Kieskeurige plant

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.
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.
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?

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?
Dat heeft te maken met de erfelijke kwaliteit van het nageslacht, 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.

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

Stuifmeelbommen

Axinaea lokt vogels met gevulde snoepjes

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.
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.

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

“Hap!”, zegt de bloem

Als orchidee vermomde bidsprinkhaan lokt bijen, vlinders en vliegen

Kom je bij een bloem om nectar te halen, word je ineens vastgegrepen door een paar poten met stekels en opgegeten. Het kan bijen, vlinders en vliegen in de regenwouden van Zuidoost Azië zomaar overkomen. Soms blijkt een roze bloem een orchidee-bidsprinkhaan, Hymenopus coronatus, te zijn.
Biologen vermoedden al dat deze prachtige bidsprinkhaan een bloem nabootst om insecten te lokken, en James O’Hanlon bewees dat het zo is.

Vooral de onvolwassen orchidee-bidsprinkhaan vermomt zich goed als bloem. Hij heeft vier poten met lichtroze platte brede dijen, een lichtroze lijf en een dik lichtroze achterlijf met vijf roodbruine strepen dat hij meestal omhoog buigt. Het geheel lijkt op een orchidee of op een bloem in het algemeen. Een groene, dwarse band scheidt die ‘bloem’ van de kop en de twee voorpoten met stekels.
De bidsprinkhaan zit vaak in het groen, zodat hij goed opvalt. Biologen namen aan dat hij als nepbloem insecten trekt die bloemen bezoeken vanwege de nectar en al doende de bloemen bestuiven, maar ze hadden er geen bewijs voor.
O’Hanlon levert nu dat bewijs. Hij liet eerst zien dat de kleur van de orchidee-bidsprinkhaan voor insecten een normale bloemkleur is. Vervolgens zette hij in een bos in Maleisië stokken neer met ofwel niets er bovenop, ofwel een veelvoorkomende bloem (Asystasia intrusa), ofwel een levende jonge orchidee-bidsprinkhaan; hij nam vrouwtjes, die veel groter zijn dan mannetjes. En inderdaad: bijen, vlinders en vliegen vlogen argeloos naar de orchidee-bidsprinkhaan toe en die wist soms zo’n bezoeker te pakken te krijgen. Er kwamen zelfs meer insecten op de als bloem vermomde roofvijand af dan op de echte bloem. De kale stok trok geen insecten.

De vermomming werkt dus goed: de orchidee-bidsprinkhaan misleidt zijn prooien met zijn valse bloemenuiterlijk. Het is een uniek voorbeeld van mimicry, er is geen ander voorbeeld bekend van insecten die bloemen nabootsen om bestuivers te lokken. Bestuivers kunnen het onderscheid tussen de valse bloem en echte bloemen niet leren maken omdat ze de onechte bloemen haast nooit zien; de orchidee-bidsprinkhaan is zeldzaam.
Misschien heeft de vermomming ook nog het voordeel dat de roofvijanden van bidsprinkhanen de roze dieren over het hoofd zien.

Bidsprinkhanen zijn geen sprinkhanen, zoals hun naam zou doen denken; ze staan dichter bij de kakkerlakken. De jongen lijken op de volwassen dieren, maar hebben geen vleugels.

Willy van Strien

Foto’s: Onvolwassen vrouwelijke orchidee-bidsprinkhaan. Groot: James O’Hanlon. Klein: Luc Viatour/Lucnix (Wikimedia Commons)

Mooie beelden van de orchidee-bidsprinkhaan op YouTube

Bronnen:
O’Hanlon, J.C., G.I. Holwell & M.E. Herberstein, 2014. Pollinator deception in the orchid mantis. The American Naturalist 183, 23 september 2013 online. Doi: 10.1086/673858
O’Hanlon, J.C., D. Li & Y. Norma-Rashid, 2013. Coloration and morphology of the orchid mantis Hymenopus coronatus (Mantodea: Hymenopodidae). Journal of Orthoptera Research 22: 35-44. Doi: 10.1665/034.022.0106

Verliefd op een madeliefje

Afrikaanse plant lokt bestuivers met voedsel en seks

Madeliefje Gorteria diffusa bootst vlieg na

Net als veel andere bloemen lokt het Zuid-Afrikaanse madeliefje Gorteria diffusa insecten met nectar. Aan de vliegjes die de nectar van deze plant verzamelen plakt stuifmeel vast en dat gaat mee naar de volgende bloem die ze bezoeken. Daar komt wat stuifmeel op de stempel terecht, zodat die volgende bloem bestoven wordt en zaad kan zetten.
Maar dit madeliefje kan zijn bestuivers ook nog op een andere manier lokken. Sommige bloemen hebben een paar vlekken die eruitzien als vrouwtjesvliegen en die zijn onweerstaanbaar voor mannetjes. Tijdens hun enthousiaste poging om met zo’n vlek te paren, komen die onder het stuifmeel te zitten dat ze vervolgens meenemen naar volgende bloemen. De beloning is vals, maar de truc werkt uitstekend.

