Evolutie en Biodiversiteit

Maand: juni 2015

Dubbel winst voor vroege vogel

Uitgeslapen koolmeesman komt bedrogen uit

Vroege koolmees is beter af

Voor een mannelijke koolmees is het zaak om de dag vroeg te beginnen. Anders is de kans groot dat zijn partner vreemd gaat en hij zich straks uit de naad kan werken voor jongen die niet van hem zijn, blijkt uit onderzoek van Timothy Greives en collega’s.

De belangrijkste tijd van de dag voor koolmezen in de broedperiode is de vroege ochtend, net voordat het licht wordt. Een vrouwtje legt dan een ei, en kort daarna moet het ei voor de volgende ochtend worden bevrucht. Ze heeft wat sperma in voorraad, maar ze kan ook opnieuw paren. Dan zal het verse zaad het ei waarschijnlijk bevruchten.
Ze kan zich natuurlijk tot haar partner wenden met haar spermawens, maar ze doet dat lang niet altijd. Vaak zoekt ze een buurman op die een betere erfelijke kwaliteit lijkt te hebben. Daar krijgt ze krachtiger jongen van.

Koolmezen lijken hierin op pimpelmezen. Ook een vrouwelijke pimpelmees gaat ’s morgens vroeg vaak buurten bij een aantrekkelijke buurman. En voor pimpelmezen hebben Angelika Poesel en collega’s negen jaar geleden achterhaald wat een aantrekkelijke man is: een kerel die zich ’s morgens als eerste laat horen, voordat ook de andere mannetjes los gaan in het ochtendkoor. Een vroege vogel dus. Na zo’n bezoekje kan de overspelige vrouw al terug zijn bij haar nest voordat haar partner actief is.

Goede keuze

Een vroeg zingende man is een goede keuze, schreef Poesel ook, want het zijn de oudere mannetjes die als eersten beginnen te zingen. En een oud mannetje is een bewezen overlever, dus waarschijnlijk van hoge kwaliteit. Mannetjes van twee jaar of ouder zetten de zang gemiddeld 6 minuten eerder in dan eenjarige mannetjes.
Een vroege vogel heeft door zijn populariteit niet alleen jongen bij zijn partner, maar ook bij andere vrouwtjes in de buurt. Hij boekt een groot voortplantingssucces.

Wakker

Nu laten Timothy Greives met een slim experiment bij koolmezen zien dat de vroege vogels nog een voordeel genieten: ze worden zelf minder vaak bedrogen door hun partners. De jongen in hun nest zijn meestal hun eigen jongen.
De onderzoekers brachten bij een aantal mannetjes implantaten in die het hormoon melatonine afgeven. Dat hormoon is betrokken bij het waak- en slaapritme, en het gevolg van een implantaat is dat de mannetjes ’s morgens 10 minuten later actief worden dan anders. Dat lijkt een klein verschil, maar het effect is groot: in het nest van deze late mannetjes ontdekten de onderzoekers meer jongen van een andere vader dan in het nest van mannetjes die op de gewone tijd wakker werden. Ze vonden dat door het erfelijk materiaal (dna) van ouders en jongen te analyseren.

Kwaliteit

Misschien hebben vrouwtjes van late vogels meer gelegenheid om ’s morgens even weg te glippen, of misschien schatten ze de kwaliteit van hun partner lager in en gaan ze daarom sperma halen bij een ander. Hoe dan ook: een langslaper is de pineut. Door de buitenechtelijke avontuurtjes van zijn partner zijn de jongen in zijn nest niet allemaal van hem. Maar hij brengt ze wel groot.

Een vroege man daarentegen valt dubbel in de prijzen: hij heeft jongen bij veel vrouwtjes en hij heeft zelf nauwelijks buitenechtelijke jongen in zijn nest.

Willy van Strien

Foto: Isfugl (Creative Commons)

Bronnen:
Greives, T.J., S.A. Kingma, B. Kranstauber, K. Mortega, M. Wikelski, K. van Oers, A.C. Mateman, G.A. Ferguson, G. Beltrami & M. Hau, 2015. Costs of sleeping in: circadian rhythms influence cuckoldry risk in a songbird. Functional Ecology, 4 juni online. Doi: 10.1111/1365-2435.12440
Poesel, A., H.P. Kunc, K. Foerster, A. Johnsen & B. Kempenaers, 2006. Early birds are sexy: male age, dawn song and extrapair paternity in blue tits, Cyanistes (formerly Parus) caeruleus. Animal Behaviour 72: 531- 538. Doi:10.1016/j.anbehav.2005.10.022

Ma als reserve

Verdwijnt het mannetje pijlgifkikker, dan springt het vrouwtje in

Pijlgifkikker Allobates femoralis met jongen

Een vrouwtje van de kikker Allobates femoralis heeft geen omkijken naar haar jongen. Pa zorgt wel voor hen. Maar valt hij weg, dan neemt zij de ouderlijke taak zonder mankeren over, ontdekten Eva Ringler en collega’s.

