Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Maand: augustus 2015

Gezondheidszorg in het klein

28 augustus 2015 /

Mier slikt medicijn om schimmelinfectie te bestrijden

Formica fusca bezweken aan schimmelziekte

Je kunt beter niet ziek zijn – en voor mieren geldt dat ook. Maar natuurlijk zijn er ziekteverwekkers die het op hen hebben voorzien. Mieren zijn daar niet helemaal weerloos tegen, blijkt uit onderzoek van Nick Bos en collega’s. Integendeel: ze bestrijden de ziekte actief.

De parasitaire schimmel Beauveria bassiana is gevaarlijk voor insecten. Als sporen van de schimmel op een insectenlijf belanden, ontkiemen ze. De schimmel doorboort het pantser, dringt naar binnen en gaat woekeren. De kans is groot dat het dier aan de infectie bezwijkt. De schimmel barst naar buiten en vormt nieuwe sporen die andere insecten besmetten.
Ook de grauwzwarte mier Formica fusca, uit Europa en Noord-Amerika, is gevoelig voor de schimmel. De meeste geïnfecteerde dieren gaan dood en het risico bestaat dat de hele kolonie besmet raakt.

Geneesmiddel

Maar zover komt het meestal niet, weten Nick Bos en collega’s.
Mieren die aan de schimmel zijn blootgesteld, nemen een medicijn in om te voorkómen dat zich een infectie ontwikkelt en om, als dat toch gebeurt, de schimmelgroei te remmen. Zo hebben ze meer kans om het contact met de schimmel te overleven.

Het geneesmiddel dat de mieren gebruiken is waterstofperoxide. Ze halen dat uit dode dieren in staat van ontbinding, uit nectar of uit bladluizen en de honingdauw die zij uitscheiden.
Het sterke van het verhaal is dat alleen mieren die met de schimmel in aanraking zijn geweest met opzet waterstofperoxide opnemen. Normaal gesproken doen ze dat niet. Het is een krachtige stof (wij passen het toe als ontsmettingsmiddel, om tanden te bleken en om haren te blonderen) en inname is niet gezond. Een mier kan er zelfs dood aan gaan.
Maar een schimmelinfectie is levensbedreigend. Dan weegt het beschermende effect van waterstofperoxide zwaarder dan het schadelijke effect. Dan kan inname juist het leven redden.

Vliegen die met dezelfde schimmel zijn besmet, hebben overigens een andere manier om de ziekmaker te remmen: zij zoeken een warme plek op.

Wegwezen

Het waterstofperoxide helpt niet bij alle mieren. Ongeveer de helft gaat, ondanks de inname van het middel, toch aan de schimmel ten onder. Dan is er maar één manier om te voorkómen dat de hele kolonie besmet raakt: wegwezen.
Bos ontdekte bij een andere mierensoort, Camponotus aethiops, dat geïnfecteerde mieren zich steeds minder met hun nestgenoten bezig houden als het ziekteproces vordert, niet meer bij het broed komen en tenslotte de kolonie verlaten om buiten in eenzaamheid te sterven. Dat vergroot de kans dat de kolonie gespaard blijft.
Wie weet doet de grauwzwarte mier dat ook.

Willy van Strien

Foto: Mier (Formica fusca) die een infectie niet overleefde. Nick Bos

Zie ook:
Zieke vlieg zoekt warmte

Bronnen:
Bos, N., L. Sundström, S. Fuchs & D. Freitak, 2015. Ants medicate to fight disease. Evolution, 16 september online. Doi: 10.1111/evo.12752
Bos, N., T. Lefèvre, A.B. Jensen & P. D’Ettore, 2012. Sick ants become unsociable. Journal of Evolutionary Biology 25: 342-351. Doi: 10.1111/j.1420-9101.2011.02425.x

Verraderlijke beloning

20 augustus 2015 /

Japans eikeblauwtje dwingt mieren tot samenwerking

Rups van Japans eikeblauwtje laat zich verzorgen door mieren

Rupsen van het Japans eikeblauwtje bieden mieren voedsel aan, en in ruil daarvoor bewaken en verdedigen die mieren de rupsen. Het lijkt een mooi voorbeeld van vrijwillige samenwerking. Maar in werkelijkheid hebben de rupsen de mieren in hun macht, schrijven Masaru Hojo en collega’s.

