Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Categorie: verdediging (Pagina 5 van 7)

Verkeerde prioriteit

17 september 2015 /

Insecten eten zich rond terwijl plant nutteloze strijd voert

Larven van coloradokever omzeilen afweer plant

Als insecten aan planten vreten, maken die ter verdediging stofjes aan die de eters slecht bekomen. Maar er zijn insecten die de afweer weten te omzeilen. Ze krijgen planten zo gek dat ze zich tegen andere, niet-aanwezige vijanden gaan verdedigen en de eters vrij spel geven. Dat doen bijvoorbeeld rupsen van het nachtvlindertje Spodoptera frugiperda, schrijven Swayamjit Ray en collega’s. Larven van de coloradokever passen eenzelfde soort trucje toe.

Planten hebben tal van vijanden: er zijn insecten die stukken wegvreten en er zijn ziekteverwekkende bacteriën, virussen en schimmels. Tegen beide typen belagers kunnen planten zich in principe verdedigen. Ze maken stofjes aan die de vijanden remmen.

De bestrijding van etende insecten vergt een andere aanpak dan de bestrijding van ziekteverwekkers. Tegen insecten zet een plant een biochemisch proces in gang dat wordt gestuurd door het plantenhormoon jasmonzuur. En om microbiële ziekteverwekkers uit te schakelen is er een ander afweerproces beschikbaar dat wordt opgewekt door het plantenhormoon salicylzuur.

Ongemoeid

Planten houden hun defensie niet doorlopend paraat, want de afweerreacties kosten veel energie. Planten zetten ze alleen in gang als er werkelijk een vijand toeslaat. Bovendien kan een plant niet tegelijkertijd beide afweersystemen optuigen. Het ene proces onderdrukt het andere. Een belaagde plant moet dus zijn prioriteit stellen: ofwel insecten bestrijden die aan hem knagen ofwel ziekteverwekkers die hem verzwakken.

Er zijn insecten die daar misbruik van maken. Op de een of andere manier brengen ze planten ertoe om hun verdediging tegen ziekteverwekkers op te schroeven, ook als die op dat moment afwezig zijn. Strijdend tegen iets dat er niet is laat de plant de vretende insecten dan ongemoeid. Zo ontsnapt de erwtenluis aan de afweer van de tuinboon, en tabakswittevlieg die van tomaat. Bij beide insecten is er iets in de honingdauw die ze uitscheiden waardoor de plant in de verkeerde verdediging schiet.

Rups van Spodoptera frugiperda

Uitwerpselen

Ook rupsen van de mot Spodoptera frugiperda passen dat trucje toe, schrijven Swayamjit Ray en collega’s nu. En bij deze insecten zijn het de uitwerpselen die de plant misleiden.
De rupsen leven van maïsbladeren. Een maïsplant waarop een volwassen vrouwtjesmot eitjes heeft gelegd, begint zich tegen planteneters te verdedigen als de rupsen uit het ei zijn gekomen en gaan knagen. Maar als aangetaste bladeren een tijdje met rupsenpoep in aanraking komen, verandert dat; de beestjes produceren een grote hoeveelheid uitwerpselen die zich tussen blad en stengel ophopen. Binnen een dag schakelt de plant dan over op een nutteloze afweerreactie tegen ziekteverwekkers en laat de rupsen buiten schot.

Rupsen groeien dan ook flink op maïsbladeren die in contact zijn geweest met uitwerpselen van rupsen, blijkt uit proeven. Maar de schimmel Cochliobolus heterostrophus, die de plant ziek maakt, doet het op diezelfde bladeren juist niet zo goed. De onderzoekers laten zien dat de rupsenpoep een eiwit bevat dat de plant misleidt, maar ze weten nog niet welk eiwit het is.

Coloradokevers

Twee jaar geleden lieten Seung Ho Chung en collega’s, van dezelfde onderzoeksgroep als Ray, al zien dat ook larven van coloradokevers (Leptinotarsa decemlineata) planten misleiden, in dit geval tomatenplanten. Ze doen dat op een andere manier, die nog intrigerender is.Al knagend laten de larven spuug achter op de bladeren. En in hun speeksel zitten veel bacteriën. Die zijn volkomen ongevaarlijk voor de plant, maar toch reageert die met een afweerreactie tegen ziekteverwekkers en daarbij wordt de afweer tegen de knagende larven onderdrukt. Ten onrechte. De larven kunnen zich ongestoord rond eten, terwijl de plant zich verdedigt tegen een probleem dat geen probleem is.

