Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Maand: mei 2016

Geheime snoeppot

31 mei 2016 /

Nectar is uitsluitend bestemd voor de inwonende mier

De mier Philidris nagasau snoept van de verborgen nectar van Squamellaria wilsonii

De mier Philidris nagasau geeft zijn mest voor een nest: hij mag wonen in planten die hij van voedingsstoffen voorziet. Van sommige planten krijgt hij bovendien voedzame nectar, ontdekten Guillaume Chomicki en collega’s. Een exclusieve gift: andere mieren kunnen niet aan die nectar komen.

Zo’n honderd soorten planten in Zuidoost Azië en Oceanië groeien niet in de grond, maar zitten als grote puisten op bomen. Hun stengel is namelijk opgeblazen als een ballon: een bizar gezicht. In die ballon zitten gaten en er steken takken met bladeren en bloemen uit; binnenin zijn er holtes.
Die planten vormen de groep Hydnophytinae; in Maleisië komt bijvoorbeeld Hydnophytum formicarum voor. De mierenplant Hydnophytum formicarum groeitt als een puist op een boom
In de knolvormige stengels kunnen mieren wonen die met hun uitwerpselen en ander afval de plant bemesten. Zulke mieren zijn bijzonder welkom, want doordat de planten niet in de grond wortelen, kunnen ze moeilijk aan voedingsstoffen komen. Het zijn geen parasieten die voedingsstoffen onttrekken aan de boom waarop ze staan.

Specialisatie

In de Republiek Fiji, die honderden eilanden in de Stille Oceaan omvat, vonden Guillaume Chomicki en collega’s negen soorten ‘puistplanten’ die alleen in dat land leven. In drie daarvan kunnen verschillende soorten mieren leven. De andere zes soorten hebben zich sterk gespecialiseerd in de samenwerking met één mier: Philidris nagasau, die eveneens alleen in Fiji voorkomt. Hij is de enige bewoner van de knollen. De sterk gespecialiseerde planten floreren niet zonder deze mier en de mier kan niet zonder deze planten: hij nestelt nergens anders. Planten en mier zijn volkomen van elkaar afhankelijk.
Vijf van deze zes gespecialiseerde soorten, ontdekte Chomicki, binden de mierenpartner extra aan zich met een geheime beloning. Een van die vijf is Squamellaria wilsonii.

Het viel de onderzoekers op dat de vaste mierenbewoners van de gespecialiseerde planten dag en nacht te vinden zijn op uitgebloeide bloemetjes, die hun bloembladeren hebben verloren. Ze wilden weten wat die mieren daar te zoeken hebben en ontdekten dat de bloembodem, die na de bloei bereikbaar is, een voorraad voedzame, suikerrijke nectar bevat. De nectar is afgesloten met een dikke opperhuid. De mieren bijten die laag kapot en drinken de inhoud.
Het bijzondere is dat alleen de inwonende mier, Philidris nagasau, de snoeppot kan bereiken. Mieren die niet in de plant wonen en hem dus niet bemesten zouden de nectar ook wel lusten, maar zij komen niet door het deksel heen.

Uitstel

De nectar gaat dus uitsluitend naar de vaste partner. Dat is mooi uitgekiend, want het kost de planten veel energie om hem te maken. De planten stellen bovendien de vruchtzetting na de bloei ruim een week uit om de mieren te voeden. Pas na die periode komen bessen tot ontwikkeling en gaat de nectar achteruit. Die energie en tijd zijn goed besteed aan de inwoner, die er mest voor teruggeeft. Maar ze zouden verspild zijn aan andere mieren die alleen langs komen om te snoepen en niets terugdoen.
Kortom: de gespecialiseerde planten hebben veel over voor hun mier. Hij is het kennelijk waard. De mier op zijn beurt zal de samenwerking niet verbreken.

De ‘puistplanten’ horen tot de familie van de sterbladigen. Soorten van die familie komen bij ons ook voor, maar van een verdikte stengel is geen sprake: het zijn bijvoorbeeld lievevrouwenbedstro, walstrosoorten en kleefkruid.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Mier Philidris nagasau snoept van nectar op de sterk gespecialiseerde mierenplant Squamellaria wilsonii van Fiji. Guillaume Chomicki
Klein: Hydnophytum formicarum; deze plant uit Maleisië huisvest ook mieren, maar is minder gespecialiseerd. Bernard Dupont (Wikimedia Commons)

Bron:
Chomicki, G., Y.M. Staedler, J. Schönenberger & S.S. Renner, 2016. Partner choice through concealed floral sugar rewards evolved with the specialization of ant-plant mutualisms. New Phytologist, 9 mei online. Doi: 10.1111/nph.13990

Een hele zorg

23 mei 2016 /

Bladsnijdermieren werken hard aan hun schimmeltuin

Petje af voor de bladsnijdermieren. Vakkundig kweken ze een schimmel in hun nest en oogsten ze de voedzame bolletjes die de schimmel produceert. Daar komt heel wat werk bij kijken; Ryan Garrett en collega’s maakten er een prachtig filmpje van.

