Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Maand: april 2016

Hommelles

28 april 2016 /

Trilbestuiving verbetert door oefening

Aardhommel Bombus terrestris is een trilbestuiver

Sommige planten geven hun stuifmeel niet makkelijk aan bezoekende insecten af: het zit opgesloten in helmknoppen met een piepkleine opening. Hommels weten daar raad mee: die trillen het stuifmeel eruit. En dat hoor je: zzzzz….. De hommels moeten er wel op oefenen, schrijven Tan Morgan en collega’s.

Gonzend vliegt een aardhommel voorbij. Zij landt op een bloem en laat een paar keer een snerpende zoemtoon horen die een paar seconden aanhoudt. Dat geluid betekent dat de hommel stuifmeel oogst.

Het vereist enige behendigheid van de insecten om stuifmeel te verzamelen, maar sommige bloemen maken het extra moeilijk. Hun stuifmeel ligt niet als poeder op de meeldraden voor het oprapen, maar zit opgesloten in helmknoppen die dicht zijn, op een klein gaatje na. Zo’n bloem hebben bijvoorbeeld bitterzoet en tomaat.
Honingbijen krijgen het stuifmeel van zulke bloemen niet te pakken. Maar veel andere soorten bijen, waaronder hommels, hebben er een trucje voor: trilbestuiving. Een trilbestuiver is bijvoorbeeld de aardhommel, een grote Europese hommel die al vroeg in het voorjaar verschijnt. Werksters (en in het begin van het seizoen ook koninginnen) buigen hun onderlijf om de helmknoppen heen, pakken ze vast met hun kaken en laten hun vliegspieren trillen. De vleugels bewegen niet mee, want die zijn dan losgekoppeld. Met die trillingen, die het zoemende geluid veroorzaken, schudden ze het stuifmeel naar buiten.

Stuntelig

Aardhommel bezoekt Solanum rostratumHet trucje is lastig, maar de hommels krijgen gaandeweg de slag te pakken, laten Morgan en collega’s nu zien.
Ze lieten twaalf onervaren aardhommels tien keer stuifmeel halen op bloemen van Solanum rostratum, een plant uit Noord-Amerika die verwant is aan bitterzoet en tomaat; de hommels deden de reeks testen in een à twee weken. De onderzoekers namen het gezoem op en analyseerden het geluid.

De hommels begonnen nogal stuntelig. Bij de eerste bezoeken lieten ze wel meteen hun vliegspieren trillen, maar ze schudden aan de bloemblaadjes. Dat leverde niets op. Pas na een aantal keer oefenen kregen ze door dat ze de helmknoppen moesten hebben. Een goede les.

Het gezoem op de bloem was altijd hoger dan het gezoem van vliegende hommels. Bij elk nieuw bezoek was de toonhoogte wat lager dan bij het vorige bezoek, oftewel: de snelheid waarmee de hommels hun spieren lieten trillen werd lager. Dat kan betekenen dat de beestjes door oefening efficiënter worden, schrijft Morgan. Langzamer trillen kost namelijk minder energie. En de oogst is even groot, zo had eerder onderzoek van zijn groep laten zien: hommels krijgen met een wat langzamere trilling evenveel stuifmeel naar buiten als met een snellere trilling.

Gele bollen

Hommels nemen stuifmeel mee naar het nest als eiwitrijk voer voor de larven. Na een succesvol bloembezoek zit een hommel onder het stuifmeel. Ze veegt dat met haar poten bijeen en stopt het in de twee stuifmeelkorfjes op haar achterpoten. Na een foerageertocht zijn de forse gele bollen goed te zien. Maar er blijft altijd wel wat stuifmeel los op haar plakken dat bij een bezoek aan een volgende bloem op de stamper kan vallen. Als die bloem van dezelfde soort is als de vorige, wordt die bestoven en kunnen zich zaden ontwikkelen. Hommels kunnen bloemen ook bezoeken om nectar op te zuigen. De bloemen van bitterzoet, tomaat en Solanum rostratum leveren alleen stuifmeel, geen nectar.

Waarom laten deze planten hun stuifmeel zo moeizaam gaan?
Omdat alleen goede bestuivers het dan kunnen meenemen. Bovendien krijgt zo’n bestuiver niet in een keer de hele voorraad te pakken. Dat zou een risico zijn, want zou zo’n beestje, om wat voor reden dan ook, niet doorvliegen naar een volgende geschikte bloem, dan heeft het stuifmeel van de eerste bloem geen enkele andere kunnen bestuiven.

