Categorie: bestuiving (Pagina 2 van 2)

Tabakspijlstaart moet even gemotiveerd worden

Tabaksplanten doen aan geurmarketing. Met een luchtje zorgen ze ervoor dat hun bestuivers lang genoeg blijven, ontdekten Alexander Haverkamp en collega’s. Bij een geurloze bloem zijn die gauw weer vertrokken, zonder dat ze de bloem bestoven hebben.

Bloemen van de wilde tabak (Nicotiana attenuata) krijgen ’s nachts bezoek van de tabakspijlstaart (Manduca sexta), een fors uitgevallen mot. De motten komen nectar drinken en al doende bestuiven ze de bloemen: ze pakken van de ene bloem stuifmeel op en laten dat achter op de stamper van de volgende, zodat die bloem zaden kan gaan maken. Beide partners, plant en mot, profiteren.
Maar als de tabaksbloemen niet geuren, komt van bestuiving weinig terecht, hadden Danny Kessler en collega’s laten zien. Zij kweekten planten die geen geur konden verspreiden en constateerden dat die planten nauwelijks zaden vormden. Ze vroegen zich af welke rol de bloemgeur precies speelt.

Langer blijven

De eerste gedachte was dat de geur in de duisternis de weg wijst naar de bloemen. Dat is ook zo, maar het blijkt niet het hele verhaal te zijn. De motten vinden de witte bloemen ook als ze geen geur verspreiden, en in experimenten waarover de onderzoekers nu schrijven, bezochten de motten bloemen die geurden even vaak als bloemen die door de ingreep niet te ruiken waren.

Wat doet de geur dan nog meer? Gedragswaarnemingen leverden het antwoord op: de geur motiveert de mot om langer te blijven proberen bij de nectar te komen als hij een bloem heeft gevonden.

Roltong

De tabaksplant heeft diepe buisvormige bloemen met de nectar helemaal achterin. De tabakspijlstaart is een van de weinige dieren die erbij kunnen, dankzij een roltong van maar liefst acht centimeter (zijn spanwijdte is ongeveer tien centimeter). Bezoekende tabakspijlstaarten blijven als een kolibrie voor een bloem in de lucht hangen en proberen hun roltong in de bloembuis te steken om de nectar te drinken. Maar makkelijk is dat niet. Het kost de motten veel energie om hun roltong naar binnen te brengen en ze geven het vaak op.

Vooral bij bloemen die geen luchtje hadden, zo zagen de onderzoekers, waren motten snel weer vertrokken. Bij bloemen die geurden bleven ze het langer proberen, vaak met succes.

De tabaksplant doet dus aan geurmarketing. De bloemgeur verleidt de motten om te blijven hangen tot ze de nectar te pakken hebben. En alleen dan, met de roltong diep in de bloem, kunnen ze stuifmeel van een vorige plant op de stempel afleveren of nieuw stuifmeel oppikken. Vandaar dat geurende bloemen later meer zaden vormen.
Misschien is de geur van planten in het veld een signaal dat er nectar voorradig is. Dan weten motten bij welke bloemen ze echt hun best moeten doen.

Vriend en vijand

De motten ruiken de bloemgeur niet met hun antennen, waarmee ze normaal gesproken geuren opvangen. Ze nemen de bloemgeur waar met speciale zintuigjes op het puntje van hun roltong, ontdekten de onderzoekers. Dat is ook logisch. Als ze met uitgerolde tong voor een bloemtros hangen, is de afstand tussen bloemen en antennen groot. Daardoor zouden de antennen de afzonderlijke bloemen niet kunnen beoordelen. De punt van de tong kan dat wel.

De tabakspijlstaart is niet alleen vriend van de tabaksplant, maar ook vijand. De vrouwtjes leggen namelijk hun eitjes op de bladeren en de rupsen die daaruit komen eten gretig van de plant, die voor andere insecten giftig is. Rupsen van de tabakspijlstaart weten het gif zelfs handig te gebruiken.

Willy van Strien

Foto: © Danny Kessler

Dit filmpje laat zien hoe de mot nectar drinkt uit een bloem

Zie ook: rupsen van de tabakspijlstaart doen het goed op tabaksplanten

Bronnen:
Haverkamp, A., F. Yon, I.W. Keesey, C. Mißbach, C. Koenig, B.S. Hansson, I.T. Baldwin, M. Knaden & D. Kessler, 2016. Hawkmoths evaluate scenting flowers with the tip of their proboscis. eLife 5: e15039. Doi: 10.7554/eLife.15039
Kessler, D., M. Kallenbach, C. Diezel, E. Rothe, M. Murdock & I.T. Baldwin, 2015. How scent and nectar influence floral antagonists and mutualists. eLife 4: e07641. Doi: 10.7554/eLife.07641

Trilbestuiving verbetert door oefening

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

Het 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

Heliconia-bloem accepteert niet van elke kolibrie stuifmeel

Bloemen van Heliconia tortuosa laten zich alleen bevruchten met stuifmeel dat door hun favoriete kolibriesoorten is afgeleverd. Stuifmeel dat door andere bezoekers is gebracht negeren ze. Matthew Betts en collega’s achterhaalden het hoe en waarom van deze kieskeurigheid.