Een aantal mieren, de bladsnijders, bedrijft een hoge vorm van landbouw, zoals we al eens beschreven. De dieren hebben schimmeltuinen in hun nest. Ze kweken daar een specifieke soort schimmel op verse bladeren en oogsten de voedzame knopjes die de schimmel vormt. Al kunnen deze mieren zelf geen plantaardig materiaal verteren, dankzij de schimmel zijn ze toch herbivoor.
Een lui leventje hebben zij bepaald niet: het halen en fijnmaken van stukjes blad kost de mieren ruwweg evenveel energie als ze er van de schimmel voor terugkrijgen, berekenen Ryan Garrett en collega’s.

Zij onderzochten in Zuid-Amerika hoeveel werk mieren van de soorten Atta cephalotes en Atta colombica moeten verzetten om hun schimmel te verzorgen. De mieren snijden in verhouding grote stukken blad van levende planten en brengen die naar het nest. Daar, ondergronds, begint het grote werk. De onderzoekers filmden wat er gebeurt in een kolonie van Atta cephalotes die ze in het lab houden.

Snijtechnieken

Ze laten zien hoe de aangevoerde stukken blad in het nest een uitvoerige bewerking ondergaan. De mieren snijden de bladstukjes in piepkleine fragmenten. Vaak houden een of enkele mieren zo’n stuk vast, terwijl andere er hun bovenkaken in zetten. Waarschijnlijk zijn het jonge mieren die de klus voor hun rekening nemen. Zij hebben nog vlijmscherpe kaken. Als mieren ouder worden, slijten hun kaken. Dan gaan ze buiten stukken blad afsnijden tot de kaken te bot zijn geworden. Vanaf dat moment dragen ze de stukjes blad die andere mieren hebben afgesneden naar het nest.

Er zijn twee snijtechnieken. Een mier kan een van zijn opengesperde bovenkaken in het blad slaan en de andere kaak door het blad heen naar dat ‘anker’ toetrekken. Ze kan ook beide kaken symmetrisch bewegen als een schaar, bijvoorbeeld om een nerf door te knippen. Soms knipt een mier in haar eentje een bladstuk klein. Zij staat dan op drie poten en draait en manipuleert het blad heel handig met de drie andere poten.
Per vierkante meter blad maken de mieren een snijlijn van maar liefst drie kilometer lang: een indrukwekkende hoeveelheid werk.

Gaatjes prikken

Naast dat vele snijwerk zijn er ook nog andere dingen te doen. Terwijl de mieren de bladstukjes knippen, likken ze er aan, schrapen ze het af en deponeren ze er druppeltjes op die ze uit hun achterlijf uitscheiden. Waarschijnlijk maken ze zo het bladoppervlak schoon en voegen ze stoffen toe die de groei van bacteriën en verkeerde schimmels remmen. Ook prikken ze met de bovenkaken, die getand zijn, een heleboel gaatjes langs de randen van de bladfragmenten.
Het idee was dat ze het blad fijn kauwen voordat ze het aan de schimmel geven, maar dat blijkt niet te kloppen.

Zorg

Fragmenten die klaar zijn, gaan naar een opslagplaats. Later proppen de mieren elk bladstukje in de raatvormige schimmeltuin tot het klem zit. Blijkt een stukje toch niet stevig vast te zitten, dan trekken ze het los en wrikken het opnieuw in de wand. Tenslotte bijten ze plukjes schimmel uit een goed ontwikkeld deel van de tuin en duwen die op en tussen de nieuwe bladfragmenten; de gaatjes die ze hebben geprikt dienen waarschijnlijk om de plukjes schimmel in vast te zetten.

Petje af voor de mieren, die al deze handelingen met zoveel zorg verrichten. En voor de biologen die zo mooi filmden hoe mieren tuinieren.

