Evolutie en Biodiversiteit

Maand: maart 2016

Lievelingetje

Boerenzwaluw trekt veelbelovende zoon voor

Boerenzwaluw trekt veelbelovende zoon voor

Alle jonge boerenzwaluwen schreeuwen om voer en ze krijgen allemaal wat – maar niet allemaal even veel, zagen Andrea Romano en collega’s. Sommige jongen krijgen wat extra toegestopt. Niet eerlijk, wel verklaarbaar.

Langzaam komen ze momenteel binnen na hun overwintering in Afrika: de boerenzwaluwen. Binnenkort bouwen ze een nest en gaan ze broeden. En als de jongen uitgekomen zijn, moeten pa en ma zorgen dat ze voldoende te eten krijgen, de hele dag door. Een flinke opgave.
Je zou verwachten dat de ouders het voer eerlijk onder hun jongen verdelen, zodat die allemaal dezelfde kans hebben om uit te vliegen en een gezonde, sterke volwassene te worden. Maar Andrea Romano en collega’s menen dat de ouders juist beter oneerlijk kunnen zijn. Waarom?

Hun redenering draait om het aantal kleinkinderen dat de ouders volgend jaar kunnen verwachten: dat moet zo groot mogelijk zijn. De dochters zullen allemaal ongeveer evenveel jongen op de wereld zetten. Zij produceren maximaal drie legsels in het seizoen met gemiddeld vijf jongen. Elke dochter is, als bron van kleinkinderen, evenveel waard en verdient dan ook eenzelfde behandeling.

Verwennen

Voor zonen ligt dat anders: het aantal kleinkinderen dat zij opleveren is afhankelijk van hun populariteit. Een man die populair is, vindt snel een partner die hem bovendien trouw is. De jongen in zijn nest hebben niet stiekem een andere biologische vader. Daarbij is hij welkom bij andere vrouwtjes om buitenechtelijk jongen te verwekken. Dat is bij boerenzwaluwen, net als bij veel andere vogels, gangbare praktijk: een op de drie jongen is niet van de sociale vader.
En wat belangrijk is voor dit verhaal: al vroeg is duidelijk welke zoon succesvol wordt. Vrouwtjes zijn gecharmeerd van mannetjes met lange staartveren en met een donker getinte buik. De toekomstige staart is in het nest nog niet te zien, maar de buikveren vanaf twee weken wel. De kleur (wit of beige) varieert en hoe donkerder de buikveren van een jong, hoe donkerder de kleur zal zijn als hij volwassen is. Aangezien de jongen zich tot boven de rand van het nest oprichten als de ouders met voedsel aan komen zetten, zien zij die buikveren goed.
Omdat een zoon met een donkerder buik later succesvoller zal zijn dan een bleker exemplaar, zouden de ouders hem een beetje moeten verwennen. Dan kan hij sneller groeien, sterker worden en volgend jaar maximaal presteren. De voortrekkerij levert de ouders daardoor meer kleinkinderen op. Aan een bleke zoon zou extra voedsel minder goed besteed zijn.

Tot dusver de veronderstelling. Klopt het ook?

Iets extra

Om dat uit te zoeken, maakte Romano de buikveren van de helft van de jongen uit bijna dertig nesten, zonen én dochters, wat donkerder. Vervolgens hield hij elk bijgekleurd jong anderhalf uur in de gaten, samen met een ander jong dat van hetzelfde geslacht was en even groot. Zo kon hij zien of het donkerder jong vaker voedsel kreeg van de ouders, die per bezoek steeds voor één van de kinderen een hapje brengen.
De ouders kunnen zonen van dochters onderscheiden omdat ze anders roepen en omdat hun opengesperde bek een andere kleur heeft. Bij de proeven kregen dochters, zoals verwacht, allemaal even vaak te eten, of ze nu licht of wat donkerder gekleurd waren. Maar bij de zonen maakten de ouders inderdaad verschil: donkere zonen kregen iets extra, ook al bedelden ze niet intensiever dan hun blekere broertjes.

De vondst dat vogelouders dochters gelijk behandelen, maar zonen niet, is nieuw. De veronderstelling van de biologen lijkt te kloppen. Het zou mooi zijn als verder onderzoek bevestigt dat boerenzwaluwen, en wie weet ook andere vogels, een veelbelovende zoon voortrekken.