Japans eikeblauwtjeEr hangen meestal mieren rond bij rupsen van het Japans eikeblauwtje, Narathura japonica. Deze vlinder komt voor in eikenbossen van Japan, Taiwan en Korea en de rupsen leven van eikenblad. De mieren hebben een goede reden om de rupsen op te zoeken: die scheiden op hun rug voedzame druppels uit die de mieren graag eten. De mieren beschermen zo’n voedselbron. Ze blijven er als een schildwacht bij staan en als de rups in gevaar is, verdedigen ze hem. Zo krijgen de rupsen bescherming in ruil voor voedsel.
Het Japans eikeblauwtje kan met verschillende soorten mieren zo’n relatie aangaan. Het geldt als een mooi voorbeeld van samenwerking.

Macht

Maar hoe mooi het allemaal ook lijkt, de samenwerking is niet van beide kanten vrijwillig, ontdekten Masaru Hojo en collega’s. Zij merkten op dat mieren wel erg lang bij een rups in de buurt blijven, ook als die geen ‘rupsennectar’ meer afgeeft. Ze onderzochten daarom of het spulletje een uitwerking heeft op het gedrag van de mieren.

En dat heeft het, zo bleek. Mieren die van de rupsennectar hebben gesnoept, zijn daarna minder mobiel dan normaal. In plaats van weg te lopen, blijven ze op wacht staan. Bovendien stellen deze mieren zich agressief op als een rups bedreigd wordt en een alarmsignaal afgeeft. Mieren die geen rupsennectar op hebben negeren dat signaal geheel. De nectar bevat kennelijk niet alleen voedsel, maar ook stoffen die het gedrag van de mieren bijsturen en hen min of meer dwingen om de rupsen te beschermen.
De beloning die de rupsen aan de mieren geven is dus niet helemaal zuiver. Het geeft de rupsen macht over de mieren en wat op vrijwillige samenwerking lijkt heeft trekjes van parasitisme.

Scheve verhouding

Deze scheve verhouding tussen de partners zal ermee te maken hebben dat ze niet in gelijke mate van de samenwerking profiteren. De rupsen hebben een groot belang bij bescherming; zonder de toewijding van de mieren is hun overlevingskans klein. Maar omgekeerd zijn de mieren niet afhankelijk van de rupsen. Ze hebben de rupsennectar, waar suikers en aminozuren in zitten, niet per se nodig omdat er allerlei andere voedselbronnen beschikbaar zijn. Vandaar dat de rupsen hen moeten dwingen om te blijven.

Er zijn meer soorten blauwtjes die voedsel voor bescherming ruilen met mieren zodat beide partners profiteren. Misschien zijn daar meer soorten onder die de samenwerking van de mieren afdwingen. Maar de mieren krijgen in elk geval een beloning.
Er zijn ook soorten blauwtjes die regelrechte parasieten zijn, zoals het pimpernelblauwtje en het gentiaanblauwtje. Bij hen is de verhouding helemaal scheef: de blauwtjes profiteren, de mieren lijden verlies.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Mieren bewaken een rups van Narathura japonica. Takashi Komatsu
Klein: Volwassen vlinder. Masaru Hojo

Zie ook:
Vorstelijk onthaal, over pimpernelblauwtje en gentiaanblauwtje die parasieten zijn