Willy van Strien
Dit is een bewerking van een stuk dat ik voor Bionieuws schreef

Foto: Atta cephalotes. U.S. Department of Agriculture (via Flickr, Creative Commons)

De mieren aan het werk in hun nest, gefilmd door de onderzoekers

Zie ook: een kleine landbouwgeschiedenis

Bron:
Garrett, R.W., K.A. Carlson, M.S. Goggans, M.H. Nesson, C.A. Shepard & R.M.S. Schofield, 2016. Leaf processing behaviour in Atta leafcutter ants: 90% of leaf cutting takes place inside the nest, and ants select pieces that require less cutting. Royal Society Open Science 3: 150111. Doi: 10.1098/rsos.150111

Miskend vrouwelijk talent

18 mei 2016 /

Bruingrijze liervogelvrouw is briljant als zangeres

Het vrouwtje van de liervogel blijkt goed te zingen

Liervogelmannen zijn bekend om hun veelzijdige zang. Maar vlak de vrouwen niet uit, schrijven Anastasia Dalziell en Justin Welbergen. Die doen niet voor de heren onder. Ook zij hebben goede redenen om zich te laten horen.

De veelzijdige zang van liervogelmannen is beroemd. Ze rijgen eigen liedjes, nauwkeurige imitaties van andere vogels en mechanische geluiden, zoals een motorzaag, aaneen tot een rijke compositie. Vaak dansen ze erbij, pronkend met hun prachtige staart.
De mannen kunnen daar alle tijd en energie in steken, want de vrouwen zorgen voor de jongen. Vrouwen zijn stil, was de gedachte. Laat staat dat ze de zangkunst van mannen evenaren en andere vogels kunnen nadoen.

Nou, dat doen ze wel!
Vrouwen zijn onopvallend en dansen niet, maar ze zingen als de beste.

Oefenen

Anastasia Dalziell en Justin Welbergen observeerden liervogelvrouwen in zuidoost Australië en maakten geluidsopnamen. Ze constateerden dat vrouwen net zulke talentvolle zangers zijn als mannen. In een uitvoerige compositie verwerken ze liervogelliedjes, bootsen ze liedjes van andere vogels even treffend na als mannen en laten ze eigen alarmroepen en roepen van andere vogelsoorten horen.
Waarom was dat nooit opgevallen? Waarschijnlijk omdat vrouwen lijken op onvolwassen mannen, die nog niet baltsen, maar wel oefenen met zingen. En ook omdat ze niet zingen als mannen zingen: tijdens de balts.

Mannen vertonen hun kunsten midden in de Australische winter, als de dames belangstelling voor hen hebben. Vrouwen krijgen slechts één jong per broedseizoen en willen dat jong van de beste man die ze maar kunnen vinden. Uiterlijk, zang en dans van mannen zijn een teken van kwaliteit en daarom kiezen vrouwen de meest bedreven kunstenaar om zich door hem te laten dekken. Een man probeert andere mannen te overvleugelen. Want hoe meer vrouwen voor hem kiezen, hoe meer nakomelingen hij zal hebben. Hij zingt en danst of zijn leven ervan afhangt.
Vrouwen zijn stil in die periode. Ze hoeven op niemand indruk te maken: ze zijn zonder meer welkom bij de baltsende mannen en lopen elkaar niet in de weg.

Luidruchtig

Maar als de eieren zijn gelegd en de periode van broeden en zorgen begint, vallen de mannen stil. En dan worden de vrouwen luidruchtig. Nu blijkt dat de zangkunst voor hen net zo goed van belang is als voor mannen.
Vrouwen zingen voornamelijk als ze hun nest verlaten om te gaan eten. Daarmee geven ze aan dat het gebied rond het nest hun territorium is waarin ze geen andere vrouwen dulden. De vrouwen zingen dan vooral de eigen liedjes en gaan vaak tegen elkaar in. Wie mooi zingt, maakt indruk.
Daarnaast roeren ze zich als een vijand het nest dreigt aan te vallen. Om de indringer af te schrikken laten ze vooral roofvogelgeluiden, alarmkreten en imitaties van alarmkreten van andere vogels horen. Vooral dan doen ze ook de zang van andere vogels na.

Vrouwen zingen en roepen dus om hun territorium en nest te verdedigen als ze daar met hun jong wonen. De kleine komt na zo’n zes weken uit het ei en blijft dan nog eens zes weken in het nest. Daarna verlaten moeder en kind het nest en heft moeder het territorium op – en dan is zingen niet meer zinvol. Ze wordt weer stil.