Kolibries voeden zich met nectar uit Heliconia-bloemen, die ze vinden in opvallende, felgekleurde schutbladen. Vliegend van bloem naar bloem bestuiven ze deze planten. Want als de vogeltjes nectar drinken, plakt er wat stuifmeel aan hen vast dat ze afschudden bij de volgende bloem die ze bezoeken. Op de stamper van die bloem kunnen de stuifmeelkorrels ontkiemen; vanuit de korrels groeit er dan een stuifmeelbuis het vruchtbeginsel in om daar een eicel te bevruchten.

Ontkieming

Maar toen Matthew Betts en collega’s in Costa Rica de kolibries wilden nadoen en met de hand stuifmeel aanbrachten op bloemen van Heliconia tortuosa, constateerden ze tot hun verrassing dat er nauwelijks stuifmeelbuizen verschenen. Een bloem staat ontkieming van stuifmeelkorrels kennelijk niet altijd toe Het leek erop dat een bloem alleen stuifmeel accepteert dat door kolibries is gebracht.

Dat is inderdaad zo, merkten ze toen ze vogels loslieten bij de met de hand bestoven bloemen; ze zorgden dat die vogels zelf geen stuifmeel bij zich hadden. Het was nu voor de plant alsof de vogels het stuifmeel van de onderzoekers hadden afgeleverd. En jawel, dan ontkiemden de stuifmeelkorrels beter.

Vreemd verhaal

Maar niet alle kolibries gaven een even goed resultaat. Betts gebruikte zes kolibriesoorten uit Midden-Amerika en bracht ze afzonderlijk in contact met de hand-bestoven planten. De bloemen reageerden vooral goed op twee van die soorten: de groene heremietkolibrie en de violette sabelvleugel. Ze waardeerden het stuifmeel dat ze van deze twee kolibries ‘dachten’ te krijgen het meest en lieten vooral dat stuifmeel ontkiemen.

Het is een vreemd verhaal. Hoe weet een bloem welke vogel stuifmeel heeft aangedragen? En waarom heeft het stuifmeel van zijn favoriete soorten de voorkeur boven het stuifmeel dat door andere vogels (of mensen) is gebracht?

Snavellengte

Het antwoord op de eerste vraag schuilt in het gedrag van de vogels. De favoriete bestuivers hebben zeer lange en kromme snavels die als buigzame rietjes alle nectar uit de lange, gebogen bloemen van Heliconia tortuosa opzuigen, tot op de bodem. De andere vier kolibriesoorten hebben kortere en rechtere snavels en krijgen niet alle nectar eruit. Er blijft wat achter. Daar blijkt de plant op te reageren: hoe meer nectar een kolibriesoort weghaalt, hoe meer stuifmeelkorrels na zijn bezoek ontkiemen.
De onderzoekers konden mooi bewijzen dat het zo werkt door planten met de hand te bestuiven en alle nectar met een pipetje weg te zuigen: de met de hand opgebrachte stuifmeelkorrels ontkiemden dan goed.

De plant onderscheidt de kolibries dus op hun snavellengte. Maar – tweede vraag – waarom laat hij alleen stuifmeelbuizen groeien na bezoek van een langsnavelige soort? Of omgekeerd: wat is er mis met het stuifmeel dat de andere kolibries afleveren?

Grote afstand

Dat heeft te maken met de erfelijke kwaliteit van het nageslacht van de planten, veronderstellen de auteurs. De kolibries met kortere en rechtere snavels zijn allemaal kleine, territoriale soorten die zich in een klein gebied ophouden. Het stuifmeel dat zij brengen komt daardoor altijd van de plant zelf of van een buurplant. Buurplanten zijn genetisch aan elkaar gelijk of bijna gelijk, dus bestuiving door territoriale kolibries leidt tot inteelt. De planten negeren daarom hun stuifmeel.

De groene heremietkolobrie en de violette sabelvleugel daarentegen zijn grote kolibries die veel voedsel nodig hebben. Over een flinke afstand gaan ze regelmatig vele Heliconia-planten af. Ze hebben dus stuifmeel bij zich dat van ver komt en van een groot aantal bloemen. Zij brengen ‘vers bloed’ naar een plant: stuifmeel met erfelijk materiaal dat anders is en gevarieerd. Dat zorgt voor een sterk nageslacht. Vandaar dat de planten zich wel laten bevruchten door stuifmeel dat van deze vogels komt.

