Evolutie en Biodiversiteit

Maand: april 2015

Van alternatieveling tot parasiet

Kleine mierenkoningin is een nieuwe soort in wording

In nest van gewone steekmier leven asociale minikoninginnen

In veel kolonies van de gewone steekmier leven niet alleen gewone koninginnen, maar ook een aantal minikoninginnen. Deze kleine dames zijn op weg om een aparte, parasitaire soort te worden, ontdekten Jenni Leppänen en Sämi Schär, biologen van twee verschillende onderzoeksgroepen.

De grote nesten van de gewone of rode steekmier, met duizenden werksters en meerdere koninginnen, zijn goed georganiseerde maatschappijen – en die trekken profiteurs van buiten. Zo hebben de rupsen van pimpernelblauwtje en gentiaanblauwtje een veilig en goed verzorgd leventje in nesten van onder andere deze mier.
Maar er kunnen ook egoïstische types opstaan in eigen gelederen: in veel nesten leven kleine varianten van gewone koninginnen. Deze minikoninginnen leveren geen bijdrage aan de samenleving. Integendeel: ze melken hem uit.

Asociaal

Die samenleving draait op het werk dat de werksters verrichten: zij zorgen dat er voedsel is, houden het nest schoon en verzorgen de koningin en haar broed; zelf krijgen ze geen nakomelingen. De koninginnen moeten heel veel werksters produceren. Alleen met een groot werkvolk achter zich kunnen ze zich echt voortplanten door ook zonen en vruchtbare dochters, oftewel jonge koninginnen, voort te brengen. Naarmate er meer werksters zijn, kunnen er meer zonen en vruchtbare dochters opgroeien.
Maar minikoninginnen zijn asociaal. Zij zetten doodleuk mannetjes en nieuwe minikoninginnen op de wereld zonder te zorgen voor werksters om die groot te brengen. Daarvoor schakelen ze het werkvolk in dat de gewone koninginnen produceren.

Hebben gewone steekmieren – die overal in Europa leven in bosranden, weilanden en tuinen – minikoninginnen in hun nest, dan lijdt de kolonie daaronder, liet Sämi Schär vorig jaar zien. De zorg die werksters verlenen aan de zonen en seksuele dochters van de minikoninginnen was immers nodig om vooral nieuwe werksters groot te brengen. Kolonies met een of meer minikoninginnen zijn daardoor gemiddeld kleiner dan kolonies met alleen normale mieren. Ze hebben weinig werksters en weinig eitjes, larven en poppen. De minikoninginnen leven dus ten koste van de gewone koninginnen. Ze parasiteren op hun eigen soortgenoten.

Infiltreren

Als parasiet zijn ze echter niet helemaal geslaagd, liet hij ook zien. In veel kolonies lukt het de minikoninginnen namelijk niet om dochters te krijgen. De werksters houden dat tegen. Vrouwelijke larven kunnen twee kanten op: grote larven worden koningin, kleine larven worden werkster. De werksters die de larven voeren verhinderen dat er buiten het voortplantingsseizoen nieuwe koninginnen ontstaan door de larven niet te veel eten te geven en larven die toch te groot worden te laten verhongeren. Ze doen dat onder invloed van een signaalstof van de heersende koninginnen.
De minikoninginnen weten daar niet aan te ontsnappen en ook nieuwe minikoninginnen komen niet tot ontwikkeling. Maar omgekeerd weten minikoninginnen ook te voorkómen dat er nieuwe gewone koninginnen opgroeien.

Als de reguliere koninginnen oud worden, verliezen zij de macht. Op een gegeven moment verzwakt hun signaal en dan krijgen de minikoninginnen een kans om dochters te krijgen. Die jonge minikoninginnen zullen nieuwe steekmiernesten proberen te infiltreren. Ze zoeken hun heil bij voorkeur in oude kolonies, waar ze sneller kans van slagen hebben.
Dat de mini’s geen volwaardige parasieten zijn blijkt ook uit het feit dat ze soms, in een nest zonder gewone koningin, toch zelf werksters voortbrengen. Ze zijn wel een heel eind op weg om parasiet te worden. Ze zijn halfparasieten.

Erfelijke uitrusting

En hoe zijn ze begonnen? Waarschijnlijk als een alternatief type koningin naast de gewone koningin dat zich aanvankelijk nog redelijk normaal gedroeg, maar gaandeweg steeds minder werksters en steeds meer zonen en vruchtbare dochters produceerde. Zo onttrokken de mini’s zich aan hun verantwoordelijkheid als koningin en werden het profiteurs.

Tegelijkertijd zijn de mini-steekmieren bezig om een nieuwe soort te worden. Ze zijn al een afzonderlijk type: de vruchtbare dochters van gewone koninginnen zijn altijd gewone koninginnen, de dochters van minikoninginnen zijn altijd minikoninginnen. Ze hebben ook een andere erfelijke uitrusting, liet Schär zien, en Jenni Leppänen bevestigt dat nu. De mini’s zijn een soort in wording.