Willy van Strien

Foto’s
Groot:
Aardhommel. ©entomart (Wikimedia Commons)
Klein:
Bitterzoet. H. Zell (Wikimedia Commons)
Aardhommel en bloem van Solanum rostratum. Mario Vallejo-Marín

Bekijk en beluister trilbestuiving, en hier zijn mooie opnamen in slow motion

Bronnen:
Morgan, T., P. Whitehorn, G.C. Lye & M. Vallejo-Marín, 2016. Floral sonication is an innate behaviour in bumblebees that can be fine-tuned with experience in manipulating flowers. Journal of Insect Behavior 29: 233–241. Doi: 10.1007/s10905-016-9553-5
De Luca. P.A., L.F. Bussière, D. Souto-Vilaros, D. Goulson, A.C. Mason & M. Vallejo-Marín, 2013. Variability in bumblebee pollination buzzes affects the quantity of pollen released from flowers. Oecologia 172: 805–816. Doi: 10.1007/s00442-012-2535-1
De Luca, P.A. & M. Vallejo-Marín, 2013. What’s the ‘buzz’ about? The ecology and evolutionary significance of buzz-pollination. Current Opinion in Plant Biology 16: 429-435. Doi: 10.1016/j.pbi.2013.05.002

Snelle hap

21 april 2016 /

Dwergvleermuis houdt twee prooien tegelijk in de peiling

Een jagende dwergvleermuis plukt in razend tempo het ene na het andere insect uit de lucht. Emyo Fujioka en collega’s achterhaalden hoe hij zo behendig en succesvol kan zijn.

Elke paar seconden is het raak. Dan heeft een jagende dwergvleermuis alweer een beestje te pakken, vaak een mug of een motje. Hoe is het mogelijk dat hij steeds weer zo snel een nieuwe prooi weet te vinden en te vangen?

Piepgeluidjes

Om dat te achterhalen stelden Emyo Fujioka een netwerk op van microfoons. Die vingen het geluid op dat een Japanse dwergvleermuis (Pipistrellus abramus) uitstoot om prooien te zoeken. Een vleermuis brengt piepgeluidjes voort, zo hoog dat wij het niet kunnen horen. Stuit de geluidsgolf op een prooi, dan weerkaatst die en uit de echo maakt de vleermuis op waar de prooi vliegt. De gezamenlijke microfoons registreerden de richting van de vleermuispiepjes, en dat gaf de richting aan waarin een vleermuis vloog.

Uit het onderzoek bleek hoe een Japanse dwergvleermuis dubbele aanvallen plant. Als hij twee prooien waarneemt, zou hij eerst in een rechte lijn naar de eerste kunnen vliegen, die grijpen en daarna afbuigen om op de volgende af te gaan. Maar kan hij die dan nog wel vinden?

In een moeite door

Hij doet het slimmer: hij past zijn vliegroute meteen aan om zich op beide prooien tegelijk te richten. Hij benadert zijn eerste prooi vanuit een richting waarin hij niet alleen de eerste, maar ook de tweede recht voor zich heeft en goed in de peiling kan houden. Na de eerste hap heeft hij dan binnen een seconde ook de tweede te pakken, in één moeite door.

De Japanse dwergvleermuis komt in een groot deel van Azië voor. Goeie kans dat de gewone dwergvleermuis uit Europa (Pipistrellus pipistrellus), de meest voorkomende vleermuis in Nederland, het ook zo doet.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Gewone dwergvleermuis Pipistrellus pipistrellus, op jacht. Barracuda 1983 (Wikimedia Commons)
Klein: Japanse dwergvleermuis Pipistrellus abramus. Shizuko Hiryu

Bron:
Fujioka, E., I. Aihara, M. Sumiya, K. Aihara & S. Hiryu, 2016. Echolocating bats use future-target information for optimal foraging. PNAS, 11 april online. Doi: 10.1073/pnas.1515091113

Bluf

18 april 2016 /

Slecht bewapende wenkkrab laat zich niet meteen kennen

Lefgozers zijn het: mannetjes van de wenkkrab Uca lactea die een slechte schaar als wapen hebben in plaats van een stevige. Al bluffend kunnen ze een ander soms verjagen, schrijven Daisuke Muramatsu en Tsunenori Koga. Maar komen ze in het nauw, dan gaan ze ervandoor.