Bij de pijlgifkikker Allobates femoralis zijn de ouderlijke taken duidelijk verdeeld. Nou ja, verdeeld….. de mannetjes nemen alle zorg voor hun rekening.
Het kleine kikkertje leeft op de grond in regenwouden in het Amazonegebied. Mannetjes zitten dagelijks te roepen vanuit het territorium dat ze bezetten. Daarmee houden ze andere mannetjes uit hun terrein en lokken ze vrouwtjes naar zich toe.

Als zo’n mannetjes succes heeft, komt er een vrouwtje op hem af om zo’n twintig eitjes te leggen in een nest tussen de afgevallen bladeren op de grond. Hij bevrucht ze en zij stapt op, de verdere zorg aan hem overlatend. Als na een kleine drie weken de kikkervisjes uitkomen, staat hij voor een belangrijke opgave: de dikkopjes moeten naar een plek toe waar ze kunnen uitgroeien tot kikkers. Dat mag een meer zijn, een poel of een plasje tussen de boomwortels – als het maar water is. Op het droge gaan ze dood.
Hij neemt ze op zijn rug, in porties van ongeveer acht, en brengt ze weg. Een werkje waar hij een paar uur mee zoet is.

Taakovername

Het vrouwtje is helemaal vrijgesteld en laat zich niet meer zien. Na acht dagen is ze zover dat ze een nieuw legsel kan produceren. Dan bezoekt ze weer een mannetje, soms hetzelfde als de vorige keer, maar meestal een ander. En weer laat ze de zorg voor de nakomelingen aan hem over.
Maar hoewel de zorgtaken bij de mannetjes liggen, troffen Eva Ringler en collega’s bij veldwerk in Frans-Guyana soms toch een vrouwtje aan dat kikkervisjes op haar rug had. Dat was vreemd.

Inmiddels zijn ze er achter wat er in zo’n geval aan de hand is: een kikkermoeder bekommert zich om de kikkervisjes als de vader om de een of andere reden weg is – doodgegaan of uit zijn territorium vertrokken.
Ze zagen dat in het lab, waar ze de kikkers in paren in terraria hielden. De twee kikkers in zo’n bak zochten elkaar op, het vrouwtje legde eitjes en trok zich terug. Zo gauw de kikkervisjes waren uitgekomen bracht het mannetje ze naar de kom water die de onderzoekers hadden klaargezet. Het vrouwtje bemoeide zich daar geen moment mee.
Maar haalden ze het mannetje weg, dan nam het vrouwtje zijn taak zonder mankeren over.

Dagelijkse roep

In het veld, waar de biologen de kikkerpopulatie nauwgezet volgden, lijkt het precies zo te gaan. Loopt er een vrouwtje met kikkervisjes op haar rug, dan is het mannetje niet in zijn territorium te vinden. Kennelijk houdt ma vanaf haar vaste plek – die wel twintig meter verderop kan zijn – in de gaten of pa er is om zijn werk te doen. Als hij weg is, komt ze in actie. Ze vergist zich niet, blijkt uit dna-onderzoek. Een mannetje kan legsels van verschillende vrouwtjes onder zijn hoede hebben, maar een vrouwtje haalt alleen haar eigen kikkervisjes op.

Het is maar goed dat de kikkermoeder inspringt als het nodig is, want anders zouden haar jongen sterven. Maar het is wonderbaarlijk dat ze het kan. Waarschijnlijk heeft ze door dat het mannetje verdwenen is doordat ze zijn dagelijkse roep niet meer hoort. Ze weet dan kennelijk precies wanneer haar kikkervisjes uitkomen en waar ze hen terug kan vinden.

Het lijkt verleidelijk voor het mannetje om hier misbruik van te maken. Zou hij het legsel in de steek laten of doen alsof hij weg is door zich niet te laten horen, dan hoeft hij niet met de jongen op stap en kan hij er op vertrouwen dat het toch goed komt met ze. Makkelijk.

Verantwoordelijkheid

Maar dat gebeurt niet, denken de onderzoekers. Een territorium is een groot goed dat een mannetje niet zal willen verlaten. En als hij zich stil houdt, komen er andere mannetjes die gaan proberen zich het territorium toe te eigenen. Bovendien komen er dan geen vrouwtjes om hem van nieuwe legsels te voorzien. Nee, hij doet er beter aan om te blijven en zijn verantwoordelijkheid te nemen.
In geval van overmacht staat het vrouwtje reserve.

