Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Categorie: slapen

Slaapoffer

5 februari 2024 /

Breedvoetbuidelmuis-man gunt zich weinig rust

Breedvoetbuidelmuis-man slaapt weinig in het paarseizoen

Een mannelijke Swainson-breedvoetbuidelmuis moet alles op alles zetten in het enige korte paarseizoen dat hij beleeft. Hij offert er uren slaap aan op, laten Erika Zaid en collega’s zien.

Zoveel mogelijk nakomelingen krijgen, daarom draait het in het leven ook voor de Swainson-breedvoetbuidelmuis, Antechinus swainsonii. Voor de mannen, die geen zorg voor jongen hebben, betekent dat: met zoveel mogelijk vrouwen paren, want elke geslaagde paring kan nageslacht opleveren. Ze hebben maar drie weken de tijd, want dat is de periode dat alle vrouwen vruchtbaar zijn. Mannen ondervinden hevige concurrentie; als gevolg van de druk om dit aan te kunnen, zijn ze maar liefst twee keer zo zwaar als vrouwen.

Dit korte en intensieve paarseizoen heeft voor de mannen een heel bizar slot: ze gaan allemaal dood. De vrouwen, die de jongen dragen in een huidplooi (ze hebben geen volledige buidel), blijven in leven en veel van hen beleven na een jaar een tweede voortplantingsseizoen. Maar voor de mannen is het na één keer afgelopen.

Om in dat ene seizoen zoveel mogelijk partners te scoren, bezuinigen mannen op rust, ontdekten Erika Zaid en collega’s.

Testosteron

De breedvoetbuidelmuis is een insectenetend roofdiertje dat leeft in Australië. Voor het paarseizoen slapen man en vrouw gemiddeld ruim 15 uur per etmaal. In de paartijd, zo blijkt uit metingen aan lichamelijke activiteit en hersenactiviteit, schroeven mannen dat terug tot gemiddeld 12 uur: 20 procent minder. De verhoogde activiteit, die ze vooral ’s nachts tentoonspreiden, gaat gepaard met een hoger gehalte aan het mannelijke geslachtshormoon testosteron in het bloed. Zo hebben ze extra tijd en kracht om partners te vinden en te veroveren.

Of mannen die veel slaap opofferen inderdaad meer nakomelingen verwekken, melden de onderzoekers helaas niet. Ze gingen ook niet na of mannen het tekort aan slaap compenseren door dieper te slapen.

Minder slaap is slecht voor de gezondheid. De concentratie van bepaalde bijnierschorshormonen stijgt, en die hormonen onderdrukken het afweersysteem met uiteindelijk fatale gevolgen. Maar omdat de mannen toch snel doodgaan, is gezond blijven niet belangrijk meer. Extra vaak paren is nu een betere strategie dan voldoende slapen.

Volhouden

Je zou kunnen denken dat breedvoetbuidelmuis-mannen na de paartijd doodgaan doordat ze zo ongezond bezig zijn geweest. Maar zo ligt het volgens de onderzoekers toch niet. Dat ze sterven ligt vast. De toename van bijnierschorshormonen voegt daar weinig aan toe, maar zorgt er wel voor dat ze hun verhoogde activiteit kunnen volhouden.

Willy van Strien

Foto: Antechinus swainsonii. Catching the eye (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

Zie ook: Mannen van de gestreepte strandloper slapen weinig in broedtijd

Bron:
Zaid, E., F.W. Rainsford, R.D. Johnsson, M. Valcu, A.L. Vyssotski, P. Meerlo & J.A. Lesku, 2024. Semelparous marsupials reduce sleep for seks. Current Biology, 25 januari online. Doi: 10.1016/j.cub.2023.12.064

Rode bloedcellen verstopt

16 januari 2023 /

Slapende glaskikker is doorschijnender

Fleischmann glaskikker is onzichtbaarder als hij slaapt

Een Fleischmann glaskikker die slaapt is nauwelijks te zien. Rode bloedcellen, die het beestje zichtbaar zouden maken, zijn tijdelijk opgeborgen, schrijven Carlos Taboada en collega’s.

