Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Maand: augustus 2016

Pittige kuur

31 augustus 2016 /

Parasiet jaagt monarchvlinder naar giftige plant

Bladeren van de frederiksbloem zijn niet het meest geschikte voedsel voor rupsen van de monarchvlinder, schrijven Leiling Tao en collega’s. Ze zijn namelijk nogal giftig. Toch leggen vlindervrouwtjes hun eitjes soms juist op die plant.

Net als elk dier heeft ook de Amerikaanse monarchvlinder (Danaus plexippus) zijn vijanden. Zo wordt hij geplaagd door de parasiet Ophryocystis elektroscirrha. Vlinders die ermee zijn besmet leven maar half zo lang als niet-besmette soortgenoten en laten minder nakomelingen na. Ze kunnen niet van de parasiet af komen.

Vlindervrouwtjes kunnen ook niet voorkómen dat ze hun nakomelingen besmetten. Een vrouwtje dat de parasiet bij zich draagt brengt sporen over op de eitjes die ze legt en op de bladeren waarop ze de eitjes legt. Als de rupsen uitkomen eten ze hun ei-omhulsel op en vreten ze van het blad, en het is praktisch onvermijdelijk dat ze zo die sporen binnenkrijgen. Ook de rupsen kunnen zich niet van de parasiet ontdoen. Zij zijn er als rups niet ziek van, maar ontwikkelen zich tot besmette vlinders, en dan hebben ze wel van de parasiet te lijden.

Medicijn

Is de monarch dan helemaal weerloos tegen deze parasiet?
Nee, niet helemaal. Besmette vrouwtjes leggen hun eitjes op giftige planten. De rupsen krijgen de gifstoffen binnen en die werken als medicijn: ze beperken de infectie zodat de ziektelast voor de vlinders straks lager is. Maar de vlinders betalen er wel een prijs voor, schrijven Leiling Tao en collega’s, die al vele jaren onderzoek doen aan de monarchvlinder en zijn parasiet. Want voor henzelf is het gif ook niet best.

De waardplanten van de rupsen zijn soorten van Asclepias, zijdeplanten, en de gifstoffen/medicijnen daarin zijn zogenoemde cardenoliden. De ene Asclepias-plant is de andere niet: de samenstelling van diverse typen cardenoliden en het gehalte verschillen van soort tot soort.
Een rups doorloopt zijn ontwikkeling op één plant; hij zal niet naar een andere plant verhuizen. Vlindervrouwtjes leggen per plant maar één of enkele eitjes.

Wat voor plant kunnen ze nu het beste kiezen?

Giftige cocktail

Tao laat zien dat rupsen slecht overleven in planten met een hoge concentratie cardenoliden, van welke samenstelling dan ook. Het maakt niet uit of die rupsen wel of geen parasiet bij zich hebben. Planten met een hoog cardenoliden-gehalte zijn dus niet geschikt.

De samenstelling van het gif bepaalt later de levensduur van volwassen vlinders, en wat belangrijk is: voor parasietvrije vlinders ligt dat anders dan voor vlinders met parasieten. Een plant met een weinig giftige cardenoliden-samenstelling is de beste waardplant voor een rups die geen parasieten heeft. Eet hij van zo’n plant, dan zal hij als vlinder een langere levensverwachting hebben dan wanneer hij zou opgroeien op een giftiger plantensoort.
Maar een rups met parasieten is juist beter af als hij een giftige cocktail inneemt. Het beestje loopt dan een minder zware infectie op en zal als vlinder minder parasieten dragen, waardoor de verwachte levensduur langer is dan wanneer het zich op een niet-giftige plant had ontwikkeld. Is het een vrouwtje, dan draagt ze bovendien minder parasietensporen over op het nageslacht.

Redelijke levensduur

Gedragen de vlinders zich daarnaar?
Gedeeltelijk.

Vrouwtjes die vrij zijn van parasieten leggen hun eitjes op de rode zijdeplant (Asclepias incarnata), die weinig cardenoliden bevat, maar gek genoeg ook op de tamelijk giftige frederiksbloem (Asclepias curassavica). Misschien zijn ze niet kieskeurig omdat het tijd kost om voor elk eitje te moeten zoeken naar de meest geschikte plant. Of omdat inname van cardenoliden ook een goede kant heeft voor de rupsen; ze kunnen de stoffen opslaan en zijn dan zelf giftig, dus onaantrekkelijk voor hun roofvijanden.
Geparasiteerde vrouwtjes daarentegen zoeken speciaal de frederiksbloem op en slaan de rode zijdeplant over. Een goede keus: de dosis cardenoliden is niet zo hoog dat er veel rupsen aan onderdoorgaan en de samenstelling is giftig genoeg om de parasiet te remmen en de volwassen vlinders straks een redelijke levensduur te bieden.

