Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Categorie: verdediging (Pagina 1 van 7)

Handtekening op ei

21 augustus 2023 /

Afrikaanse koekoek maakt weinig kans bij treurdrongo

Afrikaanse koekoek heeft geen succes bij treurdrongo

Vrouwen van de Afrikaanse koekoek leggen hun eieren in nesten van de treurdrongo. Ze bootsen de eieren van drongo’s prima na – en toch ontmaskeren drongo’s meer dan 90 procent van de koekoekseieren, laten Jess Lund en collega’s zien.

Ten zuiden van de Sahara leeft de Afrikaanse koekoek, Cuculus gularis, die, net als de gewone Europese koekoek, eieren legt in nesten van andere vogelsoorten (een ei per nest) met de bedoeling dat pleegouders hun jongen grootbrengen. De broedparasiet richt zich op maar enkele vogelsoorten, waarvan de treurdrongo, Dicrurus adsimilis, een van de belangrijkste is.

Maar bij deze belangrijke gastheersoort heeft de koekoek nauwelijks succes, berekenen Jess Lund en collega’s. De beoogde pleegmoeder doorziet het bedrog meestal doordat ze op haar eigen eieren een ‘handtekening’ heeft gezet ter verificatie.

Het is het gevolg van de lange evolutionaire geschiedenis die Afrikaanse koekoek en treurdrongo delen. Tussen beide vogelsoorten bestaat een groot conflict, want de broedparasiet kan niet zonder de diensten van de pleegouder, en voor de pleegouder is de belasting enorm.

Wapenwedloop

Het begint er al mee dat de Afrikaanse koekoek een drongo-ei vernietigt als ze een ei komt leggen in het nest van een treurdrongo-paar. Het koekoeksjong maakt de klus af. Het komt als eerste uit en wipt de drongo-eieren uit het nest; mocht er daar al een van zijn uitgekomen, dan wordt dat jong er ook uit gekieperd. De pleegouders verliezen dus hun hele legsel. Vervolgens zijn ze weken zoet met de veeleisende zorg voor het pleegjong.

Dit conflict met grote belangen deed een wapenwedloop ontstaan. De drongo leerde om de eieren van de koekoek te herkennen en uit hun nest te gooien. Als reactie daarop ontwikkelde de koekoek eieren die steeds beter op drongo-eieren gingen lijken. Momenteel is de mimicry vrijwel perfect: in de ogen van drongo’s zien koekoekseieren er precies zo uit als drongo-eieren.

Individuele handtekening

De eieren van de treurdrongo zijn zeer variabel. De achtergrondkleur varieert van wit tot roodbruin, en de eieren kunnen effen, gestippeld of gevlekt zijn. Dezelfde variatie hebben eieren van de Afrikaanse koekoek. Op populatieniveau is de nabootsing uitstekend en het lijkt alsof de Afrikaanse koekoek voor ligt in de wapenwedloop.

Maar in werkelijkheid staat de treurdrongo er veel beter voor.

Dat komt doordat een drongo-vrouw eieren produceert die er allemaal precies hetzelfde uitzien. Elke vrouw heeft haar eigen karakteristieke kleur en patroon. Zo zet ze als het ware een onderscheidende handtekening op elk ei ter verificatie: deze heb ik gelegd. Een koekoeksvrouw legt weliswaar een ei met een uiterlijk dat valt binnen de drongo-variatie, maar ze legt haar eieren in willekeurige drongo-nesten. De kans dat ze een ei legt bij een drongo-vrouw die precies hetzelfde ei maakt, is klein. Het koekoeksei wijkt meestal af.

Beschermd

Met experimenten en modellen voorspellen de onderzoekers hoe groot de kans is dat een treurdrongo een ei van de Afrikaanse koekoek in het nest herkent en verwerpt. En dat is meer dan 90 procent! Zonder individuele handtekeningen zou die kans veel kleiner zijn. Dus de strategie van drongo’s – grote variatie tussen legsels, grote eenvormigheid binnen legsels – is een uitstekend antwoord op de vrijwel perfecte nabootsing door koekoeken. De treurdrongo heeft zich effectief beschermd tegen de broedparasiet.

En zo is de Afrikaanse koekoek weinig succesvol bij deze gastheer. Slechts een enkele keer wordt een koekoeksei geaccepteerd. Als je ook nog bedenkt dat ongeveer een op de vijf drongo-nesten tijdens de broedtijd verloren gaat, komt het voortplantingssucces van de broedparasiet uiterst laag uit. Maar dat lage succes is kennelijk genoeg om zich als soort te kunnen handhaven.

De treurdrongo is zelf ook een parasiet, maar van een ander type: hij steelt prooien die andere vogels bemachtigd hebben.

Willy van Strien

Foto: Afrikaanse koekoek. Alastair Rae (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.0)

Zie ook: gelegenheidsdieven

Bronnen:
Lund, J., T. Dixit, M.C. Attwood, S. Hamama, C. Moya, M. Stevens, G.A. Jamie & C.N. Spottiswoode, 2023. When perfection isn’t enough: host egg signatures are an effective defence against high-fidelity African cuckoo mimicry. Proceedings of the Royal Society B, 26 juli online. Doi: 10.1098/rspb.2023.1125
Stoddard, M.C., R.M. Kilner & C. Town, 2014. Pattern recognition algorithm reveals how birds evolve individual egg pattern signatures. Nature Communications 5: 4117. Doi: 10.1038/ncomms5117

Gif met een verhaal

9 augustus 2023 /

Rups van flanelmot verdedigt zich met bacterieel eiwit

Rups van flanelmot Megalopyge opercularis kan gemeen steken.

Flanelmot-rupsen beschikken over een voor motten uniek gif dat helse pijn veroorzaakt en roofvijanden afschrikt. Andrew Walker en collega’s ontsloten de verrassende herkomst van dit gif.