Willy van Strien

Foto:
Groot: Larven van coloradokever. jm2c (Creative Commons)
Klein: rups van Spodoptera frugiperda. Wen-Po Chuang

Bronnen:
Ray, S., I. Gaffor, F.E. Acevedo, A. Helms, W-P. Chuang, J. Tooker, G.W. Felton & D.S. Luthe, 2015. Maize Plants Recognize Herbivore-Associated Cues from Caterpillar Frass. Journal of Chemical Ecology, 26 augustus online. Doi: 10.1007/s10886-015-0619-1
Van Doorn, A., M. de Vries, M.R. Kant & R.C. Schuurink, 2015. Whiteflies glycosylate salicylic acid and secrete the conjugate via their honeydew. Journal of Chemical Ecology 41:52-58. Doi: 10.1007/s10886-014-0543-9
Schwartzberg, E.G. & J.H. Tumlinson, 2014. Aphid honeydew alters plant defence responses. Functional Ecology 28: 386–394. Doi: 10.1111/1365-2435.12182
Chung, S.H., C. Rosa, E.D. Scully, M. Peiffer, J.F. Tooker, K. Hoover, D.S. Luthe & G.W. Felton, 2013. Herbivore exploits orally secreted bacteria to suppress plant defenses. PNAS 110: 15728–15733. Doi: 10.1073/pnas.1308867110

Insectenkerkhof

13 augustus 2015 /

Droevige rol voor beestjes die op kleverige planten afkomen

Akelei Aquilegia eximia lokt roofinsecten met lijkjes

Waarom zijn sommige soorten planten zo kleverig? Eric LoPresti en collega’s hebben een antwoord op die vraag, in elk geval voor een akelei uit Californië. Dankzij de plakkerige haartjes is deze plant beschermd tegen plantenetende insecten. Ten koste van onschuldige beestjes.

Exemplaren van de akelei Aquilegia eximia uit Californië zijn ’s zomers overdekt met insectenlijkjes. De ongelukkige beestjes zijn niet toevallig op de zeer kleverige planten beland, blijkt uit proeven van Eric LoPresti en collega’s. De plant oefent een aantrekkingskracht op de insecten uit en zij lopen in de val. Waarschijnlijk ruikt de plant lekker.
En waarom vangt de akelei die insecten dan?
Het gaat niet om die insecten zelf, want de akelei is geen vleesetende plant. Het is de planten te doen om de roofinsecten die op de verse lijkjes af komen, zo blijkt.

Roofinsecten

De planten hebben namelijk te lijden van rupsen die bloemknoppen, bloemen en vruchtjes vreten. Van zaadzetting komt dan niets meer terecht. De planten willen de rupsen dus kwijt.
De plakkerigheid helpt niet direct, want de rupsen hebben er geen last van. Maar de roofinsecten die op het insectenkerkhof afkomen helpen wel. De rupsen zijn van een mot, en behalve de vastgeplakte insecten eten de roofinsecten ook de eitjes van die mot en de jonge rupsen. En misschien jagen ze rupsen weg of schrikken ze mottenvrouwtjes af die eitjes op de plant willen leggen. De roofinsecten lopen over de plant zonder hinder te hebben van de kleverige haartjes.

Kleverige soorten

Om te laten zien dat de dode beestjes inderdaad roofinsecten lokken die vervolgens de plant ontdoen van hongerige rupsen, haalden de biologen de insectenlijkjes van een aantal planten af. Op zulke planten troffen ze vervolgens minder rovers aan. De bloemen en vruchtjes van die planten waren er slechter aan toe.
Planten en roofinsecten werken dus samen. De planten bieden de roofinsecten volop voedsel, de roofinsecten bevrijden de planten van rupsen. De beestjes die iets lekker ruiken, daar op af gaan en vervolgens vastgeplakt aan hun eind komen, spelen slechts een droevige bijrol.
Er zijn nogal wat kleverige plantensoorten en misschien zijn daar meer soorten bij die zich zo tegen hun belagers wapenen.

Willy van Strien

Foto: David A. Hofmann (Creative Commons)

Bron:
LoPresti, E.F., I.S. Pearse & G.K. Charles, 2015. The siren song of a sticky plant: columbines provision mutualist arthropods by attracting and killing passerby insects. Ecology, 13 juli online. Doi: 10.1890/15-0342.1

Levensreddend salto

28 mei 2015 /

Mier ontsnapt uit mierenleeuwenkuil met een kaaksprong

Mier Odontomachus brunneus springt met zijn kaken

Poten heb je om te staan, te lopen en te springen. Kaken om voedsel te grijpen en te vermalen. Duidelijk. Maar sommige mieren springen met hun kaken. Een rare gewoonte misschien, maar de mieren redden hun leven ermee, schrijven Fredrick Larabee en Andrew Suarez.

De kaken van de mier Odontomachus brunneus vallen op omdat ze zo groot en breed zijn. Maar wat je niet meteen ziet is dat ze ook bijzonder krachtig zijn. De mier zet zijn kaken wijd open door de kaakspieren aan te spannen en ze in die stand vast te zetten. Zo staan de kaken op scherp. Laat hij de spieren los, dan klappen de kaken met een ongekende snelheid en kracht dicht. Het is een doeltreffend wapen om prooien te vangen.
Maar de mier doet meer met zijn kaken. Hij kan zichzelf ermee lanceren.

Mierenleeuw

Die manoeuvre had Sheila Patek al eerder met een hogesnelheidscamera op video vastgelegd voor de mier Odontomachus bauri, die diezelfde kaken heeft. Als die met één van zijn snel dichtklappende kaken tegen de grond slaat, krijgt hij een oplawaai die hem al draaiend een paar centimeter de lucht in stoot. Het is moeilijk om precies te zien hoe het gebeurt, maar duidelijk is wel dat de mier zich opzettelijk met de kaken afzet. Hij lijkt de richting waarin hij wegschiet en de manier waarop hij landt niet helemaal te beheersen.
De vraag was waarom de mier dat doet. Misschien om aan roofvijanden te ontsnappen, was de suggestie.

