Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Categorie: ontwikkeling en groei

Zogende amfibie

25 maart 2024 /

Geringde wormsalamander-moeder geeft haar jongen melk

Geringde wormsalamander met zuigelingen

Vrouwen van de geringde wormsalamander scheiden een vloeistof voor hun jongen uit die rijk is aan vetten en koolhydraten, ontdekten Pedro Mailho-Fontana en collega’s. Net als zoogdiermelk.

Zoogdieren heten zoogdieren omdat zij hun jongen zogen. Daarmee onderscheiden ze zich van andere gewervelde dieren: vissen, amfibieën, reptielen en vogels. Toch is dat onderscheid niet waterdicht, want er zijn enkele vogelsoorten die een soort melk produceren om hun jongen te voeden: sommige duiven en flamingo’s en de keizerspinguïn. En nu melden Pedro Mailho-Fontana en collega’s dat vrouwen van de geringde wormsalamander, een amfibie, hun jongen iets te drinken geven dat op zoogdiermelk lijkt. De jongen groeien er snel van.

Dat deze wonderlijk eigenschap, die goed waarneembaar is, pas nu aan het licht komt, is niet verwonderlijk. De biologie van wormsalamanders is namelijk slecht bekend doordat de dieren ondergronds leven. Het zijn overigens geen salamanders; ze vormen een derde groep binnen de amfibieën, naast kikkers & padden en salamanders. Wormsalamanders (Gymnophiona) hebben geen poten, nauwelijks ogen en zijn blind; ze hebben een paar tentakels waarmee ze ondergronds hun weg vinden.

Lepelvormige tandjes

De wormsalamander waar het hier over gaat, is de geringde wormsalamander (Siphonops annulatus). Hij komt voor in Zuid-Amerika en is daar wijdverspreid. Het dier kan ruim 40 centimeter lang worden. Een vrouw legt eitjes, gemiddeld tien per keer, in een ondergrondse ronde nestkamer. Ze is een toegewijde moeder: opgerold blijft ze liggen met de eitjes op haar lichaam, en als de jongen zijn uitgekomen, blijft ze nog twee maanden bij hen; dan zijn de kleintjes zelfstandig. Tot die tijd gaat ze er zelfs niet even tussenuit om voedsel voor zichzelf te zoeken.

De kleur van een vrouw verandert als ze jongen heeft. Normaal zijn geringde wormsalamanders blauwgrijs, maar een moeder wordt grijswit. Bekend was al dat die kleur ontstaat doordat in haar opperhuid vetdruppels verschijnen. Om de paar dagen mogen de jongen die huid afschrapen; ze hebben daarvoor lepelvormige tandjes in de onderkaak. Ze doen dat allemaal tegelijk en het gaat er woest aan toe; binnen tien minuten is het gebeurd en keert de rust terug. Tot de moederhuid weer klaar is voor consumptie. Deze ‘huidvoeding’ komt bij meer soorten wormsalamanders voor.

Maar jonge geringde wormsalamanders krijgen ook nog andere voeding, ontdekte Mailho-Fontana: melk. Hij hield een aantal dieren in het lab en filmde hun gedrag.

Melk uit eierstok

Vaak verzamelen zich jongen bij het achterlijf van hun moeder, zag hij. Uit nader onderzoek bleek dat klieren in de eierstokwanden van de moeder een witte, stroperige vloeistof produceren die meermalen per dag door de geslachtsopening, de cloaca, naar buiten komt. Het goedje is rijk aan vetten en koolhydraten.

De jongen drinken er gulzig van. Deze ‘melk’ is een belangrijkere voedingsbron dan de moederhuid en het is vooral dankzij de melk dat jongen groeien als kool, denken de onderzoekers. Binnen een week na uitkomen verdubbelt hun gewicht. De moeder, die niets eet, valt behoorlijk af.

De moeder laat haar melk lopen als jongen haar achterlijf aanraken, waarbij ze vaak hoge geluidjes produceren. Waarschijnlijk is dat bedelgedrag. Zij steekt dan haar achterlijf verticaal omhoog, en de zuigelingen vechten om een goed plekje. Gemiddeld drinken er drie jonkies tegelijkertijd, tot ze verzadigd zijn.

Er waren al levendbarende wormsalamandersoorten bekend waarvan de jongen voor hun geboorte melk opnemen in de eierstokken. De ontdekking van eierstokmelk bij de ei-leggende geringde wormsalamander was onverwacht.