Willy van Strien

Foto: Immanuel Giel (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Romano, A., G. Bazzi, M. Caprioli, M. Corti, A. Costanzo, D. Rubolini & N. Saino, 2016. Nestling sex and plumage color predict food allocation by barn swallow parents. Behavioral Ecology, 18 maart online. Doi: 10.1093/beheco/arw040
Hubbard, J.K., B.R. Jenkins & R.J. Safran, 2015. Quantitative genetics of plumage color: lifetime effects of early nest environment on a colorful sexual signal. Ecology and Evolution 5: 3436-3449. Doi: 10.1002/ece3.1602
Vortman,Y., A. Lotem, R. Dor, I. Lovette & R.J. Safran, 2013. Multiple sexual signals and behavioral reproductive isolation in a diverging population. The American Naturalist 182: 514-523. Doi: 10.1086/671908
Vortman, Y., A. Lotem, R. Dor, I.J. Lovette & R.J. Safran, 2011. The sexual signals of the East-Mediterranean barn swallow: a different swallow tale. Behavioral Ecology 22: 1344-1352. Doi: 10.1093/beheco/arr139

Maakbare mond

Poliep Hydra trekt zijn scheur open

Zoetwaterpoliep moet steeds opnieuw een mond maken

Een mond die uit het niets ontstaat als dat nodig is en vervolgens weer naadloos dichtgroeit: het bestaat, en wel bij zoetwaterpoliepen. Jason Carter en collega’s ontdekten hoe vervormbare cellen deze truc mogelijk maken.

Hoewel zoetwaterpoliepen (Hydra-soorten) vastgehecht staan op een ondergrond, zijn het geen planten maar dieren, verwant aan zee-anemonen en kwallen. Dieren die vast voedsel gebruiken. Met hun ring van tentakels vangen ze een prooi, bijvoorbeeld een watervlo, en vanuit netelcellen schieten ze giftige harpoentjes af om die te doden of te verlammen. Dan kunnen ze de vangst opeten.
Het vreemde is alleen, dat de beestjes geen mondopening hebben. Het zogenoemde mondveld tussen de tentakels bestaat uit twee gesloten lagen van huidcellen die stevig aan elkaar vast zitten.

Maar geen nood: de beestjes toveren wel even een mond te voorschijn!

Scheuren

Een poliep scheurt de cellagen dan letterlijk uiteen. In ongeveer een minuut ontstaat er een gapend gat. Als de hap naar binnen is, sluit de cellaag zich weer spoorloos en naadloos. Mond dicht = mond weg, het ziet eruit alsof er niets gebeurd is. Later verschijnt er weer een opening die de onverteerbare restjes van het maal uitspuugt. Daarna trekt het gat weer dicht. En als de poliep opnieuw een prooi te pakken heeft, scheuren de cellagen weer open.

Gigantische muil

Met beeldvormende microscopische technieken laten Jason Carter en collega’s nu zien wat er gebeurt als er een mond verschijnt en verdwijnt bij de gewone zoetwaterpoliep, Hydra vulgaris, een wezentje van ongeveer een centimeter groot. Spiervezels die als spaken in het mondveld liggen trekken de cellen uiteen als de mond ontstaat. De cellen in het mondgebied strekken zich enorm: van bollen veranderen ze in dunne slierten rondom het groeiende gat. Ze wisselen niet van plaats en houden dezelfde buren.
Als het gat zich sluit, trekken ringvormige spiervezels de cellen weer bijeen. De cellen nemen hun oorspronkelijke bolvorm aan.
De poliepen kunnen per keer regelen hoe groot de mondopening wordt, schrijven de onderzoekers. Ze maken een gigantische muil als er een grote prooi is om op te slokken.

Waarom de poliepen niet gewoon een blijvende mondopening hebben, zodat de cellen niet steeds van vorm hoeven te veranderen? Niemand die het weet.

Willy van Strien

Foto: Gewone zoetwaterpoliep (Hydra vulgaris). Proyecto Agua (via Flickr, Creative Commons)

Bron:
Carter, J.A., C. Hyland, R.E. Steele & E-M.S. Collins, 2016. Dynamics of mouth opening in Hydra. Biophysical Journal 110: 1191–1201. Doi: 10.1016/j.bpj.2016.01.008

Hij pakt haar in

Het gaat hard tegen hard bij kraamwebspin

Hij pakt haar poten in om te voorkomen dat zij hem opeet: seks is een heftig gebeuren bij de kraamwebspin Pisaurina mira, laten Alissa Anderson en Eileen Hebets zien. Maar kennelijk werkt het voor hen.

Voor romantiek moet je niet bij spinnen zijn – bijvoorbeeld niet bij de Noord-Amerikaanse kraamwebspin Pisaurina mira. Voor een vrouwtje is het heel gewoon om een mannetje dat toenadering zoekt op te eten. Opgeruimd staat netjes. En hij is ook niet zachtzinnig. Hij bindt haar poten vast om haar in bedwang te houden tijdens de paring. Dat vergroot de kans dat hij het er levend van afbrengt, schrijven Alissa Anderson en Eileen Hebets.