En dat klopt, laten Fredrick Larabee en Andrew Suarez nu zien voor Odontomachus brunneus. De twee soorten mieren, bauri en brunneus, zijn nauw aan elkaar verwant en komen allebei voor in Noord- en Midden-Amerika en het Caribisch gebied.
De grote vijanden van deze mieren zijn de larven van mierenleeuwen. Volwassen mierenleeuwen zijn sierlijke insecten die wat op libellen lijken, maar de larven zijn dikke, gedrongen vreetzakken.

Onder het zand

Een mierenleeuwlarve maakt een trechtervormige valkuil in het zand van een paar centimeter diep en graaft zich in de bodem in; alleen zijn kaken steken uit. De wanden van de valkuil zijn zo steil dat ze op instorten staan. Dus wat gebeurt er als er een beestje op de rand loopt? Hij tuimelt in een zandlawine naar beneden. Zo nodig gooit de mierenleeuwlarve wat zand naar de ongelukkige om die lawine op gang te helpen.
Een insect dat in de valkuil is gegleden kan nauwelijks of niet naar boven krabbelen. Meestal eindigt hij tussen de kaken van de mierenleeuw, die hem onder het zand trekt en leeg zuigt.
Er komen wereldwijd zo’n tweeduizend soorten mierenleeuwen voor, waarvan twee in Nederland.

De lucht in

Ook Odontomachus brunneus lukt het meestal niet om na een slippartij uit een mierenleeuwenkuil te klimmen. Maar dan kan hij ontsnappen dankzij de ‘kaaksprong’ die Patek beschreef, laten Larabee en Suarez zien. Zij voerden een serie observaties en experimenten uit in het lab, waarbij mieren in bakjes met een bemande mierenleeuwenkuil zetten.
Een mier die gevangen zit in een valkuil schiet zichzelf hoog de lucht in door zich met zijn dichtslaande kaken tegen de bodem af te zetten. Soms valt hij na zijn salto weer terug in de kuil, maar in veel gevallen landt hij ernaast en heeft de kaaksprong zijn leven gered.
De onderzoekers lijmden van een aantal mieren de kaken aan elkaar vast. Deze hadden veel minder kans om een val in een mierenleeuwenkuil te overleven.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Odontomachus brunneus, werkster. Nathan Burkett-Cadena (Wikimedia Commons)
Klein: mierenleeuw Myrmeleon mobilis. R. Curtis (Creative Commons)

Fredrick Larabee vertelt over de levensreddende salto van Odontomachus brunneus

Bronnen:
Larabee, F.J. & A.V. Suarez, 2015. Mandible-powered escape jumps in trap-jaw ants increase survival rates during predator-prey encounters. PLoS ONE 10: e0124871. Doi:10.1371/journal.pone.0124871
Patek, S.N., J.E. Baio, B.L. Fisher & A.V. Suarez, 2006. Multifunctionality and mechanical origins: ballistic jaw propulsion in trap-jaw ants. PNAS 103: 12787-12792. Doi: 10.1073/pnas.0604290103

Stoorzenders

22 mei 2015 /

Vleermuis grijpt mis als motten ook piepen

Mot Xylophanes falco ontsnapt aan jagende vleermuis

Sommige motten hebben een geweldige manier om aan hongerige vleermuizen te ontkomen, schrijven Akito Kawahara en Jesse Barber. Ze maken de opsporingstechniek van vleermuizen waardeloos.

Doordat nachtvlinders ’s nachts rondfladderen vermijden ze roofvijanden die overdag actief zijn, zoals vogels. Maar helemaal veilig is het ook ’s nachts niet. Vleermuizen hebben het dan juist op motten voorzien.
Zij weten hun prooien in het donker te vinden door al jagend piepjes van een heel hoge toonhoogte uit te stoten; het geluid is zo hoog dat wij het niet kunnen horen. Als de geluidsgolf een mot raakt, kaatst hij terug. De vleermuis vangt die echo op en leidt eruit af waar hij zijn hap kan pakken.

Verdediging

Veel motten hebben een tegenmaatregel ontwikkeld. Ze hebben gehoororganen die de vleermuispiepjes opvangen. Horen deze motten een roofvijand aankomen, dan vliegen ze van hem vandaan, en als hij al dichtbij is, zwenken ze plotseling af. Veel soorten pijlstaarten hebben zulke ‘oren’ ook, en wel op hun monddelen. Pijlstaarten zijn een grote, wereldwijd voorkomende familie van snel en behendig vliegende nachtvlinders.
Maar sommige pijlstaarten hebben hun verdediging nog een stapje verder gebracht, ontdekten Akito Kawahara en Jesse Barber. Ze produceren zelf ook hoge piepjes als ze in het nauw gedreven zijn. De vleermuis kan de echo van zijn eigen piepjes daar niet van onderscheiden en raakt in de war. Hij weet de mot niet meer te lokaliseren.