Willy van Strien

Foto: Geringde wormsalamander, vrouwtje met jongen. ©Carlos Jared

Bronnen:
Mailho-Fontana, P.L., M.M. Antoniazzi, G.R. Coelho, D.C. Pimenta, L.P. Fernandes, A. Kupfer, E.D. Brodie Jr. & C. Jared, 2024. Milk provisioning in oviparous caecilian amphibians. Science 383: 1092-1095. Doi: 10.1126/science.adi5379
Jared, C., P.L. Mailho-Fontana, S.G.S. Jared, A. Kupfer, J.H.C. Delabie, M. Wilkinson & M.M. Antoniazzi, 2019. Life history and reproduction of the neotropical caecilian Siphonops annulatus (Amphibia, Gymnophiona, Siphonopidae), with special emphasis on parental care. Acta Zoologica. 100: 292-302. Doi: 10.1111/azo.12254
Wilkinson, M., A. Kupfer, R. Marques-Porto, H. Jeffkins, M.M. Antoniazzi & C. Jared, 2008. One hundred million years of skin feeding? Extended parental care in a Neotropical caecilian (Amphibia: Gymnophiona). Biology Letters 4: 358-361. Doi: 10.1098/rsbl.2008.0217

Hergebruik

16 februari 2024 /

Boomvaren Cyathea rojasiana bouwt dode bladeren om tot wortels

Boomvaren Cyathea rojasiana bouwt verouderde bladeren om tot wortels

Bruine, verdorde bladeren zijn voor de boomvaren Cyathea rojasiana niet waardeloos. Integendeel: de boomvaren maakt er extra wortels van, ontdekten James Dalling en collega’s.

De boomvaren Cyathea rojasiana, die groeit in Panama, heeft een krans van bladeren op een stam. Soms loopt een nieuw varenblad uit, soms sterft een oud blad af. Maar afsterven is niet het einde voor een blad, ontdekten James Dalling en collega’s: het vergane blad krijgt een tweede leven. Althans: de bladspil.

De boomvaren wordt twee meter hoog, de bladeren zijn ruim twee meter lang. Een verouderd blad gaat naar beneden hangen en de bladpunt raakt de grond. Het blad rot weg, maar de bladspil of rachis blijft over. Een boom kan een ‘rok’ van twintig tot dertig van die restanten hebben. Ze zien er levenloos uit, maar toen Dalling probeerde ze weg te halen, bleken ze stevig in de grond te zitten.

Omgekeerde stroomrichting

Door de bladspil van een groen blad lopen vaatbundels, die door de wortels opgenomen water en voedingsstoffen naar het bladweefsel transporteren. In de in de grond stekende bladresten van Cyathea rojasiana blijken deze vaatbundels intact te zijn. Ze zijn omgeven door een zwarte laag die ze kennelijk beschermt tegen rotting. En verrassend genoeg is aan het uiteinde, dus in de grond, aan elke vaatbundel een bosje fijn vertakte wortels ontsproten.

De conclusie is dat de voormalige bladspillen zijn omgevormd tot wortels. Daarin is de richting van de waterstroom omgekeerd: in groene bladeren liep de stroom van stam naar bladpunt, nu gaat het van bladpunt naar stam.

Cyathea rojasiana groeit in natte, zeer voedselarme grond. Extra wortels zijn niet zozeer nuttig om water op te nemen, denken de onderzoekers, maar om voedingsstoffen te kunnen peuren uit een groter stuk bodem. Ze bewezen dat de nieuwe wortels inderdaad stikstof opnemen en naar boven transporteren.

Voor veel planten geldt: steek een stukje stengel of blad in de grond, en er komen wortels aan. Maar een bladspil ombouwen tot wortel: dat doet voor zover bekend alleen Cyathea rojasiana.

Willy van Strien

Foto: Boomvaren Cyathea rojasiana met afgestorven bladeren die nu als wortels functioneren. ©James Dalling

James Dalling vertelt over zijn ontdekking op YouTube

Bron:
Dalling, J.W., E. Garcia, C. Espinosa, C. Pizano. A. Ferrer & J.L. Viana, 2024. Zombie leaves: novel repurposing of senescent fronds in the tree fern Cyathea rojasiana in a tropical montane forest. Ecology e4248, 18 januari online. Doi: 10.1002/ecy.4248

Elfenlampionnetje teruggevonden

15 maart 2023 /

Het oneerlijke plantje Thismia kobensis bestaat nog

Het herontdekte elfenlampionnetje van Kobe, Thismia kobensis, is mycoheterotroof

Het was ontdekt in 1992, gold als uitgestorven omdat de vindplaats in 1999 werd vernietigd, maar is nu elders weer teruggevonden: het elfenlampionnetje van Kobe. Kenji Suetsugu en collega’s beschrijven het mooie maar oneerlijke plantje.

Je herkent ze nauwelijks als planten, de kleine, wonderschone ‘elfenlampionnetjes’ die op de bosbodem staan, vaak verscholen onder afgevallen boombladeren. Elfenlampionnetjes, Thismia-soorten, zijn dan ook merkwaardige planten. Wat je ziet, zijn de bloemetjes, nog geen centimeter groot. De planten hebben geen groene bladeren, hooguit wat schubjes op de ultrakorte steel. De rest van de planten leeft ondergronds.