De Fleischmann glaskikker heeft doorzichtige spieren en een doorzichtige buikhuid die het licht doorlaten, zodat hart en ingewanden van onderaf goed te zien zijn. De rughuid bevat een beetje groene kleurstof. Daardoor is het diertje als geheel doorschijnend: een vorm van camouflage. Maar rode bloedcellen – die het licht niet doorlaten, maar rood licht weerkaatsen en andere lichtkleuren absorberen – kunnen het effect bederven.

Carlos Taboada en collega’s laten zien dat het kikkertje hier een oplossing voor heeft: als het slaapt, haalt het vrijwel alle rode bloedcellen weg.

Overdag slapen

Glaskikkers behoren tot de weinige doorzichtige landdieren die er zijn. Zo ook de Fleischmann glaskikker, Hyalinobatrachium fleischmanni. Dit diertje, dat tot drie centimeter lang wordt, komt voor in regenwouden van Midden- en Zuid-Amerika. Volwassen kikkers leven op het droge. Ze zijn ’s nachts actief en slapen overdag, ondersteboven onder een blaadje hangend. Hoe minder ze afsteken tegen het blad als ze slapen, hoe moeilijker hun roofvijanden, voornamelijk vogels, hen kunnen vinden.

Dat de kikkers doorschijnend zijn, helpt daarbij. En door bijna alle rode bloedcellen, zo’n 90 procent, uit de circulatie te halen, maakt een slapende glaskikker zich extra doorzichtig. Hij verbergt de rode bloedcellen in de lever, die daardoor aanmerkelijk uitzet. Zo is hij moeilijker te vinden als hij rust en zijn omgeving niet in de gaten kan houden. Als het beestje weer actief wordt, gaan de bloedcellen terug de bloedstroom in en neemt de doorzichtigheid weer af.

Rode bloedcellen zijn rood doordat ze het pigment hemoglobine bevatten, een eiwit dat zuurstof bindt; rode bloedcellen brengen zuurstof naar alle andere cellen. Tijdens de slaap moeten die het dus zonder zuurstof stellen. Kennelijk gaat dat goed.

Zorgzame vader

De kikkers leggen hun eitjes op een blad dat boven water hangt. De vader verzorgt de eitjes tot ze uitkomen en de kikkervisjes in het water vallen.

Willy van Strien

Foto: Fleischmann glaskikker. Esteban Alzate (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.5)

Op film: glaskikkervader beschermt eitjes tegen roofvijanden.

Zie ook: glaskikker-embryo’s komen vroeger uit als papa, die hen verzorgt, wegblijft.

Bronnen:
Taboada, C., J. Delia, M. Chen, C. Ma, X. Peng, X. Zhu, L. Jiang, T. Vu, Q. Zhou, J. Yao, L. O’Connell & S. Johnsen, 2022. Glassfrogs conceal blood in their liver to maintain transparency. Science 378: 1315-1320. Doi: 10.1126/science.abl662
Cruz, N.M. & R.M. White, 2022.  Lessons on transparency from the glassfrog. Transparency in glassfrogs has potential implications for human blood clotting. Science 378: 1272-1273. Doi: 10.1126/science.adf75
Barnett, J.B., C. Michalis, H.M. Anderson, B.L. McEwen, J. Yeager, J.N. Pruitt, N.E. Scott-Samuel & I.C. Cuthill, 2020. Imperfect transparency and camouflage in glass frogs. PNAS 117: 12885-12890. Doi: 10.1073/pnas.1919417117

Klein tukkie onderweg

11 augustus 2016 /

Fregatvogel slaapt weinig op dagenlange reis

Grote fregatvogels kunnen weken of maanden achtereen vliegen zonder tussenstop. Slapen ze tijdens die lange vluchten? Niels Rattenborg en collega’s onderzochten het en ontdekten dat de vogels onderweg alleen maar korte en lichte dutjes doen.

Veel vogels, bijvoorbeeld gierzwaluwen, blijven dagen, weken of zelfs maanden onafgebroken in de lucht. Niemand weet of ze daar ook slapen en zo ja, hoe veel en hoe diep ze slapen.
Ook grote fregatvogels, ongeveer een meter lang en met een spanwijdte van twee meter, zijn langvliegers. Ze kunnen weken of maanden boven de Grote Oceaan of de Indische Oceaan trekken zonder te landen. Onderweg eten ze vissen en inktvissen die aan het wateroppervlak komen of uit het water opspringen, zoals vliegende vissen. Ze pakken die terwijl ze laag overvliegen. Ze slaan hun slag als roofvissen, zoals tonijnen, en walvissen hun prooien bijeendrijven en naar boven jagen.

