Categorie: landbouw

Koraaljuffers laten hun algentuin bemesten

Elke indringer wordt verjaagd uit de algentuin van koraaljuffer Stegastes diencaeus, maar een zwerm aasgarnaaltjes mag blijven en krijgt zelfs bescherming. Dat is niet voor niets, schrijven Rohan Brooker en collega’s.

De koraaljuffer Stegastes diencaeus (in het Engels: langvinkoraaljuffer) is een agressieve, territoriale vis die leeft op koraalriffen. Hij kweekt zijn eigen voedsel door een tuin van een paar vierkante meter te creëren waar eetbare algen groeien. Hij koestert zijn algen en verdedigt zijn territorium fel; alle dieren houdt hij uit de buurt.

Of eigenlijk: bijna alle dieren. Want Rohan Brooker en collega’s laten zien dat er overdag in veel algentuinen een zwerm piepkleine aasgarnaaltjes (Mysidium integrum) te vinden is. Een tuinier tolereert de aanwezigheid van de garnaaltjes niet alleen, maar beschermt ze ook tegen hun roofvijanden, hoewel hem dat wat extra moeite kost. Kennelijk zijn de diertjes die moeite waard.

Florerende tuin

Waarom is een tuinierende langvinkoraaljuffer aan de aasgarnaaltjes gehecht, vroeg Brooker zich af. Hoewel de vis zijn algendieet aanvult met wat kleine diertjes, eet hij deze garnaaltjes niet. Misschien, veronderstelde Brooker, bemesten de garnalen de algen met hun uitwerpselen.

En dat bleek het te zijn. Een tuin waar zich een zwerm garnaaltjes ophoudt doet het beter dan een tuin zonder zo’n zwerm, dankzij de voedingsstoffen die de garnaaltjes toevoegen. Er groeien meer grote bruine algen en die vormen een structuur waarop matvormende algen, die de koraaljuffers het liefst eten, goed gedijen. Dat vertaalt zich in een betere conditie van de vissen: koraaljuffers met een garnalenzwerm in hun tuin hebben een grotere energiereserve dan collega’s met een niet-bemeste tuin.

Brooker deed zijn onderzoek op koraalriffen voor de kust van Belize, in Midden-Amerika.

Gedomesticeerd

De tuinierende vis profiteert dus vanwege zijn florerende gewas, en de aasgarnaal vanwege zijn bewaakte leefgebied. Buiten tuinen komen zwermen van deze garnalen overdag niet voor. De garnaaltjes verlaten de tuin ’s nachts, als het veilig is, om aan het oppervlak voedsel uit het water te filteren. Daarna keren ze naar hun vaste tuin terug.

De trouw aan de woonplaats is zo sterk dat jonge garnaaltjes in de tuin van hun ouders blijven leven. De schrijvers  beschouwen de relatie tussen koraaljuffer en aasgarnaal daarom als een vroege fase van domesticatie. De vissen ‘houden’ de aasgarnalen als vee.

Willy van Strien

Foto: Koraaljuffer Stegastes diencaeus. Mark Rosenstein (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Uitleg (in het Engels) over het onderzoek op YouTube

Een ander voorbeeld van domesticatie: de gele weidemier

Bron:
Brooker, R.M., J.M. Casey, Z-L. Cowan, T.L. Sih, D.L. Dixson, A. Manica & W.E. Feeney, 2020. Domestication via the commensal pathway in a fish-invertebrate mutualism. Nature Communications 11: 6253. Doi: 10.1038/s41467-020-19958-5

Hoog in de bomen kweken mieren hun planten

Tuinieren is een kunst – en er zijn mieren die de kunst beheersen. Op boomtakken kweken ze planten waar ze in wonen of waar ze hun nest mee verstevigen, laten onderzoeksteams van Guillaume Chomicki en van Jonas Morales-Linares zien.

Veel mieren en planten hebben iets met elkaar: de planten bieden de mieren een ruimte om in te wonen of nectar om te eten, de mieren bemesten de planten met hun uitwerpselen of beschermen ze tegen plantenetende insecten.
Enkele tropische mieren gaan een stap verder: zij kweken de planten waar ze mee leven zelf op. Het zijn mieren die in bomen leven en planten die op boomtakken groeien (epifyten). De planten kunnen moeilijker aan voedingsstoffen komen dan planten die in de grond staan, dus samenwerken met mieren is voor hen een goede strategie. Veel van de tuinplanten zijn helemaal gedomesticeerd en zouden zonder de mieren verloren zijn.