Flanelmotten hebben rupsen met een aaibaar uiterlijk: ze hebben een ‘vacht’ van lange, vaak golvende haren. Maar aaien is geen goed idee, want onder de haren schuilen stekels die bij aanraken een gif inspuiten. Een helse pijn die uren- of dagenlang kan aanhouden is het gevolg. Flanelmotten vormen de familie Megalopygidae. De familie telt zo’n 250 soorten die leven in Noord-, Midden- en Zuid-Amerika.

In het gifmengsel van de rupsen zijn bepaalde eiwitten de boosdoeners. Die eiwitten hebben een bijzondere evolutionaire geschiedenis, ontdekten Andrew Walker en collega’s.

Gaatjes

De onderzoekers waren nieuwsgierig naar de samenstelling en werkwijze van het gif van flanelmot-rupsen. Ze namen twee soorten onder de loep: de zuidelijke flanelmot Megalopyge opercularis en de zwartgegolfde flanelmot Megalopyge crispata. Het verraste hen dat de giftige eiwitten, die ze megalysinen noemen, sterk bleken te lijken op giftige eiwitten van ziekteverwekkende bacteriën, zoals Clostridium. De bacteriële eiwitten zijn schadelijk doordat ze cellen van slachtoffers lek prikken. En precies dat, zo bleek uit experimenten, doen de giftige eiwitten van flanelmot-rupsen ook: ze maken gaatjes in de zenuwcellen van dieren. De zenuwcellen vuren vervolgens signalen af die de pijnsensatie veroorzaken.

Er bestaan meer soorten vlinders en motten met giftige rupsen, maar zij hebben heel andere soorten gif. Het gif van de Megalopygide-familie is uniek onder vlinders en motten. Is het niet gek dat rupsen van deze familie hetzelfde type giftige eiwitten maken als bacteriën? Is dat toevallig?

Verdediging

Nee, het is geen toeval. Een voorouder van vlinders en motten heeft genen die voor gaatjes-makende eiwitten coderen ooit op de een of andere manier overgenomen van bacteriën, en daarna hebben vlinders en motten die genen behouden (overdracht van genen tussen soorten komt voor, maar is zeldzaam). Kennelijk zijn de eiwitten nuttig voor hen, maar welke functie ze hebben is nog niet bekend. Ze dienen in elk geval niet als gif.

Behalve dan bij leden van de Megalopygide-familie. Die zetten deze eiwitten wel weer in als gif waarmee rupsen zich tegen hun roofvijanden verdedigen.

Vogel aapt de flanelmot-rupsen na

En dat werkt uitstekend. Als een dier eenmaal geprobeerd heeft om een flanelmot-rups te pakken en gestoken is, zit de schrik er goed in en zal hij zulke diertjes voortaan met rust laten. Jongen van de grauwe treurtiran (Laniocera hypopyrra, een Zuid-Amerikaanse zangvogel) doen er hun voordeel mee. Ze bootsen overtuigend het uiterlijk en gedrag van een flanelmot-rups na, en zonder zelf giftig te zijn schrikken ze zo toch roofvijanden af.

Flanelmotten zijn niet de enigen die dit soort gaatjes-makende, van bacteriën afkomstige eiwitten als gif toepassen. Sommige duizendpoten, kwallen en vissen doen dat ook.

Willy van Strien

Foto: Rups van zuidelijke flanelmot Megalopyge opercularis. Judy Gallagher (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

De onderzoekers geven uitleg op YouTube

Zie ook: het jong van de grauwe treurtiran imiteert de rups van een flanelmot

Bron:
Walker, A.A., S.D. Robinson, D.J. Merritt, F.C. Cardoso, M.H. Goudarzi, R.S. Mercedes, D.A. Eagles, P. Cooper, C.N. Zdenek, B.G. Fry, D.W. Hall, I. Vetter & G.F. King, 2023. Horizontal gene transfer underlies the painful stings of asp caterpillars (Lepidoptera: Megalopygidae). PNAS 120: e230587110. Doi: 10.1073/pnas.2305871120

Poetsende mieren hebben succes

14 februari 2023 /

Metarhizium-schimmel maakt minder slachtoffers

Argentijnse mier verwijdert sporen van Metarhizium-schimmel

Mieren verdedigen zich tegen ziekteverwekkende Metarhizium-schimmel door schimmelsporen van elkaar af te plukken. Langdurige blootstelling aan dat poetsgedrag maakt de schimmel minder dodelijk, laten Miriam Stock en collega’s zien.

Een Metarhizium-schimmel kan in een mierennest snel om zich heen grijpen doordat de mieren elkaar makkelijk met schimmelsporen besmetten. Maar de dieren ondernemen actie om de ziekteverwekker te remmen. Dat laat de schimmel niet onberoerd, tonen Miriam Stock en collega’s met experimenten aan.

Om de schimmel tegen te werken, kunnen mieren nest en broed (eitjes, larven en poppen) desinfecteren met een mengsel van mierenzuur, dat ze maken in een gifklier, en boomhars. Bovendien blijft een zieke mier weg van het broed en brengt ze steeds meer tijd buiten het nest door om haar nestgenoten niet in gevaar te brengen. En daarbij houden de beestjes elkaar schoon. Als er sporen van de schimmel op een mier terechtkomen, halen haar maatjes die sporen eraf, met het risico dat ze zelf besmet raken, of ze besproeien ze met mierenzuur.

Nieuwe sporen

Die zorgzame nestgenoten moeten er snel bij zijn. De sporen zetten zich namelijk vast op de getroffen mier en ontkiemen, en daarna is er niets meer tegen te doen. De schimmel dringt naar binnen en groeit daar uit, en de mier bezwijkt eraan. Dan verschijnt de schimmel op het dode lichaam en vormt sporen die nieuwe slachtoffers maken in een volgende infectieronde.