Deze misleidende strategie was al bekend van soorten orchideeën, zoals bijenorchis en vliegenorchis, die insectenmannetjes lokken met bloemen die op vrouwtjes lijken. Gorteria diffusa is de eerste plant buiten de orchideeënfamilie waarvan gebleken is dat hij bestuivers seksueel misleidt. Het is een eenjarige voorjaarsbloeier met oranje bloemen van drie à vier centimeter in doorsnee. Maar wat wij als één bloem zien, is in feite een verzameling kleine bloemetjes. Het hart van de samengestelde bloem bestaat uit buisbloemen, de krans uit straalbloemen.
Het bijzondere van dit plantje is dat er verschillende bloemvormen bestaan die op verschillende plaatsen voorkomen. Overal wordt de plant vrijwel alleen bestoven door het vliegje Megapalpus capensis. Alle varianten lokken voedselzoekende vliegjes met nectar, maar slechts enkele bloemvormen verleiden daarnaast ook paarlustige mannetjes.

Zo’n seksueel misleider groeit bijvoorbeeld in de omgeving van Springbok. Een paar straalbloemen van deze variant hebben een donkere vlek die verdikt en een tikje pukkelig is; hier en daar zit er een wit stipje op. Het geheel maakt de indruk van een matglanzend vliegenlijfje. Deze treffende vliegenimitaties hebben een grote aantrekkingskracht op vliegenmannetjes, lieten Marinus de Jager en Allan Ellis zien. Die trappen in de val omdat ook echte vrouwtjes die willen paren op madeliefjes zitten. Maar die zijn schaars, want vrouwtjes paren waarschijnlijk maar één keer. Omdat mannetjes vaker willen, is er een overmaat aan zoekende mannetjes en die gaan af op alles wat op een vrouwtje lijkt. De plant maakt misbruik van die hitsigheid om zijn stuifmeel te laten verspreiden.
Maar op andere plaatsen groeien varianten met effen straalbloemen, of met straalbloemen die allemaal een eenvoudige donkere vlek hebben. Daar komen mannetjes, net als vrouwtjes, wel op af voor de nectar, maar niet voor seks.
De vraag is waarom het madeliefje op sommige plaatsen alleen voedselzoekende vliegjes lokt en op andere plaatsen ook mannetjes die hunkeren naar seks. Het lijkt erop dat mannetjes en vrouwtjes verschillend presteren. Bestuivers doen twee dingen op een bloem. Ze bestuiven de bloem met stuifmeel van vorige bloemen en ze nemen stuifmeel mee naar volgende bloemen. Seksueel opgewonden vliegenmannetjes blijken meer stuifmeel te verspreiden dan nectarverzamelaars. De nectarverzamelaars, met name de vrouwtjes, blijven wat langer op een bloem en geven daardoor misschien wat meer stuifmeel af. Het kan zijn, speculeren de onderzoekers, dat planten op plaatsen waar de vliegjes schaars zijn nauwelijks voldoende stuifmeel ontvangen en daarom alle energie steken in het lokken van voedselzoekers, die immers meer stuifmeel afgeven. Op plaatsen waar veel vliegjes zijn en planten altijd voldoende stuifmeel binnenkrijgen, kunnen ze extra veel stuifmeel exporteren door mannetjes te laten rollebollen met een goede nabootsing van een vrouwtje.

Willy van Strien

Foto: Allan Ellis

Bronnen:
Jager, M.L. de & A.G. Ellis, 2012. Gender-specific pollinator preference for floral traits.Functional Ecology, 31 juli online. DOI: 10.1111/j.1365-2435.2012.02028.x
Ellis, A.G. & S.D. Johnson, 2010. Floral mimicry enhances pollen export: the evolution of pollination by sexual deceit outside of the Orchidaceae. The American Naturalist 176; E143-E151. DOI: 10.1086/656487