Evolutie en Biodiversiteit

Categorie: predatie (Pagina 3 van 5)

Schoksgewijs

Sidderaal geeft grote roofvijanden een flinke opdoffer

Sidderaal zet grote roofvijanden onder stroom

Een sidderaal weet wel raad met grote roofvijanden, zoals kaaimannen. Als die zich deels buiten het water bevinden, springt hij tegen ze op – zo ver mogelijk boven het water uit – om extra zware elektrische schokken uit te delen, schrijft Kenneth Catania.

Een dier moet opgewassen zijn tegen zijn roofvijanden. Sommige dieren verbergen zich, andere hebben schutkleuren, kunnen snel vluchten, hebben stekels, zijn giftig of tonen een afschrikwekkend kleurpatroon.

Sidderalen, zoetwatervissen die 2,5 meter lang kunnen worden (en niet verwant zijn aan de paling), verdedigen zich op een andere manier. Ze hebben drie paar elektrische organen in hun lichaam die van voor naar achter lopen. De vissen kunnen er spanning op zetten en zichzelf zo in een levende accu veranderen. De positieve pool zit onder de kop, de negatieve pool bij de staart. De opgewekte spanning kan ofwel laag (10 Volt), ofwel hoog (600 Volt) zijn en een zwakke respectievelijk sterke elektrische stroom veroorzaken door water of een geleidend voorwerp.
Bijvoorbeeld een ander dier.

Led-lampjes

Bekend was al dat sidderalen hun omgeving scannen door zwakke stroomstoten te geven in een lage frequentie (minder dan tien keer per seconde) en dat ze prooien overmeesteren met een salvo van sterke stroomstoten. Nu beschrijft Kenneth Catania hoe ze flinke roofvijanden op de vlucht jagen door een serie zware schokken toe te dienen.

Dat gaat het best als zo’n vijand zich deels in en deels buiten het water bevindt. Want als een sidderaal een stroomstoot onder water geeft, loopt de opgewekte stroom grotendeels door het water. Daar voelt een groot dier vrij weinig van. Maar steekt die vijand boven het water uit, dan kruipt een sidderaal tegen hem op, drukt zijn kop tegen hem aan en vuurt. Alle stroom gaat dan door het doelwit, dat het voelt als sterke, onaangename schokken. Hoe hoger de sidderaal uit het water komt, hoe sterker de opdoffers die zijn vijand te verduren krijgt.

Om dat in beeld te brengen liet Catania een sidderaal los op een nagemaakte kaaimankop die hij in het water stak. Op die kop had hij een netwerk van led-lampjes aangebracht die door de stroomstoten van de sidderaal gingen branden. Hij filmde de aanval en toont het resultaat in slow motion en op normale snelheid.

Paarden

De heftige verdedigingsmethode is er niet voor niets. Sidderalen leven in Zuid-Amerika, onder meer in het Amazonegebied. In de regentijd lopen daar grote delen van bos en savanne onder water; in de droge tijd daalt het waterniveau en blijven geïsoleerde, modderige plassen over. De sidderaal kan daar prima in leven, maar hij kan niet weg als hij wordt aangevallen. Dus is het maar goed dat hij zijn belager kan verjagen.
Er zijn verhalen dat mensen vroeger sidderalen vingen door paarden in het water te drijven en hen te dwingen daar te blijven. De sidderalen vielen de dieren aan tot ze zichzelf uitgeput hadden en veilig opgevist konden worden – tot ellende van de paarden, die het niet altijd overleefden.

Toehappen

Eerder had Catania al uitgezocht hoe sidderalen hun prooien, zoals kleine vissen en rivierkreeften, pakken. De sterke stroomstoten die ze afgeven prikkelen de zenuwen van de beestjes die vervolgens hun spieren activeren. Zo kan een sidderaal een slachtoffer als het ware op afstand besturen.
Heeft hij een mogelijk slachtoffer in de gaten, dan geeft hij eerst twee of drie sterke stroomstoten af waardoor die onwillekeurige bewegingen maakt. De sidderaal kan daaruit afleiden waar de prooi zich precies bevindt. Hij valt daarna aan met een serie sterke stroomstoten in hoge frequentie. De prooi heeft geen tijd om weg te komen: binnen een fractie van een seconde is hij tijdelijk verkrampt omdat al zijn spieren zich tegelijk samentrekken. De sidderaal kan toehappen. Mist hij, dan krijgt de prooi de zeggenschap over zijn spieren terug en kan hij ongedeerd ontsnappen.

Een grote, krachtige prooi kan een sidderaal overmeesteren door zich eromheen te krullen en het slachtoffer in te klemmen tussen de positieve en de negatieve pool (bij kop en staart van de sidderaal). De stroomstoten komen dan harder aan en de spieren van het tegenstribbelende slachtoffer raken uitgeput.

Schokkend gedrag, inderdaad.

Willy van Strien

Foto: Sidderaal. Sander van der Wel (Wikimedia Commons; CC BY-SA)

Kijk hoe een sidderaal een nagemaakte kaaiman aanvalt. De kaaiman is uitgerust met led-lampjes die branden als de vis een schok geeft.

Bronnen:
Catania, K.C., 2016. Leaping eels electrify threats, supporting Humboldt’s account of a battle with horses. PNAS, 6 juni online. Doi: 10.1073/pnas.1604009113
Catania, K.C., 2015. Electric eels concentrate their electric field to induce involuntary fatigue in struggling prey. Current Biology 25: 2889–2898. Doi: 10.1016/j.cub.2015.09.036
Catania, K.C., 2015. An optimized biological Taser: electric eels remotely induce or arrest movement in nearby prey. Brain, Behavior and Evolution 86: 38-47. Doi: 10.1159/000435945
Catania, K., 2014. The shocking predatory strike of the electric eel. Science 346: 1231-1234. Doi: 10.1126/science.1260807

Snelle hap

Dwergvleermuis houdt twee prooien tegelijk in de peiling

Een jagende dwergvleermuis plukt in razend tempo het ene na het andere insect uit de lucht. Emyo Fujioka en collega’s achterhaalden hoe hij zo behendig en succesvol kan zijn.

