Categorie: verdediging (Pagina 3 van 7)

Mierenlarven in verzet tegen vijandige overname

Als het nest van de grauwzwarte mier wordt overgenomen door een vijandelijke koningin van een andere soort, is de kolonie verloren. Maar de larven helpen de schade voor zichzelf te beperken, volgens Unni Pulliainen en collega’s.

In elk mierennest staat een groot werkvolk in dienst van de koningin, die nageslacht produceert. Werksters voeden de koningin en verzorgen het broed, houden het nest schoon en verdedigen het. Hun ijver trekt soms vreemde gasten, zoals koninginnen van andere mierensoorten die nog geen volk hebben en daarom wel wat hulp kunnen gebruiken.
De grauwzwarte mier, Formica fusca, heeft vaak last van zulke koninginnen. Die dringen een nest  binnen om de werksters uit te buiten – en richten de kolonie daarmee te gronde. Maar het overwonnen volk kan in verzet komen, schrijven Unni Pulliainen en collega’s.

Parasiet

Als een vijandelijke koningin probeert een nest in te nemen van de grauwzwarte mier, die leeft in open stukken in bos en aan bosranden van Europa en delen van zuid Azië en Afrika, is de kans groot dat de werksters haar ontdekken en doden. Maar dat gebeurt niet altijd. Soms wordt ze toegelaten.

Is ze eenmaal binnen, dan gaat ze aan de slag. Ze doodt de heersende koningin of koninginnen – bij de grauwzwarte mier wonen meestal enkele koninginnen in één kolonie – en gaat eitjes leggen. De werksters, zo is de bedoeling, brengen haar nakomelingen groot alsof die van hun eigen koningin zijn. Zo krijgt de vreemde koningin, die langer leeft dan de werksters, geleidelijk haar eigen werksters, terwijl het oorspronkelijke volk uitsterft. Door tijdelijk op de kolonie van de grauwzwarte mier te parasiteren, sticht ze haar eigen kolonie.

Happig

Maar het geknechte volk kan de schade beperken door de boel te saboteren. De werksters kunnen namelijk vreemde eitjes verwijderen. En hier lijken de mierenlarven die nog van de gedode koninginnen zijn bij te helpen.
Mierenlarven eten soms miereneitjes, en Pulliainen wilde weten of de larven van de grauwzwarte mier wellicht happig zijn op de eitjes van een vreemde koningin. In haar proeven bood ze larven elk één eitje aan, van een eigen of van een vreemde koningin. Die vreemde koningin behoorde dan ofwel tot een parasitaire soort ofwel tot een onschuldige soort die nooit andermans nest binnendringt.
De larven lieten een eitje van de eigen koningin altijd met rust. Maar als ze een eitje kregen voorgeschoteld van een parasitaire koningin, aten ze het in een op de tien gevallen op. Eitjes van een onschuldige vreemde koningin werden minder vaak gegeten.

Toekomst

Dat eetgedrag van de larven lijkt misschien niet spectaculair, maar alle beetjes helpen om de schade te beperken.
De eitjes zijn goed voedsel dat de overlevingskans van de verweesde larven kan verhogen. De mannetjes onder hen kunnen, als ze volwassen zijn, vertrekken om zich voort te planten. En onder de vrouwelijke larven zullen toekomstige koninginnen zijn, die elders een nieuwe kolonie kunnen stichten.
Ook de vrouwelijke larven die bestemd zijn om werkster te worden, kunnen nog iets betekenen. Zij zijn niet in staat om te paren, maar ze kunnen wel enkele zonen krijgen, want die ontstaan uit onbevruchte eitjes. Hoewel de kolonie verloren is, hebben sommige larven een toekomst.

