Honingdauw met dopamine

Japanse bijvoetluis dwingt extra bescherming af van mieren

Japanse bijvoetluis manipuleert de mier die hem beschermt

Een kolonie van de Japanse bijvoetluis maakt mieren agressiever, laten Tatsumi Kudo en collega’s zien. Daardoor krijgen vijanden nog minder kans om de luizen te eten.

De samenwerking tussen bladluizen en mieren is een van de best bekende voorbeelden van samenwerking of mutualisme. Bladluizen, die leven van het sap van planten, scheiden overtollige suikers uit in een plakkerig goedje, de honingdauw. Voor mieren is dat een mooie voedselbron. Ze verzamelen de honingdauw, oftewel: ze melken de luizen. Om de oogst veilig te stellen beschermen ze de luizen tegen vraatzuchtige vijanden alsof het hun vee is. De partijen ruilen dus voedsel uit tegen bescherming, en beide partijen profiteren van deze samenwerking.

Zo’n samenwerking bestaat ook tussen de Japanse bijvoetluis (Macrosiphoniella yomogicola), die op bijvoet (Artemisia montana) leeft, en verschillende soorten mieren, waarvan Lasius japonicus de belangrijkste is. Deze bladluis maakt de mieren die hem beschermen extra agressief tegen roofvijanden door dopamine in de honingdauw af te scheiden, ontdekten Tatsumi Kudo en collega’s. Met andere woorden: de luizen manipuleren het gedrag van de mieren.

Dopamine

Eerder al had de Japanse onderzoeksgroep al laten zien dat de mier de luizen manipuleert. Van de Japanse bijvoetluis komen twee kleurvormen voor en de mieren begunstigen de vorm die zich het langzaamst vermenigvuldigt maar de beste honingdauw produceert. Nu schrijft het team dat de Japanse bijvoetluis zich op zijn beurt niet als gedwee melkvee gedraagt.

In de honingdauw van de luizen troffen de onderzoekers namelijk dopamine aan, een stof die inwerkt op het zenuwstelsel. De krop van mieren die de honingdauw hadden geoogst bevatte ook dopamine.

En dat had invloed op het gedrag van de mieren. De onderzoekers deden proeven om te zien hoe agressief de mieren waren tegen het Aziatisch lieveheersbeestje (Harmonia axyridis), een belangrijke roofvijand van de luizen. Mieren die net een bladluiskolonie hadden bezocht waren agressiever dan mieren die dat niet hadden gedaan. Dat ligt aan de dopamine, bleek uit andere experimenten: toediening van dopamine maakte de mieren agressiever dan normaal, terwijl kunstmatige honingdauw zonder dopamine dat niet deed.

Extra voordeel

Zo halen zowel de Japanse bijvoetluis als de mier Lasius japonicus die hem beschermt extra voordeel uit de samenwerkingsrelatie. De bladluis dwingt de mier om een betere bescherming te geven, de mier manipuleert de luizenkolonie zo dat er extra veel voedsel van hoge kwaliteit beschikbaar is.

Vooral voor de bladluis is de relatie met mieren belangrijk. Zonder zijn mieren-lijfwachten zou een kolonie het niet redden.

Willy van Strien

Foto: Japanse bijvoetluis. ©Ryota Kawauchiya

Op YouTube: lieverheersbeestjeslarve die luizen eet wordt door mier gebeten

Zie ook hoe de mier de luizenkolonie manipuleert

Bron:
Kudo, T., H. Aonuma & E. Hasegawa, 2021. A symbiotic aphid selfishly manipulates attending ants via dopamine in honeydew. Scientific Reports 11: 18569. Doi: 10.1038/s41598-021-97666-w

Vals alarm

Liervogelman probeert damesbezoek te rekken

Liervogelman zingt en danst ook om vrouw te manipuleren

Een liervogelman kan een vrouw doen geloven dat er gevaar is, denken Anastasia Dalziell en collega’s. Zo vergroot hij de kans dat ze even blijft, zodat het tot een succesvolle paring komt.

Liervogels zijn meesters in het nabootsen van alle mogelijke geluiden, en mannen maken slim gebruik van dat talent. Is er een vrouw op bezoek, dan imiteert een man het geluid van een groep gealarmeerde zangvogels en creëert zo de illusie dat er een roofvijand in de buurt is, schrijven Anastasia Dalziell en collega’s. Dan zal zij misschien wat langer blijven dan ze had gewild.

De liervogel (Menura novaehollandiae), een van de grootste zangvogelsoorten, leeft in de bossen van Zuidoost-Australië. Mannen en vrouwen vormen geen broedparen; elke vogel leeft in een eigen territorium. Vrouwen krijgen één jong per jaar en brengen dat in hun eentje groot.

Alleen kijken

Als het broedseizoen aanbreekt, maken mannen zich zo aantrekkelijk mogelijk. Ze werpen lage heuveltjes op in hun territorium en gaan daar staan zingen. Soms heffen ze een speciaal lied aan dat vergezeld gaat van een dans volgens vaste regels, zoals Dalziell eerder had beschreven. Daarbij gooien ze hun decoratieve staartveren over lijf en kop.

Het doel van de show is natuurlijk om vrouwen te interesseren en hen zo ver te krijgen dat ze met zo’n man paren. Want elke paring kan hem een nakomeling opleveren. Vrouwen bezoeken een aantal mannen voordat ze hun keus maken. Vaak komt een vrouw dus wel even bij een man kijken, maar wil ze uiteindelijk niet met hem paren.

Daar doet hij het niet voor.

Illusie van gevaar

Als zij aanstalten maakt om op te stappen zonder dat er is gecopuleerd, breidt hij zijn lied uit met een nieuw element, dat sterk lijkt op het geluid van een meute opgewonden zangvogeltjes (voor wie ook het oude stuk over de show van liervogelmannen leest: element D).

Kleine zangvogels raken opgewonden als ze een roofvijand zien, zoals een slang, grote hagedis, slapende uil of zittende havik. Met alarmkreten roepen ze elkaar op om mee te doen en samen de vijand weg te pesten. De onderzoekers laten zien hoe nauwkeurig een liervogelman de alarmkreten van verschillende, door elkaar roepende zangvogels nabootst. Zelfs het geruis van klappende vleugels is in zijn lied verwerkt. De imitatie is zo goed, dat kleine zangvogels erin trappen en naderbij komen om zich aan te sluiten.

De roofvijanden waar de vogeltjes opgewonden van raken, zijn ook gevaarlijk voor liervogels. Daarom, denken de onderzoekers, heeft een vrouw door het lied de illusie dat er gevaar dreigt, en is ze geneigd te blijven. Dan is er een kans dat er toch nog een paring volgt.

Misleiding

Een liervogelman laat de alarmkakofonie ook horen tijdens een paring. Het karweitje is niet, zoals bij andere vogels, binnen een paar seconden gedaan. Nee, pas als hij ruim een halve minuut op haar zit, brengt hij zijn zaad in. Vanaf het moment dat hij op haar springt tot het eind doet hij het geluid van een gealarmeerde groep vogels na, om te voorkómen dat ze voortijdig vertrekt. Tijdens de paring slaat hij met zijn vleugels voor zich, zodat hij haar het zicht ontneemt. Zo kan zij niet vaststellen of ze veilig kan gaan, opperen de auteurs.