Beide onderzoekers hadden twee jaar terug al laten zien dat enkele pijlstaarten een hoog geluid kunnen maken door speciale structuren op hun geslachtsorganen langs elkaar te strijken. Nu namen ze mannetjes van flink wat soorten en gingen na of die geluid konden produceren. Een aantal soorten doet dat, en sommigen doen het als reactie op vleermuisgepiep, constateerden de biologen. Vrouwtjes onderzochten ze niet, maar ze denken dat die het ook doen, zij het op een iets andere manier.

In de war

De vraag was nog wat de nachtvlinders met het geluid bereiken. Schrikt een vleermuis ervan? Is het geluid een waarschuwing dat een mot niet lekker smaakt? Of raakt een vleermuis in de war omdat het geluid op zijn eigen geluid lijkt? Als een vleermuis ervan schrikt, zal hij er na een tijdje wel aan wennen, bedachten ze. En als het een waarschuwing is voor een vieze smaak, zal hij een gevangen pijlstaart snel weer laten vallen en de motten voortaan met rust laten. Raakt hij ervan in de war, dan lukt het hem niet om de motten te pakken. En dan hij zal dat nooit leren ook.

Kawahara en Barber lieten grote bruine vleermuizen, die ook al moeite hebben met maanvlinders, los in een ruimte met pijlstaarten die geluid maakten en pijlstaarten die dat niet konden omdat hun geslachtsorganen waren verwijderd. En… de vleermuizen kregen motten die geluid maakten nauwelijks te pakken. Dat was niet omdat ze van hen schrokken, want ze wenden er niet aan en bleven deze beestjes missen. De zwijgende pijlstaarten die de vleermuizen te pakken kregen leken hen prima te smaken en ze bleven proberen om ze te vangen, dus het gepiep was ook geen waarschuwing. Het geluid van de motten werkt als een stoorzender, is de conclusie.

Balts

Op de stamboom van de pijlstaarten vormen de ‘stoorzenders’ twee aparte groepen. Die hebben hun verdedigingstactiek dus onafhankelijk van elkaar ontwikkeld. Omdat ze het geluid maken met hun geslachtsorganen heeft het vermoedelijk eerst een functie gehad bij de balts.

Er was al een groep motten bekend die het vleermuisgeluid verstoren, namelijk beervlinders. Nu blijkt deze verdedigingstactiek tegen hongerige vleermuizen vaker ontstaan te zijn dan gedacht.

Willy van Strien

Foto: Xylophanes falco, mannetje. Pablo Sebastian Padron

Zie ook: Ongrijpbare hap

Bronnen:
Kawahara, A.Y. & J.R. Barber, 2015. Tempo and mode of antibat ultrasound production and sonar jamming in the diverse hawkmoth radiation. PNAS, 4 mei online. Doi: 10.1073/pnas.1416679112
Barber, J.R. & A,Y. Kawahara, 2013. Hawkmoths produce anti-bat ultrasound. Biology Letters 9: 20130161. Doi: 10.1098/rsbl.2013.0161

Ongrijpbare hap

25 februari 2015 /

Hoe een jagende vleermuis (g)een Amerikaanse maanvlinder vangt

Hongerige vleermuizen zijn behendige jagers, maar ze hebben moeite om een maanvlinder te vangen. Jesse Barber en collega’s laten zien waarom vleermuizen zo vaak mis grijpen bij deze grote mot.

Vleermuizen, die in de schemering actief zijn, jagen niet op zicht, maar op gehoor. Ze brengen regelmatig hoge piepgeluidjes uit en de weerkaatsing daarvan geeft ze een beeld van de omgeving: waar staat een boom – en waar vliegt een lekker hapje. Een fladderende mot plukken ze zo feilloos uit de lucht.

Tenzij het een Amerikaanse maanvlinder is. Die wekt namelijk een vals beeld op.

De Amerikaanse maanvlinder, een grote nachtvlinder die leeft in het Oosten van Noord-Amerika, heeft achtervleugels met lange staarten. Die staarten, schrijven Jesse Barber en collega’s, brengen vleermuizen in verwarring.

Wapperende vleugelstaarten

Barber liet grote bruine vleermuizen (zo heten ze echt; de wetenschappelijke naam is Eptesicus fuscus) in het donker jagen op vliegende maanvlinders. Van sommige vlinders had hij de vleugelstaarten afgeknipt. Met een hoge snelheid infraroodcamera en ultrasone microfoons volgde hij hoe de jacht verliep.
De exemplaren zonder vleugelstaarten vlogen even goed als intacte motten. Toch hadden ze veel minder kans tegen de vleermuizen: ze werden vaker gevangen. Een maanvlinder met ongeschonden staarten kon vaak ontsnappen doordat de vleermuizen nogal eens op de staarten mikten. Dan kregen ze zo’n mot zelden te pakken.
De wapperende vleugelstaarten van een vliegende maanvlinder misleiden vleermuizen, is de conclusie. In het geluidsbeeld dat een vleermuis krijgt, trekken de staarten van zo’n vlinder meer aandacht dan het lijf en de vleermuis grijpt mis. Zo ontkomt de vlinder, al zal hij misschien een stukje vleugel missen.