Elke paar seconden is het raak. Dan heeft een jagende dwergvleermuis alweer een beestje te pakken, vaak een mug of een motje. Hoe is het mogelijk dat hij steeds weer zo snel een nieuwe prooi weet te vinden en te vangen?

Piepgeluidjes

Om dat te achterhalen stelden Emyo Fujioka een netwerk op van microfoons. Die vingen het geluid op dat een Japanse dwergvleermuis (Pipistrellus abramus) uitstoot om prooien te zoeken. Een vleermuis brengt piepgeluidjes voort, zo hoog dat wij het niet kunnen horen. Stuit de geluidsgolf op een prooi, dan weerkaatst die en uit de echo maakt de vleermuis op waar de prooi vliegt. De gezamenlijke microfoons registreerden de richting van de vleermuispiepjes, en dat gaf de richting aan waarin een vleermuis vloog.

Uit het onderzoek bleek hoe een Japanse dwergvleermuis dubbele aanvallen plant. Als hij twee prooien waarneemt, zou hij eerst in een rechte lijn naar de eerste kunnen vliegen, die grijpen en daarna afbuigen om op de volgende af te gaan. Maar kan hij die dan nog wel vinden?

In een moeite door

Hij doet het slimmer: hij past zijn vliegroute meteen aan om zich op beide prooien tegelijk te richten. Hij benadert zijn eerste prooi vanuit een richting waarin hij niet alleen de eerste, maar ook de tweede recht voor zich heeft en goed in de peiling kan houden. Na de eerste hap heeft hij dan binnen een seconde ook de tweede te pakken, in één moeite door.

De Japanse dwergvleermuis komt in een groot deel van Azië voor. Goeie kans dat de gewone dwergvleermuis uit Europa (Pipistrellus pipistrellus), de meest voorkomende vleermuis in Nederland, het ook zo doet.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Gewone dwergvleermuis Pipistrellus pipistrellus, op jacht. Barracuda 1983 (Wikimedia Commons)
Klein: Japanse dwergvleermuis Pipistrellus abramus. Shizuko Hiryu

Bron:
Fujioka, E., I. Aihara, M. Sumiya, K. Aihara & S. Hiryu, 2016. Echolocating bats use future-target information for optimal foraging. PNAS, 11 april online. Doi: 10.1073/pnas.1515091113

Soorten en maten

Bekerplanten lokken prooien met uitgekiende vallen

Nepenthes albomarginata is een termietenvanger

Onder bekerplanten heb je soorten die het vooral op vliegende insecten hebben voorzien, termietenvangers en mierenvangers. Aan hun uiterlijk kun je dat zien, schrijven Laurence Gaume en collega’s.

Er zijn 164 soorten bekerplanten (Nepenthes-soorten) met verschillende bekers. Sommige zijn hoog en smal, andere hebben een ronde vorm; sommige zijn onopvallend groen, andere springen in het oog met gele en rode kleuren; er zijn bekers die een witte rand aan de buitenkant hebben en er zijn er die een zoete geur verspreiden. Dat is allemaal niet zomaar. De bekers zijn insectenvallen, en verschillende insecten komen op verschillende vallen af, laten Laurence Gaume en collega’s zien.

Bekerplanten zijn vleeseters. De bekers van deze tropische klimplanten zijn gevuld met een vloeistof die insecten of andere kleine dieren verteert als die in zo’n beker zijn gevallen. Daarbij komen voedingsstoffen voor de plant vrij. Het is een ongebruikelijke voedselbron voor een plant, maar omdat bekerplanten op voedselarme bodem groeien, kunnen ze nauwelijks voedsel uit de grond halen. Ze moeten dus wel een ongewone voedselbron gebruiken.

Prooien

Om insecten te lokken zetten de verschillende planten verschillende strategieën in, constateerden de onderzoekers toen ze de bekers van zeven soorten Nepenthes op Borneo vergeleken. De bekers verschillen niet alleen van soort tot soort, maar ook hebben sommige soorten bekers laag bij de grond die anders zijn dan hoge bekers. En de eigenschappen van de bekers bepalen welke prooien er op afkomen.

Nepenthes rafflesiana vangt vooral vliegende insectenBekers die een zoete geur verspreiden, zijn vaak geel en groot met een wijde opening. Ze lokken vooral vliegende insecten: kevers en vlinders die de zoete geur niet kunnen weerstaan en muggen die water zoeken om hun eitjes in te leggen. De vloeistof is stroperig, zodat insecten die erin vallen niet meer op kunnen vliegen. Een voorbeeld van zulke vallen zijn de hooggeplaatste bekers van Nepenthes rafflesiana.

Gladde rand

Termietenvangers lokken hun prooi met een witte rand van eetbare haartjes. De groene bekers zijn hoog en smal en hebben een gladde rand zodat de beestjes die op die haartjes afkomen zo naar binnen tuimelen. Zo’n termieteneter is bijvoorbeeld Nepenthes albomarginata.

Nepenthes gracilis is een mierenvangerMieren hebben weer andere voorkeuren. Zij gaan vooral af op bekers met gele en rode kleuren die nectar aanbieden. Ook deze bekers hebben een glibberige rand waardoor de gelokte mieren de beker in glijden. Nepenthes gracilis heeft dit bekertype.

Vleermuizen

En dan zijn er nog buitenbeentjes die wel bekers hebben, maar geen vleeseter zijn; zo haalt Nepenthes ampullaria zijn voedsel uit dood plantaardig materiaal dat in de bekers valt. Speciaal is Nepenthes hemsleyana: er zijn vleermuizen die in de bekers slapen en er hun poep achterlaten. Daar leeft deze plant van.