Zaden verzamelen

Philidris nagasau van de Fiji-eilanden woont in de holle stengels van Squamellaria-soorten, planten die als puisten op bomen groeien. Deze mier leeft uitsluitend in deze planten, en zes Squamellaria-soorten kunnen niet buiten deze bewoner. Hij bemest de planten, zoals Guillaume Chomicki en collega’s hadden laten zien.
Nu ontdekten zij dat de mier er zelf voor zorgt dat er planten beschikbaar zijn. De onderzoekers zagen hoe werksters zaadjes van deze zes Squamellaria-soorten, maar niet van andere soorten, verzamelen. Ze halen ze uit onrijpe vruchten, stoppen ze in groeven in de boomschors en houden ze in de gaten. De zaadjes ontkiemen en er verschijnen jonge plantjes op de boom. Zo gauw hun stengeltjes een holte vormen, gaan er regelmatig mieren naar binnen, waarschijnlijk om er hun uitwerpselen te laten vallen. Zo kweken ze zelf de planten op waarin ze kunnen wonen.
De mier betekent dus meer voor de planten dan gedacht: ze zorgt ook voor de zaadverspreiding.

Prachtige bloemen

Een wat ander type plantenkwekerijen is te vinden in Midden- en Zuid Amerika. Daar hangen opvallende  tuintjes aan sommige bomen. Het zijn uitbundig begroeide karton-achtige mierennesten. De mieren verzamelen zaden van epifyten en stoppen die in de wanden van hun nest. Een deel van de zaden ontkiemt en groeit uit. De plantenwortels maken het nest stevig en nemen water op als het regent, zodat het nest niet als pap uit elkaar valt. Omgekeerd profiteren de planten van de mieren, die hen bemesten en plantenetende insecten weghouden. Sommige planten zijn zelfs geheel afhankelijk: de zaden worden alleen door mieren verspreid en kunnen alleen in een mierennest ontkiemen.

Azteca gnava uit Zuid-Mexico en Panama is zo’n mier. Veel van zijn tuinen zijn te vinden in plantages, schrijven Jonas Morales-Linares en collega’s, op onder meer cacao-, mango-, sapote- en sinaasappelbomen. Ze bevatten gemiddeld twaalf planten van meestal twee of drie verschillende soorten. Twee planten die uitsluitend in mierentuinen voorkomen zijn de bromelia Aechmea tillandsioides en de orchidee Coryanthes picturata. De tuinierende mier heeft kennelijk smaak: deze planten hebben prachtige bloemen.

Drie miljoen jaar

Eenzelfde type tuin maakt de mier Camponotus femoratus uit het Amazonegebied. Met de plant Peperomia macrostachya vormt hij een hechte twee-eenheid. Elsa Youngsteadt laat zien dat de mier, bijna als enige, de zaden van de plant verzamelt. Hij vindt ze op de planten zelf, op de grond of in uitwerpselen van vogels en zoogdieren die de vruchten hebben gegeten. Waarschijnlijk hebben de zaden een geur die alleen Camponotus femoratus aantrekkelijk vindt.
De mier stopt veel Peperomia-zaden in de wanden van het nest. Daar heeft elk zaadje slechts een kleine kans om te ontkiemen. Maar de zaden die niet in een mierennest terecht komen ontkiemen zeker niet.

Volgens Chomicki stamt Philidris nagasau van Fiji af van mieren die, net als hun Amerikaanse collega’s, een kartonnen nest in de bomen maakten en daarin planten kweekten. Maar op een gegeven moment liet de mier dat nest achterwege en stopte de zaadjes voortaan in groeven in de bast; tegelijkertijd ontwikkelden Squamellaria-soorten holle stengels waarin de mier kon wonen. Mier en planten hebben een gezamenlijke evolutie doorgemaakt die ongeveer drie miljoen jaar geleden begon.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Een door mier gekweekt exemplaar van Squamellaria major op macaranga. © Guillaume Chomicki
Klein: Philidris nagasau inspecteert zaailingen. © Guillaume Chomicki
Hangende tuin van Azteca gnava. © Jonas Morales-Linares

