Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Maand: augustus 2014

Weg van die kou

28 augustus 2014 /

Meeste trekvogels ontvluchten de barre winter

Zijn Amerikaanse trekvogels van oorsprong zuidelijke soorten die in het rustige noorden gingen broeden, of noordelijke vogels die hun overwinteringsgebied verlegden naar het warmere zuiden? Het antwoord dat Benjamin Winger en collega’s geven gaat in tegen de meest populaire opvatting.

Er zijn nogal wat soorten vogels die tweemaal per jaar een indrukwekkende tocht ondernemen. Ze vliegen van de streek waar ze ’s zomers broeden naar hun overwinteringsgebied en terug.
Die neiging zit er bij vogels, evolutionair gezien, van oudsher al ingebakken, maar is niet dwingend: er zijn vogels die trekken, maar ook vogels die honkvast zijn. Veel trekvogels stammen af van een standvogel, een vogel die het hele jaar op dezelfde plaats leeft; omgekeerd stammen veel blijvers af van een trekker.

Waar ligt de oorsprong van trekvogels die afstammen van standvogels? Leefden hun niet-trekkende voorouders jaarrond in een warm klimaat? En hebben zij op een goed moment de gewoonte ontwikkeld om in het voorjaar hun concurrenten te verlaten om te gaan broeden in een gematigde of koele streek, waar ’s zomers volop voedsel is en de dagen lang zijn? Of zaten ze oorspronkelijk juist in een gematigde streek en zijn ze in de subtropen of tropen gaan overwinteren om de kou en honger van de winter te ontvluchten?

Overwinteringsgebied verschoven

De eerste mogelijkheid – dat migranten hun broedgebied verlegden ten opzichte van (sub)tropische voorouders – sprak biologen het meest aan. Want de tropen tellen veel meer soorten vogels dan de gematigde streken, dus dan lijkt het logisch dat trekvogels van oorsprong tropische vogels zijn die ’s zomers de drukte zijn gaan ontlopen.
Toch ligt het anders, melden Benjamin Winger en collega’s. In elk geval voor Amerikaanse trekkers. De meeste van hen hebben niet hun broedgebied, maar hun overwinteringsgebied verschoven; ze stammen af van soorten uit gematigd of koel Noord-Amerika.

De onderzoekers kwamen daar achter door uit te gaan van de evolutiestamboom van een grote groep zangvogels, bestaande uit onder meer Amerikaanse zangers, mussen, gorzen, troepialen, kardinalen en tangaren. Hun gezamenlijke voorouder kwam ooit Noord-Amerika binnen via de toenmalige Beringlandbrug tussen Siberië en Alaska. Bij elkaar zijn er nu ruim 800 soorten die van die pionier afstammen.
De onderzoekers onderscheidden standvogels uit Noord-Amerika (dat zijn er maar een paar), standvogels uit Midden- en Zuid-Amerika (dat zijn de meeste) en trekkers (120 soorten), en gaven die indeling aan op de stamboom. Het klinkt eenvoudig, maar het vereiste een pittige computerklus.

Troepialen

Het resultaat is een duidelijke patroon. Er zijn trekkers die afstammen van Noord-Amerikaanse standvogels, en er zijn trekkers die afstammen van Midden- en Zuid-Amerikaanse blijvers. Maar die eerste groep is veel groter – tegen de oude gedachte in.

De Amerikaanse zangers en troepialen vormen een goed voorbeeld. Ze vormen een grote groep soorten die afstammen van een Noord-Amerikaanse standvogel die, lang geleden, zijn overwinteringsgebied verlegde naar het warme zuiden en de uitputtende en riskante tocht op de koop toe nam.
De zangers en troepialen die van die vroege migrant afstammen zijn niet allemaal trekkers gebleven. Veel soorten vertoeven jaarrond in Midden- en Zuid-Amerika. Kennelijk gaf een deel van de migranten hun reis op om het hele jaar in de warme tropen te blijven. Dat is één van de redenen, denkt Winger, dat de tropen zo rijk aan soorten zijn. Van die tropische soorten heeft een klein aantal later het broedgebied naar het noorden verlegd; deze vogels gingen weer trekken.

Al met al een dynamisch plaatje. Het laat zien dat vogels, op evolutionaire schaal bekeken, vrij gemakkelijk kunnen overgaan tot trekgedrag, of daar weer van afstappen.

Zouden ook vogels die trekken tussen Europa en Afrika voornamelijk afstammen van noordelijke soorten die de winter ontvluchtten? Ik ben benieuwd. Het zou leuk zijn als iemand dat eens uitzocht.