Hoe de vrouwtjes de al dan niet giftige planten herkennen, is nog de vraag.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: rupsen van monarchvlinder op frederiksbloem (Asclepias curassavica). Engeser (Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0)
Klein: volwassen monarch. Mmtheriault (Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0)

Bronnen:
Tao, L., K.M. Hoang, M.D. Hunter & J.C. de Roode, 2016. Fitness costs of animal medication: antiparasitic plant chemicals reduce fitness of monarch butterfly hosts. Journal of Animal Ecology 85: 1246-1254. Doi: 10.1111/1365-2656.12558
Lefèvre, T., A. Chiang, M. Kelavkar, H. Li, J. Li, C.L.F. de Castillejo, L. Oliver, Y. Potini, M.D. Hunter & J.C. de Roode, 2012. Behavioural resistance against a protozoan parasite in the monarch butterfly. Journal of Animal Ecology 81: 70-79. Doi: 10.1111/j.1365-2656.2011.01901.x
De Roode, J.C., C.L.F. De Castillejo, T. Faits & S. Alizon, 2011. Virulence evolution in response to anti-infection resistance: toxic food plants can select for virulent parasites of monarch butterflies. Journal of Evolutionary Biology 24: 712-722. Doi: 10.1111/j.1420-9101.2010.02213.x
Lefèvre, T., L. Oliver, M.D. Hunter & J.C. de Roode, 2010. Evidence for trans-generational medication in nature. Ecology Letters 13: 1485-1493. Doi: 10.1111/j.1461-0248.2010.01537.x

Handig met naald en draad

25 augustus 2016 /

Sluipwesp stopt het gat dat zij gemaakt heeft

 

Clistopyga-soort

Een Clistopyga-sluipwesp kan naaien met haar eilegbuis. Ze legt een eitje in het van zijde gesponnen nest van een spin en maakt het gat weer dicht voordat ze vertrekt, zagen Niclas Fritzén en Ilari Sääksjärvi.

De legbuis of legboor van een sluipwespvrouwtje is een multifunctioneel apparaatje. Ze zoekt ermee naar gastheren voor haar nageslacht – sluipwespen leggen hun eitjes op of in een ander insect en de larven die uit de eitjes komen eten hun gastheer-tegen-wil-en-dank op. Met haar legbuis beoordeelt ze een gevonden gastheer uitwendig en doorboort ze hem als hij geschikt blijkt te zijn. Ze houdt hem vast, keurt hem inwendig en spuit een verlammend gif in. Tenslotte legt ze een eitje. Alles met die legbuis.

Een sluipwesp van het geslacht Clistopyga (soort nog onbekend) kan er ook nog eens mee naaien, ontdekten Niclas Fritzén en Ilari Sääksjärvi.

Zigzaggen

Het slachtoffer van hun sluipwesp is de boomzebraspin, Salticus cingulatus, een springspin die ook in Nederland voorkomt. Een vrouwtje spint een nestje van zijde onder het schors van een boomstam. Daarin trekt ze zich terug om te rusten, te vervellen, eitjes te leggen of te overwinteren. En dan, als ze niet mobiel is, slaat de sluipwesp toe.
In het lab boden de twee biologen een sluipwespvrouwtje bewoonde spinnennestjes aan die ze voorzichtig van een boom gehaald hadden en keken onder de microscoop wat er gebeurde.
Zoals verwacht ging de sluipwesp op zo’n nestje af, zocht met haar legbuis de spin op, prikte haar aan, verlamde haar en legde tenslotte een eitje in het nestje. Later zal de sluipwesplarve op de spin kruipen om haar leeg te zuigen.

Maar na de eileg bleek de sluipwesp nog niet klaar te zijn. Ze bleef drie minuten zigzaggend met haar legbuis in de zijde prikken. Het nestje werd er compacter en steviger van. Bovendien stopte ze al doende het gat dat ze gemaakt had netjes dicht. Zo groeit de larve straks op in een veilig afgesloten ruimte.
De legbuis als stopnaald: dat was nog niet eerder gezien.