Wenkkrab-mannetjes sjouwen altijd met een wapen rond: een van hun scharen is vergroot. Hij is zelfs groter dan de rest van het beest – een komisch gezicht. Ze knokken onderling met die enorme schaar, bijvoorbeeld om het bezit van een holletje. De helft van de mannen draagt zijn wapen rechts, de andere helft is linksdragend.
Uca lactea is een van de ongeveer honderd soorten wenkkrabben. Hij scharrelt rond langs kusten van Japan, Taiwan, Zuid-Korea en China op moddervlakten die bij eb droogvallen. De mannetjes zien er allemaal indrukwekkend uit. Maar bij één op de vijf is dat schijn. Zo’n mannetje heeft zijn oorspronkelijke schaar verloren, misschien bij een gevecht of een ontmoeting met een roofvijand. Er verscheen een nieuw exemplaar dat wel net zo groot werd als het oorspronkelijke, maar lang niet zo stevig is. Het mannetje moet zich voortaan zien te redden met een slecht wapen.

Glad

Hij houdt zich gedeisd tot de nieuwe schaar volgroeid is. En dan wordt hij een lefgozer, ontdekten Daisuke Muramatsu en Tsunenori Koga. Hij zwaait met zijn schaar naar andere mannen alsof hij heel wat voorstelt. Maar als het menens wordt, maakt hij meestal gauw dat hij wegkomt.

De onderzoekers kwamen daar achter door een aantal ontmoetingen tussen twee heren te filmen. Soms ging het om twee mannetjes met een originele schaar, soms om een originele tegen een nieuwe. De krabben schijnen het verschil niet te zien. Zelf zagen de onderzoekers het wel: een originele schaar heeft namelijk tandjes aan de binnenkant, een nieuwe schaar is glad.

Wapengekletter eindigt niet altijd in een echt duel. Eerst dreigen de mannetjes, daarna grijpen ze elkaar bij de schaar beet en tenslotte proberen ze elkaar omver te zwiepen. Vaak maakt een van de twee halverwege een eind aan het contact. Maar komt het tot een gevecht, dan geldt: hoe groter de schaar, hoe groter de kans om te winnen. En ook: een originele schaar doet het beter dan een nieuwe.
Door stoer te doen slaagt een mannetje met een nieuwe schaar er soms in een mannetje met een kleinere schaar weg te jagen voordat het aankomt op een gevecht dat hij waarschijnlijk verloren zou hebben. Hij bluft – en dat werkt dan.

Stoerdoenerij

Maar het werkt niet altijd. Een mannetje met een originele schaar is erop voorbereid dat zijn tegenstander kan bluffen. Hij gaat vaak de strijd aan, ook als die ander een grotere schaar heeft. Blijkt de schaar van de tegenstander ook origineel, dan zal de dappere strijder waarschijnlijk verliezen. Maar vecht de tegenstander met een nieuwe schaar, dan heeft de held een goede kans om te winnen. Dat zagen de onderzoekers regelmatig gebeuren.
Ook durft een man met een originele schaar het op te nemen tegen een tegenstander die de schaar aan dezelfde kant heeft. Als twee rechtsdragende of twee linksdragende strijders tegenover elkaar staan, kunnen ze elkaar goed beetpakken en veel kracht zetten. Een originele schaar kan zo’n stevig gevecht hebben, een nieuwe schaar niet.

Komt het dan tot een echte krachtmeting, dan kan een mannetje met een nieuwe schaar zijn zwakheid niet meer maskeren met stoerdoenerij. Als hij zich laat meeslepen in een gevecht, is dat bij voorkeur met een mannetje met een kleinere schaar, want dan maakt hij nog een kans. En zit zijn schaar rechts, dan heeft hij liefst een linksdragende tegenstander en omgekeerd, want dan is de strijd minder krachtig.
Maar heeft de tegenstander een flinke schaar of draagt die zijn wapen aan dezelfde kant, dan geeft hij het op voordat de strijd escaleert.
Weg bluf.

Willy van Strien

Foto: Wenkkrab Uca lactea, mannetje. Changhua Coast Conservation Action (via Flickr, Creative Commons)

Bekijk een gevecht van Uca lactea (een rechtsdragende tegen een linksdragende man)

Bron:
Muramatsu, D. & T. Koga, 2016. Fighting with an unreliable weapon: opponent choice and risk avoidance in fiddler crab contests. Behavioral Ecology and Sociobiology, 4 april online. Doi: 10.1007/s00265-016-2094-2

Koningin doet zuinig

11 april 2016 /

Zaad van honingbij-man heeft topkwaliteit

Petje af voor de honingbij. Zowel koninginnen als mannetjes leveren verbazend goede prestaties wat de voortplanting betreft, laten Boris Baer en collega’s zien.