Zo zet de liervogelman zijn zang niet alleen in om te laten zien hoe goed zijn gezondheid en conditie zijn, zoals gebruikelijk, maar ook om een vrouw bij zich te houden door haar bang te maken voor een niet-bestaand gevaar. En dat is misleiding.

Of een vrouw dankzij dat valse alarm inderdaad langer blijft dan ze anders zou doen, weten de onderzoekers niet. Daarvoor zouden ze proeven moeten doen, en daar leent deze vogel zich niet goed voor.

Willy van Strien

Foto: Baltsende man, bedekt door zijn staart. Kim Edol (via Flickr, CC BY-NC-ND 2.0)

Zie ook: de show van een man en de zang van een vrouw

Anastasia Dalziell vertelt over haar onderzoek on YouTube

Bronnen:
Dalziell, A.H., A.C. Maisey, R.D. Magrath & J.A. Welbergen, 2021. Male lyrebirds create a complex acoustic illusion of a mobbing flock during courtship and copulation. Current Biology, 25 februari online. Doi: 10.1016/j.cub.2021.02.003
Dalziell, A.H., R. A. Peters, A. Cockburn, A.D. Dorland, A.C. Maisey & R.D. Magrath, 2013. Dance choreography is coordinated with song repertoire in a complex avian display. Current Biology 23, 17 juni online. Doi: 10.1016/j.cub.2013.05.018

Hoofduitgang

Dode gastheer moet zijn plaaggeest bevrijden

Sluipwesp Euderus set laat zijn gastheer een akelig karweitje doen

De sluipwesp Euderus set legt eitjes bij eikengalwespen die zich ontwikkelen in hun gal. De sluipwesplarve zal zijn gastheer opeten. Maar hij laat hem eerst nog een akelig karweitje opknappen. Anders zou de sluipwesp levend zijn begraven in de eikengal.

De Noord-Amerikaanse sluipwesp Euderus set is een vijand van galwespen die in gallen op eikenbomen leven. Hij valt niet alle soorten eikengalwespen aan – er leven honderden soorten in Noord Amerika -, maar minstens zeven soorten zijn de klos, schrijven Anna Ward en collega’s.
De onderzoekers ontdekten de sluipwesp een aantal jaar geleden en noemden hem naar de Egyptische god Seth van duisternis en chaos. Volgens sommige bronnen vermoordde Seth zijn broer Osiris door hem opgesloten in een op maat gemaakte sarcofaag in de Nijl te gooien. Het gedrag van de sluipwesp, die zijn slachtoffer opeet, is niet fraaier. Een van de slachtoffers is de galwesp Bassettia pallida, en de onderzoekers beschreven hoe het hem vergaat als Euderus set ten tonele verschijnt.

Kop klem

Het galwespvrouwtje legt haar eitjes onder de schors van jonge eikentakken. Zo’n tak maakt vervolgens, op last van de galwesp, voor elk eitje een eigen kamertje waarin het zich ontwikkelt tot larve, pop en volwassen beestje. Zo ontstaat een gal in de tak. De volwassen galwesp moet zich door houtachtig weefsel en schors een weg naar buiten knagen.
De onderzoekers troffen in eikentakken gaten aan waardoor een volwassen galwesp naar buiten was gekomen. Maar ze vonden ook gaten waarin de kop van zo’n beestje klem zat. Dat zette ze voor een raadsel: waarom bleef de galwesp soms steken?
Bij inspectie troffen ze in de kamertjes achter vastzittende galwespkoppen een vreemde bewoner aan: een larve of pop van een sluipwesp die de galwesp gedeeltelijk of helemaal had opgevreten. Die sluipwesp was Euderus set. In sommige gevallen was de vastzittende galwespkop doorboord; in dat geval was het kamertje leeg, op de restanten van de galwesp na.

Akelig karweitje

Wat er gebeurt, is dit, schrijven de auteurs: een vrouwtje Euderus set legt een eitje in het kamertje van een onvolwassen galwesp; de sluipwesplarve die uit het eitje komt, zal zijn gastheer opeten als die volwassen geworden is. Maar eerst zet hij hem nog aan het werk. Hij drijft de galwesp ertoe om een gang te knagen die smaller is dan normaal.
Het gevolg is dat de galwesp blijft steken zo gauw zijn kop aan de oppervlakte is; de kop sluit de uitgang af. De sluipwesplarve eet de galwesp vervolgens helemaal op, verpopt, wordt volwassen en verlaat het kamertje via het leeggegeten lijf en de vastgeklemde kop van de galwesp.

Levensreddend

Hoe de sluipwesp het gedrag van zijn gastheer manipuleert, is nog onbekend. Maar het redt zijn leven, want de kans is klein dat hij zich zelf een weg door het houtachtig plantenweefsel en de schors naar buiten kan knagen, bleek uit proeven. Zonder doorgang in de vorm van de leeggegeten galwesp zou de sluipwesp levend begraven zijn.

Nu laat Ward zien dat niet alleen Bassettia pallida, maar nog minstens zes andere soorten eikengalwespen door Euderus set aangevallen kunnen worden. Ze hebben gemeen dat ze gallen maken die met tak of blad van een eik vergroeid zijn en die geen structuren hebben om vijanden buiten de deur te houden, zoals stekels. Dat maakt ze kwetsbaar voor Seth.

Willy van Strien
Deze blogpost is een bewerking van een stukje dat ik twee jaar geleden schreef voor Bionieuws

Foto: Andrew Forbes

De onderzoekers leggen op YouTube uit hoe sluipwesp Euderus set zijn gastheer als doorgang gebruikt

Bronnen:
Ward, A.K.G., O.S. Khodor, S.P. Egan, K.L. Weinersmith & A.A. Forbes, 2019. A keeper of many crypts: a behaviour-manipulating parasite attacks a taxonomically diverse array of oak gall wasp species. Biology Letters 15: 20190428. Doi: 10.1098/rsbl.2019.0428
Weinersmith, K.L., S.M. Liu, A.A. Forbes & S.P. Egan, 2017. Tales from the crypt: a parasitoid manipulates the behaviour of its parasite host. Proc. R. Soc. B 284: 20162365. Doi: 10.1098/rspb.2016.2365

Uitgekiend aanbod

Parasitaire haakworm weet juiste gastheren te bereiken

Door haakworm geparasiteerd vlokreeftje is herkenbaar aan een oranje stip

Als vlokreeftjes zijn geparasiteerd door een haakworm, is de parasiet van buitenaf zichtbaar als een oranje stip. Vissen zien vlokreeftjes met zo’n opvallende vlek makkelijk en eten ze op; in die vissen ontwikkelt de parasiet zich verder. Vooral de meest als gastheer geschikte vissen happen toe, schrijven Timo Thünken en collega’s.

