswiel’.
De paring duurt twintig minuten. Vervolgens houdt hij haar nog urenlang vast om te voorkómen dat ze met een ander paart voordat ze eitjes gaat leggen. De libellen vliegen dan als ‘tandem’ rond.

Natuurlijk willen vrouwtjes ook wel paren, maar voor hen hoeft het niet zo vaak. Ze slaan het sperma op en zolang ze nog een voorraad hebben, is er geen behoefte aan seks. Zij proberen zich dus meestal de vrijers van het lijf te houden. Die afweerpogingen en de paringen die toch plaats vinden – soms is toegeven makkelijker dan afweren – kosten tijd en energie. Vrouwtjes foerageren daardoor minder dan goed is, en uiteindelijk produceren ze minder eitjes.

Last

Iserbyt en collega’s deden onderzoek aan Nehalennia irene op zes verschillende plaatsen in Canada. Op sommige plaatsen waren er evenveel mannetjes als vrouwtjes, op andere plaatsen waren er drie keer zoveel mannetjes. In populaties met een mannenoverschot produceren vrouwtjes minder eitjes dan in populaties met gelijke aantallen mannetjes en vrouwtjes, constateerden de onderzoekers. Dat is een sterke aanwijzing dat de opdringerigheid van mannetjes inderdaad het succes van vrouwtjes vermindert.

Het interessantste van het onderzoek is dat de last die een vrouwtje van mannetjes ondervindt, blijkt af te hangen van haar kleur. Of beter gezegd: het hangt ervan af of haar kleur veel of weinig voorkomt.

Voorkeur

Iserbyt en collega’s hadden al laten zien dat zoekende mannetjes zich concentreren op het vrouwtjestype dat het meest voorhanden is; zo hebben ze het snelst beet. Dus zijn gele vrouwtjes in de meerderheid, dan vallen de mannetjes vooral gele dames lastig. Maar zijn er voornamelijk blauwe vrouwtjes, dan gaan ze daarop af, ook al zijn die moeilijker van mannetjes te onderscheiden dan gele vrouwtjes.

Nu verschilden de populaties in Canada sterk van elkaar in de samenstelling van de vrouwelijke bevolking. Op sommige plaatsen waren bijna alle vrouwtjes blauw, op andere plekken waren ze haast allemaal geel en elders kwamen veel blauwe en gele vrouwtjes naast elkaar voor. Waarom die samenstelling zo verschillend was, is onduidelijk. Maar het bood de onderzoekers de mogelijkheid om de populaties met elkaar te vergelijken. Ze wilden weten of de voorkeur van mannetjes voor het meest voorkomende vrouwtjestype nadelig voor dat type uitpakt, zoals ze verwachtten.

Tweekleurigheid blijft

Dat bleek inderdaad het geval. Naarmate een vrouwentype meer voorkwam en dus meer aandacht kreeg, produceerde dat type minder eitjes. Het gevolg is dat op plaatsen waar voornamelijk blauwe vrouwtjes leven, zij minder eitjes produceren dan gele vrouwtjes. Omgekeerd: waar vooral gele vrouwtjes zijn, maken die minder eitjes aan. Het overheersende vrouwentype blijkt dus het minst vruchtbaar te zijn.
Daardoor kan de tweekleurigheid in stand blijven. Want waar een vrouwenkleur de overhand heeft behaalt dat type – door grote hinder van mannen – een kleiner voortplantingssucces en zo verliest haar kleur terrein op de zeldzame kleur. Het zeldzame kleurtype zal dus nooit helemaal worden verdrongen.

Tweekleurigheid bij vrouwtjes die in stand blijft door mannelijke opdringerigheid: het komt bij meer libellensoorten voor. Een voorbeeld uit Europa is het veel voorkomende lantaarntje, Ischnura elegans. Bij deze soort zijn de mannetjes blauw en de vrouwtjes blauw of bruin. Voor hen gaat hetzelfde verhaal op.

 

Willy van Strien

Foto’s:
Arne Iserbyt (Universiteit Antwerpen, onderzoeksgroep Evolutionaire Ecologie). Groot: parend stel met blauw vrouwtje – klein, midden: de vrouwtjestypen van Nehalennia irene.
Klein, onder: stel lantaarntjes met bruin vrouwtje. Saxifraga/Ab Baas.