Willy van Strien

Foto: Blauwvleugelzanger, Vermivora cyanoptera, een Amerikaanse trekvogel. Wolfgang Wander, Wwcsig (Wikimedia Commons)

Bron:
Winger, B.M., F.K. Barker & R.H. Ree, 2014. Temperate origins of long-distance seasonal migration in New World songbirds. PNAS 111: 12115-12120. Doi: 10.1073/pnas.1405000111

Uit de droom

22 augustus 2014 /

Onwerkelijk beestje Hallucigenia is een vroege fluweelworm

Als eersten onderwierpen Martin Smith en Javier Ortega-Hernández de poten van het vreemde vroege diertje Hallucigenia aan een gedetailleerde studie en gaven hem overtuigend een plaats op de evolutiestamboom.

Hallucigenia stond aanvankelijk te boek als het meest bizarre schepsel ooit. Het beestje, een paar centimeter groot, leefde ruim vijfhonderd miljoen jaar geleden tijdens het Cambrium, de periode waarin meercellige dieren in de oceanen verschenen. Charles Doolittle Walcott had in het begin van de twintigste eeuw fossielen van het beestje gevonden in de Burgess Shale, een geologische formatie in de Rocky Mountains van Canada, samen met fossielen van vele andere dieren. Simon Conway Morris maakte de eerste uitvoerige beschrijving, veertig jaar geleden.

Ondersteboven en achterstevoren

In dat eerste beeld stond het dier op zeven paar stokstijve poten, had het een rij tentakels op zijn rug en een bolle kop. Een mislukt experiment van de evolutie, zo leek het. Er was geen enkele gelijkenis met enig dier van nu.
Maar na nieuwe vondsten bleek Hallucigenia toch een acceptabele verschijning. Ze hadden hem in eerste instantie alleen ondersteboven en achterstevoren gehouden. Het dier had twee rijen ‘tentakels’ in plaats van één, en die tentakels waren in werkelijkheid zijn poten. De stijve ‘poten’ van de oorspronkelijke beschrijving werden harde stekels die het dier op de rug droeg als verdediging tegen roofvijanden. En de bolle kop bleek een dik achterwerk.

Een herkenbaar beestje, bij nader inzien. Maar waar Hallucigenia op de stamboom thuishoorde was niet meteen duidelijk. Vermoedelijk bij de fluweelwormen (Onychophora), dachten biologen, een kleine groep dieren uit tropische en subtropische bossen, tot 20 centmeter groot en met 10 à 40 paar poten. Maar er was nog geen duidelijk kenmerk genoemd dat Hallucigenia ondubbelzinnig tot fluweelworm bestempelt, schrijven Martin Smith en Javier Ortega-Hernández.

Klauwtjes

Zij brengen nu zo’n kenmerk naar voren: de klauwtjes die Hallucigena aan de poten had, twee per poot. Elk klauwtje was een stapel van drie lagen hard materiaal die in elkaar genest waren. Ook de harde stekels van Hallucigenia, zo had Smith al eerder beschreven, waren op die manier gelaagd; er staken tot 5 exemplaren in elkaar als Russische poppen.
Dezelfde gelaagdheid hebben de harde klauwtjes en kaken van fluweelwormen. De dieren vervellen regelmatig tijdens de groei en werpen dan hun oude huidje af. Daarmee raken ze ook de buitenste laag van klauwen en kaken kwijt. Maar daarna beschikken ze meteen weer over nieuwe exemplaren.
Conclusie: Hallucigenia was een vroege fluweelworm. De onderzoekers denken dat de gezamenlijke voorouder van de fluweelwormen harde stekels ter verdediging had. De hedendaagse fluweelwormen hebben die niet meer.

Beerdiertjes op andere tak

Fluweelwormen vormen een tak aan de evolutiestamboom met de geleedpotigen (Arthropoda: de grote groep van spinnen, insecten, duizendpotigen, schaaldieren) en de beerdiertjes (Tardigrada, microscopisch kleine diertjes die in water en vochtige omgevingen leven). Samen vormen ze de Panarthropoda. De tak is zo’n 500 miljoen jaar oud.
De geleedpotigen en de beerdiertjes hebben geen gelaagde klauwtjes. Dat is dus een specifiek kenmerk van fluweelwormen. Op grond van die kenmerkende klauwtjes splitsen de onderzoekers die tak van Panarthropoda in tweeën, met de fluweelwormen aan de ene kant en de beerdiertjes plus geleedpotigen aan de andere kant.