Willy van Strien

Foto: Liervogel vrouwtje. Klaus Stiefel (via Flickr, Creative Commons)

Zie ook: Disco in het bos

Bron:
Dalziell, A.H. & J.A. Welbergen, 2016. Elaborate mimetic vocal displays by female superb lyrebirds. Frontiers in Ecology and Evolution, 20 april online. Doi: 10.3389/fevo.2016.00034

Het suikerbloed van bitterzoet

11 mei 2016 /

Snoepende mieren houden planteneters weg

Bitterzoet lokt mieren om planteneters te verjagen

Mieren verlossen de plant bitterzoet van schadelijke keverlarven. Ze komen af op een zoete vloeistof die aangevreten planten uitscheiden. Tobias Lortzing en collega’s stonden wel even voor een raadsel voordat ze de samenwerking tussen plant en mier goed begrepen.

Zoals elke plant heeft ook bitterzoet vijanden, ook al is hij giftig. Een van de belangrijkste is de bitterzoetaardvlo Psylliodes dulcamarae, een kevertje. Hij heeft zich op consumptie van deze plant toegelegd en verdraagt het gif. Vrouwtjeskevers leggen eitjes in de grond onder hun favoriete plant. Als de larven uitkomen, klimmen ze de plant in, kruipen naar een jonge scheut, vreten zich naar binnen en eten zich vol – en remmen daarmee de groei van de plant.

Maar de plant is niet helemaal weerloos tegen deze specialist, schrijven Tobias Lortzing en collega’s. Ze schakelen mieren in, en die vangen heel wat keverlarven weg voordat ze zich hebben kunnen ingraven.

Mierzoet

Uit hun verhaal blijkt dat de onderzoekers niet meteen doorhadden hoe het zit. Ze zagen dat de planten ‘bloeden’ langs vraatwonden. En dat komt niet alleen doordat er sap weglekt uit beschadigde vaten, laten ze zien. Bloeddruppels ontstaan namelijk wel bij vraat, maar nauwelijks als je een stuk blad afsnijdt. De wondvloeistof heeft bovendien een veel simpeler samenstelling dan het plantensap in de vaten. Hij bestaat hoofdzakelijk uit suiker: het spul is mierzoet. Daar komen dus mieren op af, en de gedachte was al snel dat die vervolgens de planteneters opeten of verjagen. Mieren zijn namelijk niet alleen zoetekauwen, maar ook roofzuchtige jagers. Zo zou de plant zich beschermen tegen vraat.

Maar de vraag was: tegen welke planteneters levert dit bescherming op?

biietrzoetaardvlo is een belanrijke vijand van bitterzoetDe planten bloeden het hardst bij de gaatjes die volwassen bitterzoetaardvlooien in de bladeren eten. Kennelijk is hun vraat aanleiding om de hulp van mieren in te roepen. Het vreemde is alleen dat de mieren wel komen, maar de kevertjes met rust laten. Heeft het dan zin om mieren te rekruteren als er kevers zijn?

Paraat

Zeker, zo bleek uiteindelijk. Want waar volwassen kevers zijn, worden eitjes in de bodem gelegd. En waar eitjes zijn, verschijnen larven. Hun vraatgangen in jonge scheuten zijn waarschijnlijk schadelijker dan de hapjes die volwassen kevers uit het blad nemen. Maar de ingegraven larven kunnen mieren niet pakken. Het is dus maar goed dat de planten hun suikerbloed rijkelijk laten vloeien als er volwassen kevers zijn: dan staan de mieren al paraat als de larven uit de grond komen. De volwassen kevers lokken de verdediging uit, de larven worden getroffen.
Zo werken plant en mier samen en hebben beide partijen profijt: mieren krijgen suiker en vinden dierlijk voedsel, planten hebben een verdedigingsleger.

Bitterzoetaardvlo

Andere vijanden van de plant zijn naaktslakken; die vreten hele stukken blad weg. Ook aan de randen van hun vraatplekken vormen zich zoete druppels en mieren die daar op afkomen gaan de naaktslakken agressief te lijf. De onderzoekers denken dat het bloeden is ontstaan als verdediging tegen de bitterzoetaardvlo. Dat het ook werkt tegen naaktslakken is mooi meegenomen.