Willy van Strien

Foto: Kjetil Fjellheim (Creative Commons)

Zie ook: Vorstelijk onthaal

Bronnen:
Leppänen, J., Seppä, P., Vepsäläinen, K. & R. Savolainen, 2015. Genetic divergence between the sympatric queen morphs of the ant Myrmica rubra. Molecular Ecology, 20 april online. Doi: 10.1111/mec.13170
Schär, S. & D.R. Nash, 2014. Evidence that microgynes of Myrmica rubra ants are social parasites that attack old host colonies. Journal of Evolutionary Biology 27: 2396-2407. Doi: 10.1111/jeb.12482

Tovervisje

Flexibele dwergzeebaars bootst kleuren van verschillende prooien na

Dwergzeebaars neemt verschillende kleuren aan

Dankzij het bijzondere vermogen om allerlei kleuren aan te nemen komt een dwergzeebaars makkelijk aan de kost, schrijven Fabio Cortesi en collega’s. Bovendien zal hij zelf niet zo gauw worden opgegeten.

De dwergzeebaars Pseudochromis fuscus legt zich niet vast op een kleurtje. Hij kan zich heldergeel maken, maar ook donderbruin. Of hij meet zich een roze, oranje of grijs uiterlijk aan. Zo’n gedaantewisseling kan hij ondergaan als hij in een nieuwe omgeving terechtkomt. Van een gele vis tovert hij zich dan om in een bruine, of andersom. Na twee weken is de make-over compleet.
Fabio Cortesi en collega’s wilden weten waar zo’n kleurverandering goed voor is. Ze zagen twee mogelijkheden. Ofwel de dwergbaarzen nemen een schutkleur aan om minder zichtbaar te zijn voor hun roofvijanden. Ofwel ze apen de kleur van hun prooien na om zich ongemerkt onder hen te kunnen mengen, als een wolf in schaapskleren.

Pseudochromis fuscus is een agressieve, territoriale vis die leeft bij de koraalriffen van de Stille en de Indische Oceaan. Hij is slank en zo’n 8 centimeter lang. Op zijn menu staan jonge vissen zoals koraaljuffers, terwijl hij zelf op moet passen voor grotere roofvissen.

Op het Groot Barrièrerif bij Australië komen gele en bruine exemplaren van deze dwergzeebaars naast elkaar voor. De gele vissen houden zich op bij geel levend koraal, waar ook gele soorten koraaljuffers rondzwemmen. De bruine dwergzeebaarzen hangen rond bij donker dood koraalpuin, samen met bruine soorten koraaljuffers. Het is dus niet zomaar duidelijk of de dwergzeebaarzen een schutkleur aannemen of de vissen nabootsen die zich in hun nabijheid bevinden.

Kleurcombinaties

Om daar toch achter te komen vingen de biologen een aantal dwergzeebaarzen en zetten die afzonderlijk in aquaria met ofwel levend koraal, ofwel koraalpuin. De vissen kregen gezelschap van ofwel volwassen gele, ofwel volwassen bruine koraaljuffers; die zijn even groot als de dwergzeebaarzen. De onderzoekers stelden alle mogelijke kleurcombinaties van dwergzeebaars, koraal en koraaljuffers samen en wachtten twee weken af om te zien bij welke combinatie Pseudochromis fuscus van kleur verandert.
En wat gebeurde er? De dwergzeebaarzen wisselden alleen van kleur als ze afstaken tegen de koraaljuffers in hun bak. Ze zorgden dus dat ze dezelfde kleur hadden als de beschikbare prooisoort.

Flexibiliteit

Die aanpassing is de moeite waard. Als de vissen er hetzelfde uitzien als de prooisoort die in de buurt is, krijgen ze twee keer zoveel jonge visjes te pakken, bleek uit een nieuwe serie proeven. Daarbij kregen afzonderlijke dwergzeebaarzen gezelschap van een groep volwassen en jonge koraaljuffers in ofwel dezelfde, ofwel de andere kleur. Ze kregen niet de tijd om zich aan te passen. Had een dwergzeebaars een andere kleur dan de koraaljuffers, dan waren de jonge visjes op hun hoede en moeilijk te vangen. Maar kwamen de kleuren overeen, dan hadden de kleintjes niet in de gaten dat er een rover tussen de volwassen vissen zat.
Het is een mooi voorbeeld van agressieve mimicry: roofvijanden mengen zich onopvallend tussen hun prooien en happen toe. Het bijzondere van Pseudochromis fuscus is zijn flexibiliteit: hij kan verschillende prooivissen nabootsen.

