Categorie: bouwen

Nestheuvel van Globitermes sulphureus zorgt voor stabiel binnenklimaat

Perioden met grote droogte, perioden met zware regen: een nestheuvel van de Thaise termiet Globitermes sulphureus weerstaat het allemaal. Dat is te danken aan de drie-laagse structuur, laten Chun-I Chiu en collega’s zien.

Op de savannes van Thailand is het ’s winters kurkdroog terwijl er in het natte zomerseizoen extreem veel regen valt. Een uitdagend klimaat dus voor plant en dier. Maar de termiet Globitermes sulphureus doet het er prima, dankzij nestheuvels die de kolonies in de ondergrondse nesten eronder beschermen. De heuvels blijven overeind, de dieren drogen niet uit en verdrinken niet. In een nest heerst steeds een voor termieten aangename hoge luchtvochtigheid. Dat heeft te maken met een knap staaltje architectuur, concluderen Chun-I Chiu en collega’s uit allerlei metingen.

Termieten leven net als mieren in grote kolonies, maar zijn niet aan mieren verwant; ze zijn verwant aan kakkerlakken. Een termietenkolonie heeft een koning en koningin die nageslacht producen, en werkers en soldaten van zowel mannelijk als vrouwelijk geslacht. De koningin, die een enorme hoeveelheid eitjes legt, is veel groter dan de andere termieten.

Stabiliteit

De heuvel boven een nest van Globitermes sulphureus ziet er misschien wat plomp uit, maar het is een complex bouwwerk. Het bestaat uit drie lagen die elk op hun eigen manier bijdragen aan de stabiliteit van de heuvel en aan het gunstige binnenklimaat in het nest.

De dunne buitenste laag bestaat uit platen van hard materiaal. De dieren maken het van zand of bodemdeeltjes en het heeft dan ook dezelfde kleur als de grond waarop hij staat. Deze laag voorkomt dat er vocht uit het nest naar buiten ontsnapt, wat in droge perioden van groot belang is. Daaronder ligt een dikkere tussenlaag van grillig gevormde, aan elkaar vastzittende brokjes met holtes ertussen die eveneens van bodemdeeltjes zijn gemaakt. Deze laag is waterdicht en kan druk weerstaan, bijvoorbeeld als er regendruppels op slaan. Hij maakt de heuvel robuust.

De binnenkant van de heuvel, de derde laag, wijkt sterk af van de buitenste laag en de middenlaag. Hij is gevuld met ronde, gladde deeltjes waarin veel organisch materiaal in vezelvorm is verwerkt, zoals cellulose uit plantenresten. Deze laag is roder van kleur dan de andere twee, en hij is het meest poreus. Als een spons absorbeert hij waterdamp die de termieten uitademen, houdt dat vast en laat het slechts langzaam los. Deze laag vormt een waterreservoir om de luchtvochtigheid hoog te kunnen houden.

Reparatie

Moet de heuvel na beschadiging worden hersteld, dan werken de termieten van buiten naar binnen. Binnen een paar uur zijn ze de buitenste laag aan het repareren, na enkele weken zijn buitenste laag en middenlaag klaar. De reparatie van de binnenste laag laat langer op zich wachten. De onderzoekers denken dat dat komt doordat de dieren daarvoor materiaal moeten verzamelen dat minder makkelijk te vinden is.

Willy van Strien

Foto: Koningin van Globitermes sulphureus. © Chun-I Chiu

Bron:
Chiu, C-I., K. Attasopa, S. Wongkoon, Y. Chromkaew, H. Liao, K-C. Kuan, P. Suttiprapan, I. Guswenrivo, H-F. Li & Y. Sripontan, 2024. Three‐layered functionally specialized nest structures enhance strength and water retention in mounds of Globitermes sulphureus (Blattodea: Termitidae). Environmental Entomology, 9 oktober online. Doi: 10.1093/ee/nvae093

Angelloze bij volgt bestaand bouwplan

Werksters van de angelloze bij Scaptotrigona depilis bouwen hun nest volgens de architectuur die ze aantreffen, laten Viviana di Pietro en collega’s zien. Zo ontstaat een traditie.