De haakworm Pomphorhynchus laevis is een parasiet met een complexe levenscyclus die zich afspeelt in zoet water. Gedurende het eerste deel van die cyclus leeft hij in vlokreeftjes (Gammarus pulex), nadat die parasieteneitjes uit het water hebben opgenomen. De parasiet ontwikkelt zich tot een bepaald stadium, de cystacanth.
volwassen haakwormAls dat stadium bereikt is, heeft het vlokreeftje als gastheer afgedaan. De parasiet moet overstappen naar een vis om zijn levenscyclus te kunnen voltooien. In die nieuwe gastheer haakt hij zich vast aan de darmwand; hij worden volwassen en plant zich voort. Vrouwelijke parasieten produceren eitjes die met de ontlasting van de vis naar buiten komen: de cyclus is rond.

De overstap van vlokreeftje naar vis kan maar op één manier plaatsvinden: de vis moet het geparasiteerde vlokreeftje inslikken. Timo Thünken en collega’s laten zien hoe de parasiet dat proces stuurt.

Haakworm manipuleert

Normaal gesproken proberen vlokreeftjes, maximaal 2 centimeter groot, juist te voorkómen dat ze door een vis worden opgeslokt. Ze zoeken de duisternis op, vermijden gebieden met een visgeur en zijn onopvallend gekleurd.
Maar een parasitaire haakworm die het cystacanth-stadium heeft bereikt, grijpt in. Hij verandert het gedrag van de gastheer die hij nu niet meer nodig heeft zo, dat die het licht gaat opzoeken en een voorkeur krijgt voor water met een visgeur. Bovendien kleurt de rijpe cystacanth oranje en is hij van buitenaf duidelijk zichtbaar als een oranje stip.

Geparasiteerde vlokreeftjes bieden zich zo als het ware als prooi aan vissen aan: vissen komen ze vaak tegen en zien ze gemakkelijk. Ze eten er dan ook in verhouding veel van, bleek eerder uit proeven met driedoornige stekelbaarzen. Voor de vlokreeftjes is dat einde verhaal, maar voor de parasiet opent de toekomst zich.

Althans…. als hij in een geschikte gastheer terechtgekomen is. Want lang niet alle vissoorten die vlokreeftjes als prooi hebben, zijn even geschikt voor de parasiet. In vissen die een effectieve afweerreactie optuigen overleeft hij niet. Het gemanipuleer is minder zinvol als de parasiet daardoor ook makkelijk in een verkeerde gastheer terecht kan komen.

Barbeel wel, forel niet

Thünken ontdekte nu dat de manipulatie goed uitpakt: alleen geschikte gastheervissen eten in verhouding veel geparasiteerde vlokreeftjes.
Dat bleek uit proeven waarin hij ongeparasiteerde vlokreeftjes met verf een oranje stip gaf, zodat ze er uitzagen als beestjes met een rijpe cystacanth. Vervolgens bood hij ze samen met ongeverfde vlokreeftjes aan een aantal vissoorten aan. De geverfde diertjes waren niet echt geparasiteerd en gedroegen zich dus hetzelfde als de ongeverfde. Zo kon Thünken nagaan of alle vissen, net als de stekelbaarzen in de vroegere proeven, in verhouding veel prooien met zo’n stip eten.
In een ander experiment voerde hij geparasiteerde vlokreeftjes aan vissen en keek na vier maanden of ze levende parasieten herbergden. Zo kwam hij erachter welke vissoorten geschikte gastheren zijn.

Een van de gebruikte vissoorten, barbeel, eet vooral vlokreeftjes met oranje stip, zo bleek, dus deze vis neemt de parasitaire haakworm makkelijk op. En dat komt mooi uit, want hij blijkt een heel geschikte gastheer te zijn.
Forel daarentegen at geverfde en ongeverfde vlokreeftjes in gelijke mate; de kleurverandering had op deze vis dus geen effect. Ook dat is goed, want forel bleek geen soort te zijn waarin de parasiet kan overleven. Datzelfde – onverschillig ten opzichte van de kleurverandering, slechte gastheer – gold ook voor twee andere vissoorten, baars en pos.

Conclusie: een oranje stip op een vlokreeftje heeft invloed op vissen die als gastheer van de haakworm kunnen dienen, namelijk barbeel en stekelbaars in de vroegere proeven. Zij eten gekleurde vlokreeftjes in verhouding vaak op. Maar voor ongeschikte vissen, dat wil zeggen forel, baars en pos, maakt het geen verschil of hun prooi een oranje stip heeft. De kleurige stip vergroot dus de kans dat de parasiet overstapt naar een geschikte gastheer zonder het risico te vergroten dat hij in een verkeerde vis terechtkomt.

Hoe de link tussen de gevoeligheid van vissen voor gekleurde prooi en hun geschiktheid als gastheer is ontstaan, is een andere vraag en die is nog niet beantwoord.

Stekelbaars

Stekelbaarzen zijn geschikt als gastheer, maar voldoen niet helemaal aan het patroon. In de nieuwe proeven bleek namelijk dat niet alle stekelbaarzen vlokreeftjes met oranje stip veel eten; sommige stekelbaarzen mijden ze juist. Bij stekelbaars kan de kleur dus averechts werken.

Dat komt volgens de onderzoekers omdat dit visje veel meer last heeft van de parasiet dan de andere soorten, die een stuk groter zijn. Als stekelbaarzen leven in een omgeving met veel haakwormen, gaan ze daarom waarschijnlijk infectie mijden door geparasiteerde vlokreeftjes als prooi over te slaan, gewaarschuwd door de oranje kleur. Voor de grote vissoorten is het niet zo belangrijk om de parasiet te ontlopen dat ze daarvoor prooien laten schieten.

Willy van Strien

Foto’s: © Nicole Bersau/Uni Bonn
Groot: vlokreeftje Gammarus pulex met parasitaire haakworm Pomphorhynchus laevis als oranje stip zichtbaar
Klein: volwassen haakworm

Bronnen:
Thünken, T.,  S.A. Baldauf , N. Bersau , J.G. Frommen & T.C.M. Bakker, 2019. Parasite-induced colour alteration of intermediate hosts increases ingestion by suitable final host species. Behaviour, 19 juli online. Doi: 10.1163/1568539X-00003568
Kaldonski, N., M.J. Perrot-Minnot, R. Dodet, G. Martinaud & F. Cézilly, 2009. Carotenoid-based colour of acanthocephalan cystacanths plays no role in host manipulation. Proceedings of the Royal Society B: 276: 169-176. Doi: 10.1098/rspb.2008.0798
Baldauf, S.A., T. Thünken, J.G. Frommen, T.C.M. Bakker, O. Heupel & H. Kullmann, 2007. Infection with an acanthocephalan manipulates an amphipod’s reaction to a fish predator’s odours. International Journal for Parasitology 37: 61-65. Doi: 10.1016/j.ijpara.2006.09.003
Bakker, T.C.M., D. Mazzi & S. Zala, 1997. Parasite-induced changes in behavior and color make Gammarus pulex more prone to fish predation. Ecology 78: 1098-1104. Doi: 10.1890/0012-9658(1997)078[1098:PICIBA]2.0.CO;2

In de knop gebroken

Rups dwingt Canadees zonneroosje tot zelfbestuiving

Canadees zonneroosje met open bloemen zonder Mompha capella

De rups van het motje Mompha capella leeft in een bloemknop van het Canadees zonneroosje en verhindert dat die opengaat, laten Neil Kirk Hillier en medeonderzoekers zien. Bestuivers kunnen daardoor niet op bezoek komen, de bloem moet zichzelf bestuiven.