Dat gaat in tegen de meest gehoorde opvatting dat de fluweelwormen dichter bij de insecten staan dan de beerdiertjes. Maar het klopt met overeenkomsten die er zijn tussen beerdiertjes en geleedpotigen in de bouw van kop, zenuwstelsel en spieren.

Willy van Strien

Tekening: Hallucigenia sparsa, Apokryltaros (Wikimedia Commons)
Foto’s:
Fluweelworm (Wikimedia Commons)
Beerdiertje: Bob Goldstein en Vicky Madden (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Smith, M.R. & J. Ortega-Hernández, 2014. Hallucigenia’s onychophoran-like claws and the case for Tactopoda. Nature, 17 augustus online. Doi:10.1038/nature13576
Caron J-B., M.R. Smith & T.H.P. Harvey, 2013. Beyond the Burgess Shale: Cambrian microfossils track the rise and fall of hallucigeniid lobopodians. Proc. Roy. Soc. B 280: 20131613. Doi: 10.1098/rspb.2013.1613

Ei op kleur

15 augustus 2014 /

Vogelembryo krijgt wat daglicht, maar geen ultraviolette straling

Vogeleieren hebben hun kleuren en spikkelpatronen niet voor niets, denken Golo Maurer en collega’s. Dankzij de kleurstoffen op de eischaal kan de juiste hoeveelheid daglicht van de juiste kleur het embryo bereiken.

Een vogelembryo in een ei leeft niet in complete duisternis, want de eischaal laat wat licht door. En dat beetje licht doet ertoe. Daglicht bevordert een goede hersenontwikkeling. De groene component uit het licht komt de groeisnelheid ten goede. En dankzij blauw licht pikt het embryo een dag- en nachtritme op. Maar licht is ook gevaarlijk, met name de ultraviolette straling die DNA kan beschadigen.
Golo Maurer en collega’s wilden weten hoeveel licht de eischalen van verschillende soorten vogels passeert, en van welke kleur. Ze maten eischalen van 74 Europese soorten door; het waren schalen van leeggeblazen eieren uit een museumcollectie.

Eischalen laten over het algemeen vooral licht van langere golflengtes door, constateerden ze, dus in verhouding weinig blauw en veel rood. Maar er zijn grote verschillen van soort tot soort, en die hebben te maken met de kleur van de eischaal, zowel van de achtergrond als van de spikkels daarop.

Kleurstoffen

Oorspronkelijk, is het idee, waren vogeleieren effen wit, net als de eieren van reptielen waar vogels van afstammen. Maar vogeleieren kregen in de loop van de tijd verschillende kleuren en spikkelpatronen. Daar zijn twee kleurstoffen verantwoordelijk voor: het blauwgroene biliverdine en het roodbruine protoporphyrine. Het zijn andere pigmenten dan de stoffen die veren, snavel en poten kleuren.
De hoeveelheid van de twee kleurstoffen in een eischaal, laten de onderzoekers zien, bepaalt hoeveel licht erdoorheen komt en filteren het op kleur. Beide kleurstoffen blokkeren schadelijke ultraviolette straling.

Niet altijd optimaal

Maurer vroeg zich ook af of de eischalen het licht in de juiste mate doseren. Daar lijkt het tot op zekere hoogte wel op. Vogels die duistere nesten hebben, bijvoorbeeld in boomholten of nestkasten, leggen namelijk meestal effen witte of lichtblauwe eieren. Deze kleuren laten het beetje licht dat het nest binnenkomt het best door. De eieren van vogels met open nesten zijn vaak wat donkerder.
Verder laten eischalen van vogels die lang moeten broeden voordat de kuikens uitkomen minder ultraviolet licht door dan die van vogels met een korte broedperiode. Zo blijft de hoeveelheid ultraviolet waar de kwetsbare embryo’s aan blootgesteld worden beperkt, ondanks de lange embryonale periode.

Toch zal de eischaal ei niet altijd de optimale kleur hebben om de juiste hoeveelheid licht door te laten. Want ten eerste hangt de hoeveelheid licht die het embryo bereikt niet alleen van de kleur van het ei af. Als de ouders constant op de eieren zitten, liggen de embryo’s steeds in het donker. Dan maakt de kleur van de eischaal niets uit voor het lichtregime in het ei.
Ten tweede hebben de pigmenten ook andere functies. Ze kunnen de eieren camoufleren, of ze zorgen ervoor dat vogels hun eieren kunnen herkennen en onderscheiden van koekoekseieren. Ook daar moeten de kleuren dan op zijn afgestemd.