Stamboom

De Amerikaanse maanvlinder hoort tot de familie nachtpauwogen. De onderzoekers stelden een stamboom op van deze familie en gaven daarop motten met lange vleugelstaarten aan. Die zijn op vier plaatsen te vinden, waaruit blijkt dat deze verdedigingsstrategie in deze familie vier keer is ontstaan.
Ook in andere nachtvlinderfamilies zijn er soorten met vleugelstaarten. Ook dat zou best een verdediging tegen vleermuizen kunnen zijn.

Willy van Strien

Foto’s:
Boven: Lynette (Creative Commons)
Midden: Geena Hill / Kawahara Lab / University of Florida

Bron:
Barber, J.R., B.C. Leavell, A.L. Keener, J.W. Breinholt, B.A. Chadwell, C.J.W. McClure, G.M. Hill & A.Y. Kawahara, 2015. Moth tails divert bat attack: evolution of acoustic deflection. PNAS, 17 februari online. Doi:10.1073/pnas.1421926112

Kleine, maar dappere schildwacht

15 september 2014 /

Geringde zeeanemoon wordt fel verdedigd door pistoolgarnaaltje

Een geringde zeeanemoon is goed af als er een rode pistoolgarnaal bij hem inwoont. Deze kleine garnaal verdedigt de anemoon namelijk doeltreffend tegen roofzuchtige vuurwormen. Amber McCammon en collega’s filmden de confrontatie.

De geringde zeeanemoon (Bartholomea annulata) – een grote en veelvoorkomende bewoner van koraalriffen in de Caribische Zee en de Golf van Mexico – heeft een goede verdediging tegen roofvijanden: vele netelcellen die draadjes met giftige inhoud op belagers afschieten. Anemonen zijn verwant aan kwallen, waar je niet op moet trappen omdat zij zulke netelcellen ook hebben.

Pistool

Maar de prachtige vuurworm Hermodice carunculata is er immuun voor. Die eet de anemoon rustig op, met netelcellen en al. Tegen deze roofvijand is de geringde anemoon kansloos. Tenzij….. er een rode pistoolgarnaal (Alpheus armatus) tussen zijn tentakels leeft, laten Amber McCammon en collega’s zien.

Deze garnaal is klein, maar goed bewapend: een van de scharen is vergroot, zowel bij mannetjes als bij vrouwtjes. Als die schaar dichtslaat klinkt er een knal en spuit er een straal water uit. De garnalen gebruiken hun ‘pistool’ om hun territorium te verdedigen tegen soortgenoten. Maar hij komt ook prima van pas om hun gastheer te beschermen tegen rovers, blijkt nu. Rode pistoolgarnalen leven bij voorkeur tussen de tentakels van geringde anemonen en als een garnaal zich eenmaal bij een anemoon heeft gevestigd, dan blijft hij er levenslang wonen. Geen wonder dus dat hij zijn anemoon fanatiek verdedigt.

Algen

McCammon observeerde het gedrag van de dieren buiten op het rif, maar ook in een aquarium in het lab, waar ze filmopnamen maakte. Nadert een vuurworm een anemoon waar zo’n garnaal leeft, dan schiet die te voorschijn. Hij klapt zijn schaar dicht of knipt er zelfs mee in de vuurworm. Diens giftige haren lijken de garnaal niet te deren. En de vuurworm druipt af.

Geringde zeeanemoon en rode pistoolgarnaal leven in een samenwerkingsverband waarin beide partijen aan de kost komen, zo was al bekend. De anemoon eet zoöplankton en kleine ongewervelde dieren die hij verlamt met zijn netelcellen, maar hij heeft ook eencellige algen in zijn lijf die, net als planten, energie uit zonlicht vastleggen en gebruiken om koolhydraten te maken. Die koolhydraten vormen een aanvulling op het dieet van de anemoon. Een rode pistoolgarnaal die tussen de tentakels leeft bemest de algen met zijn stikstofrijke uitscheidingsproducten, wat de anemoon extra voeding oplevert.
Omgekeerd eet de pistoolgarnaal overtollig slijm en dood weefsel van de anemoon weg.

Bij de anemoon is de pistoolgarnaal bovendien veilig voor zijn roofvijanden, die door de tentakels worden afgeschrikt. McCammon wilde weten of die bescherming wederzijds is, en dat blijkt zo te zijn: de garnaal houdt hongerige vuurwormen op afstand.
De twee partners profiteren dus dubbel van elkaar: ze bieden elkaar voedsel en veiligheid.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: geringde zeeanemoon Bartholomea annulata. Cephalopodcast (via Flickr, Creative Commons)
Klein: vuurworm Hermodice carunculata. Nick Hobgood (Wikimedia Commons)

Bekijk de confrontatie tussen vuurworm en rode pistoolgarnaal in een filmpje van de onderzoekers: Marine gladiators

Bron:
McCammon, A.M. & W.R. Brooks, 2014. Protection of host anemones by snapping shrimps: a case for symbiotic mutualism? Symbiosis, 29 augustus online. Doi: 10.1007/s13199-014-0289-8

Griezelkamer

11 juli 2014 /

Knekelhuiswesp beschermt haar nakomelingen met mierenlijkjes

Grote verbazing bij Michael Staab en collega’s: ze ontdekten in holle stengels met wespeneitjes een dichtgemetseld kamertje vol dode mieren. De nesten bleken van een tot nu toe onbekende spinnendoder te zijn. Ze noemden haar ‘knekelhuiswesp’. Waarom legt die zo’n lugubere verzameling aan?