Willy van Strien

Foto: Grauwzwarte mier. Mathias Krumbholz (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 3.0)

Bronnen:
Pulliainen, U., H. Helanterä, L. Sundström & E. Schultner, 2019. The possible role of ant larvae in the defence against social parasites. Proceedings of the Royal Society B 286: 20182867. Doi: 10.1098/rspb.2018.2867
Chernenko, A., M. Vidal-Garcia, H. Helanterä & L. Sundström, 2013. Colony take-over and brood survival in temporary social parasite of the ant genus Formica. Behavioral Ecology and Sociobiology 67: 727-735. Doi: 10.1007/s00265-013-1496-7
Chernenko, A., H. Helanterä & L. Sundström, 2011. Egg Recognition and Social Parasitism in Formica Ants. Ethology 117: 1081-1092. Doi: 10.1111/j.1439-0310.2011.01972.x

Rivierkreeft mijdt licht als hij pantser vernieuwt

Normaal is de rode rivierkreeft een stoere gast. Maar als hij zijn pantser moet vervangen, verdwijnt zijn bravoure, zoals Julien Bacqué-Cazenave en collega’s rapporteren.

Kreeftachtigen of schaaldieren hebben geen skelet van binnen, zoals wij. In plaats daarvan hebben ze een pantser, een uitwendig skelet. Dat heeft als voordeel dat ze zijn ingepakt in een stevige doos. Zo kunnen ze tegen een stootje. Maar er is ook een keerzijde: het opgesloten lichaam kan niet groeien. Daarom moet zo’n dier zijn pantser van tijd tot tijd vervangen door een grotere. Het oude gaat eraf, er komt een nieuwe voor in de plaats.

Dat is geen kleinigheid, zoals Julien Bacqué-Cazenave en collega’s laten zien.

Proces van een maand

De onderzoekers wilden weten hoe het de rode rivierkreeft, Procambarus clarkii, tijdens zo’n wisseling vergaat. De kreeft komt van nature voor in Mexico en het zuiden van de Verenigde Staten en is op veel andere plaatsen geïntroduceerd. In Europa heeft hij zich als exoot gevestigd, en in Nederland zie je hem steeds vaker, ook op het droge en vaak in dreighouding.

De wisseling van pantser is een langdurig en complex proces. De chitine waaruit het pantser bestaat wordt afgescheiden door de opperhuid en het pantser zit daaraan vast. Die verbinding moet verbroken worden en de opperhuid moet een nieuw pantser vormen. De aanhechtingsplaatsen van de spieren die aan het pantser zijn verankerd, moeten verhuizen.

Als het oude pantser is afgeworpen, komt het nieuwe bloot te liggen. Dan is de rivierkreeft onbeschermd en kwetsbaar, want zijn nieuwe omhulsel is de eerste tijd nog dun en teer. Het moet dik en hard worden voordat het dier er wat aan heeft.

Het hele proces neemt ongeveer een maand in beslag: het duurt twee weken voor het oude pantser is afgeworpen en daarna twee weken tot het nieuwe pantser hard is.

Angstig

De rode rivierkreeft is een stoer baasje, maar in de maand van pantserwisseling, met name in de derde week, is hij niet op zijn gemak, blijkt uit proeven van Bacqué-Cazenave. Hij testte de dieren elke twee of drie dagen in een kruisvormige proefopstelling met twee verlichte en twee donkere armen. Als er niets aan de hand was, brachten de rivierkreeften 40 procent van hun tijd in het verlichte deel van de proefopstelling door. Maar kreeften die hun pantser zouden gaan verliezen, begonnen een paar dagen van tevoren het licht te mijden en de eerste week nadat het oude pantser was afgeworpen verbleven ze bijna voortdurend in het duister.
Uit eerder werk wisten de onderzoekers dat de dieren dit doen als ze bang zijn.

De afkeer van licht hing inderdaad samen met de wisseling, bleek toen de onderzoekers de dieren een hormoon toedienden dat het proces op gang brengt, een zogenoemd ecdysteroïde hormoon. Maar als de dieren een kalmeringsmiddel erbij kregen, meden ze het licht niet. Daaruit leiden de onderzoekers af dat de afkeer echt een angstreactie is.