In proeven met de Argentijnse mier, Linepithema humile, laat Stock zien dat tijdige zorg inderdaad helpt; de aanwezigheid van andere mieren maakt de kans kleiner dat een mier na contact met schimmelsporen dood gaat.

Maar het schoonmaken doet ook iets met de schimmel, zo blijkt.

Metarhizium-schimmel past zich aan

De proeven bestonden uit reeksen waarin de Metarhizium-schimmel herhaaldelijk via sporen van een overleden mier overging op een nieuw slachtoffer. In de helft van die reeksen werd de besmette mier alleen gehouden, in de andere helft had ze gezelschap van twee nestgenoten die de sporen konden verwijderen. In een eindtest na tien infectieronden lieten de onderzoekers de schimmel hetzij een geïsoleerde mier, hetzij een mier met gezelschap infecteren.

Schimmellijnen die steeds op een geïsoleerde mier hadden gegroeid, veroorzaakten in de eindtest veel sterfte onder nieuw-besmette mieren die geen zorg van andere kregen. Maar schimmellijnen die steeds een mier hadden geïnfecteerd die gezelschap had van andere mieren – en dus van sporen ontdaan werd -, waren veranderd. Ze vormden maar liefst twee keer zo veel sporen, maar maakten desondanks minder slachtoffers onder mieren waarmee ze in contact kwamen, ook als er geen nestgenoten waren om te helpen. Deze schimmellijnen waren minder dodelijk geworden.

Essentieel stofje

En er was nog iets: de sporen van die ‘gezelschap-schimmels’ werden door de mieren minder goed  opgemerkt en weggehaald. De onderzoekers kwamen erachter dat deze sporen minder ergosterol aanmaakten; dat is een geurende stof die bij alle schimmels voorkomt en waar mieren kennelijk op aanslaan. Zo ontsnappen de ‘gezelschap-schimmels’ aan poetsende mieren.

Maar dat gaat niet voor niets. Ergosterol is een essentieel onderdeel van het omhulsel van sporen. Dat de ‘gezelschap-schimmellijnen’ minder van dit belangrijke stofje maken, verklaart waarschijnlijk dat deze schimmels minder dodelijk zijn.

Sporen van een Metarhizium-schimmel verwijderen, zoals mieren doen, is dus zinvol op twee manieren. Het werkt meteen als mieren snel sporen van een nestgenoot afhalen en haar zo van de dood redden. En op langere termijn maakt het de schimmel minder gevaarlijk.

Willy van Strien

Foto: Argentijnse mieren wisselen voedsel uit. Davefoc (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Zie ook: mieren ontsmetten hun nest met een mengsel van hars en mierenzuur

Bronnen:
Stock, M., B. Milutinović, M. Hoenigsberger, A.V. Grasse, F. Wiesenhofer, N. Kampleitner, M. Narasimhan, T. Schmitt & S. Cremer, 2023. Pathogen evasion of social immunity. Nature Ecology & Evolution, 2 februari online. Doi: 10.1038/s41559-023-01981-6
Brütsch, T., G. Jaffuel, A. Vallat, T.C.J. Turlings & M. Chapuisat, 2017. Wood ants produce a potent antimicrobial agent by applying formic acid on tree-collected resin. Ecology and Evolution 7: 2249-2254. Doi: 10.1002/ece3.2834
Bos, N., T. Lefèvre, A.B. Jensen & P. D’Ettore, 2012. Sick ants become unsociable. Journal of Evolutionary Biology 25: 342-351. Doi: 10.1111/j.1420-9101.2011.02425.x
Chapuisat, M., A. Oppliger, P. Magliano & P. Christe, 2007. Wood ants use resin to protect themselves against pathogens. Proceedings of the Royal Society B 274: 2013-2017. Doi: 10.1098/rspb.2007.0531

Kleur bekennen

3 augustus 2022 /

Egeïsche muurhagedis met witte keel is dapperder

Egeïsche hagedis met witte keel is dapperder

Voor de Egeïsche muurhagedis geldt: wie het meest opvallende kleurtje heeft, gaat er het snelste vandoor als er een vijand opdoemt, schrijven Kinsey Brock en Indiana Madden.

Van de Egeïsche muurhagedis, Podarcis erhardii, komen verschillende kleurvormen voor: de dieren hebben een witte, gele of oranje keel. Ze zijn te vinden op muurtjes in het zuidoosten van Europa, in een droog landschap met stugge struiken. Ze hebben verschillende roofvijanden: slangen, vogels en zoogdieren.

Verschijnt er een roofvijand, dan zal een hagedis vluchten. Maar dat betekent wel dat hij moet stoppen met wat hij deed: zonnen of voedsel zoeken. Hij gaat er daarom pas vandoor als het echt nodig is. Kinsey Brock en Indiana Madden wilden weten of de drie kleurvormen dezelfde ‘vluchtafstand’ hebben of niet. Ze gingen na tot welke afstand ze een hagedis konden benaderen voor hij op de vlucht sloeg.

Voorzichtig

De keelkleur van de Egeïsche muurhagedis is erfelijk bepaald. De meeste dieren, zowel mannen als vrouwen, hebben een witte keel; geel en oranje komen minder vaak voor. Er zijn ook dieren met een tweekleurige keel, maar die zijn zeldzaam. Brock en Madden deden hun onderzoek op het Griekse eiland Naxos, aan hagedissen met een effen keelkleur.

Je kunt muurhagedissen met een witte keel het meest dicht benaderen, constateerden ze; hagedissen met een oranje keel gaan er het snelst vandoor; geel-gekeelde dieren zitten ertussenin.

Dieren met een oranje keel zijn dus het voorzichtigst. Ze blijven ook altijd het dichtst in de buurt van een vluchtplaats: een spleet in een muur of dichte begroeiing. En als ze zijn gevlucht, komen ze minder snel weer tevoorschijn dan dieren met gele of witte kelen.