Zie ook: geheime snoeppot

Bronnen:
Chomicki, G. & S.S. Renner, 2016. Obligate plant farming by a specialized ant. Nature Plants 2: 16181. Doi: 10.1038/nplants.2016.181
Morales-Linares, J., J.G. García-Franco, A. Flores-Palacios, J.E. Valenzuela-González, M. Mata-Rosas & C. Díaz-Castelazo, 2016. Vascular epiphytes and host trees of ant-gardens in an anthropic landscape in southeastern Mexico. The Science of Nature 103: 96. Doi: 10.1007/s00114-016-1421-9
Youngsteadt, E., J. Alvarez Baca, J. Osborne & C. Schal, 2009. Species-specific seed dispersal in an obligate ant-plant mutualism. PLoS ONE 4: e4335. Doi: 10.1371/journal.pone.0004335

Bladsnijdermieren werken hard aan hun schimmeltuin

Petje af voor de bladsnijdermieren. Vakkundig kweken ze een schimmel in hun nest en oogsten ze de voedzame bolletjes die de schimmel produceert. Daar komt heel wat werk bij kijken; Ryan Garrett en collega’s maakten er een prachtig filmpje van.

Een aantal mieren, de bladsnijders, bedrijft een hoge vorm van landbouw, zoals we al eens beschreven. De dieren hebben schimmeltuinen in hun nest. Ze kweken daar een specifieke soort schimmel op verse bladeren en oogsten de voedzame knopjes die de schimmel vormt. Al kunnen deze mieren zelf geen plantaardig materiaal verteren, dankzij de schimmel zijn ze toch herbivoor.
Een lui leventje hebben zij bepaald niet: het halen en fijnmaken van stukjes blad kost de mieren ruwweg evenveel energie als ze er van de schimmel voor terugkrijgen, berekenen Ryan Garrett en collega’s.

Zij onderzochten in Zuid-Amerika hoeveel werk mieren van de soorten Atta cephalotes en Atta colombica moeten verzetten om hun schimmel te verzorgen. De mieren snijden in verhouding grote stukken blad van levende planten en brengen die naar het nest. Daar, ondergronds, begint het grote werk. De onderzoekers filmden wat er gebeurt in een kolonie van Atta cephalotes die ze in het lab houden.

Snijtechnieken

Ze laten zien hoe de aangevoerde stukken blad in het nest een uitvoerige bewerking ondergaan. De mieren snijden de bladstukjes in piepkleine fragmenten. Vaak houden een of enkele mieren zo’n stuk vast, terwijl andere er hun bovenkaken in zetten. Waarschijnlijk zijn het jonge mieren die de klus voor hun rekening nemen. Zij hebben nog vlijmscherpe kaken. Als mieren ouder worden, slijten hun kaken. Dan gaan ze buiten stukken blad afsnijden tot de kaken te bot zijn geworden. Vanaf dat moment dragen ze de stukjes blad die andere mieren hebben afgesneden naar het nest.

Er zijn twee snijtechnieken. Een mier kan een van zijn opengesperde bovenkaken in het blad slaan en de andere kaak door het blad heen naar dat ‘anker’ toetrekken. Ze kan ook beide kaken symmetrisch bewegen als een schaar, bijvoorbeeld om een nerf door te knippen. Soms knipt een mier in haar eentje een bladstuk klein. Zij staat dan op drie poten en draait en manipuleert het blad heel handig met de drie andere poten.
Per vierkante meter blad maken de mieren een snijlijn van maar liefst drie kilometer lang: een indrukwekkende hoeveelheid werk.

Gaatjes prikken

Naast dat vele snijwerk zijn er ook nog andere dingen te doen. Terwijl de mieren de bladstukjes knippen, likken ze er aan, schrapen ze het af en deponeren ze er druppeltjes op die ze uit hun achterlijf uitscheiden. Waarschijnlijk maken ze zo het bladoppervlak schoon en voegen ze stoffen toe die de groei van bacteriën en verkeerde schimmels remmen. Ook prikken ze met de bovenkaken, die getand zijn, een heleboel gaatjes langs de randen van de bladfragmenten.
Het idee was dat ze het blad fijn kauwen voordat ze het aan de schimmel geven, maar dat blijkt niet te kloppen.

