Hoe donkerder de vleugels, hoe beter monarchvlinders vliegen
Beroemd zijn de monarchvlinders die hoog in de bergen van zuidwest Mexico overwinteren en de zomer doorbrengen rond de grote meren van Noord Amerika. Daniel Hanley en collega’s ontdekten dat de kleur van de vleugels een rol speelt bij hun fenomenale vliegvermogen.
Monarchvlinders zijn ongelooflijk goede vliegers. De ultieme vliegkampioenen onder hen leven ’s zomers in Noord Amerika ten oosten van de Rocky Mountains. Zij overwinteren een slordige 3000 kilometer verderop – in Mexico.
Ten westen van die bergketen is er een kleine populatie monarchvlinders die over een korte afstand trekt, en buiten Noord Amerika komen monarchvlinders voor die helemaal niet trekken.
Heen en weer
Naast de reis, is ook de overwintering van de Noord-Amerikaanse oostelijke trekkers in Mexico spectaculair. De vlinders hangen in dichte trossen aan de takken en stammen van de heilige zilverspar.
In het vroege voorjaar worden ze actief; ze paren en zetten koers naar het noordoosten. Onderweg leggen de vrouwtjes een of enkele keren eitjes op zijdeplanten, waarop de rupsen zich kunnen ontwikkelen. De rupsen verpoppen en er verschijnen nieuwe vlinders die de reis richting Canada vervolgen. Oude en nieuwe vlinders moeten steeds door om de juiste planten te vinden. Zijdeplanten groeien alleen als het niet te koud, maar ook niet te warm is. In het voorjaar schuift de zone met geschikte planten van zuid naar noord, en de vlinders gaan mee.
De meeste oude vlinders, die in Mexico overwinterd hadden, sterven ergens onderweg, maar een deel van hen, minimaal 10 procent, komt in het zomergebied aan, ontdekte Nathan Miller.
De voortplanting gaat daar tot ver in de zomer door.
In de nazomer verschijnt een nieuwe generatie die zich niet voorplant, maar die zich vol eet en de terugreis naar Mexico aanvaardt. De meeste vlinders voltooien dan de hele reis. Enkele leggen onderweg nog eitjes en ook de nieuwe vlinders vliegen naar Mexico. Daar brengen ze de winter door en in het voorjaar begint de cyclus weer opnieuw.
Kleine kleurverschillen
Biologen wisten al dat de kleur van vlindervleugels belangrijk is voor hun vliegvermogen. Donkere tinten – vooral zwart, maar ook rood – absorberen namelijk zonnewarmte en dat stelt de vlinders in staat om ook te vliegen als het koel is. Daniel Hanley onderzocht in hoeverre de vleugelkleur van monarchvlinders bepaalt hoe groot de afstand is die ze tijdens de trek kunnen overbruggen.
Monarchen hebben oranje vleugels met zwarte banen over de vleugeladers en een zwarte rand met witte stippen. De vleugels van mannetjes zijn dieper oranje dan die van de vrouwtjes en hebben smallere zwarte banen. Maar ook binnen de groepen mannetjes en vrouwtjes verschillen de vlinders iets van elkaar. Bij het ene exemplaar neigt het oranje naar rood, bij de ander ligt de kleur dichter bij geel, en ook de hoeveelheid zwart verschilt.
Hanley ving een aantal vlinders op hun zomerverblijf en mat hoe donker de oranje kleur van de voorvleugels was en hoeveel zwart erop zat. Van een klein stukje vleugel bepaalde hij de chemische samenstelling en daaruit, in combinatie met de mate van slijtage, kon hij afleiden waar de vlinders als rups waren opgegroeid.
Afstandsverschillen
In zijn vlinderverzameling bleken dieren te zitten die de hele afstand vanuit Mexico hadden afgelegd (en dus van het vorige jaar waren en hadden overwinterd) en vlinders die waren komen aanvliegen van verschillende plaatsen tussen Mexico en de grote meren (en dus dit jaar geboren waren). En er waren vlinders bij die in het zomergebied zelf waren opgegroeid.
Vlinders die van ver kwamen, constateerde hij, hadden het meeste zwart op de vleugels en bij de mannetjes (die minder zwart hebben) was bovendien de oranje kleur intenser. De verschillen waren klein, maar toch. De vlinders uit Mexico waren het donkerst. Dat kwam niet doordat de vlinders die vanuit Mexico waren vertrokken allemaal donker waren, want daar waren ook lichter gekleurde exemplaren bij. Maar alleen de diepst gekleurde vlinders hadden de tocht helemaal kunnen volbrengen. Dus: hoe meer zwart de vleugels van een vlinder hebben – en voor een mannetje: hoe intenser de oranje kleur is –, hoe groter de afstand die hij kan afleggen.
Uithoudingsvermogen
Dat sluit aan bij het werk van Andrew Davis, die vlinders in het lab had laten vliegen in een speciaal molentje.
De hoeveelheid zwart speelde in zijn proeven geen rol, waarschijnlijk omdat de temperatuur aangenaam was en de vlinders warm genoeg. Maar de oranje kleur van hun vleugels deed er nog wel toe: hoe dieper oranje, hoe langer de vlinders bleven vliegen. Gemiddeld hielden ze het één uur achter elkaar vol, maar sommige vlogen ruim twee uur door. Het is nog wel de vraag of het betere vliegvermogen inderdaad het gevolg is van warmteabsorptie.
De kleur van de vleugels heeft overigens meerdere functies. Hij waarschuwt roofvijanden dat de vlinders bitter smaken en giftig zijn, en hij speelt een rol bij de partnerkeus.
Willy van Strien
Foto: Dwight Sipler (Wikimedia Commons)
Bronnen:
Hanley, D., N.G. Miller, D.T.T. Flockhart & D.R. Norris, 2013. Forewing pigmentation predicts migration distance in wild-caught migratory monarch butterflies. Behavioral Ecology, 8 mei online. Doi: 10.1093/beheco/art037
Davis. A.K., J. Chi, C. Bradley & S. Altizer, 2012. The redder the better: wing color predicts flight performance in monarch butterflies. PLoS ONE 7: e41323. Doi: 10.1371/journal.pone.0041323
Miller, N.G., L.I. Wassenaar, K.A. Hobson & D.R. Norris, 2012. Migratory connectivity of the monarch butterfly (Danaus plexippus): patterns of spring re-colonization in Eastern North America. PLoS ONE 7: e31891. Doi: 10.1371/journal.pone.0031891