Het sluit aan bij labonderzoek dat liet zien dat mannen met een witte keel het meest agressief, brutaal en dapper zijn.

Afstekende kleur

Dat een Egeïsche muurhagedis met oranje keel meer op zijn hoede is, zal zijn omdat hij meer opvalt. Het grijsbruine vlekkerige lichaam heeft een schutkleur, maar een gele, en vooral een oranje keel steekt af tegen de achtergrond. Een roofvijand ontdekt een hagedis met een oranje keel daardoor makkelijker, dus die moet op zijn beurt eerder wegschieten om de vijand te snel af te zijn.

Willy van Strien

Foto: Mannetje Podarcis erhardii met witte keel. Gailhampshire (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

Bron:
Brock, K.M. & I.E. Madden, 2022. Morph‑specific differences in escape behavior in a color polymorphic lizard. Behavioral Ecology and Sociobiology 76: 104. Doi: 10.1007/s00265-022-03211-8

Zoemen tegen uilen

30 mei 2022 /

Vale vleermuis imiteert geluid van bijen en wespen

Vale vleermuis misleidt uilen met gezoem

Uilen mijden het gezoem van boze bijen en wespen. Daar maakt de vale vleermuis handig gebruik van door dat geluid na te bootsen, laten Leonardo Ancillotto en collega’s zien.

Een vale vleermuis in het nauw doet iets raars: hij maakt een geluid dat klinkt als het gezoem van een opgeschrikte groep bijen of wespen. Dat viel Leonardo Ancillotto en collega’s op toen ze bij hun onderzoek de diertjes vastpakten. Ze dachten: zou het kunnen dat vleermuizen het geluid van gealarmeerde bijen en wespen nabootsen als ze zich bedreigd voelen door een mogelijke roofvijand om die af te schrikken? Het was een nieuw onderzoek waard.

De vale vleermuis, Myotis myotis, komt bijna overal in Europa voor. Zijn vijanden zijn uilen, die net als vleermuizen actief zijn als het donker is.

Strottenhoofd

Om erachter te komen of hun idee klopte, analyseerden de onderzoekers eerst geluidsopnamen van zoemende vleermuizen en vergeleken dat met het gezoem dat een aantal soorten bijen en wespen voortbrengen als ze worden lastiggevallen en hun nest verdedigen. Onder die soorten waren honingbij (Apis mellifera) en hoornaar (Vespa crabro). En inderdaad: de zoemgeluiden leken op elkaar, zeker in de oren van een uil.

De overeenkomst is opmerkelijk, want het geluid komt op verschillende manieren tot stand. Bijen en wespen zoemen door met hun vleugels te slaan, terwijl vleermuizen het geluid met hun strottenhoofd maken.

Vervolgens deden de onderzoekers playback-experimenten waarin ze opnamen van het gezoem van honingbij, hoornaar of vale vleermuis afspeelden voor een aantal kerkuilen en bosuilen. Het vleermuisgezoem leek namelijk het meest op dat van honingbij en hoornaar. Bovendien leven deze insecten in boomholten, en daar willen uilen nog wel eens een kijkje nemen. Ter controle speelden ze de roepjes af waarmee een andere vleermuis, de Europese bulvleermuis (Tadarida teniotis), communiceert.

Ervaring

De uilen gingen weg van luidsprekers waaruit gezoem klonk, of dat nu van honingbij, hoornaar of vale vleermuis afkomstig was. Vleermuisroepjes trokken hun juist aan. Wilde uilen, die wellicht ooit boze bijen of wespen hebben ontmoet en daarbij pijnlijke steken  opliepen, moesten nog minder van zoemgeluiden hebben dan uilen die in gevangenschap waren grootgebracht.

Ligt het eigenlijk voor de hand dat nachtdieren zoals uilen bang zijn voor bijen en wespen, die overdag actief zijn? Ja, die angst is denkbaar. Honingbijen vliegen ‘s zomers tot in de late avond en hoornaars vliegen soms ’s nachts, bij maanlicht of kunstlicht. Kerkuilen komen al in de schemering tevoorschijn, en bosuilen jagen soms zelfs overdag in de periode dat ze hongerige jongen hebben.

Kennelijk zijn de uilen beducht voor bijen en wespen en houden de vleermuizen hen voor de gek. Zoemen als bijen of wespen, oftewel akoestische mimicry, is misschien het enige dat ze tegen hun roofvijand kunnen uitrichten.

Willy van Strien

Foto: Vale vleermuis. Kovács Richárd (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 3.0)

Ander voorbeeld van mimicry: jonge grauwe treurtiran bootst giftige rups na

Bron:
Ancillotto, L., D. Pafundi, F. Cappa, G. Chaverri, M. Gamba, R. Cervo & D. Russo, 2022. Bats mimic hymenopteran insect sounds to deter predators. Current Biology 32: R408-R409. Doi: 10.1016/j.cub.2022.03.052

Kleppen dicht

10 februari 2022 /

Mosselen leren infectie met parasieten te vermijden

mosselen sluiten zich als parasiet in de buurt is

Mosselen passen hun gedrag aan als er parasitaire larven in de buurt zijn, blijkt uit onderzoek van Christian Selbach en collega’s.

Tijdens de voedselopname lopen gewone mosselen, Mytilus edulis,  een risico. De tweekleppige weekdieren voeden zich door water te filteren. Door een instroomopening komt dat binnen en het stroomt langs bladkieuwen, die niet alleen zuurstof uit het water halen, maar ook voedseldeeltjes, voornamelijk plankton. Die deeltjes komen terecht op een slijmlaag en worden naar de maag getransporteerd. Via een uitstroomopening gaat het water weer naar buiten.

Met het instromende water kunnen de mosselen larven binnenkrijgen van een schadelijke parasiet.