Zorg

Fragmenten die klaar zijn, gaan naar een opslagplaats. Later proppen de mieren elk bladstukje in de raatvormige schimmeltuin tot het klem zit. Blijkt een stukje toch niet stevig vast te zitten, dan trekken ze het los en wrikken het opnieuw in de wand. Tenslotte bijten ze plukjes schimmel uit een goed ontwikkeld deel van de tuin en duwen die op en tussen de nieuwe bladfragmenten; de gaatjes die ze hebben geprikt dienen waarschijnlijk om de plukjes schimmel in vast te zetten.

Petje af voor de mieren, die al deze handelingen met zoveel zorg verrichten. En voor de biologen die zo mooi filmden hoe mieren tuinieren.

Willy van Strien
Dit is een bewerking van een stuk dat ik voor Bionieuws schreef

Foto: Atta cephalotes. U.S. Department of Agriculture (via Flickr, Creative Commons)

De mieren aan het werk in hun nest, gefilmd door de onderzoekers

Zie ook: een kleine landbouwgeschiedenis

Bron:
Garrett, R.W., K.A. Carlson, M.S. Goggans, M.H. Nesson, C.A. Shepard & R.M.S. Schofield, 2016. Leaf processing behaviour in Atta leafcutter ants: 90% of leaf cutting takes place inside the nest, and ants select pieces that require less cutting. Royal Society Open Science 3: 150111. Doi: 10.1098/rsos.150111

Angelloze bij houdt schimmel om larven te voeden

Schimmel in de broedcellen! Dat lijkt slecht nieuws, maar schijn bedriegt. De schimmel is onmisbaar voedsel voor de larven van de bij Scaptotrigona depilis, laten Cristiano Menezes en collega’s zien. Naast een paar honderd soorten mieren en termieten blijkt er nu ook een bij te zijn die een schimmel houdt in zijn kolonies.

De larven van Scaptotrigona depilis, een angelloze bij uit Brazilië die in kolonies leeft, groeien allemaal op in een eigen broedcel. Voordat de koningin daar een eitje in legt, hebben werksters eerst een laag voedsel voor de toekomstige bewoner opgebraakt. Als het eitje daar op ligt, sluiten zij de broedcel af. De jonge bij kan zich ontwikkelen.

Van levensbelang

Maar er gebeurt iets vreemds in zo’n cel, ontdekten Cristiano Menezes en collega’s, die een aantal broedcellen openden. Tegen de tijd dat de larve uitkomt gaan er witte schimmeldraden groeien. Als de larve drie dagen oud is, zijn de plukken schimmel op hun grootst; daarna verdwijnen ze. De onderzoekers zagen dat de larve de schimmeldraden opeet. Na zes dagen is de schimmel op, net als de voedselvoorraad die de werksters hadden aangebracht. Dan is de larve aan verpopping toe.

De schimmel is van levensbelang voor de bijen. De onderzoekers kweekten larven op in broedcellen van kunststof met gesteriliseerd voer. Vrijwel alle larven gingen dood. Maar als de biologen schimmeldraden aan de cellen toevoegden, bleef het merendeel van de beestjes in leven. De bijen kunnen niet zonder de schimmel.

Bouwmateriaal

Of de schimmel buiten bijenkolonies kan leven, is niet bekend. In de bijennesten heeft hij in elk geval een goed onderkomen. De schimmel zit besloten in het cerumen, het mengsel van was en plantenhars waar de bijen hun nest van bouwen en waar ook de broedcellen van zijn gemaakt. Schimmeldraden verschijnen alleen in broedcellen; de schimmel moet kennelijk in contact komen met larvenvoedsel om uit te groeien.
De bijen zorgen ook dat de schimmel steeds weer kan opkomen. Het bouwmateriaal van broedcellen wordt namelijk hergebruikt als de jonge bijen hun cel hebben verlaten. In nieuwe broedcellen waar een larve uit het ei kruipt is de schimmel weer present. En ook als de bijen een nieuwe kolonie stichten, lift de schimmel mee. Eerst zwermt dan een groot aantal werksters uit om wekenlang aan het nieuwe nest te bouwen. Als bouwmateriaal nemen ze cerumen uit het oude nest mee.

