Categorie: predatie (Pagina 3 van 5)

Bekerplanten lokken prooien met uitgekiende vallen

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.

Bekers 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.

Mieren 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

Tussen tentakels van kwal vindt kortbekzeekoet zijn voedsel

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

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

Vleesetende zonnedauw mikt op matige vangst

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

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

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