Mosselen die al eerder met de parasiet in aanraking zijn geweest, hebben geleerd om voorzichtig te zijn. Merken ze dat er parasieten aanwezig zijn, dan sluiten ze de kleppen en stoppen ze met water filteren om een nieuwe infectie te vermijden, laten Christian Selbach en collega’s zien.

Tussengastheer

De parasiet, de zuigworm (of trematode) Himasthla elongata, heeft een ingewikkelde levensloop waarin mosselen onmisbaar zijn. Het begint in een vogel die aan of op zee leeft, zoals een scholekster, eidereend of zee-eend; in deze dieren gedijen volwassen parasieten. Ze paren en produceren eitjes die met de uitwerpselen van de vogel in het water terecht komen. De eitjes komen uit en de larven, zogenoemde miracidia, worden opgegeten door alikruiken; de kleine slakken fungeren als eerste tussengastheer.

De parasieten ontwikkelen zich in de slakjes tot een volgend larvenstadium, de cercariae, die ook weer in het zeewater terechtkomen. En dat zijn de larven die filterende mosselen infecteren, die de tweede tussengastheer zijn. Mosselen leven in de getijdenzone, niet ver van de kust, en kunnen daar grote schelpenbanken vormen.

Na opname door mosselen, vormen de parasitaire larven cysten, een soort ruststadium. Geïnfecteerde mosselen groeien slecht en zijn kwetsbaar voor mossel-etende vogels als scholekster, eidereend of zee-eend. En dat maakt de cirkel rond: die vogels zijn de eindgastheer. Als een vogel geïnfecteerde mosselen heeft gegeten, worden de parasieten volwassen en begint het verhaal van voren af aan.

Afsluiten

Zijn er infectieuze larven in het water, dan kunnen mosselen niet voorkomen dat ze die binnenkrijgen als ze filteren. Het enige wat ze kunnen doen is stoppen met water innemen. Maar dat heeft een prijs, want het betekent ook dat ze geen zuurstof en voedsel kunnen opnemen.

Toch doen ze het, blijkt uit proeven van Selbach waarin mosselen aan parasieten werden blootgesteld. Maar ze moeten het wel leren.

Mosselen zonder eerdere ervaring met de parasieten filteren door als ze aan de larven worden blootgesteld. Maar dieren die al eerder met de parasiet in aanraking kwamen en geïnfecteerd raakten, sluiten zich nu af. Ze filteren langzamer en doen de kleppen dicht. Dat kost energie, want ze moeten de sluitspier aanspannen. Maar het is kennelijk erger om nog eens een portie parasitaire larven binnen te krijgen.

Nu zou het interessant zijn om te achterhalen hoe de mosselen merken dat er infectieuze larven in de buurt zijn, want dat is nog onduidelijk.

Willy van Strien

Foto: Gewone mossel. Inductiveload (Wikimedia Commons, publiek domein)

Bron:
Selbach, C., L. Marchant & K.N. Mouritsen, 2022. Mussel memory: can bivalves learn to fear parasites? Royal Society Open Science 9: 211774. Doi: 10.1098/rsos.211774

Bubbel op de kop

3 juni 2021 /

Duikende wateranolis gebruikt uitgeademde lucht opnieuw

Wateranolis hergebruikt uitgeademde lucht

Sommige Anolis-hagedissoorten kunnen een tijd onder water blijven zonder te verdrinken. Dankzij een laag lucht om hun waterafstotende huid blijven ze ademhalen, schrijven Chris Boccia en collega’s.

De wateranolis, Anolis aquaticus, is geen snelle hagedis. Maar aan een roofvijand, zoals een grotere hagedis, slang of vogel, weet hij vaak toch te ontkomen. Bij gevaar plonst hij namelijk het water in om uit het zicht te zijn. Hoewel hij soms pas na een kwartier weer opduikt, komt hij niet in ademnood. Want hij weet de lucht die hij bij zich heeft ten volle te benutten, laten Chris Boccia en collega’s zien.

De wateranolis uit Costa Rica is een van ruim 400 Anolis-hagedissoorten, die in tropisch Amerika voorkomen. Sommige soorten, waaronder deze, leven bij water en duiken regelmatig onder. De onderzoekers bestudeerden hoe deze semi-aquatische soorten zich onder water redden en hoe ze daarin verschillen van soorten die altijd op het droge blijven.

Alle Anolis-soorten blijken een sterk waterafstotende huid te hebben. Raken ze te water, dan ontstaat een dun laagje lucht tussen water en huid rond het hele lichaam. Oftewel: ze worden niet nat, zoals andere hagedissen. Een gevolg daarvan is dat er geen luchtbelletjes naar het wateroppervlak borrelen om daar te ontsnappen als een anolis onder water uitademt, zoals bij andere dieren. In plaats daarvan wordt de uitgeademde lucht opgenomen in het luchtlaagje om het lichaam. Dat is te zien doordat zich bij de neusgaten een luchtbel vormt. Bij de wateranolis verschijnt die bubbel bovenop zijn kop.

Bubbel

Semi-aquatische soorten als de wateranolis gebruiken die vastgehouden lucht. Zij ademen hem weer in. En weer uit, en weer in, minstens vijf keer.

Hoe helpt dat?

Ademhalen is nodig om zuurstof vanuit de lucht in het bloed op te nemen en koolstofdioxide te verwijderen. Die uitwisseling gebeurt in de longen. Het koolstofdioxide dat een duikende anolis uitademt, lost vanuit de luchtbel goed op in het water. Dus dat afvalgas raakt hij kwijt.

Bovendien neemt hij bij elke ademhaling zuurstof uit de luchtbel op, laten de onderzoekers zien. De hoeveelheid zuurstof in de bubbel daalt namelijk langzaam. Mogelijk wordt de voorraad deels bijgevuld als de lucht die uit de longen komt en daar zuurstof heeft afgestaan, zich mengt met lucht die de longen niet passeerde: de luchtlaag rond de huid en lucht uit mond, neus en luchtpijp.