De bekerplanten zijn als de beroemde Darwinvinken: verschillende soorten, verschillende menu’s, verschillende vormen.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Nepenthes albomarginata. Vincent Bazile (Wikimedia Commons)
Klein boven: Nepenthes rafflesiana, hoge bekers. Rbrtjong (Wikimedia Commons)
Klein onder: Nepenthes gracilis. ma_suska (Wikimedia Commons)

Zie ook:
Behaaglijk slaapzak

Bron:
Gaume, L., V. Bazile, M. Huguin & V. Bonhomme, 2016. Different pitcher shapes and trapping syndromes explain resource partitioning in Nepenthes species. Ecology and Evolution, 3 februari online. Doi: 10.1002/ece3.1920

Kwallenbuffet

Tussen tentakels van kwal vindt kortbekzeekoet zijn voedsel

Bij kwal Chrysaora melanaster zwemmen vaak visjes

Een zeevogel die onder water duikt om vis te vangen en een kwal die daar rondhangt hebben niet direct iets met elkaar te maken. Alhoewel….. volgens Nobuhiko Sato en collega’s heeft zo’n vogel veel gemak van de aanwezigheid van een kwal.

Een vader of moeder kortbekzeekoet die een jong op het nest heeft, gaat er zo’n drie keer per dag op uit om een visje voor de kleine in zee te gaan zoeken. Meestal komt zo’n vogel tijdens zijn duik een grote kwal tegen, van de soort Chrysaora melanaster, en dat maakt het leven makkelijker. Want rond de drie meter lange tentakels van dat dier zwemmen vaak wat visjes rond, meestal jonge exemplaren van de alaskakoolvis. Daar kan de zeekoet er makkelijk een uit pikken. Missie geslaagd.

Nobuhiko Sato en collega’s ontdekten dat ‘kwallenbuffet’, zoals ze het noemen, toen ze een aantal zeekoeten voorzagen van apparaatjes die onder water de tijd bijhouden, temperatuur, diepte en versnelling meten en filmbeelden maken. Zo was het voor het eerst mogelijk om het foerageergedrag van de vogels onder water te bekijken. De biologen deden het onderzoek in de Beringzee bij Alaska

Zware tocht

Kortbekzeekoet

De vogels duiken tot een diepte van 80 meter en komen na ruim twee minuten weer boven water. Om naar beneden te gaan, moeten ze met de vleugels slaan; het opstijgen daarna gaat vanzelf. En terwijl ze omhoog gaan proberen ze een visje te vangen. Zien ze een prooi, dan gebruiken ze hun vleugels om even op die plek te blijven hangen.
Uit de filmbeelden werd duidelijk dat de vogels vaak op een kwal af gaan, want daar zijn visjes. Die concentratie van prooien maakt het zoeken makkelijk. Dat is mooi meegenomen want de voedseltochten zijn zwaar. Duiken en zwemmen kunnen de koeten als de beste, maar vliegen kost moeite. Dan is het sneu als een tocht niets oplevert. Vanwege die zware voedseltochten brengt een paartje kortbekzeekoeten per seizoen maar één jong voort.

Tentakels

De kwal drijft de visjes niet opzettelijk bijeen om de vogel te helpen. Ze zijn er gewoon.
Waarom hangen de visjes eigenlijk rond bij een kwal? Waarschijnlijk om het dierlijk plankton van de tentakels te plukken die de kwal gevangen heeft. Het zou ook kunnen zijn dat ze tussen de tentakels van de kwal bescherming vinden tegen roofvijanden. Maar dat helpt dan in elk geval niet niet voor jagende zeekoeten, want die komen juist af op kwallen met visjes om zich heen. En valt de vogel er een aan, dan vluchten de andere visjes vaak juist weg van de kwal.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Kwal Chrysaora melanaster. Francesca Degli Angeli (Wikimedia Commons)
Klein: Kortbekzeekoet. Michael Haferkamp (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Sato, N.N., N. Kokubun, T. Yamamoto, Y. Watanuki, A.S. Kitaysky & A. Takahashi, 2015. The jellyfish buffet: jellyfish enhance seabird foraging opportunities by concentrating prey. Biology Letters 11: 20150358. Doi: 10.1098/rsbl.2015.0358
Paredes, R., I.L. Jones & D.J. Boness, 2006. Parental roles of male and female thick-billed murres and razorbills at the Gannet Islands, Labrador. Behaviour 143: 451-481. Doi: 10.1163/156853906776240641

Tovervisje

Flexibele dwergzeebaars bootst kleuren van verschillende prooien na

Dwergzeebaars neemt verschillende kleuren aan

Dankzij het bijzondere vermogen om allerlei kleuren aan te nemen komt een dwergzeebaars makkelijk aan de kost, schrijven Fabio Cortesi en collega’s. Bovendien zal hij zelf niet zo gauw worden opgegeten.

De dwergzeebaars Pseudochromis fuscus legt zich niet vast op een kleurtje. Hij kan zich heldergeel maken, maar ook donderbruin. Of hij meet zich een roze, oranje of grijs uiterlijk aan. Zo’n gedaantewisseling kan hij ondergaan als hij in een nieuwe omgeving terechtkomt. Van een gele vis tovert hij zich dan om in een bruine, of andersom. Na twee weken is de make-over compleet.
Fabio Cortesi en collega’s wilden weten waar zo’n kleurverandering goed voor is. Ze zagen twee mogelijkheden. Ofwel de dwergbaarzen nemen een schutkleur aan om minder zichtbaar te zijn voor hun roofvijanden. Ofwel ze apen de kleur van hun prooien na om zich ongemerkt onder hen te kunnen mengen, als een wolf in schaapskleren.

Pseudochromis fuscus is een agressieve, territoriale vis die leeft bij de koraalriffen van de Stille en de Indische Oceaan. Hij is slank en zo’n 8 centimeter lang. Op zijn menu staan jonge vissen zoals koraaljuffers, terwijl hij zelf op moet passen voor grotere roofvissen.