Michael Staab en collega’s inventariseerden in Zuidoost China wespen die hun eitjes leggen in holle stengels; zulke wespen leven niet in kolonies, maar alleen. Ze hadden daarom in een natuurgebied stukjes pijlriet opgehangen, een reusachtig gras met stengels van 2 à 3 centimeter dik. Na een tijdje namen ze de stengelstukjes mee naar het lab, maakten ze in lengterichting open om te zien of er eitjes in zaten en kweekten die uit; de eitjes werden larven en poppen en tenslotte verschenen volwassen wespen die de onderzoekers op naam brachten.
Routinewerk.

Verrassing

Totdat ze in sommige stengels een verrassing aantroffen. Ze vonden er niet alleen door wespen gemaakte cellen met wespeneitjes, maar ook een kamertje dat was volgestouwd met verse dode mieren. Dat was nog nooit vertoond.
Toen de volwassen wespen in deze stengels uitkwamen, bleek het om een nog onbekende soort spinnendoder te gaan van het geslacht Deuteragenia. Die kreeg een toepasselijke naam: Deuteragenia ossarium, oftewel ‘knekelhuiswesp’. De vraag was waarom deze spinnendoders mierenlijkjes in hun nest inmetselen.

Spinnendoders zijn wespen die voor elk eitje dat ze leggen een spin vangen en verlammen, zodat de wespenlarve genoeg voedsel zal hebben om op te groeien en te verpoppen. Het is veel werk en deze wespen leggen daarom maar weinig eitjes.
Spinnendoders die in holle stengels broeden leggen hun eitjes achter elkaar, elk eitje met zijn eigen spin in zijn eigen ruimte die wordt afgesloten met een dun wandje, meestal van aarde. Tenslotte bouwen de moeders nog een lege cel aan het uiteinde van de stengel en dan zit hun taak erop.

Vrouwtjes van de nieuw ontdekte soort maken 2 tot 6 broedcellen in een stengel. Maar anders dan andere spinnendoders vullen ze de laatste cel op met mieren die ze kennelijk speciaal voor dat doel doden.

Parasieten

Het waarom werd duidelijk toen het de onderzoekers opviel dat de nakomelingen van knekelhuiswespen nauwelijks last hebben van parasieten. De broedcellen trekken parasitaire insecten aan. Die willen hun nakomelingen laten profiteren van de spin die erin ligt of van de larve of pop van de spinnendoder. Zij prikken hun eilegboor door de buitenwand en leggen een eitje in een broedcel; de larve die daaruit komt kan zijn slag slaan, ten koste van de rechtmatige bewoner, en een geparasiteerde broedcel levert uiteindelijk een volwassen parasiet op. Dat lot treft ruim 15 procent van de broedcellen van wespen in holle stengels.
Maar de knekelhuiswesp loopt veel minder risico: slechts 3 procent.

De geur van de mieren camoufleert de geur van het wespennest, vermoeden de onderzoekers, of jaagt vijanden weg. Het zal niet toevallig zijn dat ze in de dodencellen vaak een grote, agressieve mierensoort aantroffen die pijnlijk steekt. Een afschrikwekkende soort dus.
De knekelhuiswesp stopt dode mieren in het buitenste kamertje om haar nageslacht tegen vijanden te beschermen, is de conclusie. Griezelig, maar effectief.

Willy van Strien

Foto’s:
Het knekelhuiswesp-vrouwtje (Michael Staab; Wikimedia Commons) en een nest met vier cellen met poppen en links een kamer vol dode mieren (Merten Ehmig; Wikimedia Commons). De maatstreep bij de wesp is 1 centimeter.

Bron:
Staab, M., M. Ohl, C-D. Zhu & A-M. Klein, 2014. A unique nest-protection strategy in a new species of spider wasp. PLoS One 9: e101592, 2 juli. Doi:10.1371/journal.pone.0101592

Schoonheid als verdediging

20 juni 2014 /

Roofvijanden hebben moeite met sierlijke slakkenhuisjes

Sprookjesachtig mooi zijn de bizar gevormde slakkenhuisjes van Plectostoma-soorten in Zuidoost-Azië. Ze hebben hun uitbundige versieringen niet voor niets, laten Thor-Seng Liew en Menno Schilthuizen zien.

Net als alle andere dieren hebben ook de Plectostoma-huisjesslakken te maken met vijanden, en naaktslakken horen tot de belangrijkste. ’s Nachts gaan deze rovers op jacht. Ze krijgen de huisjesslakken makkelijk te pakken, want ze zijn sneller en in verhouding reusachtig groot: de Plectostoma-slakken zijn slechts een paar millimeter. De naaktslakken drukken een slachtoffer stevig tegen de grond en proberen het beestje in het huisje met hun zuigslurf te bereiken.
Maar ze hebben er een zware dobber aan, en dat komt doordat de huisjes zo grillig gevormd zijn.