Bekend was al dat het mannetje twee paar poten van het vrouwtje met gesponnen draden omwikkelt voordat hij tot de eigenlijke paring overgaat. Haar twee andere pootparen houdt hij vast. Anderson en Hebets zochten nu uit of hij zo meer kans heeft om zijn klusje af te maken en vervolgens veilig weg te komen. Ze keken in het lab bij een aantal maagdelijke koppels toe hoe de ontmoeting verliep.

Tegenstribbelen

Een mannetje dat een vrouwtje benadert loopt al het risico om te worden opgegeten voordat hij iets heeft gedaan. Hoe kleiner hij is, hoe geringer de kans dat het vrouwtje een geschikte partner in hem ziet en hoe groter het risico dat ze hem meteen opeet. Alleen forse mannetjes maken kans op een welwillend onthaal. Aanvankelijk werkt het vrouwtje dan mee. Ze laat toe dat hij draden spint en daarmee haar poten vastbindt.
Het mannetje heeft zijn zaad uitgestort en in zijn twee pedipalpen genomen, een soort ‘bokshandschoentjes’ voor zijn voorpoten. Hij brengt een van de pedipalpen bij haar naar binnen om zijn sperma af te leveren. Tot zover kan hij ongestoord te werk gaan.
Maar dan begint ze tegen te stribbelen. Ze probeert zich los te maken en hij pakt haar poten opnieuw in om verder te kunnen gaan. Helpt dat?

De onderzoekers plakten bij een aantal mannetjes de spintepels af, zodat ze hun partner niet meer konden immobiliseren. Slechts enkele van deze gehandicapte mannetjes slaagden erin om ook de tweede pedipalp in te brengen; de meeste mannetjes lukte dat niet en veel van hen eindigden ongelukkig tussen de kaken van hun partner. De mannetjes die wel draden konden spinnen, wisten meestal ook de tweede pedipalp in te brengen en vervolgens te ontsnappen. De bondage helpt dus.

Kraamweb

De vraag is nog waarom het vrouwtje zich in het begin vrijwillig laat inpakken en toelaat dat het mannetje de eerste pedipalp inbrengt. Misschien heeft ze gewoon geen keus. Ze heeft tenslotte toch wat sperma nodig.

Voordat we nu concluderen dat spinnen alleen maar griezels zijn….  Als het vrouwtje eitjes heeft gelegd, draagt ze die bij zich in een eizak tot de jonge spinnetjes op uitkomen staan. Dan maakt ze een zogenoemd kraamweb waarin ze die zak ophangt. Ze bewaakt de eitjes en de jongen die uitkomen. Zo gevaarlijk als ze was voor haar minnaar, zo zorgzaam is ze nu voor haar kroost.

Willy van Strien

Foto: Een parend stel van Pisaurina mira. Alissa Anderson

Zie hoe het er bij deze spinnen aan toe gaat op een filmpje van de auteurs

Bronnen:
Anderson, A.G. & and E.A. Hebets, 2016. Benefits of size dimorphism and copulatory silk wrapping in the sexually cannibalistic nursery web spider, Pisaurina mira. Biology Letters 12: 20150957, 24 februari online. Doi: 10.1098/rsbl.2015.0957
Bruce, J.A. & J.E. Carico, 1988. Silk use during mating in Pisaurina mira (Walckenaer) (Araneae, Pisauridae). The Journal of Arachnology 16: 1-4

Eerst ouders helpen

Blauwkeelsialia stelt eigen nest vaak een jaartje uit

mannetje blauwkeelsialia bij nest

Veel jonge mannetjes van de blauwkeelsialia beginnen geen eigen gezin, maar helpen hun ouders. Dat is een goede optie, denken Caitlin Stern en Janis Dickinson. Eigen jongen komen later wel, als de vrouwtjes serieuze belangstelling tonen.

Broedende paartjes van veel vogelsoorten kunnen hulp krijgen als ze jongen grootbrengen, meestal van een mannetje dat familie is. Die hulp is welkom, want vogelouders moeten verschrikkelijk hard werken. Maar waarom heeft de helper daar een boodschap aan? Waarom stopt hij zijn energie niet liever in een eigen nest?
Caitlin Stern en Janis Dickinson vroegen zich dat af voor de blauwkeelsialia, een lijsterachtige vogel uit het Zuidwesten van de Verenigde Staten en Mexico. Ze komen met een nieuwe verklaring voor de hulpvaardigheid: overspel.