Er zijn ongeveer 90 soorten, en een daarvan is Thismia kobensis, het elfenlampionnetje van Kobe. Klein en onopvallend als het is, was het pas in 1992 ontdekt in een eikenbos bij de Japanse stad Kobe, en de vondst was maar zuinig: er groeide niet meer dan één exemplaar. De vindplaats ging in 1999 op de schop toen er een industrieel complex verrees, en de nog maar net ontdekte soort stierf uit. Dacht men. Maar sprookjes bestaan: in 2021 zagen biologen het plantje onverwacht terug op een naaldboomplantage in de stad Sanda, 30 kilometer van de oorspronkelijke vindplaats verwijderd. En dit keer was de vondst royaler: bijna 20 exemplaren. Kenji Suetsugu en collega’s geven nu een wetenschappelijke beschrijving van de soort.

De lieflijkheid van zijn bloemetje ten spijt: het elfenlampionnetje van Kobe behoort tot een groep van valsspelende planten.

Energiebehoefte

Dat valsspelen hangt samen met het gebrek aan bladeren.

De groene bladeren van gewone planten bevatten veel bladgroenkorrels. In deze celorgaantjes vindt fotosynthese plaats: planten halen koolstofdioxide uit de atmosfeer en met behulp van zonlicht leggen ze de koolstof daarvan vast in koolhydraten als suikers en zetmeel. Aan deze koolhydraten ontlenen ze energie. Planten zonder groene bladeren kunnen geen koolhydraten maken, maar hebben wel energie nodig.

Veel van deze planten lossen dat op door met hun wortels suikers te onttrekken aan schimmels in de bodem. De wetenschappelijke term daarvoor is mycoheterotrofie.

Elfenlampionnetje is suikerdief

De meeste mycoheterotrofe planten richten zich op schimmels die in een samenwerkingsverband leven met groene planten. De schimmels krijgen suikers van deze planten. In ruil daarvoor helpen de schimmels de planten om water en voedingsstoffen als stikstof en fosfor uit de bodem op te nemen. Deze samenwerking, mycorrhiza genoemd, is voor beide partijen gunstig en zij spelen het spel eerlijk.

Maar als mycoheterotrofe planten als Thismia contact maken met mycorrhiza-schimmels, werken ze niet zo samen. Ze ontvangen wel water en voedingsstoffen, maar ze leveren geen suikers terug. Dat kunnen ze niet. In plaats daarvan nemen ze, naast water en voedingsstoffen, ook suikers uit de schimmel op. Oftewel: ze spelen vals, ze stelen. De schimmel had die suikers van groene planten gekregen, en mycoheterotrofe planten parasiteren dus indirect, via mycorrhiza-schimmels, op groene planten.

Moeilijk alternatief

Er bestaan zo’n 500 soorten mycoheterotrofe planten. Ze leven op voedselarme bodems in bossen, waar maar weinig zonlicht de bodem bereikt en de mogelijkheid voor fotosynthese, dus suikerproductie, beperkt is. Suikerdiefstal is het alternatief dat deze planten ontwikkeld hebben.

Sarcodes sanguinea is mycoheterotroofMaar zo gemakzuchtig als dat lijkt, is het niet. Het is moeilijk voor een mycoheterotrofe plant om een relatie met een mycorrhiza-schimmel aan te gaan. Waar een groene plant met veel soorten mycorrhiza-schimmels tegelijk samenwerkt, kan een mycoheterotrofe plant contact leggen met slechts één of enkele schimmelsoorten. Dat is waarschijnlijk doordat de meeste schimmels de valsspelers door hebben en de relatie afhouden. Daarom zijn mycoheterotrofe planten altijd zeldzaam en nooit wijd verspreid.

Vaak slagen mycoheterotrofe soorten er wel in om zich te binden aan een schimmel die veel verschillende groene partners heeft. Met zoveel leveranciers is de suikervoorziening altijd gegarandeerd.

Stofzaad

De overgrote meerderheid van de landplanten leeft in een samenwerkingsverband met mycorrhiza-schimmels. De mycoheterotrofe levenswijze – die deze samenwerking misbruikt – is tientallen keren ontstaan. Voor de elfenlampionnetjes is dat al vele miljoenen jaren geleden. Vandaar dat zij nog maar weinig van gewone planten weg hebben. Andere mycoheterotrofe planten ontstonden veel recenter en zien er normaler uit.

vogelnestje is een mycoheterotrofe orchideeSommige planten zijn alleen kort na ontkieming mycoheterotroof; dat geldt voor alle orchideeën. De zaden zijn zo fijn als stof en bevatten geen voedsel. Na ontkieming halen deze planten hun suikers uit schimmels totdat ze bladeren hebben en zelf suikers kunnen maken. Dat zou een eerste stap kunnen zijn op weg naar volledig mycoheterotrofe levenswijze. Er zijn ook orchideesoorten die hun hele leven mycoheterotroof blijven, en een ervan komt sporadisch in Nederland voor: het vogelnestje, Neottia nidus-avis.