Een paar honderd soorten mieren en termieten kweken schimmels in speciale schimmeltuintjes; zij zijn ware landbouwers. Nu blijkt er dus ook een kolonievormende bij te zijn die er een schimmel op na houdt. Maar deze bij zorgt niet zo intensief voor zijn ‘gewas’ als de schimmelkwekende mieren en termieten. Het is bijna landbouw – maar nog niet helemaal.

Willy van Strien

Foto:
Van ei tot verpopping bij Scaptotrigona depilis. A: een eitje in zijn opengemaakte broedcel; B: larve is 1 dag oud, schimmel verschijnt; C: larve is 3 dagen oud, veel schimmel; D: larve is 4 dagen oud; E: larve is 6 dagen oud, schimmel is op; F: larve gaat verpoppen. Foto uit publicatie van Menezes et al.

Lees over de geschiedenis van bladsnijdermieren en hun schimmeltuintjes

Bron:
Menezes, C., A. Vollet-Neto, A.J. Marsaioli, D. Zampieri, I. Cardoso Fontoura, A. Ducati Luchessi & V.L. Imperatriz-Fonseca, 2015. A Brazilian social bee must cultivate fungus to survive. Current Biology, 22 oktober online. Doi: 10.1016/j.cub.2015.09.028

Bladsnijdermieren en schimmels werden onafscheidelijke partners

Een kolonie van bladsnijdermieren neemt planten flink te grazen. Ze kunnen leven van het verse blad dat ze in grote hoeveelheden verzamelen dankzij schimmels die het voor hen verteren. Ze kweken die met de grootste zorg. De bladsnijders kunnen niet zonder hun schimmels, en die schimmels kunnen ook niet zonder de mieren. Henrik de Fine Licht en andere onderzoekers ontrafelen hoe die hechte band tot stand gekomen is.

De geschiedenis van de mierenlandbouw  begon zo’n 50 miljoen jaar geleden, in Zuid-Amerika. Er was toen een mierensoort die schimmels liet groeien in zijn nest, schimmels die verwant waren aan de champignon. De schimmels leefden van organisch afval, zoals plantenresten. Ze braken die af en de mieren voedden zich met de afbraakproducten en aten van de schimmels.
Zo gebruikten deze mieren indirect organisch afval als voedselbron. Tot dan toe konden ze daar niets mee omdat het spul onverteerbaar voor ze was. Maar de schimmels maakten het bruikbaar. De mieren sleepten organisch afval aan, de schimmels groeiden lekker door en de mieren tastten toe.

Afhankelijk

Van deze innoverende mier stamt een grote groep mierensoorten af die er schimmeltuintjes op na houden. Als regel houdt elke soort zijn eigen schimmel bij zich. Een jonge koningin die een nieuw nest sticht, neemt een stukje van de schimmeltuin uit het ouderlijk nest mee om haar eigen kweek te starten. Heel soms wisselt een mier van schimmelsoort of stapt er een over op een andere variëteit van een soort.

Al snel waren de eerste schimmelkwekers op de schimmels aangewezen om voldoende te eten te hebben. Ze konden er niet meer buiten.
Die afhankelijkheid was aanvankelijk niet wederzijds. De schimmels leefden in de mierennesten van hetzelfde materiaal als daarbuiten, en hoewel ze het goed hadden in de nesten, konden ze ook buiten de mierennesten leven. Daar maakten ze ook vruchtlichamen (paddenstoelen); in de nesten hielden de mieren dat tegen.
De oudste groepen schimmelkwekende mierensoorten leven nog steeds op deze manier, met halfwilde schimmels.

Voedzame bolletjes

Maar zo’n 30 miljoen jaar na het begin van de mierenlandbouw (dus nu zo’n 20 miljoen jaar geleden) ontwikkelde zich een schimmelvariëteit die de band met zijn kweker versterkte. Onder de toplaag van de schimmeltuin – de laag met nieuw materiaal dat de mieren voortdurend aanvullen – vormde die schimmel speciale voedselbolletjes voor de mieren. Aan het einde van de schimmeldraden zwollen de laatste cellen op en de opgezwollen uiteinden van meerdere draden bundelden zich tot bolletjes die vol zaten met vetten, koolhydraten en eiwitten.
Hieruit ontstond een nieuwe tak aan de stamboom van schimmelkwekende mieren, de tak van ‘hogere schimmelkwekers’ met een echt gewas. Ze oogsten de bolletjes als voedsel voor hun larven en henzelf. Ze gebruiken allemaal dezelfde variëteit van de champignonachtige schimmelsoort Leucoagaricus gongylophorus.