Op het Groot Barrièrerif bij Australië komen gele en bruine exemplaren van deze dwergzeebaars naast elkaar voor. De gele vissen houden zich op bij geel levend koraal, waar ook gele soorten koraaljuffers rondzwemmen. De bruine dwergzeebaarzen hangen rond bij donker dood koraalpuin, samen met bruine soorten koraaljuffers. Het is dus niet zomaar duidelijk of de dwergzeebaarzen een schutkleur aannemen of de vissen nabootsen die zich in hun nabijheid bevinden.

Kleurcombinaties

Om daar toch achter te komen vingen de biologen een aantal dwergzeebaarzen en zetten die afzonderlijk in aquaria met ofwel levend koraal, ofwel koraalpuin. De vissen kregen gezelschap van ofwel volwassen gele, ofwel volwassen bruine koraaljuffers; die zijn even groot als de dwergzeebaarzen. De onderzoekers stelden alle mogelijke kleurcombinaties van dwergzeebaars, koraal en koraaljuffers samen en wachtten twee weken af om te zien bij welke combinatie Pseudochromis fuscus van kleur verandert.
En wat gebeurde er? De dwergzeebaarzen wisselden alleen van kleur als ze afstaken tegen de koraaljuffers in hun bak. Ze zorgden dus dat ze dezelfde kleur hadden als de beschikbare prooisoort.

Flexibiliteit

Die aanpassing is de moeite waard. Als de vissen er hetzelfde uitzien als de prooisoort die in de buurt is, krijgen ze twee keer zoveel jonge visjes te pakken, bleek uit een nieuwe serie proeven. Daarbij kregen afzonderlijke dwergzeebaarzen gezelschap van een groep volwassen en jonge koraaljuffers in ofwel dezelfde, ofwel de andere kleur. Ze kregen niet de tijd om zich aan te passen. Had een dwergzeebaars een andere kleur dan de koraaljuffers, dan waren de jonge visjes op hun hoede en moeilijk te vangen. Maar kwamen de kleuren overeen, dan hadden de kleintjes niet in de gaten dat er een rover tussen de volwassen vissen zat.
Het is een mooi voorbeeld van agressieve mimicry: roofvijanden mengen zich onopvallend tussen hun prooien en happen toe. Het bijzondere van Pseudochromis fuscus is zijn flexibiliteit: hij kan verschillende prooivissen nabootsen.

Ook een schutkleur

Die prooivissen hebben een vaste kleur die is afgestemd op hun omgeving: gele koraaljuffers zwemmen bij levend koraal, bruine vissen bij koraalpuin. Door hen te imiteren krijgen de dwergzeebaarzen automatisch ook een schutkleur die bescherming biedt tegen grotere roofvissen. Zo halen ze dus nog een tweede voordeel uit hun na-aperij.

De kleuren van vissen komen van pigmentcellen in hun huid. Om van kleur te wisselen veranderen de dwergzeebaarzen de verhouding tussen het aantal gele pigmentcellen en het aantal zwarte pigmentcellen.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Justin Marshall
Klein: Christopher Mirbach

Fabio Cortesi vertelt in een filmpje over zijn onderzoek aan Pseudochromis fuscus

Bron:
Cortesi, F., W.E. Feeney, M.C.O. Ferrari, P.A. Waldie, G.A.C. Phillips, E.C. McClure, H.N. Sköld, W. Salzburger, N.J. Marshall & K.L. Cheney, 2015. Phenotypic plasticity confers multiple fitness benefits to a mimic. Current Biology 25: 949-954. Doi: 10.1016/j.cub.2015.02.013

Geen beste val

Vleesetende zonnedauw mikt op matige vangst

Rode kleur van zonnedauw is goed
Rood is niet de beste kleur om insecten te lokken. Toch zijn de vallen waarmee vleesetende planten insecten vangen vaak rood. Ontwerpfoutje? Volgens Andreas Jürgens en collega’s niet.

Vleesetende planten kunnen op arme grond groeien doordat ze zich voeden met insecten. Die vangen ze met speciale vallen. Maar het zou niet best zijn als de insecten daar massaal in vliegen. Want als de insecten die de bloemen bestuiven allemaal op zo’n val landen, komt er van bestuiving niets terecht. Een gevangen bij kan het stuifmeel dat ze bij zich heeft niet afleveren op de bloemen. En ze komt niet meer weg met nieuw stuifmeel om dat bij andere planten te bezorgen.

Hoe komen vleesetende planten aan de kost zonder al hun onmisbare bestuivers weg te vangen?

Blad-vallen

Andreas Jürgens en collega’s veronderstelden dat de rode kleur van veel vallen daarmee te maken heeft. Diep rood zijn bijvoorbeeld de kleverige bladeren van twee zonnedauw-soorten uit veengebieden van de Zuidelijke Alpen van Nieuw-Zeeland. Drosera spatulata heeft maximaal vijftien van die blad-vallen die plat op de grond liggen; Drosera arcturi heeft twee tot vier opgerichte kleverige bladeren. Beide soorten bloeien met witte bloemen.
Om te zien of hun idee klopte, gingen de biologen aan de slag met nagemaakte plakkerige bladeren in de kleuren groen en rood. Ook de witte bloemen maakten ze na. Ze rangschikten de nagemaakte blad-vallen, ofwel plat liggend ofwel rechtopstaand, en bloemen tot verschillende nep-zonnedauwplanten en telden de insecten die ze daarop vingen.

Prijs

De groen gekleurde bladeren trokken meer insecten dan de rode. Maar de witte kleur van de bloemen bleek verreweg het aantrekkelijkst: de namaakbloemen vingen de meeste insecten.
Het lijkt er dus op dat de rode vallen precies de verkeerde kleur hebben. Rood is niet geschikt om insecten te lokken. Dat is niet vreemd: bekend was al dat insecten die kleur nauwelijks zien tegen een groene achtergrond.
Waarom zijn de vallen dan rood? Jürgens denkt dat de vallen er niet op zijn gemaakt om zo veel mogelijk insecten te vangen, maar juist een bescheiden aantal. Zo voorkómen de planten dat de vallen de bestuivers massaal wegvangen. Maar dat heeft wel een prijs: de rode vallen vangen ook minder andere insecten dan groene vallen zouden doen. De planten moeten schipperen om voldoende voedsel te vergaren en voldoende bestuivers over te houden.

