Evolutie en Biodiversiteit

Maand: maart 2015

Natte hap

Slijkspringer neemt maaltijd op het droge dankzij watertong

Slijkspringers hebben een aparte manier van eten, schrijven Krijn Michel en collega’s. Dat moet ook wel, want als vis zijn ze er niet op gebouwd om op het land te foerageren  – en toch kunnen ze dat.

Gewervelde dieren op het land – amfibieën, reptielen, vogels, zoogdieren – hebben een gespierde tong waarmee ze voedsel naar de keel duwen en doorslikken. Zonder die tong lukt dat niet.
Voor vissen ligt dat anders. Zij hebben geen gespierde tong, maar slikken hun voedsel in door water naar binnen te zuigen en het voedsel in de zo opgewekte waterstroom mee nemen. Maar hoe zit het dan met slijkspringers? Deze vissen komen regelmatig op het land en vinden daar voedsel dat ze zonder problemen ter plekke opeten.

Spoelen en slobberen

Biologen wisten al dat deze vissen met amfibische neigingen hun bek en kieuwholten vol water hebben als ze de oever opkrabbelen. Krijn Michel en collega’s laten nu zien dat ze dat water niet voor niets met zich meedragen. Ze boden Berberse slijkspringers op een doorzichtige plaat een brokje garnaal aan en filmden met een hogesnelheidscamera en met een röntgen hogesnelheidscamera van onder en van opzij hoe ze zo’n hapje naar binnen werken.

Dat was de moeite waard, want slijkspringers blijken een aparte manier van eten te hebben. Als ze zich over een hapje buigen, persen ze water uit hun bek. Vlak voordat hun kaken het eten bereiken, spoelt het water er op en overheen. En op het moment dat de kaken zich sluiten, zuigen ze pijlsnel het water met het voedselbrokje op. Zo slobberen ze hun hap op. Om water naar buiten te persen verkleinen de vissen hun bekholte, en om de watermassa terug naar binnen te trekken maken ze die weer groter.
Berberse slijkspringers, ongeveer 10 centimeter lang, leven langs de westkust van Afrika en langs kusten in Zuidoost Azië.

Absorberende ondergrond

Dat de slijkspringers de watervoorraad in hun bek inderdaad nodig hebben om voedsel te kunnen inslikken blijkt uit een proef waarbij de onderzoekers het stukje garnaal op een absorberende ondergrond legden, en wel een stukje maandverband. Dat zoog het water dat de vissen over de hap uitstortten meteen op. De dieren konden hun hapje garnaal nog wel pakken, maar niet wegwerken: het bleef voor in de bek steken.
Slijkspringers gebruiken het water in hun bek als tong, is de conclusie. Ze hebben een tong van water. Daarmee kunnen ze op het droge meerdere happen na elkaar nemen en inslikken.

Deden de eerste vissen die 350 miljoen jaar geleden aan land gingen en zich tot amfibieën ontwikkelden het ook zo? Het is een mogelijkheid. Maar of het echt zo gegaan is….. daar is niets van te zeggen.

Willy van Strien

Foto: Bjørn Christian Tørrissen (Wikimedia Commons)

Onderzoek gefilmd: slijkspringer op het droge eet een hapje

Bron:
Michel, K.B., E. Heiss, P. Aerts & S. Van Wassenbergh, 2015. A fish that uses its hydrodynamic tongue to feed on land. Proc. R. Soc. B 282: 20150057, 18 maart online. Doi: 10.1098/rspb.2015.0057

Liefdespijl is schadelijk

In slakken woedt een harde strijd tussen mannelijk en vrouwelijk

Elkaar eerst met een dolk bewerken en dan paren: seks is heftig bij de slak Bradybaena pellucida, net als bij veel andere soorten slakken. Na een serie steken leven slakken korter en krijgen ze minder nakomelingen, ontdekten Kazuki Kimura en collega’s. Toch bestoken ze elkaar. Ze moeten wel.

Slakken zijn hermafrodiet, dat wil zeggen man en vrouw tegelijk. Bij de paring geven ze elkaar met hun penis een portie sperma, net zoals andere dieren. Maar veel slakken maken er tegelijk een wapengevecht van. Voordat ze sperma overdragen, doorboren ze hun partner met een harde, scherpe pijl. Bij sommige soorten schieten beide partijen die pijl in elkaars lijf waar hij tot na de paring blijft zitten; bij andere soorten gebruiken ze hem als dolk waarmee ze elkaar meermalen steken.
De pijl staat bekend als liefdespijl, maar die naam is misleidend.