Als een viltnaald

Hoe kan deze sluipwesp al die verschillende dingen doen met haar legbuis?
Fritzén en Sääksjärvi namen de legbuis onder de loep (of eigenlijk een elektronenmicroscoop) en zagen dat die bestaat uit drie platen, twee onder en één boven. In de gewone stand is hij van buiten glad en goed te gebruiken om een spin te zoeken en aan te prikken. Maar de twee onderste platen zijn uitschuifbaar, en bij uitschuiven verschijnen er tandjes die naar achter wijzen. Daarmee trekt de sluipwesp zijden draden van binnen uit het nestje op en verstrengelt die met draden aan de buitenkant.
De onderzoekers vergelijken de legbuis met een viltnaald waarmee je vilt kunt maken van wol. Zo’n naald heeft naar voren gerichte tandjes en werkt net andersom: vezels aan de buitenkant van een pluk wol duw je ermee naar binnen, waar ze vasthaken aan andere vezels.

Zo is de eilegbuis injectienaald en stopnaald tegelijk.

Willy van Strien

Foto: Clistopyga sluipwesp bij zijn gastheer. Niclas R. Fritzén (via de website van Biology Letters, Creative Commons CC BY 4.0)

Kijk hoe deze sluipwesp een gat dichtnaait

Bron:
Fritzén, N.R. & I.E. Sääksjärvi, 2016. Spider silk felting—functional morphology of the ovipositor tip of Clistopyga sp. (Ichneumonidae) reveals a novel use of the hymenopteran ovipositor. Biology Letters 12: 20160350. Doi: 10.1098/rsbl.2016.0350

Reddingsbrigade

19 augustus 2016 /

Bultruggen schieten te hulp als orka’s aanvallen

Bultrug met vervaarlijke borstvinnen helpt anderen

Met hun vervaarlijke uiterlijk zijn bultruggen de enige dieren die orka’s kunnen verjagen. Natuurlijk beschermen ze hun eigen jongen, maar ze nemen het ook op voor andere dieren, schrijven Robert Pitman en collega’s.

Bultruggen, grote baleinwalvissen, moeten niets van orka’s hebben. Althans niet van het orka-type dat zeezoogdieren eet. Volwassen bultruggen hebben zelf niets van de roofdieren te vrezen, want ze zijn twee keer zo groot en ze zijn stevig. Maar hun jongen staan wel op het menu van de ‘killer whales’. Veel jonge bultruggen hebben tandafdrukken van orka’s op hun staart. Zij hebben de confrontatie overleefd, maar ongetwijfeld zijn andere jongen ten prooi gevallen. Vandaar de afkeer.

Grote afstand

Verrassend is hoe ver die afkeer gaat. Robert Pitman en collega’s schrijven dat bultruggen niet alleen orka’s verjagen als die het op een jong van hen hebben voorzien, maar dat ze ook in actie komen als ze andere walvissen en zeeroofdieren (robben, walrussen, zeehonden) belagen. Ze maken dat op uit een groot aantal ooggetuigenverslagen. Waarom treden de bultruggen op als reddingsbrigade?

orka's druipen af als bultruggen agressief wordenHet is vanzelfsprekend dat een bultrug-moeder haar jong tegen orka’s beschermt. Het is ook begrijpelijk dat ze daarbij vaak hulp krijgt van een groepje soortgenoten. Dat zullen vaak familieleden zijn of bekenden die kunnen verwachten dat zij op hun beurt ook hulp krijgen als dat nodig is. Pitman en collega’s denken dat de bultruggen afkomen op het geluid dat orka’s maken als ze een slachtoffer in het vizier hebben. De helpende bultruggen komen soms van grote afstand, een paar kilometer, aanzetten.

Profiteren

Eenmaal ter plekke blijkt het dier dat wordt aangevallen vaak geen bultrug te zijn, maar een zeehond, zeeleeuw, dwergvinvis of ander zeezoogdier. Ook dan gaan de bultruggen zich ermee bemoeien. Ze zijn goed bewapend. Ze hebben bijzonder lange en beweeglijke borstvinnen met een harde, knobbelige rand waarop vaak ook nog scherpe zeepokken groeien (zeepokken zijn kreeftachtigen in een harde behuizing). Als ze daarmee slaan, blijven de orka’s op afstand. De bultruggen klappen ook met hun staart, brullen of gaan achter de orka’s aan. Het treffen kan een paar uur duren, maar de orka’s druipen tenslotte af. En soms hebben de bultruggen het beoogde slachtoffer kunnen redden.