Willy van Strien

Foto: nest van eidereend met eieren en dons. Finn Rindahl (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Maurer, G., S.J. Portugal, M.E. Hauber, I. Mikšík, D.G.D. Russell & P. Cassey, 2014. First light for avian embryos: eggshell thickness and pigmentation mediate variation in development and UV exposure in wild bird eggs. Functional Ecology, 29 juli online. Doi: 10.1111/1365-2435.12314
Maurer, G., S.J. Portugal & P. Cassey, 2011. Review: an embryo’s eye view of avian eggshell pigmentation. J. Avian Biol. 42: 494-504. Doi: 10.1111/j.1600-048X.2011.05368.x

Dief in de buurt: veilig idee

7 augustus 2014 /

Stelende treurdrongo maakt zich nuttig als bewaker

Een treurdrongo jat zijn kostje voor een deel bij elkaar. Van een afstandje beloert hij andere vogels die voedsel aan het zoeken zijn en probeert hun vondsten te stelen. In de Kalahariwoestijn zijn republikeinwevers vaak de dupe. Toch dulden die zo’n dief in de buurt – en met goede reden, melden Bruce Baigrie en collega’s.

In groepjes doorzoeken republikeinwevers de bodem met hun snavel op hapjes als insectenlarven en schorpioenen. Als ze zo bezig zijn kunnen ze niet om zich heen kijken. Ze moeten daarom regelmatig stoppen om te zien of er geen roofvijand – roofvogel of mangoest – in aantocht is. Daarmee verliezen ze zoektijd.
En daar komt de treurdrongo in beeld, zo blijkt: hij maakt zich nuttig als bewaker. Hij gaat vlakbij een groepje foeragerende wevers op een tak zitten en houdt de omgeving in de gaten. Dreigt er gevaar, dan geeft hij een alarmroep en kunnen de wevers vluchten. Baigrie observeerde de vogels en zag dat de republikeinwevers minder vaak om zich heen kijken en meer tijd besteden aan voedsel zoeken als er een treurdrongo op de uitkijk zit.

Geruststellend

Hij ontdekte ook dat een wakende treurdrongo niet alleen roept bij alarm, maar ook regelmatig een speciale roep laat horen als alles veilig is. Hij nam die niets-aan-de-hand-roep op en speelde hem af bij groepjes foeragerende republikeinwevers. Die waren minder oplettend en zochten intensiever naar voedsel als hij dit signaal liet horen.
De drongo profiteert zelf ook van zijn niets-aan-de-hand-roep. Want als de wevers geconcentreerder zoeken, vinden ze meer en valt er ook meer te stelen.
Het werkt goed. Wevers die op voedsel uit gaan voegen zich vaak bij een geruststellend roepende drongo. En als ze na een alarmroep zijn gevlucht, komen ze eerder terug om verder te zoeken als het signaal klinkt dat alles veilig is.

Vals alarm

Maar de wevers moeten wel ‘betalen’ voor de bewaking, want een drongo pakt regelmatig voedsel van hen af. Hij valt een vogel die een prooi te pakken heeft aan of hij laat valselijk een alarmroep horen terwijl er niets aan de hand is en pikt het voedsel dat de vluchtende wevers laten vallen.

De treurdrongo speelt dus eigenlijk een spelletje met de republikeinwevers. Hij helpt hen door te waken als zij foerageren; hij laat een niets-aan-de-hand-roep horen als het veilig is en geeft een alarmsignaal als hij onraad bespeurt. Maar hij misleidt ze ook door af en toe een vals alarm af te geven en hun voedsel te stelen.
Voor de wevers telt de bewaking kennelijk zwaarder dan de diefstal, want ze tolereren een drongo in hun nabijheid.

Willy van Strien

Foto: Dick Daniels (Wikimedia Commons)

Zie ook: gelegenheidsdieven

Bronnen:
Baigrie, B.D., A.M. Thompson & T.P. Flower, 2014. Interspecific signalling between mutualists: food-thieving drongos use a cooperative sentinel call to manipulate foraging partners. Proc. R. Soc. B 281: 20141232, 30 juli online. Doi: 10.1098/rspb.2014.1232
Ridley, A.R., M.F. Child & M.B.V. Bell, 2007. Interspecific audience effects on the alarm-calling behaviour of a kleptoparasitic bird. Biol. Lett. 3: 589-591. Doi: 10.1098/rsbl.2007.0325

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