Manipulatie

Biologen wisten al dat de pijl de belangen dient van de slak die hem hanteert. Hij helpt het mannelijke deel van die slak in de strijd met zijn rivalen. De pijl zit namelijk vol slijm dat een kwalijke invloed heeft op de ontvanger. Die slaat een klein deel van het sperma dat hij krijgt op om er later eitjes mee te bevruchten; de rest verteert hij. Hij kan sperma van verschillende leveranciers bewaren. Een met slijm geïnjecteerde slak zal minder snel weer een keer paren, zodat het sperma van de afzender minder concurrentie krijgt van andermans sperma. Of hij zal meer sperma opslaan en minder verteren. Door de spermaontvanger zo te manipuleren verzekert de spermagever zich ervan dat hij straks van veel jonge slakjes de vader is (zie Ruige steekpartij).
De ontvanger is in het nadeel: hij is niet meer geheel baas over zijn vrouwelijke functie.

Korter leven

Nu schrijven Kazuki Kimura en collega’s dat de schiet- of steekpartij daarbij ook ronduit schadelijk is voor de getroffene: het verkleint zijn vrouwelijke vruchtbaarheid en bekort zijn leven. In elk geval bij de slak Bradybaena pellucida, een soort waarbij parende partners elkaar herhaaldelijk steken voordat ze sperma uitwisselen.
De onderzoekers hielden een groot aantal exemplaren van deze soort in afzonderlijke potjes en brachten ze eens in de week in contact met een andere slak, zodat ze konden paren. Ze maakten handig gebruik van het feit dat slakken pas een pijl aanmaken na hun eerste seksuele ervaring. Ze lieten proefslakken ofwel steeds met een maagdelijke partner paren die dus geen pijl had, ofwel steeds met een ervaren slak die wel over een pijl beschikte.
Dat gebeurde vier keer (in de natuur paren deze slakken tot vijftien keer in hun leven). Daarna hielden de onderzoekers bij hoeveel eitjes elke proefslak legde totdat hij dood ging.

Slakken die vier keer met een pijl waren bewerkt, leefden korter dan slakken die daarvan gevrijwaard waren. Ze legden wat minder vaak eitjes en per legsel was het aantal eitjes kleiner. Over hun hele leven produceerden ze al met al veel minder eitjes dan ongeschonden slakken. Kimura wijt dat aan de schade die de steekpartijen veroorzaken.

Strijd

Ironisch genoeg dupeert de stekende spermagever zichzelf ook, want er komen minder slakjes waarvan hij de vader is. Maar daar gaat het evolutionair gezien niet om. Het gaat erom dat hij van meer nieuwe slakken de vader is dan zijn rivalen. Hij moet zijn partner dus wel steken en manipuleren om succesvol te zijn in zijn mannelijke rol. Ook al is dat schadelijk voor zijn partner – die op zijn beurt hem ook toetakelt, want de slakken paren als man én als vrouw tegelijk. Binnen slakken woedt een hevige strijd: een strijd der seksen.

Willy van Strien

Foto: Shiho Ijima

Zie ook: Ruige steekpartij

Stekende slak op film: hij steekt in dit geval steeds mis

Bron:
Kimura, K. & S. Chiba, 2015. The direct cost of traumatic secretion transfer in hermaphroditic land snails: individuals stabbed with a love dart decrease lifetime fecundity. Proc. R. Soc. B 282: 20143063, 11 maart online. Doi: 10.1098/rspb.2014.3063

Veel te verliezen, daarom bang

Vruchtbaarste heremietkreeftman neemt geen risico

De ene heremietkreeft toont meer bravoure dan de andere. Onder de mannetjes zijn de meest vruchtbare individuen bepaald geen lefgozers, ontdekten Danielle Bridger en collega’s tot hun verbazing.

Heremietkreeften hebben altijd een schuilplaats bij zich. Ze meten zich namelijk lege slakkenhuizen aan waarin ze hun zachte achterlijf veilig kunnen onderbrengen en dragen die tweedehands-huisjes steeds met zich mee. Bij onraad trekken ze zich er bliksemsnel helemaal in terug en dan sluiten ze de opening af met hun vergrote schaar. Aan de Nederlandse kust zijn gewone hermietkreeften (Pagurus bernhardus) te vinden, in slakkenhuisjes van onder meer alikruiken.