Bremraapsoorten (Orobanche) zien er hetzelfde uit als sommige mycoheterotrofe planten, maar zijn anders: zij parasiteren direct op andere planten via wortelcontact.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot:
Elfenlampionnetje van Kobe, Thismia kobensis ©Kenji Suetsugu
Klein:
Sneeuwplant, Sarcodes sanguinea, een mycoheterotrofe plant van de heidefamilie uit Noordwest-Amerika. David῀O (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)
Vogelnestje, Neottia nidus-avis, een mycoheterotrofe orchidee. BerndH (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 3.0)

Bronnen:
Suetsugu, K., K. Yamana & H. Okada, 2023. Rediscovery of the presumably extinct fairy lantern Thismia kobensis (Thismiaceae) in Hyogo Prefecture, Japan, with discussions on its taxonomy, evolutionary history, and conservation. Phytotaxa 585: 102-112. Doi: 10.11646/phytotaxa.585.2.2
Gomes, S.I.F., M.A. Fortuna, J. Bascompte & V.S.F.T. Merckx, 2022. Mycoheterotrophic plants preferentially target arbuscular mycorrhizal fungi that are highly connected to autotrophic plants. New Phytologist 235: 2034-2045. Doi: 10.1111/nph.18310
Jacquemyn, H. & V.S.F.T. Merckx, 2019. Mycorrhizal symbioses and the evolution of trophic modes in plants. Journal of Ecology 107: 1567-1581. Doi: 10.1111/1365-2745.13165
Gomes, S.I.F., J. Aguirre-Gutiérrez, M.I. Bidartondo & V.S.F.T. Merckx, 2017. Arbuscular mycorrhizal interactions of mycoheterotrophic Thismia are more specialized than in autotrophic plants. New Phytologist 213: 1418-1427. Doi: 10.1111/nph.14249

Broedstoof

23 september 2021 /

Mieren brengen hun larven en poppen onder in warm vogelnest

bossteekmier, Myrmica ruginodis brengt broed over naar nest van fluiter

In het nest van een fluiter groeien soms niet alleen jonge fluitertjes op, maar ook mieren, ontdekten Marta Maziarz en collega’s. Larven en poppen doen het in het vogelnest waarschijnlijk beter dan in hun eigen nest.

In het voorjaar zijn nesten van Europese bosmieren, met name de bossteekmier (Myrmica ruginodis) en de rode of gewone steekmier (Myrmica rubra), vaak zo koel dat de larven en poppen niet groeien. Hun ontwikkeling komt pas op gang als het 16°C , maar zo warm worden mierennesten zelden voor de zomer. Ze liggen namelijk op de bodem van het bos, tussen afgevallen bladeren van loofbomen. De mieren kunnen geen warmte produceren, dus zonder zonlicht hebben de nesten dezelfde temperatuur als de omgeving. Een temperatuur van 20 à 25°C is voor het broed het beste; die optimale temperatuur bereiken de nesten in het voorjaar nooit.

Maar er zijn wel warme plekken in de buurt beschikbaar, laten Marta Maziarz en collega’s zien. Want op de bosbodem maakt de fluiter, een zangvogel die broedt in Europese bossen, een overdekt nest van grassen, bladeren en mos. De lichamen van vogelouders en later ook hun bijna volgroeide jongen houden het nest warm.

Verhuizen

Als de vogelouders de eieren bebroeden, in de tweede helft van mei, wordt het in het nest vaak 16°C of meer; zeker op koude dagen is het verschil met de buitentemperatuur dan groot. Als de jonge vogels eenmaal goed in de veren zitten, in de eerste week van juni, stijgt de nesttemperatuur zelfs tot 20°C en hoger.

Dat is een lekkere temperatuur voor de steekmieren, en zij komen dan ook op de warmte van een fluiternest af. In mei als het koud is en in de eerste week van juni verplaatsen ze larven en poppen vanuit hun eigen nest naar een vogelnest en stoppen ze in de zijwanden. Verhuizing is een heel karwei, maar het is kennelijk de moeite waard.

Wanneer de jonge fluiters zijn uitgevlogen, koelt het lege nest weer af. Maar de mieren halen hun broed dan niet meteen weg; ze stellen dat tot twee weken uit. Het heeft ook geen haast, want het vogelnest is weliswaar niet meer zo warm, maar ook niet kouder dan het mierennest.