Het broedcel-complex in het nest van de angelloze bij Scaptotrigona depilis, die leeft in Zuid-Amerika, kan twee vormen hebben. In de meeste kolonies maken werksters raten (platen met broedcellen) horizontaal boven elkaar, elke raat beginnend vanuit een centrale zuil: de parallel-vorm. Maar soms bouwen ze een doorlopende spiraalvormige raat zonder centrale zuil: de kurkendraaier-vorm. De werksters die de raten bouwen houden dus een van twee mogelijke bouwstijlen aan.

Dat is geen kwestie van erfelijke aanleg, schrijven Viviana di Pietro en collega’s, en ook geen aanpassing aan de plaats van het nest of de temperatuur van de omgeving. De werksters bouwen simpelweg door in de stijl die al is toegepast en zetten zo een traditie voort.

Angelloze bijen zijn, net als honingbijen, hoog-sociale soorten met koninginnen die zich voortplanten en werksters die de overige taken doen. Tot die taken behoren bouw en onderhoud van het nest, dat ze maken in holten. Werksters van Scaptotrigona depilis maken raten uit een mengsel van was en plantenhars. Ze bouwen die van beneden naar boven, en dat kan dus op twee manieren. Ze doen voedsel in elke cel en sluiten hem af nadat de koningin er een eitje in gelegd heeft. Het eitje ontwikkelt zich tot larve en pop, en tenslotte komt er een jonge bij uit.

Overstap

Raten worden veel vaker in parallel-vorm gebouwd dan in kurkendraaier-vorm: ongeveer 95 procent van de kolonies heeft de parallel-vorm.

Soms stapt een kolonie over van het ene op het andere type. Gemiddeld blijft de parallel-vorm bijna twee jaar bestaan. De kurkendraaier-vorm wordt anderhalve maand aangehouden; dat is veel minder lang, maar alsnog langer dan dat een cohort werksters in de bouw actief is, namelijk twee à drie weken. Beide bouwstijlen gaan dus een tijdlang over van generatie op generatie.

De onderzoekers wilden nagaan of dat komt doordat werksters zich laten leiden door het bouwsel dat er al is. Daarom deden ze proeven waarbij ze ervaren werksters uit een kolonie haalden en in een andere kolonie zetten waarvan het broedcel-complex ofwel de vertrouwde ofwel de alternatieve vorm had. Het resultaat was duidelijk: werksters die geplaatst werden bij het type dat ze niet kenden, namen het voor hen nieuwe bouwplan meteen over, in plaats van te bouwen zoals ze gewend waren. Ze hoefden die andere bouwstijl kennelijk niet van hun nieuwe nestgenoten af te kijken.

Standaard

In een tweede proef veranderden de onderzoekers in een aantal kolonies de parallel-vorm van de raten in de kurkentrekker-vorm door in de bovenste raat een snee te maken van de rand tot het midden en het ene uiteinde op het andere te leggen. In de meeste gevallen bouwden de werksters dan in de kurkentrekker-vorm verder.

Om een traditie in stand te houden, is de conclusie, is niet veel nodig. Het is voldoende als de dieren zich laten leiden door wat er is, in dit geval: ze passen het bouwplan toe van de bestaande structuur. Dat vereist geen begrip, planning of communicatie. De technische term voor deze vorm van zelforganisatie is stigmergie.

Waarschijnlijk is de parallel-vorm van het broedcel-complex de standaard. De onderzoekers denken dat soms door een fout een kurkentrekker-vorm ontstaat. In plaats van de boel dan af te breken, bouwen de bijen volgens dat model verder.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Zeldzame kurkendraaier-vormige raat; open cellen aan de rand moeten nog gevuld worden.
Klein: Parallelle raten met centrale zuil, de meest voorkomende vorm.
©Viviana di Pietro

Lees meer over de broedcellen van Scaptotrigona depilis

Bron:
Di Pietro, V., C. Menezes, M.G. de Britto Frediani, D.J. Pereira, M. Fajgenblat, H. Mendes Ferreira, T. Wenseleers & R. Caliari Oliveira, 2024. The inheritance of alternative nest architectural traditions in stingless bees. Current Biology, 19 maart online. Doi: 10.1016/j.cub.2024.02.073