Een hersenhelft

Niels Rattenborg en collega’s wilden weten of de fregatvogels tijdens die lange reizen slapen. Ze onderzochten het slaappatroon van veertien vrouwtjes die broedden op een van de Galápagoseilanden. Mannetje en vrouwtje bebroeden het ene ei in hun nest om beurten gedurende een gemiddeld vijf dagen achtereen. De ouder die geen dienst heeft verblijft gedurende zijn vrije periode onafgebroken boven de oceaan.
De onderzoekers rustten veertien vrouwtjes uit met apparaatjes die hun hersenactiviteit, kopbewegingen, vliegsnelheid en hoogte bijhielden tijdens zo’n tocht en na terugkeer op het nest.

De vrouwtjes blijken tijdens de vlucht wel degelijk te slapen, bleek uit dat onderzoek. Maar het stelt weinig voor. Ze slapen nog geen uur per etmaal, alleen ’s nachts en alleen in korte en lichte dutjes. Vaak (maar niet altijd) blijft één hersenhelft wakker en houden ze één oog open, meestal het oog dat in de vliegrichting kijkt. De vogels cirkelen regelmatig omhoog op een bel warme lucht en maken vervolgens een lange glijvlucht. Slapen doen ze vooral tijdens het cirkelen.

Slaapkoppen

Terug op het nest veranderen de wakkere dieren in slaapkoppen. De vogels pitten dan de helft van de tijd in lange rukken, zowel ’s nachts als overdag; vaak zijn beide hersenhelften tegelijk in rust. Ze halen de opgelopen achterstand in door extra intensief te slapen.

Hoewel de fregatvogels hun slaap dus wel nodig hebben, blijven ze tijdens een lange vlucht – in elk geval op een reis van ongeveer een week – bijna constant wakker. De onderzoekers denken dat de dieren voortdurend speuren naar plekken waar ze voedsel kunnen vinden. En als ze even slapen, houden ze vaak een oog open om een botsing met een andere vogel te vermijden.

Willy van Strien

Foto: Grote fregatvogel, vrouwtje. BRJ INC (via Flickr, Creative Commons CC BY-NC-ND 2.0)

Bron:
Rattenborg, N.C., B. Voirin, S.M. Cruz, R. Tisdale, G. Dell’Omo, H-P. Lipp, M. Wikelski & A.L. Vyssotski, 2016. Evidence that birds sleep in mid-flight. Nature Communications, 3 augustus online. Doi: 10.1038/ncomms12468

Behaaglijke slaapzak

28 februari 2013 /

Vleermuis is welkome gast in bekers van vleesetende plant

In bekers van de bekerplant Nepenthes hemsleyana slaapt het vleermuisje Kerivoula hardwickii graag. Als tegenprestatie laat hij zijn urine en uitwerpselen in de beker vallen, schrijven Caroline Schöner en collega’s. Daar is de plant weer mee geholpen.

Het vleermuisje Kerivoula hardwickii hardwickii op Borneo heeft overdag een heel bijzondere slaapplaats, ontdekten Caroline en Michael Schöner en hun collega’s: het diertje rust dan in de bekers van een vleesetende plant, meestal Nepenthes hemsleyana. Daar is het droog, niet te heet en lekker vochtig, en het beestje is er veilig voor roofvijanden. In ruil voor die fijne plek levert de vleermuis voedingsstoffen aan de plant door zijn slaapzak ook als toilet te gebruiken.

Dat komt de plant goed uit. Nepenthes-soorten, of bekerplanten, groeien op bodems die arm zijn aan voedingsstoffen.