Het wondvocht lijkt op nectar. Veel planten maken niet alleen nectar in bloemen om bestuivers te belonen, maar ook op andere plaatsen om mieren te lokken. Vaak zijn er speciale structuren, zoals klieren, waar de nectar wordt uitgescheiden. Bitterzoet heeft zulke structuren niet: de zoete vloeistof komt naar buiten waar gevreten wordt. Wellicht is dit suikerbloeden de evolutionaire voorloper van nectarproductie in speciale structuren.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Bitterzoet. Ranko (Wikimedia Commons)
Klein: Bitterzoetaardvlo (Psylliodes dulcamarae). Udo Schmidt (Wikimedia Commons)

Bron:
Lortzing, T., O.W. Calf, M. Böhlke, J. Schwachtje, J. Kopka, D. Geuß, S. Kosanke, N.M. van Dam & A. Steppuhn, 2016. Extrafloral nectar secretion from wounds of Solanum dulcamara. Nature Plants, 25 april online. Doi: 10.1038/NPLANTS.2016.56

Boom groeit uit

2 mei 2016 /

De biodiversiteit past op je beeldscherm

Ook vissen zijn nu opgenomen in OneZoom

Verrassing! De interactieve stamboom OneZoom heeft een grote uitbreiding ondergaan. Sinds vorige week staan alle groepen planten, dieren en schimmels erin, net als veel eencellige organismen.

We hadden al een tijd niets meer gehoord van OneZoom, de interactieve evolutiestamboom vol takken en blaadjes waarop je kunt inzoomen waar je wilt, zoals bij Google Earth.
Het project was in oktober 2012 van start gegaan; toen verscheen een aantrekkelijk ogende stamboom van alle zoogdieren online. Al snel kwamen de vogels en amfibieën erbij en een half jaar later de reptielen. Daarmee waren de viervoetige dieren compleet. De belofte was dat vissen en planten zouden volgen. En toen bleef het jaren stil.

Maar nu is de boom opeens aanzienlijk uitgebreid. Alle groepen van soorten die cellen met een celkern hebben (eukaryoten) staan erin: gewervelde dieren, ongewervelde dieren, eencellige dieren, algen, planten en schimmels. Daarnaast hebben de archaebacteriën (Archaea) hun plaats op de stamboom gekregen. En dat past allemaal op je beeldscherm. Alleen de echte bacteriën ontbreken nog.

Inzoomen

De tak van de eukaryoten begint met een foto van een lieveheersbeestje. Zoomen we daar in, dan komen steeds nieuwe zijtakken in beeld. De eerste zijtak mondt uit in planten, een paar afslagen verder verschijnen de paddenstoelen en direct daarna de dieren. Zo staan de paddenstoelen dichter bij de dieren dan bij de planten. Bij de dieren splitsen de sponzen, de ribkwallen en de neteldieren (kwallen, zee-anemonen) af voordat we uiteindelijk de tweezijdig symmetrische dieren zien opdoemen, waaronder dat lieveheersbeestje van het begin.

Om bij de gewervelde dieren te komen, moet je dan nog een heel eind verder inzoomen. Het is even zoeken als je de Engelse of Latijnse groepsnamen niet kent, maar dankzij fotootjes op vertakkingspunten lukt het. Uiteindelijk blijken de vierpotige dieren van de oudere versie van de stamboom nu maar een heel bescheiden takje te bezetten, ergens midden tussen de vissen. Eigenlijk zijn al die vierpotige dieren vissen, vissen op het droge.

Mens

In deze hoek, bij de gewervelde dieren, staat de boom goed in het blad. De blaadjes vertegenwoordigen afzonderlijke soorten, die meestal met een foto zijn afgebeeld. Bij andere soortgroepen, bijvoorbeeld planten, weekdieren of insecten, is de boom niet zover ontwikkeld. De takken eindigen daar in knoppen (soortgroepen) die nog moeten uitlopen. En daar ligt een gigantische hoeveelheid werk waar de makers hulp bij vragen: gebruikers kunnen het werk sponsoren door hun naam aan een soort te verbinden of iemand anders daar blij mee te maken. Mocht je een origineel cadeautje voor iemand zoeken, dan kun je ervoor zorgen dat zijn of haar naam bij een soort komt te staan.

En nu eens kijken wiens foto er staat in het blaadje ‘mens’. Die soort is ook nog te sponsoren…..

Willy van Strien

Foto: Het kleine zeepaardje Hippocampus bargibanti. Elias Levy (Wikimedia Commons)

Zie ook:
Het begin van de stamboom: zoogdieren
Amfibieën en vogels erbij
Vierpotigen compleet

Bron:
Website OneZoom

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