Bron:
Iserbyt, A., J. Bots, H. Van Gossum & T.N Sherratt, 2013. Negative frequency-dependent selection or alternative reproductive tactics: maintenance of female polymorphism in natural populations. BMC Evolutionary Biology 13:139. Doi: 10.1186/1471-2148-13-139

Een goede jeugd

8 juli 2013 /

Kikkervader zoekt het beste water voor zijn kroost

Met zorg kiest een mannetje van de Amazonekikker de poeltjes waarin zijn nakomelingen veilig kunnen opgroeien met voldoende voedsel. Voor eitjes neemt hij andere poeltjes dan voor kikkervisjes, ontdekten Erik Poelman en collega’s.

In de regenwouden van Zuid Amerika groeien bromelia’s op de bosgrond en op boomtakken. In het regenseizoen, dat bijna een half jaar duurt, staat er altijd water in de oksels van de bladeren. Die minipoeltjes zijn voor sommige kikkereitjes en kikkervisjes een uitstekend plekje om op te groeien: besloten en veilig.
Zo ook voor de Amazone gifkikker, een diertje van twee centimeter lengte. De vader zoekt de bladokselpoeltjes voor zijn nageslacht zorgvuldig uit, stelde Erik Poelman vast.

Een kikkermannetje verdedigt een territorium waarin verschillende bromelia’s groeien. Als er een vrouwtje komt dat eitjes wil leggen, leidt hij haar naar een bladokselpoeltje. Keurt ze het plasje goed, dan legt ze haar eitjes aan de waterrand, één tot zes stuks, en hij bevrucht ze.

Geschikte poeltjes

Daarna neemt de vader de verdere zorg voor zijn rekening. Hij bewaakt de eitjes en als ze na twee weken zijn uitgekomen brengt hij de jonge kikkervisjes een voor een op zijn rug naar een nieuw bladokselpoeltje. Daar groeien ze op en na drie maanden veranderen ze in kleine kikkertjes die het water verlaten.

Poelman laat zien dat een kikkervader heel goed weet wat hij doet. Voor de eitjes en de kikkervisjes kiest hij bepaalde bromelia-soorten en bepaalde bladoksels binnen die soorten.

Voor de eitjes zoekt de kikkervader kleine bladokselpoeltjes dicht bij de grond. Veel water hoeft er niet in te staan; als de eieren twee weken lang vochtig blijven is het al goed. Er hoeft ook geen voedsel in het water te zitten. Beide ouders letten wel op dat er geen roofzuchtige insectenlarven zijn. En ze kijken of er al niet een kikkervisje zwemt, want die lust de eitjes graag.

De kikkervisjes krijgen elk een eigen plasje, anders eten ze elkaar op. De vader brengt ze naar grotere bladokselpoeltjes, poeltjes die niet zullen uitdrogen voordat het kikkervisje pootjes heeft. Ook moet er voldoende voedsel in zitten: bladafval, algen en kleine insectenlarven.
En ook hier mogen natuurlijk geen rovers zijn. Vaak duikt de vader een paar keer een poeltje in om de kwaliteit vast te stellen voordat hij het kikkervisje op zijn rug erin loslaat. Geschikte bromelia’s met grote bladoksels zijn zeldzaam en soms moet een mannetje naar het territorium van een buurman om daar een geschikt poeltje in te pikken.

Tijdnood

Als de regentijd ten einde loopt en de bladokselpoeltjes dreigen op te drogen, veranderen de kikkers van strategie, had Poelman eerder al ontdekt. Dan gaan de ouders eitjes leggen in een poeltje met een kikkervisje dat in tijdnood komt. Die eet het eitje op en kan dankzij het extra voedzame hapje zijn ontwikkeling versnellen. Het nieuwe eitje gaat verloren, maar dat had toch te weinig tijd om de ontwikkeling tot kikkertjes te voltooien. De ouders redden er een broertje of zusje mee.

Willy van Strien

Foto’s: Amazone gifkikker: Erik Poelman; bromelia Aechmea aquilegia: BotBln (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Poelman, E.H., R.P.A. van Wijngaarden & C.E. Raaijmakers, 2013. Amazon poison frogs (Ranitomeya amazonica) use different phytotelm characteristics to determine their suitability for egg and tadpole deposition. Evolutionary Ecology 27: 661-674. Doi: 10.1007/s10682-013-9633-3
Poelman, E.H. & M. Dicke, 2007. Offering offspring as food to cannibals: oviposition strategies of Amazonian poison frogs (Dendrobates ventrimaculatus). Evolutionary Ecology 21: 215-227. Doi: 10.1007/s10682-006-9000-8

Sterker na een trip door een vogeldarm

1 juli 2013 /

Uitgepoepte zaden minder kwetsbaar voor schimmel en mier

Zaadjes van chiliplanten hebben betere vooruitzichten als ze zijn opgegeten en uitgepoept door een vogel die van de pepers houdt, laten Evan Fricke en collega’s zien.