Geduld

En heel misschien werkt de luchtbel als een kieuw; misschien neemt hij zuurstof uit water op. Dat kan nooit genoeg zijn voor een langdurig verblijf onder water. Maar het kan misschien de maximale duiktijd verlengen. Een mogelijke aanwijzing voor die zuurstofaanvulling is, dat de hoeveelheid zuurstof in de luchtbel steeds wat langzamer afneemt. Maar dat kan ook komen doordat het dier de stofwisseling onder water op een lager pitje zet en zodoende minder zuurstof verbruikt.

‘Droge’ Anolis-soorten hergebruiken uitgeademde lucht af en toe als ze onder water geraken, maar zij doen dat niet routinematig en niet zo langdurig als de wateranolis en andere semi-aquatische soorten – die het moeten zien vol te houden tot het geduld van de gevreesde roofvijand op is.

Willy van Strien

Foto: ondergedoken wateranolis met bubbel op zijn snuit. ©Lindsey Swierk

Op You Tube laten de onderzoekers het zien: hier en hier

Bron:
Boccia, C.K., L. Swierk, F.P. Ayala-Varela, J. Boccia, I.L. Borges, C.A. Estupiñán, A.M. Martin, R.E. Martínez-Grimaldo, S. Ovalle, S. Senthivasan, K.S. Toyama, M. del Rosario Castañeda, A. García, R.E. Glor & D.L. Mahler, 2021. Repeated evolution of underwater rebreathing in diving Anolis lizards. Current Biology, 12 mei online. Doi: 10.1016/j.cub.2021.04.040

Hoornaars maken rechtsomkeert

31 december 2020 /

Aziatische honingbij ontmoedigt zijn vijand

Hoornaars jagen op Aziatische honingbij

Hoornaars zijn gevaarlijke roofvijanden van de Aziatische honingbij. Die probeert het gevaar af te wenden . Dat kan door naderende hoornaars te laten weten dat ze zijn gezien, zoals Shihao Dong en collega’s beschrijven, of door de nestingang met poep te beplakken, zoals Heather Mattila en collega’s laten zien.

De Aziatische honingbij, Apis cerana, heeft veel meer met gevaarlijke hoornaars te maken dan de Europese honingbij. Zo’n grote wesp met sterke kaken en giftige angel kan voor een kolonie van honingbijen hangen en foeragerende bijenwerksters uit de lucht plukken om op te eten.

En erger: hoornaars kunnen ook in groepen opereren, een bijennest binnengaan, alle volwassen bijen die niet op de vlucht slaan doden en bezit nemen van de larven en poppen. Die brengen ze naar hun eigen nest om aan hun eigen nakomelingen te voeren. Net als honingbijen leven hoornaars in sociale groepen met een koningin die eitjes legt en werksters die haar nakomelingen verzorgen.

Kortom: bezoek van hoornaars is iets wat bijen beslist niet moeten hebben.

Aziatische honingbijen hebben dan ook verschillende verdedigingsmechanismen ontwikkeld. De bijen laten een hoornaar die naderbij komt weten dat ze klaar staan om zich te verdedigen, schrijven Shihao Dong en collega’s. Een verrassingsaanval zit er dan niet in. Of ze smeren dierenpoep om de ingang van hun nest om de vijand af te schrikken, laten Heather Mattila en collega’s zien.

Gezien

Hoornaars zijn vooral in de herfst gevaarlijk, als het broed veel dierlijk voedsel nodig heeft.

Een hoornaar die een kolonie van Aziatische honingbijen vindt, kan niet zomaar naar binnen. Want de nestingang is te klein en wordt bewaakt door bijenwachters die hun nestgenoten kunnen alarmeren. Maar de hoornaar kan een chemisch geurmerk bij het nest aanbrengen en daarmee tientallen collega’s rekruteren, die gezamenlijk de nestopening met hun kaken vergroten en binnenvallen. Dat moeten de bijen zien te vermijden. Ze moeten die eerste hoornaar, de verkenner, afschrikken en een groepsaanval voorkómen.

Dat kan door zo’n hoornaar te laten merken dat ze gezien is, zoals Aziatische honingbijen in China doen. Als een Aziatische hoornaar, Vespa velutina, het nest nadert, zwaaien de bijenwachten met hun achterlijf. Andere wachters nemen deze beweging over, zelfs als ze de hoornaar niet met eigen ogen zien, en het gedrag trekt meer bijenwachters aan. Hoe dichterbij de hoornaar komt of hoe sneller zij vliegt, hoe sneller de zwaaibeweging wordt, tot meer dan 30 zwiepen per minuut.

Aziatische honingbijen doden hoornaars in hittebalHet schrikt de hoornaar af. Want als de bijen haar bijtijds in de gaten hebben, kunnen ze haar aanvallen en doden, zo was al bekend. Met een dichte bal van tientallen of honderden bijen sluiten ze haar in. De bijen laten hun vliegspieren trillen, zodat de temperatuur in de bal oploopt tot zo’n 47°C, een temperatuur die de bijen zelf nog net kunnen verdragen, en het gehalte aan koolstofdioxide stijgt. De hoornaar bezwijkt.

Maar het is beter als het zo ver niet komt, want het kost veel tijd en energie om een hoornaar in zo’n hittebal te doden. Niet alle bijen overleven de actie. Vandaar dat de bijen eerst proberen te vijand te ontmoedigen.

Bekakt

De Aziatische hoornaar is een kleine soort, en niet de gevaarlijkste voor de Aziatische honingbij. Hij voert geen groepsaanval uit en gaat geen bijennesten binnen. Bedreigender zijn de Aziatische reuzenhoornaar, Vespa mandarinia, en de daaraan verwante Vespa soror.