Gedomesticeerd

In dit landbouwsysteem levert de schimmel niet alleen een hoogwaardig product, maar hij krijgt ook iets terug. De mieren helpen hem om sneller te groeien. In de bolletjes met voedsel zitten namelijk ook enzymen die het nieuwe materiaal voor de schimmel kunnen afbreken. Die enzymen passeren de mierendarmen ongeschonden en de werksters deponeren ze in hun druppelvormige uitwerpselen bovenop de tuin. Het nieuwe materiaal dat daar ligt wordt zo alvast een beetje voorbewerkt en nieuwe schimmeldraden kunnen makkelijker van onderaf doorgroeien.
Het gewas is afhankelijk geworden van de mieren. De schimmels met voedselbolletjes kunnen niet meer buiten mierennesten leven. Ze zijn volledig gedomesticeerd.

Dankzij de enzymen die de mieren over de tuin verspreiden kan het gewas van hogere schimmelkwekers ook moeilijker afbreekbaar materiaal omzetten: pas afgevallen blad, afgevallen bloemen en vruchten. De mieren gingen meer en meer van zulk spul halen.
De nieuwe landbouwpraktijk was succesvol. Mierenkolonies werden groter en complexer, met verschillende typen werksters.

Nieuwe innovatie

Tien miljoen jaar geleden ontstond bij een van de hogere schimmelkwekers opnieuw een innovatie: levend blad als nieuwe grondstof voor de schimmelcultuur. Dat was de oorsprong van de groep van de bladsnijdermieren. Ze behoren tot twee geslachten: Acromyrmex en Atta en er zijn ongeveer 45 soorten. Zij praktiseren landbouw op het hoogste niveau.
Werksters van bladsnijders knippen stukjes blad van planten af en dragen die naar het nest. In Zuid-Amerika kun je een optocht van zulke ‘parasolmieren’ zien: een vrolijk gezicht. Voor de uitgekozen planten is het minder mooi, want de mieren plegen een grote aanslag op hen. In het nest maken ze de stukjes blad fijn, zodat de schimmel het makkelijker kan koloniseren.

Een probleem van vers blad is dat het vaak giftig is; het gif moet de plant tegen planteneters beschermen. Daar kwam een oplossing voor. De bolletjes van het schimmelgewas bevatten, naast voedingsstoffen en verteringsenzymen, minstens één enzym dat giftige stoffen in verse bladeren onschadelijk maakt. Net als de verteringsenzymen komt ook dat ontgiftende enzym via de mieren op het verse blad terecht.

Hoogproductief

De bladsnijders gebruiken allemaal dezelfde schimmelvariëteit. De huidige variëteit vestigde zich zo’n twee tot vier miljoen jaar geleden bij alle bladsnijders en verdrong het voorgaande ras.
De kolonies van bladsnijders zijn gigantisch groot, zeer complex en blijven tientallen jaren in stand. De mieren kweken de schimmels in hoogproductieve monoculturen (elk nest heeft zijn eigen type van de gemeenschappelijke variëteit) en houden hun gewas vrij van ziekten en plagen. De tuin is een dynamisch geheel. Bovenop leggen de bladsnijders steeds nieuw fijngemaakt blad. Aan de onderkant van de tuin is het materiaal uitgeput. Dat halen de mieren weg.
Het is een ongelooflijk geavanceerd systeem waar zowel de kwekers als het gewas bij floreren.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Atta colombica. Henrik Hjarvard de Fine Licht
Klein: Atta cephalotes. Hans Hillewaert (Wikimedia Commons)

Meer over mierenlandbouw:
Bij de mier exploiteert het gewas ook de boer (De Volkskrant)