Slapende vleermuis

Die hebben ze natuurlijk wel nodig, en daarom vangen ze insecten in hun bekers. De prooien worden gelokt met een lekker geurtje, kruipen de beker in, glijden langs de gladde wand naar beneden en plonzen in een vloeistof die ze verteert. Daarbij komen voedingsstoffen vrij die de plant vervolgens uit de verteringsvloeistof kan opnemen. De insecten zijn vooral belangrijk als bron van stikstof.
Maar Nepenthes hemsleyana is maar een slechte insectenvanger, zagen Caroline en Michael Schöner. Hij bemachtigt veel minder prooien dan andere bekerplanten. Ze vroegen zich af hoe hij dan toch aan voldoende stikstof komt.

Toen ze tot hun verrassing in een aantal bekers een vleermuisje zagen dat er hing te pitten, zochten en vonden ze daarin de oplossing van het raadsel.

Comfortabel

Meestal troffen ze één diertje aan, soms een moeder met haar jong.
Het viel hen op dat de bekers van Nepenthes hemsleyana comfortabele slaapplaatsen voor de gasten zijn. Ze zijn veel langer en smaller dan de bekers van andere bekerplanten en er staat maar een klein laagje verteringsvloeistof in. Zo passen er twee vleermuizen, ongeveer vier centimeter lang, boven elkaar. Halverwege de beker is er een verdikte rand die een vleermuis steun geeft, zodat hij zich niet aan de glibberige wand vast hoeft te houden.
Alles wijst er dus op dat de vleermuis een welkome gast is.

En dat is hij ook: de onderzoekers lieten zien dat de plant stikstof haalt uit de urine en uitwerpselen die de logés in de verteringsvloeistof laten vallen. Plant en vleermuis profiteren van elkaar.

Andere beker minder fijn

Het vleermuisje slaapt overdag nergens anders dan in bekers. Het vindt niet alleen onderdak in bekers van Nepenthes hemsleyana, maar ook in bekers van Nepenthes bicalcarata. Maar die hebben niet zijn voorkeur, en met recht. In deze bekers zijn temperatuur en vochtigheid overdag minder stabiel, wat minder behaaglijk is.
Bovendien kunnen de vleermuizen er parasieten oplopen die hun eitjes op de wand van de slaapplek leggen. In de bekers van Nepenthes hemsleyana glijden die eitjes de vloeistof in, maar de bekers van Nepenthes bicalcarata hebben minder gladde wanden waar de parasieteneitjes op blijven plakken. Vleermuisjes die tijdens het onderzoek van het Schöner-paar alleen in hemsleyana-bekers sliepen, hadden minder parasieten bij zich.
De hemsleyana-slapers waren ook wat zwaarder; dat is misschien te danken aan die lagere parasietenlast. Maar het kan ook zijn dat de zwaarste dieren de favoriete plaatsen weten in te nemen. De onderzoekers denken dat de vleermuizen alleen uitwijken naar bicalcarata als er geen geschikte hemsleyana-bekers beschikbaar zijn. Nepenthes bicalcarata komt meer voor en heeft meer bekers per plant.

Gast is niet nuttig

Overigens profiteert bicalcarata niet van de gasten. De vleermuizen kiezen van deze plant om de een of andere reden alleen bekers waarin geen verteringsvloeistof meer zit, zodat de plant de stikstof uit hun urine en uitwerpselen niet kan opnemen. Bicalcarata heeft een andere, ook bijzondere methode om aan extra stikstof te komen: daarvoor schakelt deze plant mieren in.

Er groeien op Borneo nog drie soorten bekerplanten die hun stikstof uit zoogdierpoep halen, maar op een andere manier dan hemsleyana, liet Lijin Chin een paar jaar geleden zien. De bergtoepaja (een boomspitsmuis) komt af op de nectar die de deksels van de bekers van deze planten aan de onderkant afscheiden. Om dat lekkers af te likken, moet hij boven de beker gaan staan, en zo vallen zijn uitwerpselen daarin.