Tuba

De Plectostoma-slakken hebben, als ze volwassen zijn, een huisje met een vreemd gebogen uiteinde. Een slakkenhuis is een buis die aan een kant dicht is (de top) en aan de andere kant open (de mond); de buis is als een spiraal gewonden. Maar bij Plectostoma draait de laatste winding niet met de spiraal mee. Hij buigt af, een andere kant op. Deze ‘tuba’ is een loze ruimte als de slak zich in zijn huisje heeft teruggetrokken.
Om die slak te kunnen eten zou de naaktslak zijn zuigslurf door de tuba heen moeten steken en dan een bocht laten maken. Dat haalt die slurf niet.
De naaktslak moet dan overschakelen op een tweede strategie en een gat in de spiraal boren. Maar dat kost veel tijd en energie. De huisjes zijn versierd met flinke ribbels die het extra moeilijk maken om er doorheen te boren. De naaktslak kan Plectostoma-slakken dus wel te pakken krijgen en opeten, maar vanwege de tuba en de ribbels gaat het alleen met veel moeite.

Jonge slakjes

Jonge slakken zijn veel kwetsbaarder. De bouw van het huisje begint namelijk bij de top en de spiraal groeit vanaf de mondopening aan. Dat betekent dat eerst de gewone windingen verschijnen. Pas als de spiraal klaar is wordt de tuba eraan gebouwd. Tot die tijd kan een naaktslak het jonge slakje makkelijk via de mond van zijn huisje bereiken.
Geen wonder dus dat naaktslakken liever jonge dan oude huisjesslakken aanvallen en eten, zoals bleek uit proeven die Liew deed aan Plectostoma concinnum, een soort die op Borneo voorkomt.

De prachtige versieringen van de huisjes van Plectostoma-slakken dienen dus als bescherming tegen naaktslakken. Maar de verdediging is niet volmaakt. Jonge slakjes hebben nog geen bescherming en volwassen dieren maken het hun vijanden wel moeilijk, maar niet onmogelijk.

Voldoende kalk

Voor zover bekend zijn Plectostoma-soorten de enige landslakken met zulke uitbundig versierde huisjes. Ik veronderstel dat het voor andere huisjesslakken die op land leven niet loont om hun huisjes met versieringen te versterken. Plectostoma-soorten leven op kalksteenheuvels en vinden daar voldoende materiaal om uitgroeisels te maken aan hun huisjes, die uit een kalkverbinding bestaan. Andere huisjesslakken hebben die luxe niet, en als versieringen geen volledige veiligheid verschaffen kunnen ze die misschien beter achterwege laten.

Er leven tientallen Plectostoma-soorten op kalksteenheuvels in Zuidoost-Azië. Elke heuvel heeft unieke soorten die nergens anders voorkomen. Momenteel worden veel van deze bijzondere soorten met uitsterven bedreigd omdat heuvels worden afgegraven voor de cementindustrie.

Willy van Strien

Thor-Seng Liew promoveerde op 18 juni in Leiden

Foto: Naaktslaak boort een gat in Plectostoma concinnum. Thor-Seng Liew.
Tekening: Negen Plectostoma-soorten van Borneo. Jaap Vermeulen.

Bron:
Liew, T-S. & M. Schilthuizen, 2014. Association between shell morphology of micro-land snails (genus Plectostoma) and their predator’s predatory behaviour. PeerJ 2:e329, 1 april. Doi: 10.7717/peerj.329

Stinkend pleegjong

1 april 2014 /

Jonge kuifkoekoek weert roofvijanden uit het nest van z’n pleegouders

Voor zwarte kraaien kan een kuifkoekoeksjong een aanwinst zijn, schrijven Daniela Canestrari en collega’s. Zijn stank houdt roofvijanden op afstand.

Zwarte kraaien in Noord Spanje laten zich gebruiken, zo lijkt het. In bijna driekwart van hun nesten leggen kuifkoekoeken een of enkele eieren, met de bedoeling dat de zwarte kraaien de jongen grootbrengen – en die laten het zo maar gebeuren. Ze jagen kuifkoekoeken niet weg, accepteren hun eieren en zorgen voor de koekoeksjongen.
Vreemd? Volgens Daniela Canestrari en collega’s niet. Want een jonge kuifkoekoek beschermt het nest van zijn pleegouders tegen roofvijanden.

Zwarte kraaien zijn flinke vogels die hun mannetje wel staan, zou je denken. Toch zijn er nogal wat roofvijanden die het op hun eieren en jongen hebben voorzien: katten, steenmarters, haviken, buizerds, raven, gaaien en zwarte kraaien zelf. In slechte jaren mislukken de meeste nesten doordat ze worden leeggeroofd.

Smurrie

Maar de kans op mislukken blijkt veel kleiner te zijn als er een jonge kuifkoekoek aan boord is. Want als die wordt lastiggevallen, scheidt hij een bijtende, stinkende smurrie af. Het lijkt op poep, maar dat is het niet; het komt uit een speciale klier. Die smurrie ontneemt roofvijanden alle lust om toe te slaan, denken de onderzoekers. Ze boden halfwilde katten, tamme kraaien en valken uit een valkenhouderij vlees aan dat met dit goedje was ingesmeerd. De dieren aten er niet van. Roofvijanden zullen een nest met zo’n viezerik aan boord gauw verlaten, is dan ook het idee. Ook de jonge kraaien ontkomen dan.