De periode van wisselen is duidelijk niet fijn. Maar als het achter de rug is, zit een rivierkreeft weer voor twee tot zes maanden veilig in zijn harnas.

Willy van Strien

Foto: Andrew C (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

Bron:
Bacqué-Cazenave, J., M. Berthomieu, D. Cattaert, P. Fossat & J.P. Delbecque, 2019. Do arthropods feel anxious during molts? Journal of Experimental Biology 222: jeb186999. Doi: 10.1242/jeb.186999

Vliegende wachters bijenkolonie kiezen slim positie

Het is voor een roofbij moeilijk om een kolonie van de angelloze bij Tetragonisca angustula te verrassen, want zwevende wachters zien hem aankomen. Die wachters stellen zich ordelijk op, laten Kyle Shackleton en collega’s zien.

Werksters van het angelloze bijtje Tetragonisca angustula verdedigen hun kolonie buitengewoon goed tegen vijanden. Sommige werksters zijn gespecialiseerde bewakers; ze zijn zwaarder dan andere werksters en hebben langere poten. Zo’n speciale soldatenkaste is van andere bijensoorten niet bekend. En terwijl zulke bewakers overdag altijd in of bij de nestopening staan, zijn er vaak ook enkele die voor de ingang in de lucht hangen en de weg ernaartoe in het oog houden, vooral in de middag. Ook zo’n vliegende brigade is uniek.

Roofoverval

De grootste vijand is de roofbij Lestrimelitta limao. Roofbij-werksters verzamelen zelf geen nectar en stuifmeel van bloemen, maar halen dat uit kolonies van andere soorten. Ze jatten ook voedsel dat voor de larven is klaargemaakt en bouwmateriaal. Tetragonisca angustula, met zijn grote kolonies, is kwetsbaar voor deze vijand. Geen wonder dus er bewakers zijn die in de gaten houden wie er in de buurt van het nest komt. Het is zaak een enkele naderende roofbij meteen flink aan te pakken, want het is een verkenner. Zonder tegenwerking kan die honderden soortgenoten optrommelen voor een grootscheepse roofoverval die uren of dagen duurt.

Naarmate er meer vliegende wachters actief zijn, is een vijand er sneller bij en wordt hij op grotere afstand van het nest overmeesterd. De bewakers herkennen de roofbij aan zijn geur en kleur; hij is zwart en ruikt naar citroen. Ze duiken op hem en werken hem op de grond door zich vast te klampen aan een antenne of vleugel. Doden kunnen ze hem niet, want hij is drie keer zo zwaar. Maar ze houden hem wel tegen.

Maximaal gezichtsveld

Vaak hangen slechts enkele vliegende wachters voor het nest. Kyle Shackleton en collega’s laten nu zien dat die niet willekeurig hun positie kiezen, maar zich ordelijk opstellen. Als er twee vliegende wachters zijn, zal er meestal een links en een rechts van de toegangsweg zweven. Zijn er drie, dan gebeurt het zelden dat ze zich alle drie aan dezelfde kant bevinden; het is meestal twee op een. En vier wachters groeperen zich meestal twee aan twee en soms drie tegen een; dat ze alle vier aan dezelfde kant hangen komt praktisch niet voor. Door hun slimme verdeling hebben de vliegende wachters gezamenlijk een maximaal gezichtsveld en kunnen ze een naderende vijand het snelst ontdekken.

Als er acuut gevaar dreigt, komen er meer wachters voor het nest zweven. Dan is een gelijke verdeling over links en rechts minder belangrijk, want met z’n allen hebben ze toch wel goed zicht. ’s Nachts is bewaking niet nodig; dan sluiten de bijen de nestingang af met was.