Willy van Strien

Foto: Ch’ien C. Lee

Snoepende bergtoepaja op YouTube

Zie ook:
Mieren die in de pot pissen

Bronnen:
Schöner, C.R., M.G. Schöner, G. Kerth & T.U. Grafe, 2013. Supply determines demand: influence of partner quality and quantity on the interactions between bats and pitcher plants. Oecologia, 23 februari online. Doi: 10.1007/s00442-013-2615-x
Grafe, T.U., C.R. Schöner, G. Kerth, A. Junaidi & M.G. Schöner, 2011.A novel resource-service mutualism between bats and pitcher plants. Biology Letters 7: 436-439. Doi: 10.1098/rsbl.2010.1141
Chin, L., J.A. Moran & C. Clarke, 2010. Trap geometry in three giant montane pitcher plant species from Borneo is a function of tree shrew body size. New Phytologist 186: 461-470. Doi: 10.1111/j.1469-8137.2009.03166.x

Vrouwenversierder blijft wakker

5 oktober 2012 /

Gestreepte strandloper levert slaap in voor meer nageslacht

Voor mannen van de gestreepte strandloper, Calidris melanotos, is het paarseizoen een drukke tijd, want ze moeten veel moeite doen om vrouwtjes te verleiden. Hoe minder ze slapen, hoe meer tijd ze daarvoor hebben, schrijven John Lesku en collega’s.

De zon gaat niet onder in juni op de toendra’s van Alaska. En als het niet donker wordt, is het zonde van de tijd om te gaan pitten. In elk geval voor de mannen van de gestreepte strandloper, liet John Lesku zien. De mannen die het langst wakker waren, kregen de meeste jongen.

De mannetjes van de gestreepte strandloper, Calidris melanotos, laten de zorg voor de nakomelingen helemaal aan de vrouwtjes over; die broeden in hun eentje vier eieren uit en brengen de jongen groot. Een mannetje hoeft alleen zijn zaad te leveren.
Maar dan wel aan zoveel mogelijk vrouwen; het mannetje dat de meeste vrouwtjes bevrucht krijgt immers de meeste nakomelingen.

Druk

Maar vrouwen laten zich maar moeilijk tot een paring verleiden, hoezeer mannen zich ook uitsloven met baltsgedrag waarbij ze hun borstveren opzetten en af en toe opvliegen. De beste manier voor mannen om meer succes te hebben is simpelweg om er zoveel mogelijk tijd in te steken. Intussen moeten ze ook nog hun territorium verdedigen tegen andere mannen.
Ze zijn dus voortdurend druk.

In de drie weken dat het paarseizoen duurt is het dag en nacht licht en is dus het hele etmaal beschikbaar. Daar kunnen de mannen van profiteren – zolang het gebrek aan slaap hen niet opbreekt.

Doorhalen

Lesku en collega’s volgden alle mannen en een aantal vrouwen die ze dankzij kleurringen om de poten individueel herkenden. Ze maakten EEG’s om de hersenactiviteit van mannen te meten en met DNA-onderzoek gingen ze na wie de vader van elk jong was.
Mannen bleken zich in juni inderdaad weinig rust te gunnen; ze waren langer wakker dan vrouwen. Ze gingen pas weer meer slapen als de vrouwen eenmaal hun eieren hadden gelegd.

Maar dat doorhalen ging niet elk mannetje even goed af; de een wist veel langer bezig te blijven dan de ander. Kampioen was een mannetje dat 19 dagen achtereen nauwelijks sliep.

Meer nakomelingen

Lang wakker blijven, voor wie dat kon, wierp inderdaad zijn vruchten af: hoe langer een man wakker was, met hoe meer vrouwen hij paarde. De kortslapers bleken achteraf gemiddeld meer nakomelingen te hebben verwekt dan de langslapers.

Slaap biedt de hersenen gelegenheid om zich te herstellen van de activiteiten overdag. Maar de succesvolle mannen blijken een paar weken met weinig slaap toe te kunnen zonder dat hun prestaties daardoor verminderen. Kortslapende strandlopers slapen wel dieper als ze slapen, maar daar compenseren ze hun slaaptekort niet helemaal mee. Ze lijken er niet onder te lijden.

Willy van Strien

Foto: Bart Kempenaers (Max Planck Institute for Ornithology, Seewiesen)

Bron:
Lesku, J.A., N.C. Rattenborg, M. Valcu, A.L. Vyssotski, S. Kuhn, F. Kuemmeth, W. Heidrich & B. Kempenaers, 2012. Adaptive sleep loss in polygynous pectoral sandpipers. Science 337: 1654-1658. Doi: 10.1126/science.1220939

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