Willy van Strien

Foto: Mannetje Allobates femoralis met kikkervisjes op zijn rug. Andrius Pašukonis

Bronnen:
Ringler, E., A. Pašukonis, W.T. Fitch, L. Huber, W. Hödl & M Ringler, 2015. Flexible compensation of uniparental care: female poison frogs take over when males disappear. Behavioral Ecology, 29 mei online. Doi:10.1093/beheco/arv069
Ringler, E., A. Pašukonis, W. Hödl & M. Ringler, 2013. Tadpole transport logistics in a Neotropical poison frog: indications for strategic planning and adaptive plasticity in anuran parental care. Frontiers in Zoology 10: 67. Doi:10.1186/1742-9994-10-67
Ringler, E., M. Ringler, R. Jehle & W. Hödl, 2012. The female perspective of mating in A. femoralis, a territorial frog with paternal care- a spatial and genetic analysis. PLoS ONE 7: e40237. Doi:10.1371/journal.pone.0040237

Nieuw licht op slangenevolutie

Voorouder was een giftige, nachtelijke sluipmoordenaar

Wurgslangen als bloedpython ontstonden later dan gifslangen

Er zijn meer dan 3400 soorten slangen met uiteenlopende levenswijzen. Hoe hebben zij zich uit hun gemeenschappelijke voorouder ontwikkeld? Wat was die allereerste slang voor een dier? Onderzoek van Allison Hsiang en collega’s werpt daar nieuw licht op.

Er zijn slangen die overdag actief zijn en slangen die zich ’s nachts roeren. Er leven slangen op de grond, ondergronds, in bomen en in water. Sommige slangen wurgen hun prooi, andere vergiftigen die. Hoe zat dat met de allereerste slang? Was dat een dagdier of een nachtbraker? Landdier of waterdier? Een wurger of een gifslang?
Veel was tot nu toe onduidelijk omdat er weinig fossiele slangen bewaard zijn gebleven. Zo waren biologen het oneens over de vraag waar de allereerste slang geleefd heeft. Volgens sommigen ligt de oorsprong van de slangen in zee, anderen dachten dat ze afstammen van een ondergronds levende voorouder.

Fossielen

Maar de laatste jaren is een aantal nieuwe fossielen ontdekt. Bovendien zijn er tegenwoordig dna-technieken beschikbaar. Vergelijking van het erfelijk materiaal van bestaande soorten helpt om hun stamboom te kunnen tekenen. Allison Hsiang en collega’s veegden al die gegevens bij elkaar om een beeld van de vroegste slangen te reconstrueren.

Bekend was al dat slangen hagedissen zijn. Dat wil zeggen: op de evolutiestamboom vormen ze een tak tussen de hagedissen. Ze zijn het meest nauw verwant aan de varanen, hazelwormen, korsthagedissen en leguaanachtigen (leguanen, agamen, anolissen en kameleons).
De bijzondere hagedis waar alle slangen van afstammen, de ‘oerslang’, leefde zo’n 128 miljoen jaar geleden, zo concludeert Hsiang uit haar vergelijkend onderzoek. Het moet een dier geweest zijn zonder voorpoten, maar met nog wel kleine achterpootjes. Het leefde in een warme, vochtige en weelderig begroeide omgeving, op het land; de biologen die meenden dat de oerslang in zee leefde krijgen dus ongelijk. ’s Nachts kroop hij over de grond om zijn prooien te besluipen, en misschien ging hij wel ook ondergronds.

Gifklieren

Er ontstonden vrij snel verschillende typen slangen. Maar pas toen de dinosauriërs van het toneel waren verdwenen werd het aantal soorten echt groot. Er kwamen slangen die overdag op jacht gingen en slangen die naar zee verhuisden.

Hsiang en collega’s noemen het niet, maar de allereerste slang had gifklieren om zijn prooien te overmeesteren. Dat blijkt uit onderzoek van Bryan Fry uit 2006: gifklieren waren ontstaan bij de voorouder die slangen delen met de varanen, hazelwormen, korsthagedissen en leguaanachtigen. Die voorouderlijke hagedis had kleine gifzakjes in zowel onder- als bovenkaak. Ze produceerden een cocktail van negen eiwitten die prooien weerloos maakten doordat ze de bloeddruk verlaagden, darmkrampen veroorzaakten en spieren lam legden.
Zowel de slangen als de aan hen verwante hagedissen erfden deze gifklieren. Bij de slangen zijn de klieren in de onderkaak verloren gegaan, terwijl die in de bovenkaak bij veel moderne slangen complexe organen zijn geworden. Deze gifslangen hebben speciale tanden waarmee ze het gif diep in de prooien kunnen inbrengen.
Er zijn ook slangen die de gifklieren helemaal hebben afgeschaft, bijvoorbeeld slangen die eieren eten.

Ook slangen die hun prooien wurgen kunnen het zonder gifklieren af. Die compleet andere manier om prooien de baas te worden had de eerste slang niet. Het is een latere uitvinding die boa’s en pythons succesvol toepassen.

Willy van Strien

Foto: De bloedpython, Python brongersmai, uit Thailand. Fotograaf: ‘Tigerpython’ (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Hsiang, A.Y., D.J Field, T.H. Webster, A.D.B. Behlke, M.B. Davis, R.A. Racicot & J.A. Gauthier, 2015. The origin of snakes: revealing the ecology,behavior, and evolutionary history of early snakes using genomics, phenomics, and the fossil record. BMC Evolutionary Biology 15:87. Doi: 10.1186/s12862-015-0358-5
Fry, B.G. en anderen, 2006. Early evolution of the venom system in lizards and snakes. Nature 439: 584-588. Doi:10.1038/nature04328

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