Ook een schutkleur

Die prooivissen hebben een vaste kleur die is afgestemd op hun omgeving: gele koraaljuffers zwemmen bij levend koraal, bruine vissen bij koraalpuin. Door hen te imiteren krijgen de dwergzeebaarzen automatisch ook een schutkleur die bescherming biedt tegen grotere roofvissen. Zo halen ze dus nog een tweede voordeel uit hun na-aperij.

De kleuren van vissen komen van pigmentcellen in hun huid. Om van kleur te wisselen veranderen de dwergzeebaarzen de verhouding tussen het aantal gele pigmentcellen en het aantal zwarte pigmentcellen.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Justin Marshall
Klein: Christopher Mirbach

Fabio Cortesi vertelt in een filmpje over zijn onderzoek aan Pseudochromis fuscus

Bron:
Cortesi, F., W.E. Feeney, M.C.O. Ferrari, P.A. Waldie, G.A.C. Phillips, E.C. McClure, H.N. Sköld, W. Salzburger, N.J. Marshall & K.L. Cheney, 2015. Phenotypic plasticity confers multiple fitness benefits to a mimic. Current Biology 25: 949-954. Doi: 10.1016/j.cub.2015.02.013

Geen beste val

Vleesetende zonnedauw mikt op matige vangst

Rode kleur van zonnedauw is goed
Rood is niet de beste kleur om insecten te lokken. Toch zijn de vallen waarmee vleesetende planten insecten vangen vaak rood. Ontwerpfoutje? Volgens Andreas Jürgens en collega’s niet.

Vleesetende planten kunnen op arme grond groeien doordat ze zich voeden met insecten. Die vangen ze met speciale vallen. Maar het zou niet best zijn als de insecten daar massaal in vliegen. Want als de insecten die de bloemen bestuiven allemaal op zo’n val landen, komt er van bestuiving niets terecht. Een gevangen bij kan het stuifmeel dat ze bij zich heeft niet afleveren op de bloemen. En ze komt niet meer weg met nieuw stuifmeel om dat bij andere planten te bezorgen.

Hoe komen vleesetende planten aan de kost zonder al hun onmisbare bestuivers weg te vangen?

Blad-vallen

Andreas Jürgens en collega’s veronderstelden dat de rode kleur van veel vallen daarmee te maken heeft. Diep rood zijn bijvoorbeeld de kleverige bladeren van twee zonnedauw-soorten uit veengebieden van de Zuidelijke Alpen van Nieuw-Zeeland. Drosera spatulata heeft maximaal vijftien van die blad-vallen die plat op de grond liggen; Drosera arcturi heeft twee tot vier opgerichte kleverige bladeren. Beide soorten bloeien met witte bloemen.
Om te zien of hun idee klopte, gingen de biologen aan de slag met nagemaakte plakkerige bladeren in de kleuren groen en rood. Ook de witte bloemen maakten ze na. Ze rangschikten de nagemaakte blad-vallen, ofwel plat liggend ofwel rechtopstaand, en bloemen tot verschillende nep-zonnedauwplanten en telden de insecten die ze daarop vingen.

Prijs

De groen gekleurde bladeren trokken meer insecten dan de rode. Maar de witte kleur van de bloemen bleek verreweg het aantrekkelijkst: de namaakbloemen vingen de meeste insecten.
Het lijkt er dus op dat de rode vallen precies de verkeerde kleur hebben. Rood is niet geschikt om insecten te lokken. Dat is niet vreemd: bekend was al dat insecten die kleur nauwelijks zien tegen een groene achtergrond.
Waarom zijn de vallen dan rood? Jürgens denkt dat de vallen er niet op zijn gemaakt om zo veel mogelijk insecten te vangen, maar juist een bescheiden aantal. Zo voorkómen de planten dat de vallen de bestuivers massaal wegvangen. Maar dat heeft wel een prijs: de rode vallen vangen ook minder andere insecten dan groene vallen zouden doen. De planten moeten schipperen om voldoende voedsel te vergaren en voldoende bestuivers over te houden.

Vallen onaantrekkelijk maken hoeft niet de enige functie van de rode kleur te zijn. De kleur biedt misschien ook bescherming tegen plantenetende insecten die op groen afgaan. Of tegen het overvloedige zonlicht in de bergen.

Ook in Nederland komt een paar soorten zonnedauw voor, in vochtige heide en veengebied – met kleverige, rood aangelopen blad-vallen.

Willy van Strien

Foto:
Links Drosera spatulata, rechts Drosera arcturi. Andreas Jürgens

Bron:
Jürgens, A., T. Witt, A. Sciligo & A.M. El-Sayed, 2015. The effect of trap colour and trap-flower distance on prey and pollinator capture in carnivorous Drosera species. Functional Ecology, 22 februari online. Doi: 10.1111/1365-2435.12408

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