Als een honingbij-koningin aan het begin van haar vruchtbare leven een bruidsvlucht maakt, paart ze met een flink aantal mannetjes. Met het sperma dat ze dan vergaart, en waarvan ze hooguit 5 procent opslaat, moet ze het haar hele leven doen. Ze springt er verschrikkelijk zuinig mee om, schrijven Boris Baer en collega’s, en weet er maar liefst anderhalf miljoen eitjes mee te bevruchten, een ongelooflijk aantal.
De biologen onderzochten hoe bijenkoninginnen het sperma gebruiken in een gebied in West Australië met een mild klimaat, waar de voortplanting het hele jaar doorgaat en een koningin drie jaar productief blijft. Bij ons ligt de voortplanting ’s winters stil en kan een koningin acht jaar oud worden.

Het sperma dat een koningin bij de bruidsvlucht krijgt en opslaat, gaat naar een met vloeistof gevuld zakje; daarin blijven de zaadcellen in leven. Ze zijn alleen nodig voor de eitjes die dochters gaan opleveren, dat wil zeggen werksters en nieuwe koninginnen. Die eitjes moeten bevrucht worden. Zonen ontstaan uit onbevruchte eitjes. De koningin legt elk eitje in een eigen cel in een raat. Er zijn speciale cellen voor werksters, mannetjes en nieuwe koninginnen; de cellen voor werksters zijn het kleinst.

Afgepaste hoeveelheid

Om een eitje te bevruchten, laat Baer zien, past de koningin een uiterst kleine hoeveelheid vloeistof af, voor elk eitje dezelfde hoeveelheid. Daar zitten gemiddeld maar twee zaadcellen in, zo bleek toen hij pas gelegde eitjes uit werkster-cellen, dus bevruchte eitjes, onder de microscoop bekeek. Hij telde de zaadcellen die aan buitenkant op zo’n eitje plakten en telde daar één zaadcel bij op, de zaadcel die het eitje was binnengegaan om het te bevruchten.
Slechts enkele zaadcellen zijn dus voldoende om een eitje te bevruchten! Het sperma van een honingbij-man heeft kennelijk een zeer hoge kwaliteit, met zeer veel zaadcellen die in staat zijn om succesvol een eitje binnen te dringen. Ter vergelijking: een ivf-behandeling heeft alleen kans van slagen als er minimaal een miljoen zaadcellen met een eicel in contact wordt gebracht.

Het vloeistof uit het opslagzakje dat de koningin voor bevruchting aftapt, wordt weer aangevuld. Daardoor daalt de concentratie van zaadcellen. Omdat de koningin een vaste hoeveelheid vloeistof per eitje afpast, zijn er, naarmate ze ouder wordt, steeds minder zaadcellen per eitje beschikbaar. Een jonge koningin laat gemiddeld 5 à 6 zaadcellen per eitje toe, een oude vaak slechts één.

Voorraad uitgeput

Uiteindelijk, denkt Baer, zal het gebeuren dat niet alle eitjes in werkstercellen bevrucht zijn en zich tot werkster ontwikkelen. Dat is voor het volk het teken dat de koningin-moeder uitgeput raakt, althans: haar zaadvoorraad. De werksters doden haar en stellen een jonge koningin aan.
Het is hard, maar het moet. Want als ze het zo ver laten komen dat een koningin alleen nog maar zonen voortbrengt, komt het voortbestaan van de kolonie in gevaar. Dan verschijnen immers geen nieuwe werksters meer om het werk te doen en geen jonge koninginnen die de oude kunnen opvolgen of die kunnen uitzwermen. Het is daarom ook in het belang van de koningin zelf dat ze op tijd wordt afgezet.

Willy van Strien

Foto: Koningin honingbij. USGS Bee Inventory and Monitoring Lab, Beltsville, USA (Wikimedia Commons)

Bron:
Baer, J., J. Collins, K. Maalaps & S.P.A. den Boer, 2016. Sperm use economy of honeybee (Apis mellifera) queens. Ecology and Evolution, 22 maart online. Doi: 10.1002/ece3.2075

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