Het Canadees zonneroosje (Crocanthemum canadense), een overblijvende plant in het oosten van Noord Amerika, is aantrekkelijk voor het motje Mompha capella, dat er zijn eitjes op legt. Vervolgens gebeurt er iets ongewoons: de plant raakt de regie over zijn voortplanting kwijt.
De plant vormt gele bloemen die zich normaal gesproken kort na zonsopgang openen, zodat de vrouwelijke stamper en de mannelijke meeldraden vrij komen te liggen. Er komen bijen en vliegen op af, die bloem na bloem bezoeken en het stuifmeel van de een overbrengen naar de ander. Zo worden de bloemen bestoven met stuifmeel van andere planten (kruisbestuiving). De vele meeldraden zijn naar de vijf gele kroonbladeren toegebogen, van de stamper af, om te voorkómen dat de plant zichzelf bestuift. Binnen enkele uren is het eigen stuifmeel van een bloem verdwenen en is de stamper bedekt met stuifmeel van andere bloemen. De kroonbladen vallen af, de groene kelkbladen vouwen zich beschermend over de stamper met het vruchtbeginsel waarin zich de zaden ontwikkelen.

Maar als een mot eitjes op de plant heeft gelegd, kruipen de rupsen die uit de eitjes komen in een bloemknop, een rups per knop. En dan loopt het heel anders, ontdekten Neil Kirk Hillier en collega’s.

Muts

De rupsen beginnen te knagen. En ze doen dat niet willekeurig, maar ze eten eerst de onderkant van de nog opgevouwen kroonbladen af. De losgesneden kroonbladen groeien niet meer door en vouwen zich niet open als de bloem zou moeten ontluiken, maar blijven als een mutsje over meeldraden, stamper en vruchtbeginsel heen staan. De bloem blijft dus dicht, bestuivers kunnen er niet bij. Doordat de rijpe meeldraden boven de stamper zijn samengepropt, komt het stuifmeel in contact met de stamper en door zelfbestuiving ontstaan zaden. Die eet de rups vrijwel allemaal op.

Zonneroosje dupe

Voor het Canadees zonneroosje betekent het dat er minder nakomelingen zijn. Een gele bloem produceert gemiddeld ongeveer veertig zaden, en daarvan spaart een rups er maar een paar. Toch is de voortplanting niet onmiddellijk in gevaar. De plant maakt namelijk niet alleen een klein aantal gele bloemen die, tenzij een rups het proces verstoort, open gaan. Maar hij krijgt later in het jaar ook een groot aantal bloemen zonder gele kroonbladen en met slechts vier of vijf meeldraden. Die bloemen blijven uit zichzelf gesloten en produceren zaden door zelfbestuiving. Ze maken er minder dan gele, open bloemen (slechts zes à zeven zaden per bloem), maar ze zijn met veel meer. Dus zaden komen er wel.
Maar zaden van open bloemen die na kruisbestuiving ontstaan, zijn nodig voor de uitwisseling van erfelijk materiaal. Bij plantenpopulaties met een hoge rupsenlast is die uitwisseling beperkt en zulke populaties hebben weinig genetische variatie.

Rups veiliger?

Wat een rups ermee opschiet door in te grijpen in het bloeiproces vermelden de onderzoekers niet. Als de bloem gewoon was opengegaan en bestoven, zouden er net zo goed zaden zijn verschenen die hij op kan eten. Misschien is het voordeel dat de rups in een gesloten bloem veiliger is voor zijn natuurlijke vijanden.

Willy van Strien

Foto: Homer D. House, 1918 (Wikimedia Commons)

Bron:
Hillier, N.K., E. Evans & R.C. Evans, 2018. Novel insect florivory strategy initiates autogamy in unopened allogamous flowers. Scientific Reports 8: 17077. Doi:10.1038/s41598-018-35191-z

Rolpatroon in de war

Parasitaire waaiertjes veranderen de leefwijze van wespen

Gedrag van Franse veldwesp staat onder invloed van Xenos-parasiet

De parasiet Xenos vesparum heeft zijn levenscyclus stevig verknoopt met die van de wesp waarin hij leeft. Hij stuurt het gedrag van geparasiteerde wespen in een richting die hem goed uit komt, laten Laura Beani en collega’s zien.

Het is vaak griezelig, maar ook fascinerend om te zien hoe parasieten hun gastheer in de greep hebben. Een mooi staaltje is de parasiet Xenos vesparum, een plaag voor de Franse veldwesp (Polistes dominula). Zijn manipulatiekunsten worden stukje bij beetje ontrafeld door Laura Beani en haar collega’s.

De parasiet, die behoort tot de insectengroep van de waaiervleugeligen of waaiertjes, heeft een bizarre levenswijze, met een opvallend verschil tussen mannetjes en vrouwtjes. Als larven leven waaiertjes parasitair in een wesp. De mannetjes verpoppen daar ook; het voorste deel van de poppen steekt zichtbaar naar buiten tussen de platen van het achterlijf van de gastheerwesp. Als volwassen mannetjes eruit komen, verlaten ze hun gastheer en leven ze vrij, maar dat vrije leven duurt maar kort, nog geen dag. Ze hebben waaiervormige vleugels, vandaar de naam.
Vrouwtjes leven veel langer; zij blijven hun hele leven in hun gastheer en verpoppen niet, maar veranderen in een zak met eicellen en een vetvoorraad. Alleen hun kopborststuk is stevig en piept tussen de platen van het achterlijf van de gastheer door. Per geparasiteerde wesp wordt meestal maar één parasiet, mannetje of vouwtje, volwassen.
Mannetje en vrouwtje parasiet moeten paren op de wesp waar zij in leeft. Dat doen ze vliegensvlug.

Wespenkolonie

De waaiertjes zijn aan de jaarcyclus van de Franse veldwesp gebonden.
Die begint in maart, wanneer bevruchte wespenkoninginnen, die de winter in groepen hebben doorgebracht, te voorschijn komen. Elke koningin zoekt een plek waar ze een kolonie kan stichten. Ze bouwt een open nest en legt de eerste eitjes, waar werksters uit zullen komen. Voordat die volwassen zijn, moet de koningin ook voedsel halen en het broed verzorgen. Maar later, vanaf mei, hoeft ze alleen nog maar eitjes te leggen; de werksters, die zelf geen nakomelingen krijgen, doen het werk.
In de zomer is de kolonie in volle bloei met maximaal vijftig wespen. Het wordt tijd voor de volgende stap: de koningin gaat eitjes leggen waar mannetjes uit komen en seksuele vrouwtjes, toekomstige koninginnen. Mannetjes en seksuele vrouwtjes verschijnen in juli-augustus.