Bronnen:
De Fine Licht, H.H., J.J. Boomsma & A. Tunlid, 2014. Symbiotic adaptations in the fungal cultivar of leaf-cutting ants. Nature Communications, 1 december online. Doi: 10.1038/ncomms6675
De Fine Licht, H.H. & J.J. Boomsma, 2010. Forage collection, substrate preparation, and diet composition in fungus-growing ants. Ecological Entomology 35: 259-269. Doi: 10.1111/j.1365-2311.2010.01193.x
De Fine Licht, H.H., M. Schiøtt, U.G. Mueller & J.J. Boomsma, 2010. Evolutionary transitions in enzyme activity of ant fungus gardens. Evolution 64: 2055-2069. Doi:10.1111/j.1558-5646.2010.00948.x
Mikheyev, A.S., U.G. Mueller & P. Abbot, 2010. Comparative dating of attine ant and lepiotaceous cultivar phylogenies reveals coevolutionary synchrony and discord. The American Naturalist 175: E126-E133. Doi: 10.1086/652472
Schultz, T.R. & S.G. Brady, 2008. Major evolutionary transitions in ant agriculture. PNAS 105: 5435-5440. Doi: 10.1073/pnas.0711024105

De gele weidemier boert goed

De gele weidemier Lasius flavus houdt vee in ondergrondse nesten. Dat vee bestaat uit wortelbladluizen. Aniek Ivens onderzocht deze luizenhouderij, waarvan zowel mieren als luizen profiteren.

Op Schiermonnikoog wordt grootschalige veeteelt bedreven, al zie je dat niet zomaar. De boer is de gele weidemier, Lasius flavus, die in ondergrondse nesten leeft. Zijn vee bestaat uit wortelbladluizen.
De mieren leven van de veeteelt. Ze fokken hun wortelbladluizen in aparte kamertjes. Daar zuigen de luizen het sap van graswortels op en scheiden ze de suikerrijke honingdauw af die de mieren ‘melken’. Omdat de mieren ook eiwitten nodig hebben, eten ze sommige luizen op.

Op elkaar aangewezen

De kleine boeren zijn bijzonder zuinig op hun dieren, vertelt Aniek Ivens, die ze voor haar promotie bestudeerde: ‘Als ik een nest opgraaf om luizen te tellen, brengen de mieren niet alleen hun broed, maar ook hun vee in veiligheid.’ Ze denkt dat er geen enkel nest is zonder luizen.

Omgekeerd hebben de wortelbladluizen een goed leven bij de zorgzame mieren. De luizen zijn ‘gedomesticeerd’ en kunnen niet meer zelfstandig leven. Het zijn dikkerdjes met korte pootjes; lange haren aan hun staart houden de honingdauw vast zodat die makkelijk te oogsten is. Zonder zorg zouden de luizen vanwege die honingdauw beschimmelen en doodgaan.
De luizen zijn bovendien veilig in de ‘stal’. Dat er af en toe eentje wordt opgepeuzeld doet die voordelen niet teniet.

Monocultuur

Het is verbazend dat de samenwerking in stand blijft. Zou de een van beide partners minder profiteren dan de ander, dan zou die afhaken of dan zou de samenwerking veranderen in parasitisme.

Door genetisch onderzoek aan de vier meest voorkomende luizensoorten – de mieren beschikken over dertien veesoorten – ontdekte Ivens dat de luizen niet of nauwelijks aan seks doen. Vrijwel alle luizen in de mierennesten zijn dochters van een moeder die zich maagdelijk heeft voortgeplant; de dochters zijn exacte kopieën van haar. Bovendien blijken de luizen zelden de mierennesten te verlaten.
De meeste nesten bevatten daardoor slechts één kloon per luizensoort en vaak maar één soort luis. Zijn er meerdere klonen of soorten, dan leven die elk in een aparte kamer.

De mieren houden hun vee dus in monoculturen. En elke boer weet: dat levert de hoogste opbrengst op.

Toch zichtbaar

Van deze veehouderij is toch iets te zien, als je het eenmaal weet. Nesten van de gele weidemier zijn namelijk zichtbaar op de kwelders als bulten van meer dan een halve meter hoog en een meter doorsnee.

Willy van Strien
Dit stukje is een bewerking van een artikel dat ik vorig jaar schreef voor Bionieuws.

Foto: Saxifraga/Frits Bink

Bron:
Ivens, A.B.F., 2012. The evolutionary ecology of mutualism. Proefschrift Rijksuniversiteit Groningen. Promotie 23 november 2012.