Van de fluiternesten in het oerbos van Białowieża in Polen, waar Maziarz het onderzoek deed, gebruiken de mieren 10 à 30 procent als broedstoof. De vogels hebben geen last van de inwoners, maar ze hebben er ook geen voordeel aan. Een fluiter die een nest gaat maken zoekt dan ook niet speciaal mierenkolonies op. Het zijn de mieren die de relatie aangaan en ervan profiteren.

Willy van Strien

Foto: Bossteekmier met broed. Jan Anskeit (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 4.0)

Meer over de gewone steekmier: minikoninginnen

Bronnen:
Maziarz, M., R.K. Broughton, L.P. Casacci, G. Hebda, I. Maak, G. Trigos‑Peral & M. Witek, 2021. Interspecific attraction between ground‑nesting songbirds and ants: the role of nest‑site selection. Frontiers in Zoology 18: 43. Doi: 10.1186/s12983-021-00429-6
Maziarz, M., R.K. Broughton, L.P. Casacci, A. Dubiec, I. Maák & M. Witek, 2020. Thermal ecosystem engineering by songbirds promotes a symbiotic relationship with ants. Scientific Reports 10: 20330. Doi: 10.1038/s41598-020-77360-z

Uit de losse kop

17 maart 2021 /

Elysia-zeenaaktslak kan zijn hele lijf vernieuwen

geparasiteerde Elysia-zeenaaktslak maakt nieuw lijf

De zeenaaktslakken Elysia marginata en Elysia atroviridis kunnen zichzelf onthoofden en een nieuw lichaam laten groeien vanuit de losse kop, laten Sayaka Mitoh en Yoichi Yusa zien. Een bizar fenomeen. Waarom doen ze het en hoe overleven ze het?

Stomverbaasd moeten Sayaka Mitoh en Yoichi Yusa zijn geweest toen ze zagen hoe zeenaaktslakken die ze hielden in hun lab, van de soort Elysia marginata, hun kop afsnoerden. De losse koppen scharrelden vervolgens rond, schrijven ze. Na een dag waren de wonden dicht. In sommige gevallen, met name bij jonge zeenaaktslakken, werd het nog gekker: de losse kop ging eten; na een week begon er een nieuw lijf aan te groeien en met drie weken was dat compleet.

De losse lichamen bleven ook nog een tijd bewegen, soms zelfs maanden, maar uiteindelijk vielen ze uit elkaar. Op geen enkel los lichaam verscheen een nieuwe kop.

Parasiet

Er zijn meer dieren die een verdwenen lichaamsdeel weer kunnen laten aangroeien, zoals een hagedis die zijn staart afwierp of een wenkkrab die een schaar verloor. Maar dit – vrijwel een heel lichaam vernieuwen – is wel heel extreem. Deze zeenaaktslakken hebben zelfs een groef achter de kop als breukvlak voor een eventuele zelfonthoofding. Waarom doen ze het?

In ieder geval niet om aan een roofvijand te ontsnappen, zoals een hagedis zijn staart afwerpt als een vijand die te pakken heeft. Want de zeenaaktslakken doen er uren over om lichaam en kop te scheiden; dat helpt niet om aan predatie te ontkomen. Als de onderzoekers een aanval nabootsten door hen wat te pesten, gebeurde er niets. De dieren hebben een andere verdediging tegen roofvijanden: ze zijn giftig.

Waarom ze dan wel aan zelfonthoofding doen, bleek uit waarnemingen aan in het wild gevangen exemplaren van een verwante soort, Elysia atroviridis. Eenmaal in het lab stootte een deel van hen het lichaam af. En al deze exemplaren bleken een parasiet bij zich te hebben, een eenoogkreeftje van het geslacht Arthurius. Dat is een forse parasiet die vrijwel het hele lijf van zijn gastheer inneemt. Een geparasiteerde zeenaaktslak is in feite zijn lijf al kwijt. Als hij het afwerpt, verliest hij weinig meer, maar raakt hij wel van de parasiet af.

Bladgroen

Maar hoe overleeft hij het, zonder organen als hart en nieren? Dat heeft te maken met een bijzondere eigenschap van Elysia-zeenaaktslakken, denken de onderzoekers. Ze nemen bladgroenkorrels op uit algen die ze eten en huisvesten die in speciale cellen langs hun zeer vertakte darmstelsel. Ook de kop bevat bladgroenkorrels. Dankzij de bladgroenkorrels, waar ze niet buiten kunnen, zijn deze zeenaaktslakken in staat om een periode zonder voedsel overbruggen, zo was bekend.

Hoe ze de bladgroenkorrels precies benutten, is een raadsel. De korrels blijven fotosynthese uitvoeren zoals ze in planten doen: ze zetten met behulp van zonlicht koolstofdioxide om in koolhydraten. Of de zeenaaktslakken daardoor, net als planten, van zonlicht kunnen leven, is een punt van discussie.

Hoe dan ook, het kan goed zijn dat een losse kop van Elysia marginata en Elysia atroviridis dankzij bladgroenkorrels overleeft.