Vallen onaantrekkelijk maken hoeft niet de enige functie van de rode kleur te zijn. De kleur biedt misschien ook bescherming tegen plantenetende insecten die op groen afgaan. Of tegen het overvloedige zonlicht in de bergen.

Ook in Nederland komt een paar soorten zonnedauw voor, in vochtige heide en veengebied – met kleverige, rood aangelopen blad-vallen.

Willy van Strien

Foto:
Links Drosera spatulata, rechts Drosera arcturi. Andreas Jürgens

Bron:
Jürgens, A., T. Witt, A. Sciligo & A.M. El-Sayed, 2015. The effect of trap colour and trap-flower distance on prey and pollinator capture in carnivorous Drosera species. Functional Ecology, 22 februari online. Doi: 10.1111/1365-2435.12408

Roofslak spuit insuline

Visjes worden sloom en een monsterlijk net sluit zich om hen heen

De roofslak Conus geographus laat een gifcocktail op visjes los waarvan ze inactief en gedesoriënteerd raken. Zo vangt hij ze in zijn enorm rekbare valse mond. Helena Safavi-Hemami en collega’s schrijven hoe insuline, een bestanddeel van het gifmengsel, de bloedsuikerspiegel van de visjes doet kelderen.

Als slak moet Conus geographus het natuurlijk niet van z’n snelheid hebben. Toch staan watervlugge visjes op zijn menu. Die krijgt hij alleen te pakken doordat hij een kalmerend gifmengsel in het water spuit. Conus geographus is een roofslak uit ondiepe zeeën langs de oostkust van Afrika en rond de eilanden van Oceanië in de Grote Oceaan. Zijn schelp wordt zo’n 15 centimeter lang. De visjes raken gedesoriënteerd van het mengsel en bewegen nauwelijks meer.
Dan stulpt de roofslak een enorme trechter uit, vouwt die om een of meerdere slome visjes heen en sluit het net. Het ziet er monsterlijk uit, echt iets voor een enge film. De slak spuit de visjes met een holle gifnaald in zijn wanstaltige ‘valse mond’ nog verder plat. De prooi wordt voorverteerd en na een paar uur spuugt de roofslak de schubben en botjes uit. De rest gaat door naar zijn darmstelsel.

Nirwana

Het gifmengsel dat de prooidieren rustig maakt, bestaat uit tientallen stofjes. Onderzoekers noemen het mengsel ‘nirwana’-cocktail, naar de verlichte staat van zijn uit het boeddhisme die zich kenmerkt door gelijkmoedigheid.

Hao Hu ontdekte enkele jaren geleden tot zijn verrassing dat de nirwana-cocktail ook insuline bevat, maar wist niet precies wat hij daarvan moest denken. Nu schrijven Helena Safavi-Hemami en collega’s dat de insuline bijdraagt aan de kalmerende werking van het gifmengsel. Het is voor het eerst dat insuline als aanvalswapen blijkt te worden ingezet. Dat is ongebruikelijk, en misschien zelfs uniek.

Insuline is een hormoon dat bij alle gewervelde dieren voorkomt en het bloedsuikergehalte verlaagt. Mensen die suikerziekte hebben kunnen insuline spuiten als hun bloedsuikerspiegel hoog is. Vissen hebben een eigen, iets andere insuline-variant.
Safavi-Hemami laat zien dat het insuline uit het gifmengsel van Conus geographus zeer sterk lijkt op visseninsuline. En daardoor heeft het een groot effect op de prooidieren. Zij nemen het via hun kieuwen op en vervolgens daalt hun bloedsuikerspiegel. Mensen met suikerziekte kennen zo’n lage bloedsuikerspiegel als een ‘hypo’. De visjes verliezen er hun activiteit door.

Harpoen

Er is nog een Conus-soort die op vissen jaagt door zijn valse mond als vangnet te gebruiken: Conus tulipa, een nauwe verwant van Conus geographus. Ook tulipa schakelt zijn prooi uit met een desoriënterende en inactiverende nirwana-cocktail, en ook daar zit insuline in dat sterk op visseninsuline lijkt.
Andere visetende Conus-soorten pakken het anders aan. Zij steken hun slachtoffers met de holle gifnaald, die ze als een harpoen gebruiken, voordat ze hen insluiten. Zij dienen daarbij een gifmengsel toe met een andere werking: het verlamt de vissen doordat het hun spieren doet verkrampen. In deze cocktail zit geen visseninsuline.

Schelpdieren

Tenslotte zijn er Conus-soorten die op schelpdieren of wormen jagen; ook bij hen ontbreekt visseninsuline aan het gifmengsel waarmee ze hun prooi overmeesteren. Maar er zit wel een insulinevariant in die bij schelpdieren voorkomt en die hen wellicht helpt om hun prooi te pakken te krijgen.
Het gifmengsel dat Conus-soorten gebruiken om prooien te vangen blijkt dus precies toegesneden te zijn op het type prooi dat ze pakken en, voor viseters, op de manier waarop ze de slachtoffers vangen.

Nog een gif

Behalve de gifcocktail waarmee ze hun prooi uitschakelen, hebben Conus-soorten nog een pittig mengsel paraat. Daarmee verdedigen ze zich tegen hun eigen vijanden zoals vissen en inktvissen. Dit verdedigingsmengsel heeft een nog veel complexere samenstelling dan het aanvalsmengsel en het heeft een spierverslappende, verlammende werking op allerlei dieren. Conus geographus is de giftigste soort en zijn verdedigingssteek is voor mensen levensgevaarlijk.
Vorig jaar lieten Sébastien Dutertre en collega’s zien dat Conus geographus razendsnel kan schakelen tussen het gebruik van zijn kalmerende aanvalsgif en verlammende verdedigingsgif. Beide mengsels zijn het product van een langgerekte gifklier die uitkomt in de holle naald, maar de productieplaatsen zijn gescheiden. Het aanvalsmengsel wordt gemaakt aan het uiteinde van die lange klier, het verdedigingsmengsel verder naar achter.