Dapper

Mark Briffa en collega’s hadden al ontdekt dat deze beestjes een ‘persoonlijkheid’ hebben: er zijn dappere types en bangeriken. De onderzoekers kunnen het lef van de heremietkreeften meten door ze uit het water te halen, even op hun kop te houden en dan weer terug te leggen met de opening van hun huisje naar boven. Na een aantal seconden komen de heremietkreeften weer te voorschijn. Sommige heremietkreeften kruipen bij herhaalde testen consequent sneller weer rond dan andere, en zijn dus dapperder van aard.

Nu wilden Danielle Bridger en collega’s weten of de dapperheid van mannetjes samenhangt met hun vruchtbaarheid. Hun veronderstelling was dat de mannen met het meeste sperma in voorraad het meest dapper zouden zijn. Zij hebben immers al veel geïnvesteerd in hun voortplanting en zouden er alles aan doen om zo snel mogelijk een vrouwtje te vinden waarmee ze die investering kunnen ‘verzilveren’- en bereid zijn daarvoor risico’s te nemen. Dat patroon staat  bekend als de strategie van het snelle levenstempo: een hoge voortplantingsnelheid gepaard aan ondernemend en riskant gedrag dat de levensverwachting bekort.

De vruchtbaarheid van de mannetjes is, net als hun lef, makkelijk te meten. Mannetjes verpakken hun sperma in pakketjes, de spermatoforen, en hoe groter die zijn, hoe vruchtbaarder de man. De veronderstelling was dus goed te toetsen.

Voorzichtig

En bleek verkeerd….. De mannetjes met de grootste spermatoforen waren juist het angstigst. Hoe kleiner de spermatoforen, hoe dapperder de man. Het patroon van het snelle levenstempo gaat bij deze dieren dus niet op. Een mannetje dat veel sperma heeft aangemaakt volgt een andere strategie, is de conclusie: hij neemt weinig risico om zijn grote spermavoorraad niet in gevaar te brengen. Hij heeft immers veel te verliezen. Wordt hij slachtoffer van een hongerige krab, dan is zijn investering voor niets geweest.
Een grote vruchtbaarheid gaat niet samen met bravoure, maar met voorzichtigheid. Als het goed is, kiezen heremietkreeftvrouwtjes dus voor laffe mannetjes. Een mooie hypothese voor nieuw onderzoek.

Willy van Strien

Foto: Thomas Bresson (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Bridger, D., S.J. Bonner & M. Briffa, 2015. Individual quality and personality: bolder males are less fecund in the hermit crab Pagurus bernhardus. Proc. R. Soc. B 282: 20142492, 11 februari online. Doi: 10.1098/rspb.2014.2492
Briffa, M., S.D. Rundle & A. Fryer, 2008. Comparing the strength of behavioural plasticity and consistency across situations: animal personalities in the hermit crab Pagurus bernhardus. Proc. R. Soc. B 275: 1305-1311. Doi:10.1098/rspb.2008.0025

Kieskeurige plant

Heliconia-bloem accepteert niet van elke kolibrie stuifmeel

Bloemen van Heliconia tortuosa laten zich alleen bevruchten met stuifmeel dat door hun favoriete kolibriesoorten is afgeleverd. Stuifmeel dat door andere bezoekers is gebracht negeren ze. Matthew Betts en collega’s achterhaalden het hoe en waarom van deze kieskeurigheid.

Kolibries voeden zich met nectar uit Heliconia-bloemen, die ze vinden in opvallende, felgekleurde schutbladen. Vliegend van bloem naar bloem bestuiven ze deze planten. Want als de vogeltjes nectar drinken, plakt er wat stuifmeel aan hen vast dat ze afschudden bij de volgende bloem die ze bezoeken. Op de stamper van die bloem kunnen de stuifmeelkorrels ontkiemen; vanuit de korrels groeit er dan een stuifmeelbuis het vruchtbeginsel in om daar een eicel te bevruchten.

Ontkieming

Maar toen Matthew Betts en collega’s in Costa Rica de kolibries wilden nadoen en met de hand stuifmeel aanbrachten op bloemen van Heliconia tortuosa, constateerden ze tot hun verrassing dat er nauwelijks stuifmeelbuizen verschenen. Een bloem staat ontkieming van stuifmeelkorrels kennelijk niet altijd toe Het leek erop dat een bloem alleen stuifmeel accepteert dat door kolibries is gebracht.