Willy van Strien

Foto:
Tetragonisca angustula: een vliegende wachter bij de nestingang. Bibafu (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 3.0)

Bronnen:
Shackleton, K., D.A. Alves & F.L.W. Ratnieks, 2018. Organization enhances collective vigilance in the hovering guards of Tetragonisca angustula bees. Behavioral Ecology 29: 1105-1112. Doi: 10.1093/beheco/ary086
Grüter, C., C. Menezes, V.L. Imperatriz-Fonseca & F.L.W. Ratnieks, 2012. A morphologically specialized soldier caste improves colony defense in a neotropical eusocial bee. PNAS 109: 1182-1186. Doi: 10.1073/pnas.1113398109
Grüter, C., M.H. Kärcher & F.L.W. Ratnieks, 2011. The natural history of nest defence in a stinngless bee, Tetragonisca angustula (Latreille) (Hymenoptera: Apidae), with two distinct types of entrance guards. Neotropical Entomology 40: 55-61. Doi: 10.1590/S1519-566X2011000100008
Van Zweden, J.S., C. Grüter, S.M. Jones & F.L.W. Ratnieks, 2011. Hovering guards of the stingless bee Tetragonisca angustula increase colony defensive perimeter as shown by intra- and inter-specific comparisons. Behavioral Ecology and Sociobiology 65: 1277-1282. Doi: 10.1007/s00265-011-1141-2

Zeerups misleidt vijand door gloeiende schildjes los te laten

Als de gladschubbige zeerups door een kreeft wordt aangevallen, verschijnen er groene lichtjes in het water. Het zijn rugschildjes en stukjes van de staart die de worm losliet om te ontsnappen, laten Julia Livermore en collega’s zien.

Het ziet er haast feestelijk uit: dieren die licht geven, zoals vuurvliegjes. In zee gebeurt dat nog veel meer dan op het land, want de meeste lichtkunstenaars leven in donker water. Ze zetten hun licht aan om zich tegen roofvijanden te verdedigen of om prooien te lokken, of ze voeren een lichtshow op om een partner te interesseren.

De gladschubbige zeerups, Harmothoe imbricata, gebruikt licht als verdedigingsmiddel, schrijven Julia Livermore en collega’s. De worm, drie tot zes centimeter lang is, komt overal op het noordelijk halfrond voor, van inter-getijdengebieden aan de kust tot op een diepte van een paar kilometer. Op zijn rug heeft hij vijftien paar schijfvormige schildjes ter bescherming. Die zenden groene lichtflitsen uit als de worm geprikkeld wordt. Hij kan ze de schildjes ook afstoten, en dan zweven ze een poos als lampjes door het water. Is hij erg in nood, dan laat hij ook de laatste lichaamssegmenten los, en ook die geven dan licht.

Misleid

De onderzoekers laten zien hoe de worm op die manier daadwerkelijk aan zijn roofvijanden, krabben en kreeften, kan ontkomen. Ze haalden wormen in het lab en deden proeven, waarbij ze de Amerikaanse kreeft, Homarus americanus, of de strandkrab, Carcinus maenas, bij een worm opsloten; er was voorzien in een schuilplek voor de belaagde worm.
Als een vijand nadert, probeert een worm soms langzaam zwemmend ongezien weg te komen. Lukt dat niet, dan laat hij rugschildjes opflitsen, en/of stoot hij schildjes en soms ook segmenten van het staartstuk af, die vervolgens licht uitstralen. Door de bewegingen van de dieren warrelen de opgloeiende delen in het water rond. De roofvijand wordt erdoor misleid: hij gaat achter de lichtjes aan, grijpt ze – en eet de afgeworpen onderdelen op.

Intussen heeft de worm een kans om zelf veilig te ontsnappen, zo blijkt. Vooral als hij ook segmenten afstoot is zijn overlevingskans groot. De lichtjes zijn dus een effectieve verdediging, maar ook een dure: de worm offert zijn beschermende schildjes en soms ook een stuk staart op. Dat groeit allemaal weer aan, maar het duurt een poosje: een paar dagen voor de schildjes, een paar weken voor de segmenten. Maar goed, het offer kan zijn leven redden.