Mannetjes van veel soorten vogels helpen familieleden met hun oudertaak als zij zelf geen nestplek of geen vrouwtje hebben kunnen vinden of als hun nest verloren is gegaan. Zo helpen staartmezen hun broers en zussen als hun eigen nest is mislukt. Dat is makkelijk te verklaren. Deze vogels hebben pech. Laten ze het erbij zitten, dan is hun voortplantingssucces nul en het broedseizoen verloren. Maar als ze familieleden gaan helpen en daarmee de kans vergroten dat al hun jongen gezond uitvliegen, dan delen ze in dat grotere voortplantingssucces. Die jongen zijn immers aan hen verwant.

Overspel

Maar veel jonge mannelijke blauwkeelsialia’s proberen niet eens een eigen gezin te stichten. Een van de drie mannetjes die een jaar na geboorte nog in hun geboortegebied verblijven en waarvan de ouders nog bij elkaar zijn, staat de ouders bij als die in het nieuwe broedseizoen opnieuw jongen hebben. De helpers voeren de kleintjes en verdedigen het nest.

Dat lijkt onlogisch. Eigen jongen krijgen levert toch meer op dan ouders helpen zodat hun jongen, broers en zussen van de helpers, betere kansen hebben?

Dat is inderdaad waar. Het punt is alleen, dat een mannetje nooit zeker is dat de jongen in zijn nest inderdaad van hem zijn.

Zoals veel andere soorten vogels, doen ook blauwkeelsialia’s aan overspel. En het zijn vooral de oudere mannetjes waar vrouwtjes jongen van willen. Oude mannetjes hebben bewezen dat ze overlevers zijn en de kans is groot dat hun jongen hun kracht erven. Jonge mannetjes worden dan ook vaak door hun partner bedonderd.

Betere optie

Een jong mannetje dat een nest begint, loopt daardoor het risico dat hij andermans jongen verzorgt. Misschien zelfs uitsluitend andermans jongen; in dat geval heeft hij helemaal geen voortplantingssucces.
Maar een jong mannetje dat zijn ouders helpt, brengt zijn broers en zussen groot. Het zijn volle broers en zussen als zijn vader ook hun vader is, en nog altijd halfvolle broers en zussen als zijn moeder vreemd is gegaan; die kans is kleiner naarmate zijn vader ouder en dus aantrekkelijker is. Zo kan een mannetje, gek genoeg, meer verwant zijn met de jongen in het nest van zijn vader dan met de jongen in zijn eigen nest. Dan kan helpen een betere optie zijn dan voor zichzelf beginnen.

Het komt goed

Daar komt bij dat hulp de werklast van de ouders verlicht, zodat hun kans op overleven groter wordt. En volgend jaar is pa nog aantrekkelijker en succesvoller. De helper zelf heeft minder werk dan hij aan een eigen nest zou hebben. Hij spaart zijn krachten en dat vergroot de kans dat hij een leeftijd bereikt waarop hij succesvol is bij een eigen partner en daarbij buitenechtelijke avontuurtjes kan aangaan. Dan komt het helemaal goed met zijn voortplantingssucces.

Dankzij jarenlang onderzoek kenden Stern en Dickinson blauwkeelsialia’s goed genoeg om door te rekenen of helpen voor jonge mannetjes beter kan zijn dan zelf broeden. Dat bleek inderdaad het geval.

Een hoge mate van overspel waar de jonge mannetjes de dupe van zijn en waar de oude mannetjes van profiteren, verklaart dus dat veel jonge mannetjes afzien van een eigen nest en hun ouders gaan helpen. Voor vrouwtjes gaat het verhaal niet op. Omdat zij altijd de moeder zijn van de jongen in hun nest, kunnen ze altijd beter zelf broeden dan hun ouders helpen – en dat doen ze dan ook. De vogels hebben het goed begrepen.

Willy van Strien

Foto: Blauwkeelsialia, mannetje bij nest. VivaVictoria (Wikimedia Commons)

Staartmezen helpen als hun nest is mislukt. Zie: Hulp in moeilijke jaren

Bronnen:
Stern, C.A. & J.L. Dickinson, 2016. Effects of load-lightening and delayed extrapair benefits on the fitness consequences of helping behavior. Behavioral Ecology, 17 februari online. Doi: 10.1093/beheco/arw018
Dickinson, J.L., W.D. Koenig & F.A. Pitelka, 1996. Fitness consequences of helping behavior in the western bluebird. Behavioral Ecology 7: 168-177. Doi: 10.1093/beheco/7.2.168

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