Dat de orka’s andere diersoorten helpen, ziet Pitman als een bijeffect van de hulp die ze aan hun soortgenoten geven. Bultruggen zijn de enige walvissen die zoogdieretende orka’s verjagen; er zijn ook visetende orka’s, maar die laten ze met rust.
De andere zeezoogdieren profiteren van hun optreden. Bultruggen zien er vervaarlijk uit en tegen orka’s zijn ze behoorlijk agressief. Maar verder zijn het grote, vriendelijke reuzen.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: bultrug. Christopher Michel (Wikimedia Commons, CC BY 2.0)
Klein: orka’s. Robert Pitman (Wikimedia Commons, Public Domain)

Bron:
Pitman, R.L., V.B. Deecke, C.M. Gabriele, M. Srinivasan, N. Black, J. Denkinger, J.W. Durban, E.A. Mathews, D.R. Matkin, J.L. Neilson, A. Schulman-Janiger, D. Shearwater, P. Stap & R. Ternullo, 2016. Humpback whales interfering when mammal-eating killer whales attack other species: Mobbing behavior and interspecific altruism? Marine Mammal Science, 20 juli online. Doi: 10.1111/mms.12343

Klein tukkie onderweg

11 augustus 2016 /

Fregatvogel slaapt weinig op dagenlange reis

Grote fregatvogels kunnen weken of maanden achtereen vliegen zonder tussenstop. Slapen ze tijdens die lange vluchten? Niels Rattenborg en collega’s onderzochten het en ontdekten dat de vogels onderweg alleen maar korte en lichte dutjes doen.

Veel vogels, bijvoorbeeld gierzwaluwen, blijven dagen, weken of zelfs maanden onafgebroken in de lucht. Niemand weet of ze daar ook slapen en zo ja, hoe veel en hoe diep ze slapen.
Ook grote fregatvogels, ongeveer een meter lang en met een spanwijdte van twee meter, zijn langvliegers. Ze kunnen weken of maanden boven de Grote Oceaan of de Indische Oceaan trekken zonder te landen. Onderweg eten ze vissen en inktvissen die aan het wateroppervlak komen of uit het water opspringen, zoals vliegende vissen. Ze pakken die terwijl ze laag overvliegen. Ze slaan hun slag als roofvissen, zoals tonijnen, en walvissen hun prooien bijeendrijven en naar boven jagen.

Een hersenhelft

Niels Rattenborg en collega’s wilden weten of de fregatvogels tijdens die lange reizen slapen. Ze onderzochten het slaappatroon van veertien vrouwtjes die broedden op een van de Galápagoseilanden. Mannetje en vrouwtje bebroeden het ene ei in hun nest om beurten gedurende een gemiddeld vijf dagen achtereen. De ouder die geen dienst heeft verblijft gedurende zijn vrije periode onafgebroken boven de oceaan.
De onderzoekers rustten veertien vrouwtjes uit met apparaatjes die hun hersenactiviteit, kopbewegingen, vliegsnelheid en hoogte bijhielden tijdens zo’n tocht en na terugkeer op het nest.

De vrouwtjes blijken tijdens de vlucht wel degelijk te slapen, bleek uit dat onderzoek. Maar het stelt weinig voor. Ze slapen nog geen uur per etmaal, alleen ’s nachts en alleen in korte en lichte dutjes. Vaak (maar niet altijd) blijft één hersenhelft wakker en houden ze één oog open, meestal het oog dat in de vliegrichting kijkt. De vogels cirkelen regelmatig omhoog op een bel warme lucht en maken vervolgens een lange glijvlucht. Slapen doen ze vooral tijdens het cirkelen.

Slaapkoppen

Terug op het nest veranderen de wakkere dieren in slaapkoppen. De vogels pitten dan de helft van de tijd in lange rukken, zowel ’s nachts als overdag; vaak zijn beide hersenhelften tegelijk in rust. Ze halen de opgelopen achterstand in door extra intensief te slapen.

Hoewel de fregatvogels hun slaap dus wel nodig hebben, blijven ze tijdens een lange vlucht – in elk geval op een reis van ongeveer een week – bijna constant wakker. De onderzoekers denken dat de dieren voortdurend speuren naar plekken waar ze voedsel kunnen vinden. En als ze even slapen, houden ze vaak een oog open om een botsing met een andere vogel te vermijden.

Willy van Strien

Foto: Grote fregatvogel, vrouwtje. BRJ INC (via Flickr, Creative Commons CC BY-NC-ND 2.0)

Bron:
Rattenborg, N.C., B. Voirin, S.M. Cruz, R. Tisdale, G. Dell’Omo, H-P. Lipp, M. Wikelski & A.L. Vyssotski, 2016. Evidence that birds sleep in mid-flight. Nature Communications, 3 augustus online. Doi: 10.1038/ncomms12468

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