Willy van Strien

Foto’s: Baldomero M. Olivera
Groot: Conus geographus reikt met zijn valse mond naar een visje
Klein: schelp van Conus geographus

Zie hoe Conus geographus een vis probeert te vangen. En hier is Conus tulipa, die erin slaagt.

Bronnen:
Safavi-Hemami, H., J. Gajewiak, S. Karanth, S.D. Robinson, B. Ueberheide, A.D. Douglass, A. Schlegel, J.S. Imperial, M. Watkins, P.K. Bandyopadhyay, M. Yandell, Q. Li, A.W. Purcell, R.S. Norton, L. Ellgaard & B.M. Olivera, 2015. Specialized insulin is used for chemical warfare by fish-hunting cone snails. PNAS, 20 januari online. Doi: 10.1073/pnas.1423857112
Dutertre, S., A-H. Jin, I. Vetter, B. Hamilton, K. Sunagar, V. Lavergne, V. Dutertre, B.G. Fry, A. Antunes, D.J. Venter, P.F. Alewood & R.J. Lewis, 2014. Evolution of separate predation- and defence-evoked venoms in carnivorous cone snails. Nature Communications 5: 3521. Doi:10.1038/ncomms4521
Hu, H., P.K. Bandyopadhyay, B.M. Olivera & M. Yandell, 2012. Elucidation of the molecular envenomation strategy of the cone snail Conus geographus through transcriptome sequencing of its venom duct. BMC Genomics 13:284. Doi:10.1186/1471-2164-13-284

Massale mierenvangst

Vallen van bekerplant zijn goed doordat ze soms niet werken

Een groot deel van de dag vallen er geen beestjes in de bekers van sommige vleesetende Nepenthes-planten. Toch is de vangst uiteindelijk groot, laten Ulrike Bauer en collega’s zien. Hoe kan dat?

Nepenthes-soorten, planten met prachtige bekers, zijn vleeseters. Ze halen voedingsstoffen als stikstof en fosfaat niet uit de bodem, maar ontlenen die aan kleine beestjes die ze vangen in gladde bekers. De prooien komen snoepen van de suikerrijke nectar die de bekers aanbieden op de bovenrand. Ze glijden uit en kukelen in een vloeistof waaruit ze niet kunnen ontsnappen en die hen langzaam verteert.

Waskristallen

Vreemd genoeg zijn de bekers van sommige bekerplanten overdag vaak helemaal niet glad. Insecten lopen er vlot overheen zonder te glibberen. Je zou denken dat een plant met zulke bekers weinig vangt. Maar dat klopt niet, ontdekten Ulrike Bauer en collega’s.

De bekers kunnen op twee manieren glad zijn. De binnenwand kan een laag waskristallen hebben waarop insectenpoten geen grip krijgen. En de bovenkant van de bekers wordt spekglad door een waterfilm. Een wand met waskristallen is altijd glad, terwijl de rand alleen een waterfilm heeft als die nat is.
Bij veel soorten, waaronder Nepenthes rafflesiana, hebben alleen de bekers van jonge planten een laag waskristallen. Bekers van grote planten missen die. Zij hebben alleen een gladde rand als het nat is. De planten groeien in warme gebieden in Zuidoost-Azië en daar is het een groot deel van de dag erg droog. Al die tijd werken de vallen dus niet.

Mierengedrag

Maar juist doordat ze regelmatig buiten werking zijn vangen deze bekers veel prooien, zo blijkt uit een simpel experiment. Bauer hield de rand van een aantal bekers hele dagen vochtig met water. Daardoor tuimelden er meer vliegen, muggen, bijen, wespen, kevers, vlinders, motten en spinnen in die bekers. Dat ligt voor de hand.
Maar: de bekers die ze met rust liet en die dus een deel van de dag droog waren, vingen veel meer mieren. En omdat mieren de belangrijkste prooi zijn, telde dat zwaar aan. Al met al leverden de kunstmatig glad gehouden bekers minder op. De bekers zitten kennelijk toch goed in elkaar.
Hoe kunnen bekers die soms niet werken zoveel mieren vangen?

Omdat ze inspelen op het gedrag van de mieren, is het antwoord. Een mierenkolonie stuurt verkenners op pad om voedselbronnen te zoeken. Als een verkenner een aantrekkelijke plek vindt, legt ze op de terugweg een geurspoor uit, zodat haar koloniegenoten het voedsel ook kunnen vinden. Ook zij markeren het pad, en er komen steeds meer mieren naar de voedselbron.

Als een beker steeds glad is, glijdt er af en toe een enkele verkenner in. Die kan niet terug naar het nest om andere mieren naar de nectar te halen, dus de vangst is dan één mier. Maar als een beker droog is, gaat zo’n verkenner wel terug om collega’s te rekruteren. Zo weet die beker een colonne mieren te lokken. Als hij dan nat wordt, glijdt er een heel stel mieren in. En dat is wat er gebeurt: de bekers vangen af en toe mieren, maar dan wel bij bosjes tegelijk.