Zijn er meer?

Hoewel Heliconia tortuosa door zes soorten kolibries wordt bestoven, verzorgen slechts twee soorten het merendeel van de bevruchtingen. De plant gebruikt vrijwel alleen hun stuifmeel. Hij is kieskeurig.

Een kieskeurige plant: dat is een heel nieuwe bevinding die allerlei onderzoeksvragen oproept. Zou de plant ook zo kieskeurig zijn als er maar weinig stuifmeel wordt gebracht? Geeft hij meer eigen stuifmeel mee met zijn favoriete bestuivers om bloemen verderop te laten bestuiven? Zijn er meer kieskeurige plantensoorten? Wie weet wat zulk onderzoek nog oplevert.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: groene heremietkolibrie. Matthew Betts
Klein, midden: Heliconia tortuosa. Jayesh Patil (Creative Commons)
Klein, onder: violette sabelvleugel. Matthew Betts

De onderzoekers filmden het bezoek van de groene heremietkolibrie

Bron:
Betts, M.G., A.S. Hadley & W.J. Kress, 2015. Pollinator recognition by a keystone tropical plant. PNAS, 2 maart online. Doi: 10.1073/pnas.1419522112

Axinaea lokt vogels met gevulde snoepjes

Geen bijen en geen nectar: Axinea-soorten laten hun bloemen door vogels bestuiven. Die zijn gek op de suikerrijke bolletjes aan de meeldraden, laten Agnes Dellinger en collega’s zien.

Planten weten op verschillende manieren te regelen dat hun stuifmeel terecht komt op een stamper, oftewel dat mannelijke geslachtscellen toegang krijgen tot vrouwelijke. Bij sommige soorten Axinaea ontdekten Agnes Dellinger en collega’s een bijzondere methode die tot nu toe onbekend was.

In verse bloemen van deze soorten, die groeien in berggebieden van Midden en Zuid Amerika, liggen tien opvallende bolletjes als snoepjes in een snoeptrommel. En voor sommige tangares en vinken zijn het inderdaad snoepjes. De bolletjes zijn rijk aan suikers en voedzaam. De kleine zangvogels pikken ze dan ook één voor één uit de bloemen.

Wolk stuifmeel

Een van deze plantensoorten is Axinaea costaricensis, en een vogel die de bolletjes ervan graag lust is de witbrauwtangare uit Costa Rica en Panama.

Het bijzondere is: telkens als een vogel zo’n smakelijk bolletje uit de bloem haalt, krijgt hij een wolk stuifmeel over zich heen. De tien bolletjes zijn namelijk onderdeel van de tien meeldraden. Ze bevatten grote ruimtes met lucht die in verbinding staan met de kamertjes met stuifmeel en met het holle uiteinde van de meeldraad, die een kleine opening aan de punt heeft. Als een vogel in een bolletje pikt, perst hij de lucht via de stuifmeelkamers door die opening naar buiten, en met de luchtstraal komen de stuifmeelkorrels op kop en snavel van de vogel terecht.
Als die daarna opnieuw naar zo’n bolletje hapt, kan dat stuifmeel op de stamper van de bloem terechtkomen.

Blaasbalg

De bolletjes hebben dus twee functies. Ze zijn lekker en voedzaam en lokken daardoor vogels naar de bloemen. En ze werken als een blaasbalg die lucht met stuifmeelkorrels naar buiten perst.
De vogels doen de rest: ze nemen het stuifmeel mee en bestuiven de bloemen. Een unieke manier van bevruchting.
Het werkt alleen maar met vogels. Bewegingen en trillingen brengen het stuifmeel niet uit de meeldraden. De onderzoekers zagen dan ook nauwelijks insecten op deze bloemen, en helemaal geen bijen.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Axinaea costaricensis, Juan Francisco Morales (Creative Commons)
Klein: witbrauwtangare (op een andere plant), Jerry Oldenettel (Wikimedia Commons)

Filmpje van de onderzoekers: geelkeeltangare (uit Colombia, Ecuador en Peru) eet bolletjes van Axinaea confusa.

Bron:
Dellinger, A.S.,  D.S. Penneys, Y.M. Staedler, L. Fragner, W. Weckwerth & J. Schönenberger, 2014. A specialized bird pollination system with a bellows mechanism for pollen transfer and staminal food body rewards. Current Biology, 3 juli online. Doi: 10.1016/j.cub.2014.05.056