Niet eeuwig

Geparasiteerde Elysia-zeenaaktslakken gooien dus hun waardeloos geworden lichaam weg. Maar alleen jonge individuen lukt het om vanuit de kop een nieuw lijf te produceren. De losse kop van een ouder exemplaar gaat niet eten en groeit niet uit, maar sterft binnen tien dagen. Een lichaam afwerpen en vervangen door een nieuwe is dus geen recept voor een eeuwig leven.

Willy van Strien

Foto: Elysia marginata. Budak (via Flickr, CC BY-NC-ND 2.0)

Het onderzoek uitgelegd op YouTube

Lees meer over de bladgroenkorrels in deze zeenaaktslakken

Bronnen:
Mitoh, S. & Y. Yusa, 2021. Extreme autotomy and whole-body regeneration in photosynthetic sea slugs. Current Biology 31: R233-R234. Doi: 10.1016/j.cub.2021.01.014
Wägele, H., 2015. Photosynthesis and the role of plastids (kleptoplastids) in Sacoglossa (Heterobranchia, Gastropoda): a short review. Aquatic Science & Management 3: 1-7. Doi: 10.35800/jasm.3.1.2015.12431

Een geluk bij een ongeluk

1 juni 2018 /

Vogel vervoert eitjes van wandelende tak die hij opat

Bruinoorbuulbuul verspreidt eitjes van wandelende takken

Sommige wandelende takken lijken nog meer op planten dan je op het eerste gezicht zou denken. Net als de zaden van veel planten kunnen de eitjes door een vogel worden verspreid, laten Kenji Suetsugu en collega’s zien.

De camouflage van wandelende takken is perfect: ze vallen tussen de planten niet op. Toch weten insectenetende vogels hen nogal eens te vinden en te pakken. En dat is dan einde verhaal voor zo’n beestje.
Of misschien toch niet helemaal, melden Kenji Suetsugu en collega’s. Als een onfortuinlijke vrouwelijke wandelende tak rijpe eitjes bij zich draagt, komen sommige daarvan ongeschonden met de vogelpoep naar buiten. Er kan dan zelfs een jong insect uit komen.

Jonkie

De onderzoekers, die werkzaam zijn in Japan, stelden vast dat de eitjes van wandelende takken lijken op plantenzaden: ze hebben dezelfde grootte en kleur en voelen hetzelfde aan dankzij een hard omhulsel. Ze kwamen op het idee dat de eitjes misschien net als plantenzaden een gang door een vogeldarm kunnen overleven. Veel plantensoorten maken vruchten die door vogels of andere dieren worden opgegeten; de zaden blijven intact, worden uitgepoept en ontkiemen. Is iets vergelijkbaars met de insecteneitjes mogelijk?
sommige eitjes van wandelende takken komen intact uit vogeldarmOm het uit te zoeken mengden ze rijpe eitjes van drie soorten wandelende takken met vogelvoer dat ze gaven aan een bruinoorbuulbuul, een van de belangrijkste roofvijanden van de insecten. Ze bekeken daarna diens uitwerpselen onder een stereomicroscoop.
Ze vonden inderdaad een klein aantal eitjes intact terug, en uit een paar van die eitjes kwam later een jong wandelend takje.
Dat moet dan ook lukken als een vogel een vrouwtje met rijpe eitjes heeft ingeslikt, denken de auteurs. De jonkies die na een reis door een vogeldarm uitkomen zouden zelf een geschikte plant moeten vinden om op te leven, maar dat is altijd zo. Een vrouwtje laat haar eitjes normaal gesproken namelijk op de grond vallen en kijkt er niet meer naar om.

Maagdelijk

jonge wandelende tak, uit eitje dat vogeldarm passeerde

Wandelende takken lijken dus niet allen qua uiterlijk op planten, maar hebben nog een verrassend plantaardig trekje: vogels geven de nakomelingen een lift. Voor insecten is dat een unieke gang van zaken.
Het kan alleen bij soorten die zich maagdelijk voortplanten. Dan dragen vrouwtjes namelijk eitjes bij zich die zich kunnen ontwikkelen zonder dat ze bevrucht hoeven worden. Bij wandelende takken komt een aantal soorten met maagdelijke ontwikkeling voor, waaronder de soorten die nu onderzocht zijn.

Vliegroutes

Verspreiding van insecteneitjes via een vogeldarm is niet helemaal vergelijkbaar met de verspreiding van plantenzaden. Zaden zitten in vruchten die een plant speciaal maakt voor de zaadverspreiding; ze zijn er om opgegeten te worden. Het vrouwtje van een wandelende tak laat zich natuurlijk niet expres door een vogel pakken om haar eitjes een lift te bezorgen – camouflage dient juist om dat lot te voorkomen. Maar als ze pech heeft en een vogelmaaltje wordt, dan is het meegenomen als er eitjes overleven en uitkomen, ook al zijn het er maar weinig.
De stevige eitjes zijn overigens geen aanpassing aan verspreiding via vogels, denken de auteurs. Het harde omhulsel zal eerder dienen om sluipwespen tegen te houden die hun eitjes in die van de wandelende takken willen leggen.