Zekerheid

De vangst van een groep mieren is een vrij zeldzame en onvoorspelbare gebeurtenis. Bekers met droge rand vangen lange tijd niets. Voor een grote plant is dat niet erg. Die heeft veel bekers, en er is er altijd wel één die een grote vangst binnen heeft. Daar profiteert de hele plant van.
Maar voor jonge planten die nog maar weinig bekers hebben is te strategie te riskant. De kans is groot dat zo’n plant dagenlang geen enkele flinke mierenvangst heeft. Vandaar dat de bekers van jonge planten wel waskristallen hebben op de binnenwand, naast een rand die glad kan worden. Daarmee hebben ze de zekerheid dat er de hele dag kleine porties binnenkomen.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Nepenthes rafflesiana, inhoud van een beker. Robert Jong (Wikimedia Commons)
Klein: beker. Robert Jong (Wikimedia Commons)

Zie hoe de mieren in een beker glijden als de rand nat is

Bronnen:
Bauer, U., W. Federle, H. Seidel, T.U. Grafe & C.C. Ioannou, 2015. How to catch more prey with less effective traps: explaining the evolution of temporarily inactive traps in carnivorous pitcher plants. Proc. R. Soc. B 282: 20142675, 14 januari online. Doi: 10.1098/rspb.2014.2675
Bauer, U., C.J. Clemente, T. Renner & W. Federle, 2012. Form follows function: morphological diversification and alternative trapping strategies in carnivorous Nepenthes pitcher plants. Journal of Evolutionary Biology 25: 90–102. Doi: 10.1111/j.1420-9101.2011.02406.x

Oproepkracht

Zaagbaars ‘weet’ wanneer murene kan helpen een prooi te vangen

Vissen zijn niet zo dom als ze misschien lijken. Kijk bijvoorbeeld hoe slim een jagende zaagbaars een murene inschakelt als hij het niet alleen af kan. Hij beoordeelt goed wanneer hij hulp nodig heeft en van welke murene hij die kan verwachten, blijkt uit onderzoek van Alex Vail en collega’s.

De zaagbaars Plectropomus leopardus jaagt boven koraalriffen in het westelijk deel van de Stille Oceaan op kleine vissen. Als die zich verschansen in spleten en kieren van het rif, kan de zaagbaars ze niet pakken.
Maar daar heeft hij een oplossing voor: hij haalt er dan een gemarmerde murene bij. Deze palingachtige vis kan zich wel in smalle ruimtes wringen. Aan het koppel kan een prooivis moeilijk ontkomen. In zijn schuilplek is hij niet meer veilig, want de murene probeert hem in een hoek te drijven en te pakken. En vlucht hij naar open water, dan zet de zaagbaars een snelle achtervolging in. De twee rovers hebben een deal: wie de prooi vangt, slikt hem in.

Kop omlaag

Zaagbaars en murene vullen elkaar dus goed aan, wat een gezamenlijke aanval kansrijk maakt. Voor de zaagbaars betekent dat winst. Hij krijgt de buit weliswaar niet altijd, maar zonder hulp van een bondgenoot zijn prooien die schuilen in het rif allemaal onbereikbaar. En de murene zou ongevraagd niet overdag op jacht zijn gegaan; hij rust dan in een schuilplaats. De opbrengst van de gezamenlijke jachtpartij is voor hem een extraatje.

Alex Vail, Redouan Bshary en collega’s hadden al beschreven hoe een zaagbaars een jachtmaatje rekruteert. Als hij het voorzien heeft op een visje dat zich tussen het koraal heeft teruggetrokken, bijvoorbeeld na een mislukte achtervolging, en hij ziet een murene in de buurt, dan benadert hij die met bepaalde trillingen van zijn lijf en bewegingen van zijn rugvin. Hij stoot de murene ook weleens aan. En soms wijst hij naar de plaats waar de prooi zit door daar te gaan staan met zijn kop omlaag.

Heeft hij geluk, dan komt de murene uit zijn schuilplaats om de prooi op te jagen.
Een deel van dit werk is overigens gedaan aan een andere zaagbaarssoort, de Rodezeewrakbaars. Die jaagt op dezelfde manier als Plectropomus undulatus (die geen Nederlandse naam heeft), maar dan met de reuzenmurene als partner.

Oefening

Nu laten Vail en collega’s zien hoe slim de zaagbaars Plectropomus undulatus het aanpakt. Alleen als de prooi op een plaats zit waar hij niet bij kan, nodigt hij een murene uit om mee toe doen. En hij krijgt snel in de gaten welke murene daar wel en welke daar niet voor te porren is. Niet elke murene gaat namelijk op het verzoek in, wisten de onderzoekers uit waarnemingen in zee.

Ze vingen een aantal zaagbaarzen bij het Groot Barrièrerif bij Australië en namen die mee naar het lab om ze te testen in een grote ronde bak met zeewater waarin ze verschillende situaties in scène zetten. In een doorzichtige perspex cilinder bevond zich bij wijze van prooi een dood visje. Er zat een visdraad aan vast, zodat de onderzoekers hem in beweging konden brengen. De cilinder bevatte ook een brok koraal, waaronder de ‘prooi’ zich kon verschansen.
In de eerste serie proeven was de prooi in zijn cilinder ofwel onder het koraalbrok te zien, ofwel erboven, in het open water. In de bak lag een koker waaruit de kop van een murene-model stak, een geplastificeerde foto die de onderzoekers ook via een vislijn konden bewegen. De zaagbaarzen, een voor een in het aquarium gezet voor de test, moesten laten zien in welke situatie ze die ‘murene’ bij de jacht probeerden te betrekken.

Dat deden de baarzen voornamelijk als het nodig was, als de prooi onder het brok koraal lag. Na enige oefening, waarbij terechte hulpvragen werden beloond met een hapje eten, beslisten ze nog wat beter en sneller.

Bereidwillig

In de tweede serie proeven waren twee murene-modellen in kokers present. Een van hen was bereid om mee te werken als dat gevraagd werd; de onderzoekers trokken hem dan aan de visdraad met de baars mee. De ander verdomde het; de onderzoekers lieten hem wel te voorschijn komen, maar vervolgens de verkeerde kant op zwemmen.
De zaagbaarzen kregen snel door op welke van de twee ze konden rekenen als ze assistentie zochten en wendden zich tot dit bereidwillige exemplaar.