Om de grotere hoornaars te ontmoedigen, doen de Aziatische honingbijen wat meer moeite dan voor de kleine soort, zo lijkt het. In Vietnam weten ze de grote hoornaar Vespa soror van hun nest weg te houden door hoopjes dierenpoep rond de nestingang aan te brengen. Als werksters een hoornaar of haar chemische geurmerk opmerken, zoeken ze een hoop stront, halen er met hun monddelen een klontje vanaf, dragen dat naar het nest en plakken het bij de ingang. Ze doen dat niet als ze de kleinere Aziatische hoornaar, Vespa velutina, bij hun nest ontdekken.

Een bekakte ingang werkt afwerend: hoornaars gaan sneller weg en zijn minder geneigd om op het nest te landen en de ingang open te werken. De onderzoekers weten nog niet precies waarom de poep afwerend werkt.

Geurmerk gemaskeerd

In het noorden van Japan smeren de honingbijen een prutje van gekauwde plantenbladeren om de ingang van hun nest als ze een Aziatische reuzenhoornaar hebben gesignaleerd, bleek uit onderzoek van Ayumi Fujiwara. Het zou goed kunnen zijn dat de geur van het goedje het chemische geurmerk van de hoornaar maskeert. En misschien doet stinkende poep dat ook wel.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Japanse gele hoornaar, Vespa simillima xanthoptera, bij nest van Aziatische honingbij, Apis cerana. Takahashi (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.1 JP)
Klein: Aziatische honingbijen vormen een hittebal rondom twee hoornaars. Takahashi (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.1 JP)

Bronnen:
Dong, S., K. Tan & J.C. Nieh, 2020. Visual contagion in prey defence signals can enhance honest defence. Journal of Animal Ecology, 20 november online. Doi: 10.1111/1365-2656.13390
Mattila, H.R., G.W. Otis, L.T.P. Nguyen, H.D. Pham, O.M. Knight & N.T. Phan, 2020. Honey bees (Apis cerana) use animal feces as a tool to defend colonies against group attack by giant hornets (Vespa soror). PLoS ONE 15(12): e0242668. Doi: 10.1371/journal.pone.0242668
Fujiwara, A., M. Sasaki & I. Washitani, 2016. A scientific note on hive entrance smearing in Japanese Apis cerana induced by pre-mass attack scouting by the Asian giant hornet Vespa mandarinia. Apidologie 47: 789-791. Doi: 10.1007/s13592-016-0432-z
Tan, K., Z. Wang, H. Li, S. Yang, Z. Hu, G. Kastberger & B.P. Oldroyd, 2012. An ‘I see you’ prey-predator signal between the Asian honeybee, Apis cerana, and the hornet, Vespa velutina. Animal Behaviour 83: 879-882. Doi: 10.1016/j.anbehav.2011.12.031

Zuur na het zoet

16 november 2020 /

Mier slikt eigen mierenzuur om gezond te blijven

mierenzuur houdt schubmier gezond

Mierenzuur blijkt voor mieren een prima middel te zijn om een infectie door besmet voedsel te voorkómen, ontdekten Simon Tragust en collega’s. Een slok zuur na consumptie verhoogt de overlevingskans.

Mensen houden van zoete toetjes, maar voor schubmieren (Formicinae) geldt juist: na het zoet komt het zuur. Zij nemen een slok mierenzuur als ze wat gegeten of gedronken hebben, zagen Simon Tragust en collega’s.

Dat is opmerkelijk, want mierenzuur is een agressief, bijtend goedje. Schubmieren maken het aan in een gifklier die een opening heeft aan het eind van het achterlijf. Bekend was dat ze het ter verdediging naar roofvijanden spuiten, zoals vogels, spinnen en insecten, en dat is begrijpelijk. Maar inslikken?

Desinfecteren

Tragust en collega’s hadden eerder al laten zien dat schubmieren hun zuur niet alleen inzetten tegen roofvijanden, maar ook tegen ziekteverwekkers. Werksters gebruiken het in combinatie met hars om een ziekteverwekkende schimmel (Metarhizium brunneum) uit hun nest houden.

Daarnaast houden ze het broed met mierenzuur schoon. Ontdekken ze poppen die met sporen van de ziekteverwekkende schimmel zijn bedekt, dan maken ze die schoon en verspreiden ze er mierenzuur over, dat ze dat vanuit de klieropening in het achterlijf in de mond genomen hebben.

Zijn er toch al schimmelsporen op een pop ontkiemd en is de schimmel binnengedrongen, dan halen werksters de geïnfecteerde pop uit de cocon waarin hij zit, maken gaatjes in de huid en brengen daardoor mierenzuur in. Dan kan de schimmel niet meer doorgroeien en sporen vormen die de rest van de kolonie besmetten. De pop overleeft de behandeling niet, maar zou anders aan de schimmel te gronde zijn gegaan.

Zure krop

Nu komt dus een nieuwe toepassing van mierenzuur aan het licht: schubmieren slikken hun eigen mierenzuur in als ze iets gegeten of gedronken hebben. Tragust leidt dat af uit proeven in het lab met schubmier Camponotus floridanus. Hij gaf mieren honingwater of gewoon water en zag dat ze daarna aan hun achterlijf likten. Kennelijk namen ze dan zuur in de mondholte op en slikten het door, want Tragust liet zien dat de inhoud van hun krop, net voor de maag, daarna heel erg zuur werd.

Misschien, was het idee, slikken werksters mierenzuur om bacteriën te doden die op voedsel aanwezig kunnen zijn. En dat klopte, bleek uit proeven waarbij werksters voedsel kregen dat met een ziekteverwekkende bacterie (Serratia marcescens) was besmet. Bij mieren die daarna een slok mierenzuur namen, overleefde die bacterie het verblijf in de krop niet en bleef de rest van het darmstelsel schoon. Mieren die verhinderd werden om zuur op te nemen, liepen een groter risico op een dodelijke infectie.