Overwinteren

Dan zit de taak van hare majesteit er op. Ze stopt ermee en de kolonie stort in. De seksuele vrouwtjes verlaten het nest en vormen in het vroege najaar groepen waar de mannetjes op afkomen. Er wordt gepaard. Als de winter nadert, zoeken de bevruchte wespenvrouwtjes een beschutte plaats op, weer in groepen; vaak is dat in gebouwen, bijvoorbeeld onder dakpannen. Daar wachten ze in rust de nieuwe lente af. Mannetjes en werksters halen de winter niet; zij sterven voor die tijd. In maart en april ontwaken de nieuwe koninginnen en begint de cyclus opnieuw.
De Franse veldwesp is een algemeen voorkomende Europese soort die ook in België en Nederland te vinden is. Hij is niet hinderlijk, zoals de gewone wesp of ‘limonadewesp’, Vespula vulgaris.

Trompetbloem

Xenos schopt het rolpatroon van zijn gastheer flink in de war. Maar niet meteen. In mei vreten piepkleine parasietenlarfjes zich naar binnen bij wespenlarven; dat zijn dan nog allemaal larven die een werkster opleveren. De wespenlarven hebben waarschijnlijk weinig last van de parasiet. Pas als zij zijn veranderd in een pop, maken de parasietenlarven een groeispurt door en worden ze volwassen.
En zo gauw volwassen geparasiteerde werksters uit de pop komen, begint het gemanipuleer: ze houden zich niet aan hun rol. Ze luieren en als ze een week oud zijn, verlaten ze het nest.

Beani, die onderzoek doet in Toscane, beschrijft nu hoe die werksters na vertrek in de vroege zomer bij voorkeur struiken van de trompetbloem opzoeken; de trompetbloem, afkomstig uit Noord-Amerika, is daar ingeburgerd. De plant maakt bijzonder veel nectar waar de geparasiteerde wespen zich tegoed aan doen. Gezonde, niet-geparasiteerde wespen komen veel minder op die plant.
Doordat hun gastheren het nest verlaten en samenkomen op de trompetbloem, vinden de parasieten makkelijk een partner en kunnen ze paren. In het wespennest zouden parasietenmannetjes onmiddellijk worden verjaagd door gezonde werksters.

Castratie door Xenos

In de bevruchte parasietenvrouwtjes, binnen een wespenlijf, ontwikkelen zich embryo’s en eind juli komen er nieuwe parasietenlarfjes naar buiten; een vrouwtje produceert er meer dan drieduizend. Die larfjes hebben allemaal een gastheer nodig. Komen er gezonde, foeragerende wespen langs, dan klampen larfjes zich aan hen vast, reizen mee naar het wespennest en zoeken daar wespenlarven op voor een tweede infectieronde.
Ze zullen nu ook wespenlarven parasiteren die waren voorbestemd om zich voort te planten: mannetjes en seksuele vrouwtjes. Maar dat werkje gaat niet door: de parasiet castreert de wespen.

Veilig

Vanaf half juli groeperen door Xenos geparasiteerde wespen – dat zijn nu dus niet alleen werksters, maar ook onvruchtbaar gemaakte mannetjes en seksuele vrouwtjes -zich buiten zoals gezonde jonge seksuele vrouwtjes dat iets later in het seizoen zullen doen: het rolpatroon vervaagt. Ze zoeken planten op die boven de vegetatie uitsteken en later vaak gebouwen, meestal plaatsen waar gezonde mannetjes zich elk jaar verzamelen of waar toekomstige koninginnen plegen te overwinteren. De geparasiteerde wespen vertonen weinig activiteit, de parasieten hebben alle gelegenheid om te paren.
Als gezonde seksuele wespenvrouwtjes uitvliegen en groepen vormen, voegen ze zich vaak bij de geparasiteerde wespen.

Aan het eind van het seizoen, als de seksuele wespenvrouwtjes zijn bevrucht en een plaats zoeken om te overwinteren, sluiten wespen met een bevrucht parasietenvrouwtje aan boord zich bij hen aan. Zo brengen parasietenvrouwtjes veilig de winter door: in een wespenlijf, in een groep wespen op een beschutte plaats. Wespen die een parasietenmannetje bij zich hebben gehad, hebben geen functie meer; zij gaan in het najaar dood.

Koerier

In het voorjaar vertrekken gezonde jonge koninginnen om een kolonie te stichten en blijven geparasiteerde wespen achter. Een kleine maand later, als in jonge wespennesten de eerste wespenlarven verschijnen, brengen de parasieten hun larfjes ter wereld. Dan voeren ze de laatste manipulatietruc uit: ze schakelen hun gastheerwesp in om de volgroeide larfjes af te leveren. Als een koerier gaat die bij meerdere jonge nesten langs. Daar zijn nog geen werksters die de nesten verdedigen en de koningin is vaak weg om voedsel te verzamelen. Vanuit haar gastheer kan de parasiet larfjes droppen in de nesten.
Ze laat ook wat larfjes vallen op planten, voor het geval er een foeragerende wesp langskomt die ze meeneemt.
En zo krijgt de parasiet Xenos de cirkel rond – met gedwongen medewerking van de gastheer.

Willy van Strien

Foto: Franse veldwesp. ©Hans Hillewaert (Wikimedia Commons, Creative Commons BY-SA 4.0)

Hoe waaiertjes, Xenos peckii, paren op YouTube

Bronnen:
Beani, L., F. Cappa, F. Manfredini & M. Zaccaroni, 2018. Preference of Polistes dominula wasps for trumpet creepers when infected by Xenos vesparum: A novel example of co-evolved traits between host and parasite. PLoS ONE 13:e0205201. Doi: 10.1371/journal.pone.0205201
Beani, L., R. Dallai, D. Mercati, F. Cappa, F. Giusti & F. Manfredini, 2011. When a parasite breaks all the rules of a colony: morphology and fate of wasps infected by a strepsipteran endoparasite. Animal Behaviour 82: 1305e1312. Doi: 10.1016/j.anbehav.2011.09.012
Beani, L., 2006. Crazy wasps: when parasites manipulate the Polistes phenotype. Annales Zoologici Fennici 43: 564-574.
Hughes, D.P., J. Kathirithamby, S. Turillazzi & L. Beani, 2004. Social wasps desert the colony and aggregate outside if parasitized: parasite manipulation? Behavioral Ecology 15: 1037-1043. Doi: 10.1093/beheco/arh111

Gruwelijke oppepper

Gehavende cicade verspreidt schimmelsporen via seks

Magicicada-soorten worden gemanipuleerd door Massospora-schimmels

Massospora-schimmels produceren stofjes die wij kennen als drugs, schrijven Greg Boyce en collega’s. Daarmee sturen ze het gedrag van cicaden waarin ze woekeren. Die ondergaan een gruwelijk lot.