Dat is inderdaad zo, merkten ze toen ze vogels loslieten bij de met de hand bestoven bloemen; ze zorgden dat die vogels zelf geen stuifmeel bij zich hadden. Het was nu voor de plant alsof de vogels het stuifmeel van de onderzoekers hadden afgeleverd. En jawel, dan ontkiemden de stuifmeelkorrels beter.

Vreemd verhaal

Maar niet alle kolibries gaven een even goed resultaat. Betts gebruikte zes kolibriesoorten uit Midden-Amerika en bracht ze afzonderlijk in contact met de hand-bestoven planten. De bloemen reageerden vooral goed op twee van die soorten: de groene heremietkolibrie en de violette sabelvleugel. Ze waardeerden het stuifmeel dat ze van deze twee kolibries ‘dachten’ te krijgen het meest en lieten vooral dat stuifmeel ontkiemen.

Het is een vreemd verhaal. Hoe weet een bloem welke vogel stuifmeel heeft aangedragen? En waarom heeft het stuifmeel van zijn favoriete soorten de voorkeur boven het stuifmeel dat door andere vogels (of mensen) is gebracht?

Snavellengte

Het antwoord op de eerste vraag schuilt in het gedrag van de vogels. De favoriete bestuivers hebben zeer lange en kromme snavels die als buigzame rietjes alle nectar uit de lange, gebogen bloemen van Heliconia tortuosa opzuigen, tot op de bodem. De andere vier kolibriesoorten hebben kortere en rechtere snavels en krijgen niet alle nectar eruit. Er blijft wat achter. Daar blijkt de plant op te reageren: hoe meer nectar een kolibriesoort weghaalt, hoe meer stuifmeelkorrels na zijn bezoek ontkiemen.
De onderzoekers konden mooi bewijzen dat het zo werkt door planten met de hand te bestuiven en alle nectar met een pipetje weg te zuigen: de met de hand opgebrachte stuifmeelkorrels ontkiemden dan goed.

De plant onderscheidt de kolibries dus op hun snavellengte. Maar – tweede vraag – waarom laat hij alleen stuifmeelbuizen groeien na bezoek van een langsnavelige soort? Of omgekeerd: wat is er mis met het stuifmeel dat de andere kolibries afleveren?

Grote afstand

Dat heeft te maken met de erfelijke kwaliteit van het nageslacht van de planten, veronderstellen de auteurs. De kolibries met kortere en rechtere snavels zijn allemaal kleine, territoriale soorten die zich in een klein gebied ophouden. Het stuifmeel dat zij brengen komt daardoor altijd van de plant zelf of van een buurplant. Buurplanten zijn genetisch aan elkaar gelijk of bijna gelijk, dus bestuiving door territoriale kolibries leidt tot inteelt. De planten negeren daarom hun stuifmeel.

De groene heremietkolobrie en de violette sabelvleugel daarentegen zijn grote kolibries die veel voedsel nodig hebben. Over een flinke afstand gaan ze regelmatig vele Heliconia-planten af. Ze hebben dus stuifmeel bij zich dat van ver komt en van een groot aantal bloemen. Zij brengen ‘vers bloed’ naar een plant: stuifmeel met erfelijk materiaal dat anders is en gevarieerd. Dat zorgt voor een sterk nageslacht. Vandaar dat de planten zich wel laten bevruchten door stuifmeel dat van deze vogels komt.

Zijn er meer?

Hoewel Heliconia tortuosa door zes soorten kolibries wordt bestoven, verzorgen slechts twee soorten het merendeel van de bevruchtingen. De plant gebruikt vrijwel alleen hun stuifmeel. Hij is kieskeurig.

Een kieskeurige plant: dat is een heel nieuwe bevinding die allerlei onderzoeksvragen oproept. Zou de plant ook zo kieskeurig zijn als er maar weinig stuifmeel wordt gebracht? Geeft hij meer eigen stuifmeel mee met zijn favoriete bestuivers om bloemen verderop te laten bestuiven? Zijn er meer kieskeurige plantensoorten? Wie weet wat zulk onderzoek nog oplevert.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: groene heremietkolibrie. Matthew Betts
Klein, midden: Heliconia tortuosa. Jayesh Patil (Creative Commons)
Klein, onder: violette sabelvleugel. Matthew Betts

De onderzoekers filmden het bezoek van de groene heremietkolibrie

Bron:
Betts, M.G., A.S. Hadley & W.J. Kress, 2015. Pollinator recognition by a keystone tropical plant. PNAS, 2 maart online. Doi: 10.1073/pnas.1419522112

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