De onderzoekers zijn onder de indruk van de manier waarop de zaagbaarzen de situatie beoordelen en een bereidwillige partner voor de jacht rekruteren als dat nodig is. Ik vermoed dat vissen eigenlijk slimmer zijn dan we denken.
Het werk is opgezet vanuit het perspectief van de zaagbaars. Ik ben nu benieuwd waarom murenen wel of niet op een uitnodiging tot samenwerken ingaan. Doen ze dat bijvoorbeeld alleen op dagen dat ze zelf ook behoefte aan prooi hebben, bijvoorbeeld als ze hongerig zijn na een nacht die weinig vangst heeft opgeleverd?

Willy van Strien

Foto’s: ©Alex Vail

Het onderzoek naar zaagbaars en murene op twee filmpjes van de onderzoekers:
Wel of geen murene inschakelen?
De ene murene werkt mee, de andere niet.

Zie ook: Goed georganiseerde jachtpartij

Bronnen:
Vail, A.L., A. Manica & R. Bshary, 2014. Fish choose appropriately when and with whom to collaborate. Current Biology 24: R791-R793. Doi: 10.1016/j.cub.2014.07.033
Vail, A.L., A. Manica & R. Bshary, 2013. Referential gestures in fish collaborative hunting. Nature Communications 4: 1765. Doi: 10.1038/ncomms2781
Bshary, R., A. Hohner, K. Ait-el-Djoudi & H. Fricke, 2006. Interspecific communicative and coordinated hunting between groupers and giant moray eels in the Red Sea. PLoS Biol 4: e431. Doi: 10.1371/journal.pbio.0040431

Voltreffers

Hoe een schuttersvis zijn prooi de volle laag geeft

De schuttersvis weet zijn waterstraal nauwkeurig te richten. Maar dat is niet alles. Hij bouwt die straal ook nog zo op dat die de prooi met maximale kracht treft, schrijven Stefan Schuster en collega’s.

Een schuttersvis spuugt een straal water naar een krekel die niets vermoedend op een tak boven het wateroppervlak zit. Pats! Raak! De krekel is kansloos. Hij tuimelt omlaag en plonst in het water waar de schuttersvis inmiddels klaar ligt om hem te grijpen en op te eten.

Hier is een scherpschutter aan het werk, dat is duidelijk.

De schuttersvis Toxotes jaculatrix leeft in scholen in brakke mangrovemoerassen in Zuidoost Azië. Zijn talent om prooien met een welgemikte waterstraal neer te halen is onovertroffen. Hij gaat net onder het wateroppervlak hangen, schuin onder zijn doelwit, en spuit een straal water omhoog via een ‘pijp’ die bestaat uit een gleuf in zijn monddak en een harde rand op zijn tong.

Opdoffer

Hij treft zijn slachtoffers met een kracht die veel groter is dan wat de spieren kunnen leveren die hij inschakelt om te spugen. Alberto Vailati beschreef twee jaar geleden hoe de vis dat voor elkaar krijgt. Hij liet schuttersvissen schieten op een prooi op ongeveer 10 centimeter afstand en maakte video-opnamen met een hogesnelheidscamera.

De vis, zo bleek, spuugt het laatste stuk van de waterstraal met een hogere snelheid uit dan het eerste stuk. Het achterste deel van de straal loopt dus in op het voorste deel en voegt zich daarbij. De straal krijgt zo een dikke kop, die ook nog eens extra vaart krijgt door het snellere water dat erbij komt. Het speelt zich allemaal af in milliseconden. Door aangroei en versnelling van de kop van de straal krijgt een prooi – insect, spin of kleine hagedis – uiteindelijk een opdoffer die krachtig genoeg is om hem omver te kegelen. Al houdt hij zich nog zo stevig vast.

Afstand

Nu laten Stefan Schuster en collega’s zien dat de schuttersvis dat kunstje perfect beheerst. Hij blijkt rekening te kunnen houden met de afstand waarop zijn prooi zit. De onderzoekers lieten getrainde schuttersvissen mikken op doelwitten op 20, 40 en 60 centimeter hoogte boven het wateroppervlak, en ook zij maakten opnamen met een hogesnelheidscamera. Een schuttersvis kan overigens prooien tot op een paar meter afstand raken.

De schuttersvis bouwt zijn waterstraal zo op dat de massa aan de kop altijd vlak voor de inslag zijn maximale omvang bereikt. Zit de prooi op 20 centimeter, dan moet die maximale omvang sneller zijn bereikt dan wanneer de prooi op 60 centimeter zit. En dat lukt: de schuttersvis stemt zijn schot af op de afstand door de snelheid van het eerste en laatste deel van de straal aan te passen. Dat kan hij regelen via zijn mondopening. Die wordt, als de vis spuugt, eerst groter tot de maximale omvang is bereikt en vanaf dat moment weer kleiner. Het tijdschema waarmee de vis zijn mondopening vergroot en verkleint bepaalt hoe de waterstraal tijdens de vlucht vervormt.

Bewegend doel

De groep van Schuster had eerder al laten zijn dat de schuttersvissen hun waterschot ook afstemmen op de grootte van de prooi waar ze op mikken: hoe groter de prooi, hoe meer water ze schieten. Bovendien mikken ze niet alleen op stilstaande beestjes, maar kunnen ze ook leren om een snel bewegend doel te onderscheppen.

Bewonderenswaardig!

Willy van Strien

Foto: Stefan Schuster

Een filmpje van de onderzoekers met schietende schuttersvis in slow motion op YouTube

Bronnen:
Gerullis, P. & S. Schuster, 2014. Archerfish actively control the hydrodynamics of their jets. Current Biology, 4 september online. Doi: 10.1016/j.cub.2014.07.059
Vailati, A., L. Zinnato & R. Cerbino, 2012. How archer fish achieve a powerful impact: hydrodynamic instability of a pulsed jet in Toxotes jaculatrix. PLoS One 7: e47867. Doi: 10.1371/journal.pone.0047867
Schuster, S., 2007. Archerfish. Current Biology 17: R494-R495. Doi: 10.1016/j.cub.2007.04.014

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