Kortsnavelelenia’s houden van pittig: de vogels eten chilipepers. Voor de chiliplant is dat heel prettig, want als de vogels na drie kwartier de zaden uit de rode vruchten uitpoepen zijn die veel minder kwetsbaar geworden voor schimmels en zaadeters, schrijven Evan Fricke en collega’s. Dat is een tot nu toe onbekend pluspunt in de samenwerking tussen een vruchtdragende plant en vruchteneters.

Biologen wisten al dat plantenzaden het beter doen als ze door het darmstelsel van een vruchteneter zijn gegaan. De verklaring was dat de zaden dan ver van de ouderplant terecht komen, en dus ook ver van alle ziekteverwekkers en zadeneters die zich rond die ouderplant in de bodem verzameld hebben.
Maar dat gaat niet op voor plantensoorten die veel voorkomen, vermoedde Fricke, want hun vijanden zitten overal. Toch doen ook die het beter na een darmtripje.

Hij vroeg zich af wat er in de darmen met de zaden gebeurt. Zouden ze er misschien weerbaarder worden tegen ziekteverwekkers en zadeneters?

Schoon

Hij zocht het uit voor chiliplanten met hun rode vruchten (de pepertjes). Als de zaadjes rijp zijn en op de bodem terechtkomen, moeten ze daar een half jaar blijven liggen. Pas dan is het droge seizoen voorbij en kunnen ze kiemen. Tenminste: als ze er dan nog zijn. De zaden kunnen in de vrucht besmet raken door een schimmel, Fusarium, die zich vervolgens blijft uitbreiden en de zaden aantast, zodat ze verloren gaan. Liggen ze eenmaal op de bodem, dan kunnen ze bovendien ten prooi vallen aan zaadetende mieren.

Maar een darmtripje blijkt de vooruitzichten te verbeteren. Zaden raken in de vogeldarmen een deel van de schimmel kwijt, lieten Fricke en collega’s met een aantal experimenten zien.
Dat vergroot de kans dat de zaden de periode tot ze kunnen ontkiemen ongeschonden doorkomen, constateerden ze vervolgens. Legden ze namelijk zaden die door een vogel waren uitgepoept en zaden die rechtstreeks uit de vruchten kwamen op de grond – afgeschermd tegen zaadeters – dan waren er na een half jaar van de uitgepoepte zaden twee keer zoveel over.

En geurloos

Bovendien verliezen zaden in vogeldarmen het geurtje dat ze de eerste paar dagen hebben en waar mieren op af komen. De onderzoekers legden hoopjes uitgepoepte zaden en verse zaden neer en keken twee weken lang wat er gebeurde. De mieren haalden de eerste paar dagen veel minder uitgepoepte dan schone zaden weg; daarna hadden ze voor beide groepen zaden niet veel belangstelling meer.

Al met al hebben zaden dankzij ‘voorbehandeling’ in de vogeldarmen een bijna vier keer zo grote kans om te ontkiemen. Ze zijn minder kwetsbaar geworden voor schimmel en mier. De afstand tot de ouderplant waarop ze terechtkomen deed er helemaal niets toe, dus het oorspronkelijke idee dat de zaden dankzij de vogels ontsnappen aan vijanden rondom de ouderplant gaat voor chiliplanten niet op. Het is het korte verblijf in de darm zelf dat heilzaam blijkt.

Dit maakt de samenwerking tussen vruchtdragende planten en vruchtenetende dieren nog boeiender.

Willy van Strien

Foto’s: Kortsnavelelenia met pepers: Joshua Tewksbury. Mier met zaad: Tomás Carlo.

Bron:
Fricke, E.C., M.J. Simon, K.M. Reagan, D.J. Levey, J.A. Riffell, T.A. Carlo & J.J. Tewksbury, 2013. When condition trumps location: seed consumption by fruiteating birds removes pathogens and predator attractants. Ecology Letters, 21 juni online. Doi: 10.1111/ele.12134

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