Alleen bacteriën die in een zure omgeving gedijen overleven een zure krop, en zulke bacteriën bevolken dan ook de mierendarm. Maar dat zijn gunstige bacteriën, die helpen het voedsel te verteren.

Het zuur werkt dus uitstekend tegen ziekteverwekkende microben. Gelukkig hoeven wij niet zoals schubmieren een uiterst zuur toetje te nemen, want onze maag houdt zichzelf zuur.

Willy van Strien

Foto: Schubmier Camponotus cf. nicobarensis. ©Simon Tragust

Mieren gebruiken mierenzuur ook om hun nest schimmelvrij te houden

Bronnen:
Tragust, S., C. Herrmann, J. Häfner, R. Braasch, C. Tilgen, M. Hoock, M.A. Milidakis, R. Gross & H. Feldhaar, 2020. Formicine ants swallow their highly acidic poison for gut microbial selection and control. eLife 9: e60287. Doi: 10.7554/eLife.60287
Pull, C.D., L.V. Ugelvig, F. Wiesenhofer, A.V. Grasse, S. Tragust, T. Schmitt, M.J.F. Brown & S. Cremer, 2018. Destructive disinfection of infected brood prevents systemic disease spread in ant colonies. eLife 7: e32073. Doi: 10.7554/eLife.32073
Tragust, S., B. Mitteregger, V. Barone, M. Konrad, L.V. Ugelvig & S. Cremer, 2013. Ants disinfect fungus-exposed brood by oral uptake and spread of their poison. Current Biology 23: 76-82. Doi: 10.1016/j.cub.2012.11.034

Levensreddende versiering

23 juli 2020 /

Vogel pikt niet naar de spin, maar naar zijn webdecoratie

Spin Cyclosa monticola en zijn webdecoratie

Dankzij een opvallende decoratie in zijn web ontsnapt de spin Cyclosa monticola aan hongerige vogels, laten Nina Ma en collega’s zien. De vogels grijpen mis.

De spin Cyclosa monticola, die algemeen voorkomt in Oost Azië, maakt veel werk van zijn web. Het bestaat niet alleen uit kleverige draden, maar draagt ook een opvallende, rechtlijnige band van rommeltjes. Er zijn vervellingshuidjes, prooiresten, stukjes blad en steeltjes in verwerkt. Volgens Nina Ma en collega’s leidt deze versiering met afval roofvijanden af, met name vogels, zodat ze niet naar de spin pikken.

De spin zit midden in het web, de decoratieband strekt zich vanaf die plek naar twee kanten uit. De webeigenaar valt bijna niet op, want de kleur van het beestje komt overeen met de kleur van de decoratie. Vogels kunnen de kleuren niet van elkaar onderscheiden.

Schaartje

De onderzoekers vroegen zich af of Cyclosa monticola, een lekker hapje voor veel vogels, daardoor veiliger is. Om daar achter te komen lieten ze kippenkuikens los bij spinnenwebben, per kuiken één web. Sommige kuikens kregen een web met de bewoner erin; uit de helft van deze webben hadden de onderzoekers met een fijn schaartje de decoratie weggeknipt zonder het web te beschadigen. Andere kuikens kregen, ter vergelijking, ofwel een leeg web, ofwel een web met alleen een decoratie. De meeste kuikens pikten snel naar een web waarin iets (spin en/of decoratie) te zien was. De onderzoekers waren geïnteresseerd in hun eerste doelwit.

Spinnen die van hun webversiering waren beroofd, werden bijna altijd door het kuiken gepakt. Maar spinnen die hun decoratie hadden mogen behouden, ontsprongen meestal de dans. Het kuiken pikte dan niet naar de spin, maar naar de rommeltjes, en de spin liet zich snel vallen om te ontsnappen. De versiering zorgde inderdaad voor veiligheid.

Aantrekkelijker

Hoewel de spin niet opvalt in de afval-versiering, was die bescherming niet alleen te danken aan camouflage, beredeneren de onderzoekers. Want dan zouden de kuikens naar een willekeurige plek pikken en zou het risico voor de spin om gepakt te worden gelijk zijn aan zijn afmeting ten opzichte van die van de versiering. Maar de werkelijke pakkans was lager en onafhankelijk van de grootte van de decoratieband. Die is kennelijk aantrekkelijker voor vogels om naar te pikken en leidt hun aandacht weg van de spin.

De webdecoratie vormt dus een effectieve verdediging.

Nu is nog de vraag of prooi-insecten niet met een bocht om het bouwwerkje heen vliegen. De truc van een spinnenweb is immers dat insecten er in vliegen omdat ze de draden niet zien. Maar uit onderzoek aan een andere soort spin die zijn web versiert, blijkt dat insecten daar juist op af komen – en in het web blijven hangen. Misschien werkt de webdecoratie van Cyclosa monticola ook zo; dan zou hij een dubbele functie hebben.

Willy van Strien

Foto: web met Cyclosa monticola en versiering van afval. ©Shichang Zhang

Lees over de evolutie van het spinnenweb

Bronnen:
Ma, N., L. Yu, D. Gong, Z. Hua, H. Zeng, L. Chen, A. Mao, Z. Chen, R. Cai, Y. Ma, Z. Zhang, D. Li, J. Luo & S. Zhang, 2020. Detritus decorations as the extended phenotype deflect avian predator attack increasing fitness in an orb‐web spider. Functional Ecology, 16 juli online. Doi: 10.1111/1365-2435.13636
Tan. E.J., S.W.H. Seah, L-M.Y.L. Yap, P.M. Goh, W. Gan, F. Liu & D. Li, 2010. Why do orb-weaving spiders (Cyclosa ginnaga) decorate their webs with silk spirals and plant detritus? Animal Behaviour 79: 179-186. Doi: 10.1016/j.anbehav.2009.10.025

« Oudere berichten

© 2023 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