Bronnen:
Hojo, M.K., N.E. Pierce & K. Tsuji, 2015. Lycaenid caterpillar secretions manipulate attendant ant behavior. Current Biology, 30 juli online. Doi: 10.1016/j.cub.2015.07.016
Hojo, M.K., A. Yamamoto, T. Akino, K. Tsuji & R. Yamaoka, 2014. Ants use partner specific odors to learn to recognize a mutualistic partner. PLosOne 9: e86054. Doi: 10.1371/journal.pone.0086054
Pierce, N.E., M.F. Braby, A. Heath, D.J. Lohman, J. Mathew, D.B. Rand & M.A. Travassos, 2002. The ecology and evolution of ant association in the Lycaenida (Lepidoptera). Annu. Rev. Entomol. 47:733-771. Doi: 10.1146/annurev.ento.47.091201.145257

Insectenkerkhof

13 augustus 2015 /

Droevige rol voor beestjes die op kleverige planten afkomen

Akelei Aquilegia eximia lokt roofinsecten met lijkjes

Waarom zijn sommige soorten planten zo kleverig? Eric LoPresti en collega’s hebben een antwoord op die vraag, in elk geval voor een akelei uit Californië. Dankzij de plakkerige haartjes is deze plant beschermd tegen plantenetende insecten. Ten koste van onschuldige beestjes.

Exemplaren van de akelei Aquilegia eximia uit Californië zijn ’s zomers overdekt met insectenlijkjes. De ongelukkige beestjes zijn niet toevallig op de zeer kleverige planten beland, blijkt uit proeven van Eric LoPresti en collega’s. De plant oefent een aantrekkingskracht op de insecten uit en zij lopen in de val. Waarschijnlijk ruikt de plant lekker.
En waarom vangt de akelei die insecten dan?
Het gaat niet om die insecten zelf, want de akelei is geen vleesetende plant. Het is de planten te doen om de roofinsecten die op de verse lijkjes af komen, zo blijkt.

Roofinsecten

De planten hebben namelijk te lijden van rupsen die bloemknoppen, bloemen en vruchtjes vreten. Van zaadzetting komt dan niets meer terecht. De planten willen de rupsen dus kwijt.
De plakkerigheid helpt niet direct, want de rupsen hebben er geen last van. Maar de roofinsecten die op het insectenkerkhof afkomen helpen wel. De rupsen zijn van een mot, en behalve de vastgeplakte insecten eten de roofinsecten ook de eitjes van die mot en de jonge rupsen. En misschien jagen ze rupsen weg of schrikken ze mottenvrouwtjes af die eitjes op de plant willen leggen. De roofinsecten lopen over de plant zonder hinder te hebben van de kleverige haartjes.

Kleverige soorten

Om te laten zien dat de dode beestjes inderdaad roofinsecten lokken die vervolgens de plant ontdoen van hongerige rupsen, haalden de biologen de insectenlijkjes van een aantal planten af. Op zulke planten troffen ze vervolgens minder rovers aan. De bloemen en vruchtjes van die planten waren er slechter aan toe.
Planten en roofinsecten werken dus samen. De planten bieden de roofinsecten volop voedsel, de roofinsecten bevrijden de planten van rupsen. De beestjes die iets lekker ruiken, daar op af gaan en vervolgens vastgeplakt aan hun eind komen, spelen slechts een droevige bijrol.
Er zijn nogal wat kleverige plantensoorten en misschien zijn daar meer soorten bij die zich zo tegen hun belagers wapenen.

Willy van Strien

Foto: David A. Hofmann (Creative Commons)

Bron:
LoPresti, E.F., I.S. Pearse & G.K. Charles, 2015. The siren song of a sticky plant: columbines provision mutualist arthropods by attracting and killing passerby insects. Ecology, 13 juli online. Doi: 10.1890/15-0342.1

Nageslacht door noodgreep

3 augustus 2015 /

Eenzame platworm injecteert sperma in zijn kop

Platworm Macrostomum hystrix injecteert sperma in eigen kop

Sommige dieren moeten de gekste toeren uithalen om zich voort te planten. De tweeslachtige platworm Macrostomum hystrix bijvoorbeeld. Hij kan zichzelf bevruchten en doet dat op een in onze ogen gruwelijke wijze: hij injecteert zijn sperma in zijn kop. Het kan soms niet anders, schrijven Steven Ramm en collega’s.