De schimmel Massospora cicadina infecteert cicaden van het geslacht Magicicada en weet het gedrag van de insecten zo te manipuleren dat zij de schimmelsporen op soortgenoten overbrengen. Dat doen ze gruwelijk genoeg vooral door seksueel actief te blijven terwijl hun achterlijf al grotendeels is verwoest en veranderd in een schimmelmassa. Greg Boyce en collega’s proberen te achterhalen hoe de schimmel zijn naargeestige invloed uitoefent.
Magicicada-soorten, die leven in het oosten van Noord-Amerika, laten zich bijna nooit zien. Ze brengen hun leven grotendeels in de grond door als nimfen, de onvolwassen vorm. Slechts eens per zoveel jaar – er zijn soorten die er dertien en soorten die er zeventien jaar over doen – kruipen volgroeide nimfen de grond uit; dat gebeurt per soort en per gebied gelijktijdig en massaal. Ze vervellen tot volwassen cicaden die slechts vier tot zes weken te leven hebben. Ze paren en de vrouwtjes leggen hun eitjes op boomtakken. Jonge nimfen laten zich vallen en verdwijnen onder de grond.

De ongewone levenscyclus maakt het natuurlijke vijanden zoals vogels heel moeilijk om zich op volwassen cicaden te specialiseren. Ze zouden immers jarenlang geen slachtoffers kunnen vinden, en dan ineens, eenmaal in de dertien of zeventien jaar, een overdonderende hoeveelheid.

Maar de schimmel Massospora cicadina kan met de cyclus van de cicaden omgaan.

Paarpogingen

De sporen van deze schimmel rusten in de bodem totdat de nimfen naar boven komen, en dan infecteren ze die. Nadat de nimfen zijn verveld, woekert de schimmel in het achterlijf van de volwassen insecten. Uiteindelijk valt het achterste gedeelte, inclusief geslachtsdelen, af en wordt een schimmelmassa met sporen zichtbaar.
De zwaar gehavende cicaden proberen ondanks alles te paren, en zijn daarin fanatieker dan normaal. Dat is natuurlijk volkomen zinloos voor henzelf. Maar de schimmel profiteert, want de ongelukkige cicaden brengen tijdens de paarpogingen sporen over op andere volwassen cicaden.
In deze beestjes vormt de schimmel een tweede infectiestadium. Omdat de tijd voor de volwassen cicaden inmiddels bijna ten einde loopt, zit een derde besmettingsronde er niet meer in. De schimmel vormt in het tweede infectiestadium dan ook geen infectieve sporen, maar rustende sporen. Die vallen op de bodem, waar ze wachten tot de volgende generatie cicaden verschijnt.

Mannetjes biseksueel

Eerder dit jaar beschreven John Cooley en collega’s afwijkend gedrag bij mannetjes die in de eerste ronde, dus als nimf, geïnfecteerd zijn. Normaal zingen mannetjes in koor om vrouwtjes te lokken. Als een vrouwtje in de buurt van een mannetje komt en belangstelling heeft, maakt ze een klikkende vleugelbeweging die is afgestemd op zijn zang. Hij laat daarop complexere zang horen, zij antwoordt weer met een strak getimede klik, en er ontstaat een ‘duet’ terwijl de twee elkaar vinden.
Met schimmel geïnfecteerde mannetjes lokken vrouwtjes op dezelfde manier, maar daarnaast beantwoorden ze de zang van andere mannetjes met vrouwelijke vleugelklikken. Gevolg is dat niet alleen vrouwtjes, maar ook mannetjes op hen af komen – en besmet worden. De schimmelinfectie grijpt zo extra snel om zich heen.

Opvallend is dat alleen mannetjes met het eerste infectiestadium zich een vrouwelijke rol naast een mannelijke rol aanmeten. Mannetjes met een schimmelinfectie van het tweede stadium, waarin geen sporen ontstaan die andere dieren besmetten, vertonen geen vrouwelijk gedrag.

Stimulerend middel

Nu laat Greg Boyce zien hoe de schimmel ingrijpt in het gedrag van de cicaden. Onder de stoffen die de schimmel in het achterlijf van de cicade maakt is cathinon. Dat is bekend als de werkzame stof in qat, die vrijkomt bij kauwen op bladeren van de plant qat, Catha edulis. Het is verrassend dat een plant en een schimmel deze stof delen. De stof is verwant aan amfetamine, oftewel speed, een stimulerende drug, en werkt in op de communicatie tussen zenuwcellen. Kennelijk resulteert dat bij mannetjes-cicaden in abnormaal, vrouwelijk gedrag.
In het eerste infectiestadium, als cicaden de sporen op soortgenoten kunnen overbrengen, maakt de schimmel meer van deze stimulerende stof aan dan in het tweede stadium. Het laat zien hoe gericht de schimmel zijn slachtoffers manipuleert.

Een andere Massospora-schimmelsoort infecteert cicaden met een jaarlijkse cyclus (Platypedia-soorten), en ook deze schimmel stuurt het seksuele gedrag van zijn slachtoffers bij, ontdekten Boyce en collega’s. Hij produceert psilocybine, een hallucinogene stof die bekend is van bepaalde paddenstoelen (paddo’s), waaronder het puntig kaalkopje. Ook al een opmerkelijke vondst, want de schimmel is niet aan deze paddenstoelen verwant.

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

Foto: Magicicada septendecim. Judy Gallagher( Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

Bronnen:
Boyce, G.R., E. Gluck-Thaler, J.C. Slot, J.E. Stajich, W.J. Davis, T.Y. James, J.R. Cooley, D.G. Panaccione, J. Eilenberg, H.H. De Fine Licht, A.M. Macias, M.C. Berger, K.L. Wickert, C.M. Stauder, E.J. Spahr, M.D. Maust, A.M. Metheny, C. Simon, G. Kritsky, K.T. Hodge, R.A. Humber, T. Gullion, D.P.G. Short, T. Kijimoto, D. Mozgai, N. Arguedas & M.T. Kasson, 2018. Discovery of psychoactive plant and mushroom alkaloids in ancient fungal cicada pathogens. BioRxiv preprint, 24 juli. Doi: 10.1101/375105
Cooley, J.R., D.C. Marshall & K.B.R. Hill, 2018. A specialized fungal parasite (Massospora cicadina) hijacks the sexual signals of periodical cicadas (Hemiptera: Cicadidae: Magicicada). Scientific Reports 8: 1432. Doi: 10.1038/s41598-018-19813-0
Cooley, J.R. & D.C. Marshall, 2001. Sexual signaling in periodical cicadas, Magicicada spp. (Hemiptera: Cicadidae). Behaviour 138, 827-855. Doi: 10.1163/156853901753172674

Bont vee

Mieren handhaven gemengde luizenkolonie

Lasius japonicus en zijn tweekleurige veestapel

De luizenmelkende mier Lasius japonicus zorgt dat de kolonies bijvoetluizen waarvan hij de honingdauw oogst tweekleurig blijven, schrijven Saori Watanabe en collega’s. Zonder ingrijpen zou zijn favoriete kleur verdwijnen.