Wandelende takken zijn niet mobiel. Dankzij vogels kunnen ze wellicht toch nieuwe leefgebieden bereiken. Interessant is de vraag of de verspreidingspatronen van de insecten, zoals die met dna-onderzoek te achterhalen zijn, samenvallen met vliegroutes van vogels. Dat zou het verhaal ondersteunen dat de eitjes soms als plantenzaden worden verspreid.

Willy van Strien

Foto’s
Groot: Bruinoorbuulbuul (tong zichtbaar). Alpsdake (Wikimedia Commons, Creative Commons BY-SA 4.0)
Klein: eitjes van een wandelende tak (Ramulus irregulariterdentatus) die het spijsverteringskanaal van een vogel passeerden en een jonge wandelende tak die uit zo’n eitje kwam. ©Kenji Suetsugu

Bron:
Suetsugu, K., S. Funaki, A. Takahashi, K. Ito & T. Yokoyama, 2018. Potential role of bird predation in the dispersal of otherwise flightless stick insects. Ecology, 29 mei online. Doi: 10.002/ecy.2230

Voedzame tweecomponentenlijm

22 maart 2018 /

Koninginlarve moet stevig aan haar plafond hangen

Koninginnengelei voedt een koninginlarve en plakt haar vast in haar cel

Een bijenlarve die koningin zal worden, krijgt een grote hoeveelheid koninginnengelei toebedeeld. En dat is niet alleen omdat het spulletje voedzaam is, laten Anja Buttstedt en collega’s zien.

Een vrouwelijke larve van de honingbij kan werkster worden of koningin. Haar lot hangt af van het voedsel dat ze krijgt. Alle larven worden de eerste dagen getrakteerd op de zogenoemde koninginnengelei, een voedzaam mengsel dat de verzorgende werksters produceren in hun kopklieren; het is rijk aan eiwitten, suikers en vetten.
Na drie dagen worden larven die werkster worden op een ander dieet gezet. Als ze verpoppen, dekken werksters hun cellen af met een laagje was. Maar een larve die koningin wordt, leeft puur op koninginnengelei, dat de werksters haar in royale hoeveelheden brengen. Daardoor wordt ze extra groot.

Moerdop

De koninginnengelei heeft nog een functie, ontdekten Anja Buttstedt en collega’s: het houdt de koninginlarve op haar plaats.

En dat is wel nodig. De cellen in de raat, waarin werksterlarven opgroeien, zijn te krap voor een koninginlarve. Voor haar bouwen werksters een speciale cel, een zogenoemde koninginnencel of moerdop. Die is niet alleen ruimer, maar ook anders georiënteerd: hij hangt verticaal, met de opening beneden. Hare koninklijke hoogheid zou er dus zomaar uit kunnen vallen.
Buttstedt laat zien waarom dat niet gebeurt: de koninginnengelei, die de werksters op het plafond van de cel aanbrengen, is zo kleverig dat de larve eraan blijft vastplakken tot ze verpopt en de cel met was wordt afgesloten. De kleverigheid ontstaat doordat twee eiwitten, royalactine (het meest voorkomende eiwit in de gelei) en apisimine, lange vezels vormen die de gelei stroperig maken.

Vezelnetwerk

De werksters maken die eiwitten in de voedersapklieren (hypopharyngeale klieren) en slaan ze daarin op. Het kliermengsel heeft een vloeibare vorm, anders zouden de bijen het niet kunnen uitscheiden. Maar als ze het in een broedcel aanbrengen, mengen ze het met vetzuren die ze in de kaakklieren (mandibulaire klieren) hebben aangemaakt, en in de zurige mix verbinden de eiwitten royalactine en apisimine zich tot een vezelnetwerk.

Koninginnegelei is dus een soort tweecomponentenlijm, concluderen de auteurs, maar het vormt ook nog eens uitstekend voedsel. Het is precies wat een koninginlarve nodig heeft om veilig op te groeien.

Willy van Strien

Foto: Honingbij, raat en twee koninginnencellen. Piscisgate (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Bron:
Buttstedt, A., C.I. Muresxan,H. Lilie, G. Hause, C.H. Ihling, S-H. Schulze, M. Pietzsch & R.F.A. Moritz, 2018. How honeybees defy gravity with royal jelly to raise queens. Current Biology, 15 maart online. Doi: 10.1016/j.cub.2018.02.022

Strak in het pak

25 januari 2016 /

Jonge staartmezen gaan goed gekleed het najaar in. Zij wel

Jongen van de meeste soorten Europese zangvogels ruien kort nadat ze zijn uitgevlogen. Slechts enkele soorten, waaronder de staartmees, vernieuwen dan alle veren. Zo’n volledige rui is ideaal, schrijven Yosef Kiat en Ido Izhaki – maar vaak niet mogelijk.