Het kleine platwormpje Macrostomum hystrix uit de zee, slechts 1 millimeter lang, is man en vrouw tegelijk, dus tweeslachtig oftewel hermafrodiet. Elk diertje kan sperma geven en ontvangen. Dat is bij platwormen, regenwormen en slakken niets bijzonders en het heeft gevolgen voor hun gedrag die je in eerste instantie niet zou verwachten.

Zo is een paring niet altijd een kwestie van gelijk oversteken. Bij veel tweeslachtige diersoorten spelen partners namelijk liever de mannelijke dan de vrouwelijke rol. Zaadcellen hebben ze in overvloed en elke keer als ze een ander van sperma voorzien kan dat nakomelingen opleveren waarvan ze de vader zijn. Maar ze hebben slechts een beperkte hoeveelheid eicellen in voorraad en een enkele spermagift is genoeg om die te bevruchten. Daarna hoeven ze niets meer.

Penisduel

Dan kan een paring de vorm aannemen van een penisduel: beide partners proberen elkaar met hun penis te raken om sperma over te dragen en tegelijk de penis van de ander te ontwijken. Een dier dat zijn partner weet te raken, levert het sperma niet netjes af in diens vrouwelijke geslachtsopening, maar brengt het zo snel mogelijk ergens aan. Partners van de zeeplatworm Pseudobiceros bedfordi proberen het op elkaars huid te smeren. De zaadcellen vreten zich vervolgens naar binnen en zwemmen naar de eicellen toe. En parende exemplaren van de zeeplatworm Pseudoceros bifurcus spuiten het sperma bij elkaar in met een naaldvormige penis. Het is niet zachtzinnig, maar de wonden helen wel.

Zelfinjectie

Macrostomum hystrix voert ook zo’n duel uit, getuige de naaldvormige penis die hij heeft. Het wormpje is doorzichtig, dus onder de microscoop is zichtbaar waar sperma na een paring terecht is gekomen. Dat is meestal ergens in het onderlijf of in het midden, waar de eicellen zich bevinden.

De platworm kan ook zijn eigen eicellen bevruchten. Een goede optie is dat niet, want zelfbevruchting levert minder nakomelingen op dan een paring en hun overlevingskans is kleiner, hebben Steven Ramm en collega’s laten zien. Maar een diertje dat geen soortgenoten ontmoet en dus geen sperma dreigt te ontvangen, gaat er uiteindelijk toch toe over: beter weinig nakomelingen dan helemaal geen. Hij moet dan zijn sperma bij zichzelf injecteren, anders bereikt het zijn eicellen niet.

Gekke plaats

Nu meldt Ramm dat de diertjes het sperma op een wel heel merkwaardige plaats bij zichzelf inspuiten: hij vindt het sperma na een zelfbevruchting meestal terug in de kop!

Het klinkt gruwelijk, maar kennelijk kunnen de platwormen met hun penis, die helemaal achteraan zit, alleen hun kop bereiken. Het is een gekke plaats voor bevruchting – maar het kan niet anders. En het werkt.

Willy van Strien

Foto: Macrostomum hystrix; de bollen zijn bevruchte eitjes die zich ontwikkelen. Lukas Schärer

The Universe News bespreekt het onderzoek
Zo ziet het penisduel van Pseudobiceros bedfordi er uit; de platwormen hebben een dubbele penis.

Bronnen:
Ramm, S.A., A. Schlatter, M. Poirier & L. Schärer, 2015. Hypodermic self-insemination as a reproductive assurance strategy. Proc. R. Soc. B 282: 1811. Doi: 10.1098/rspb.2015.0660
Ramm, S.A., D.B. Vizoso & L. Schärer, 2012. Occurrence, costs and heritability of delayed selfing in a free-living flatworm. Journal of Evolutionary Biology 25: 2559–2568. Doi: 10.1111/jeb.12012
Michiels, N.K. & L.J. Newman, 1998. Sex and violence in hermaphrodites. Nature 391: 647. Doi: 10.1038/35527

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