De Aziatische mier Lasius japonicus werkt, net als veel andere mieren, samen met bladluizen. De luizen zuigen plantensappen op en scheiden de overtollige suikers uit, opgelost in een vloeistof: honingdauw. De mier houdt hun natuurlijke vijanden uit de buurt en oogst (‘melkt’) de zoete honingdauw. Een van zijn partners is de Japanse bijvoetluis, Macrosiphoniella yomogicola, die op bijvoet leeft, een algemeen voorkomende plant van Europa en Azië. De bescherming van de mier is voor de bladluis van cruciaal belang; elke onbeschermde kolonie gaat aan zijn vijanden te gronde.

Kwaliteit

De bijvoetluis komt in verschillende kleuren voor, met rood en groen als de meest voorkomende typen; grote groene exemplaren worden zwart. De mier heeft een voorkeur voor de groene vorm, laten Saori Watanabe en collega’s zien, want die scheidt honingdauw af van een hogere kwaliteit. Maar de keerzijde is dat de rode vorm, die een groter deel van de uit de plant gehaalde suikers zelf gebruikt, zich sneller kan vermenigvuldigen. De luizen zijn allemaal vrouwtjes die zich maagdelijk voortplanten en de jonge luizen zijn klonen van hun moeder. Rode luizen krijgen rode dochters, groene luizen krijgen groene dochters. De groene vorm zou kunnen worden verdrongen door de rode, die zich immers sneller vemenigvuldigt.

Maar dat gebeurt niet. De mieren steken daar een stokje voor, zo blijkt. De onderzoekers laten zien dat de rode bladluizen zich inderdaad sneller kunnen vermenigvuldigen dan de groene. Bij proeven in het lab nam het aandeel groene luizen in een gemengde kolonie dan ook af, maar alleen als de onderzoekers geen mieren toelieten. Als mieren zich met de luizen konden bemoeien, ging de groene vorm zich sneller vermenigvuldigen, ongeveer even snel als de rode. Zo bleef, in aanwezigheid van mieren, de verhouding tussen groen en rood hetzelfde.
Hoe de mieren de voortplantingssnelheid van de groene luizen opvijzelen, is niet duidelijk, maar het gevolg is dat de groene vorm overleeft.

Overwinteren

In het veld zijn vrijwel alle kolonies bijvoetluizen gemengd. Dat er geen puur rode kolonies voorkomen is begrijpelijk. Naar zo’n kolonie, die alleen laagwaardige honingdauw oplevert, zou geen mier omkijken, dus hij zou verloren gaan. Maar waarom zijn er geen puur groene kolonies? Waarom roeien de mieren de rode luizen in een gemengde kolonie niet uit door ze op te eten, zodat de luizenkolonie alleen nog hoogwaardige honingdauw produceert?
Kennelijk heeft de aanwezigheid van rode luizen een voordeel. Dat heeft met overwinteren te maken, opperen de onderzoekers. Aan het eind van het seizoen brengen de luizen dochters én zonen voort die paren en bevruchte eitjes produceren. Die eitjes kunnen overwinteren, maar dan moet de plant waar ze op zitten wel blijven bestaan. Na bloei in de herfst sterft bijvoet echter af. De onderzoekers denken nu dat rode luizen misschien de bloei onderdrukken, zodat de plant blijft staan. Dat idee gaan ze nu testen.

Elkaar nodig

Het zou betekenen dat de mier beide bladluisvormen nodig heeft, de groene voor goede honingdauw, de rode om na de winter weer over melkvee te kunnen beschikken. Het zou ook betekenen dat de twee luizentypes elkaar nodig hebben. De rode vorm kan niet zonder groene, die zorgt dat er beschermende mieren komen, en de groene kan ook niet zonder rode, die verhindert dat de gastheerplant afsterft.
Maar ook al zijn de twee vormen van bijvoetluizen op elkaar aangewezen, zonder de mieren houden ze het samen niet vol.

Willy van Strien

Foto: Luizenmelkende mier Lasius japonicus met twee kleurvormen van Macrosiphoniella yomogicola. ©Ryota Kawauchiya

Bronnen:
Watanabe, S., J. Yoshimura & E. Hasegawa, 2018. Ants improve the reproduction of inferior morphs to maintain a polymorphism in symbiont aphids. Scientific Reports 8: 2313. Doi: 10.1038/s41598-018-20159-w
Watanabe, S., T. Murakami, J. Yoshimura & E. Hasegawa, 2016. Color polymorphism in an aphid is maintained by attending ants. Science Advances 2: e1600606. Doi: 10.1126/sciadv.1600606

Stevige hangplek

Spin zorgt ervoor dat haar parasiet kan overleven

Sluipwesp Polysphincta janzeni op het web van het slachtoffer

Sommige spinnen maken ineens een web dat nergens naar lijkt. Ze doen dat niet uit zichzelf, maar gedwongen door de parasitaire larve van een sluipwesp. Die is beter af in zo’n ongewoon web, laten Thiago Kloss en collega’s zien.

Spinnen die een parasitaire Polysphincta-sluipwesplarve bij zich dragen gaan op een goed moment een vreemd web maken. We beschreven dat al eerder voor Europese spinnen die geparasiteerd zijn door Polysphincta. Het idee is dat de sluipwesplarve ingrijpt in het weefgedrag van zijn slachtoffer omdat hij daar op de een of andere manier iets aan heeft.
Thiago Kloss en collega’s beschrijven nu hoe twee Zuid-Amerikaanse Polysphincta-sluipwespsoorten inderdaad profiteren van hun manipulaties.

Weerloos

Het verhaal van de spinnen en de sluipwespen is nogal gruwelijk. Een sluipwespvrouwtje verlamt een spin zodat ze een eitje op haar achterlijf kan leggen. Daar komt een larve uit die bloed uit zijn gastheer zuigt. De geplaagde spin leeft door en weeft haar normale ‘wielweb’, waarmee het goed insecten vangen is. Maar op een nacht, als de sluipwesplarve is volgroeid, verandert dat. De spin produceert ineens iets anders: een open structuur met een stevig, dicht geweven centrum.
De volgende dag sterft zij. De sluipwesplarve eet haar op, gaat in het midden van het rare web hangen en spint een cocon om zich heen. Daarin verpopt hij en tenslotte zal er een volwassen sluipwesp te voorschijn komen.
De hangende pop is weerloos: hij kan niet vluchten en hij kan zich niet verdedigen tegen roofvijanden. Kloss wilde weten of een pop aan een afwijkend web een grotere kans kans op overleven heeft dan aan een gewoon web.

In de Atlantische bossen van Oost-Brazilië zocht hij twee soorten spinnen, Cyclosa fililineata en Cyclosa morretes, waarop zich een sluipwesplarve had vastgeklemd, respectievelijk Polysphincta purcelli en Polysphincta janzeni. Op het moment dat de spinnen een abnormaal web geweven hadden, nam hij ze uit hun web. Een deel van de spinnen zette hij elk op een normaal wielweb van een parasietvrije soortgenoot (die hij eerst had weggehaald en verderop in de struiken gezet), de overige spinnen zette hij terug op hun eigen, gemanipuleerde web.
Al deze spinnen gingen diezelfde dag nog dood, wat te verwachten was aangezien de sluipwesplarven hun ontwikkeling hadden voltooid. De sluipwesplarven verpopten.
Hoe verging het die poppen?