Een vogel moet af en toe ruien, want veren slijten en met versleten vleugels is het slecht vliegen. Bovendien houden ze een vogel minder goed warm en droog. Europese zangvogels steken zich daarom tenminste een keer per jaar in een nieuw pak.
De eerste rui is al op heel jonge leeftijd: binnen een paar maanden nadat de jongen het nest hebben verlaten.
Bij de meeste soorten is die jeugdrui onvolledig. De jongen vernieuwen wel de dekveren en staartveren, maar niet de slagpennen, de grote veren aan de vleugels die nodig zijn om te kunnen vliegen. Slechts bij enkele soorten krijgen de jongen een volledig nieuw verenkleed, inclusief slagpennen. Dat zijn mussen, leeuweriken, baardman, grauwe gors, staartmees en zwartkoprietzanger.

Slagpennen vervangen

Waarom gaan alleen deze vogels met gloednieuwe slagpennen hun eerste najaar in en al die andere niet?
Om daar achter te komen, vergeleken Yosef Kiat en Ido Izhaki de kwaliteit van de slagpennen van jonge en volwassen vogels.
Ze vonden daar wetmatigheden in.

Bij soorten met een volledige jeugdrui in de eerste zomer, zoals de staartmees, komen de jongen met matige slagpennen uit het nest. De veren zijn slechter van kwaliteit dan die van hun ouders. Ze zijn smal, los van structuur en licht van kleur. En hoe lichter de kleur van een veer, hoe minder van het verstevigende pigment melanine er in zit. Maar bij de eerste rui verschijnen nieuwe slagpennen die veel sterker zijn. Ze zijn even goed als die van volwassen vogels, die in dezelfde periode ruien.

Onvolledige jeugdruiers beginnen met een verenpak dat dezelfde kwaliteit heeft als een volwassen verenkleed (en soms zelfs nog wat beter is). Maar als de vogels ’s zomers ruien, verwisselen de jonge vogels hun slagpennen niet. Zij moeten het voorlopig doen met slagpennen die al wat versleten zijn.

Tijdnood

De eerste strategie – minderwaardige slagpennen in het nest die snel worden vervangen door steviger exemplaren – is ideaal, volgens de onderzoekers. Omdat de eerste slagpennen niet van topkwaliteit zijn, kunnen de jongen zich sneller ontwikkelen en sneller het nest verlaten. De periode dat ze kwetsbaar zijn voor roofvijanden die vogelnesten leeghalen is dan sneller voorbij. En doordat ze dezelfde zomer nog volledig ruien, gaan ze met gloednieuwe slagpennen het najaar in. De kans dat ze levend de winter doorkomen is daarmee groter.

Dan is de vraag natuurlijk waarom niet alle jonge vogels hun slagpennen vernieuwen bij de eerste rui. Antwoord: de meeste hebben daar geen tijd voor. Vogels die elders overwinteren moeten hun verenpak op orde hebben voordat ze gaan trekken. Vogels die jaarrond in het broedgebied blijven moeten goed in het pak zitten als het koud wordt. Maar ruien kost tijd, vooral voor grote veren, en jonge vogels doen er langer over dan volwassen dieren. Het kost bovendien veel energie, dus het proces moet zijn afgerond als het voedsel schaars wordt.
Een volledige rui is voor de meeste jonge zangvogels eenvoudigweg niet haalbaar.
Soorten die een grote afstand afleggen om te overwinteren, moeten vroeg vertrekken. Onder die soorten is er niet één met een volledige jeugdrui.

Tropen

Ook niet-trekkende zangvogels die in het noordelijk deel van Europa leven hebben weinig tijd, omdat het voedselrijke seizoen er kort is. Grotere soorten hebben eveneens tijdnood, want hoe groter een vogel, hoe langer de rui duurt. En insecteneters zien het voedselaanbod na de zomer eerder teruglopen dan zaad- of vruchteneters. Bij deze groepen – noordelijke soorten, grote soorten en insecteneters – zijn dan ook in verhouding weinig volledige jeugdruiers te vinden.

Zangvogels die in de tropen broeden, hebben die tijdsdruk niet. Daar maken de meeste zangvogels in hun vroege jeugd een complete rui door.

Willy van Strien

Foto: jonge staartmezen. N. P. Holme (Wikimedia Commons)

Bron:
Kiat, Y. & I. Izhaki, 2016. Why renew fresh feathers? Advantages and conditions for the evolution of complete post-juvenile moult. Journal of Avian Biology 47: 47-56. Doi: 10.1111/jav.00717

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