Willy van Strien

Foto: Harmothoe impar, een soort die nauw verwant is aan Harmorhoe imbricata. Saxifraga-Eric Gibcus

De onderzoekers filmden proeven met de krab als vijand

Een lantaarnvis gebruikt licht om prooien te lokken

Bronnen:
Livermore, J., T. Perreault & T. Rivers, 2018. Luminescent defensive behaviors of polynoid polychaete worms to natural predators. Marine Biology 165: 149. Doi: 10.1007/s00227-018-3403-2
Verdes, A. & D.F. Gruber, 2017. Glowing worms: biological, chemical, and functional diversity of bioluminescent Annelids. Integrative and Comparative Biology 57: 18-32. Doi:10.1093/icb/icx017
Plyuscheva, M. & D. Martin, 2009. On the morphology of elytra as luminescent organs in scale-worms (Polychaeta, Polynoidae). Zoosymposia 2: 379-389. Doi: 10.11646/zoosymposia.2.1.26

Bedreigde skink laat het achterste van zijn tong zien

Blauwtongskinken hebben een toepasselijke naam. De hagedissen hebben inderdaad een opzichtige blauwe tong, en die steken ze soms ver uit om hem goed te laten zien. Arnaud Badiane en collega’s vertellen waarom.

Het zijn weinig opvallende dieren, de blauwtongskinken uit Australië, Indonesië en Papoea-Nieuw-Guinea. Ze hebben een schutkleur die hen beschermt tegen zoekende roofvijanden. Maar hun tong springt juist in het oog dankzij een opvallend blauwe kleur, en die blauwe lap steken ze soms opeens ver uit.
Arnaud Badiane en collega’s betogen dat ook die tong de dieren beschermt tegen roofvijanden, juist omdat hij zo afsteekt tegen de achtergrond. Een blauwtongskink gebruikt zijn tong als verdedigingsmiddel op het laatste moment, stellen ze, als een roofvijand op het punt staat om toe te slaan. De plotseling uitgestoken kleurvlag brengt de vijand even van slag – en dat geeft de skink een kans om te ontkomen.

Reflex

De onderzoekers onderbouwen hun verhaal met proeven waarin ze de gewone blauwtongskink, Tiliqua scindoides intermedia, confronteren met modellen van verschillende roofdieren: een slang, een varaan, een vogel, een vos of, ter controle, een stuk hout.
De skinken in deze proeven hielden zich gedeisd tot zo’n nagemaakte roofvijand heel dichtbij kwam. Dan openden ze opeens hun bek en lieten ze letterlijk het achterste van hun tong zien door die zo ver mogelijk uit te steken. Vooral op een model van een vogel en een vos reageerden ze vaak door de tong te laten zien en tegenover slang en vos staken ze hem het verst naar buiten. Om het schrikeffect van een uitgestoken tong te vergroten maakten ze zich tegelijkertijd groot en begonnen ze te sissen.

De achterkant van de tong is het meest intensief van kleur, en als een in het nauw gedreven blauwtongskink zijn tong uitsteekt naar een aanvaller, toont hij dat gedeelte. De kleur is goed zichtbaar voor de ogen van zijn natuurlijke vijanden.
Het idee is dat roofvijanden niet kunnen leren om zo’n plotseling te voorschijn springende blauwe tong te negeren: een schrikreflex zou onvermijdelijk zijn. Maar hoe roofvijanden in werkelijkheid reageren, moeten de biologen nog nagaan. Schrikken zij inderdaad, dan zouden blauwtongskinken in nood met succes hun tong als laatste wapen in de strijd kunnen werpen.

Willy van Strien

Foto: Gewone blauwtongskink, Tiliqua scindoides intermedia. ©Shane Black

Bron:
Badiane, A., P. Carazo, S.J. Price-Rees, M. Ferrando-Bernal & M.J. Whiting, 2018. Why blue tongue? A potential UV-based deimatic display in a lizard. Behavioral Ecology and Sociobiology 72: 104. Doi: 10.1007/s00265-018-2512-8

Slakkenhuis als wapen tegen parasitaire wormpjes

Parasitaire wormpjes die een slakkenhuisje inkruipen worden soms door de cellen van de binnenbekleding van dat huisje gevangen, ingekapseld en tegen de wand gezet, laat Robbie Rae zien.