Regenbuien

Met de sluipwesppoppen die aan een normaal web hingen liep het meestal slecht af. De wielwebben scheurden vaak kapot als het regende. Dan viel de pop op de grond en werd hij opgegeten door een hongerige roofvijand. De gemanipuleerde webben waren veel beter bestand tegen regenbuien en bleven meestal intact. Het gevolg was dat de sluipwesppoppen aan zo’n hangplek een veel grotere kans hadden om te overleven.

Het is duidelijk dat deze Polysphincta-soorten het normale weefgedrag van hun gastheer niet voor niets verstoren. Het verhoogt de kans dat ze het popstadium doorkomen en dat er een volwassen sluipwesp verschijnt.

Willy van Strien

Foto’s: Thiago G. Kloss
Groot: De sluipwesp Polysphincta janzeni op het web van de spin Cyclosa morretes
Klein: Larve van Polysphincta purcelli op gemanipuleerd web; de spin (Cyclosa fililineata) is dood

Zie ook: Macabere opdracht

Bron:
Kloss, T.G., M.O. Gonzaga, J.A. Martins Roxinol, C.F. Sperber, 2016. Host behavioural manipulation of two orb-weaver spiders by parasitoid wasps. Animal Behaviour 111:  289-296. Doi: 10.1016/j.anbehav.2015.11.001

Onder invloed

Cafeïne in nectar maakt bijen wel erg enthousiast

bij bezoekt bloem met cafeïne in de nectar

Als bloemen een beetje cafeïne in hun nectar hebben, onthouden honingbijen de geur en plaats van die bloemen goed en komen ze er vaak terug. Ze porren bovendien hun nestgenoten op om er ook op af te gaan. De bloemen worden daardoor goed bestoven. Maar de bijen richten zich zo sterk op cafeïnenectar dat ze minder verzamelen dan mogelijk is, schrijven Margaret Couvillon en collega’s.

Sommige planten maken cafeïne aan in hun bladeren of zaden om die te beschermen tegen vraatzuchtige insecten. De bittere stof smaakt hen niet en is bovendien giftig. Cafeïne is dan ook een goede verdediging.
Maar er zijn ook planten, waaronder koffie- en citrussoorten, die een beetje cafeïne in hun nectar hebben. Dat lijkt vreemd, want nectar is een cadeautje voor dieren als bijen. Als die van bloem naar bloem gaan om het lekkers op te halen, brengen ze tegelijkertijd stuifmeel over zodat de bloemen zaad kunnen zetten. Waarom zit er giftige cafeïne in het cadeau?

Geheugensteuntje

Geraldine Wright en collega’s gaven daar een paar jaar geleden antwoord op. Er zit zo weinig cafeïne in de nectar, dat het geen kwaad kan en de honingbijen de drank nog lusten. Maar het is genoeg om het gedrag van de beestjes bij te sturen. De lage dosis cafeïne die ze met de nectar binnenkrijgen maakt de zenuwcellen die bij het langetermijngeheugen zijn betrokken extra gevoelig voor prikkels (net als bij ons). Bijen, zo was bekend, onthouden plaats en geur van een bloem die rijk is aan nectar. Wright liet zien dat bijen een geur beter en langer onthouden als die gekoppeld is aan nectar met wat cafeïne.

Als dat geheugensteuntje tot gevolg heeft dat bloemen met cafeïnenectar extra veel bezoek krijgen van honingbijen, dan profiteert de plant daarvan, is het idee. Want meer bezoek betekent betere bestuiving en meer zaadzetting. Margaret Couvillon en collega’s rapporteren nu dat bloemen met cafeïnenectar inderdaad meer bijen trekken.

Fanatieker

Dat komt niet alleen omdat het geheugen van de bijen wordt geholpen. De dieren blijken een lage dosis cafeïne ook te waarderen (net als wij). In experimenten boden de onderzoekers bijen een nepbloem aan met een suikeroplossing als ‘nectar’; sommige bijen kregen toegang tot een bloem met een cafeïnehoudende suikerplossing, andere tot een bloem met een cafeïnevrije drank. Ze mochten drie uur lang foerageren.
Een bij die een cafeïnehoudende drank kreeg aangeboden kwam vaker naar de nepbloem terug dan een bij die de cafeïnevrije drank aantrof. Bovendien deed ze bij thuiskomst fanatieker haar best om haar koloniegenoten er ook naartoe te sturen. Ze voerde vaker de kwispeldans uit, de dans waarmee bijen elkaar laten weten waar ze een rijke voedselbron hebben gevonden. Zo trok de nepbloem met cafeïnedrank veel meer bijen dan de nepbloem zonder.

Na die eerste dag kregen de bijen toegang tot beide nepbloemen: de bloem die de eerste dag een suikeroplossing met cafeïne had bevat en de bloem die een suikeroplossing zonder cafeïne had bevat. Maar nu waren beide nepbloemen leeg.
Bijen die de eerste dag de nepbloem met cafeïnehoudende drank hadden kunnen bezoeken, kwamen de dagen daarna vaak naar die nepbloem terug en bleven lang terugkomen, ook al vonden ze er geen drankje meer. Ze waren zeer hardnekkig en weinig geneigd om elders op zoek te gaan naar voedsel. De bijen die de eerste dag de cafeïnevrije nepbloem bezocht hadden, waren niet zo sterk aan die nepbloem gehecht.

Misbruik

In het echt zal een plant met cafeïnehoudende nectar al met al extra veel bezoek krijgen van honingbijen. Dat lijkt goed geregeld, al hebben de onderzoekers niet uitgezocht of dat extra bezoek inderdaad voor betere bestuiving en meer zaadzetting zorgt.

Voor de bijen pakt het in ieder geval niet goed uit. Ze zullen lang blijven rondhangen bij planten met cafeïne in hun nectar, ook als de hoeveelheid en kwaliteit van de nectar laag is. Ze gaan weinig op zoek naar nieuwe bloemen die meer of betere nectar bevatten. Zo verzamelen ze minder nectar dan ze zouden doen als de cafeïne geen invloed had op hun gedrag en ze vrij waren in hun bloemkeuze.
Een plant met cafeïnenectar misleidt de bijen en maakt misbruik van hun ijver.

Willy van Strien

Foto: Bij op de bloem van citroen. Jon Sullivan (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Couvillon, M.J., H. Al Toufailia, T. M. Butterfield, F. Schrell, F.L.W. Ratnieks & R. Schürch, 2015. Caffeinated forage tricks honeybees into increasing foraging and recruitment behaviors. Current Biology 21: 2815–2818. Doi: 10.1016/j.cub.2015.08.052
Wright, G.A., D.D. Baker, M.J. Palmer, D. Stabler, J.A. Mustard, E.F. Power, A.M. Borland & P.C. Stevenson, 2013. Caffeine in floral nectar enhances a pollinator’s memory of reward. Science 339: 1202-1204. Doi: 10.1126/science.1228806