Dankzij het huisje kan een huisjesslak tegen een stootje. Het huisje beschermt hem tegen beschadiging, roofvijanden, hitte en kou, droogte en regen. Maar er is meer, ontdekte Robbie Rae. Slakken gebruiken hun huisje ook om parasitaire rondwormpjes (nematoden) uit te schakelen. Deze parasieten vallen de slakken al lastig sinds die op aarde verschenen, zo’n 400 miljoen jaar geleden. Dat slakken iets hebben ontwikkeld om zich tegen hen te verweren is dus logisch, maar tot nu was geen verdedigingsmethode bekend.

Binnenbekleding

Rae stelde in het lab een aantal gewone tuinslakken (Cepaea nemoralis) gedurende een aantal weken bloot aan rondwormpjes van de soort Phasmarhabditis hermaphrodita. Dit in de bodem levende diertje van nog geen 2 millimeter lang kan veel soorten slakken infecteren en uiteindelijk doden, maar er zijn ook slakken waarop het geen vat heeft, waaronder de gewone tuinslak; zij zijn tegen hem bestand. Rae volgde de confrontatie tussen tuinslak en wormen om erachter te komen hoe de slak de parasieten uitschakelt.

Daarbij blijkt de binnenbekleding van het huisje cruciaal te zijn. Cellen die deel uitmaken van die bekleding hechten zich aan een naar binnen gekropen wormpje, vermenigvuldigen zich en verspreiden zich over het beestje totdat het helemaal bedekt is. Het wormpje wordt met de cellaag verankerd aan de binnenkant van het huisje en gaat dood. Tuinslakken kapselen op deze manier niet alleen dit dodelijke wormpje in, maar ze gebruiken de afweerreactie ook tegen minder schadelijke rondwormpjes, bleek uit proeven.

Voorgoed vast

En buiten gebeurt dat volop. Rae verzamelde gewone en witgerande tuinslakken (Cepaea hortenis) in het veld en zag dat veel slakken verschillende soorten wormpjes ‘achter het behang geplakt’ hebben, tot soms wel 100 exemplaren per huisje.  Ook de segrijnslak (Cornu aspersum) – net als de tuinslakken een huisjesslak die in Nederland voorkomt – maakt binnengedrongen wormpjes op deze manier onschadelijk.
Tenslotte bekeek hij een groot aantal huisjesslakken uit museumcollecties en constateerde dat heel veel soorten slakken parasieten kunnen inkapselen. Gevangen wormpjes blijven voorgoed aan de wand vastgehecht; ze zijn zelfs terug te vinden in slakken die al een paar honderd jaar dood zijn. Omdat dit verdedigingsmechanisme wijd verspreid is binnen de grote en oude groep van de landslakken, moet het al zo’n 100 miljoen jaar oud zijn. Zelfs enkele naaktslakken schakelen parasitaire rondwormen op deze manier uit. Ze hebben in de loop van de evolutie hun huisje verloren, maar bij veel soorten is er een restant van over, en daarmee kunnen ze wormpjes vangen en inkapselen.

Een soort huisjesslak die zich niet tegen het rondwormpje Phasmarhabditis hermaphrodita kan verdedigen is de bolle duinslak (Cernuella virgata). Kennelijk weet het wormpje zijn afweerreactie te blokkeren. Ook veel naaktslakken zijn niet tegen de parasiet opgewassen, en het wormpje is dan ook op de markt als biologisch bestrijdingsmiddel tegen plantenetende naaktslakken.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: gewone tuinslak, Cepaea nemoralis. Kristian Peters (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 3.0)
Klein: wormpjes tegen de wand van een slakkenhuis geplakt. © Robbie Rae

Bron:
Rae, R., 2017. The gastropod shell has been co-opted to kill parasitic nematodes. Scientific Reports 7: 4745. Doi: 10.1038/s41598-017-04695-5