Een kuifkoekoeksjong beschermt een kraaiennest dus tegen roofvijanden. Dat vergroot de kans dat een nest lukt, dat wil zeggen dat er uiteindelijk een of meer jonge kraaien zullen uitvliegen.

Extra last

Er staat wel iets tegenover. De pleegouders moeten het vreemde jong verzorgen naast hun eigen kroost. Nu is een jonge kuifkoekoek niet zo veeleisend. Hij laat de jonge kraaien met rust. Hij is kleiner dan zij, eet minder en is sneller zelfstandig. Daardoor vormt hij niet zo’n zware last voor zijn pleegouders als een jong van de bekendere gewone koekoek die eieren legt in het nest van zangvogeltjes. Dat koekoeksjong gooit zijn pleegbroertjes en –zusjes uit het nest, wordt groter dan zijn pleegouders en vraagt veel voedsel.
Maar toch kan een kraaienpaar de extra zorg voor een pleegjong niet helemaal aan en daardoor komen hun eigen jongen wat tekort. Uit een kraaiennest zonder kuifkoekoek vliegen gemiddeld twee à drie jongen uit, uit een nest met een kuifkoekoekje erin maar twee.

Net als andere koekoeken parasiteren kuifkoekoeken op de broedzorg van de gastheer bij wie ze hun jongen onderbrengen. De aanwezigheid van een kuifkoekoekje in het nest is een last voor zwarte kraaien en gaat ten koste van hun jongen. Maar: de kans dat het hele nest aan rovers verloren gaat is veel kleiner. Dat kan opwegen tegen de lasten, zeker wanneer er veel roofvijanden zijn.
Een jonge kuifkoekoek is dus niet alleen een profiteur, maar ook een beschermer. Dat zal de reden zijn dat de zwarte kraaien tolerant zijn tegenover kuifkoekoeken.

Eksters

Ook eksters worden door kuifkoekoeken gebruikt als pleegouders en zij lijden daar meer onder dan kraaien. Uit eksternesten met een koekoeksjong vliegen weinig jonge eksters uit. Misschien beschermt een pleegjong ook eksternesten wel tegen roofvijanden, maar daar hebben de jonge ekstertjes weinig aan. Zij maken sowieso weinig kans. Eksters verdedigen hun nest dan ook tegen kuifkoekoeken en een vreemd ei gooien ze er vaak uit.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Nest met jonge kraaien en rechts een jonge kuifkoekoek. Vittorio Baglione
Klein: Volwassen kuifkoekoek. Uit Naumann Encyclopedia 1905 (via Wikimedia Commons)

Zie ook: halfhartige pleegouders

Bronnen:
Canestrari, D., D. Bolopo, T.C.J. Turlings, G. Röder, J.M. Marcos & V. Baglione, 2014. From parasitism to mutualism: unexpected interactions between a cuckoo and its host. Science 343: 1350-1352. Doi: 10.1126/science.1249008
Soler, J.S. & M. Soler, 2000. Brood-parasite interactions between great spotted cuckoos and magpies: a model system for studying coevolutionary relationships. Oecologia 125: 309–320. Doi: 10.1007/s004420000487

Moeder maakt de kleintjes giftig

28 maart 2014 /

Roofzuchtige mieren blieven geen kikkervisjes van aardbeikikkers

Moeder aardbeikikker zorgt er goed voor dat rovers van haar jongen afblijven. Ze laat haar kikkervisjes gifstoffen eten. De kleintjes slaan dat gif op en hebben dankzij die chemische verdediging niets te vrezen van hongerige mieren, schrijven Jennifer Stynoski en collega’s.

Een fijne plek om op te groeien, voedzame hapjes: jonge aardbeikikkers komen niets te kort dankzij de zorg van vooral hun moeder. Aardbeikikkers, slechts een paar centimeter groot, leven in Midden Amerika. Als het vrouwtje eitjes heeft gelegd op vochtige bladeren en het mannetje ze heeft bevrucht, blijft hij ze bewaken en nat houden totdat de kikkervisjes uitkomen. Dan neemt het vrouwtje de zorg over. Ze neemt de jongen op haar rug en brengt ze een voor een in een plasje in het hart of de bladoksels van planten als bromelia. Elk jonkie krijgt zijn eigen minipoeltje. Een moeder moet meestal zo’n vijf kleintjes onderbrengen.

Regelmatig gaat ze daarna bij haar kinderen langs om ze eten te brengen, tot ze na zes weken kikkertjes zijn geworden. Hun voedsel produceert ze zelf. Ze legt namelijk onbevruchte eitjes in het water als ‘voedseleitjes’. De jongen kunnen niet zonder dit speciale maal; ze eten niets anders.

Bescherming

Nu blijkt dat de voedseleitjes ook giftige stoffen bevatten en dat de kikkervisjes dat gebruiken als chemisch beschermingsmiddel. Aardbeikikkers zijn pijlgifkikkers, dus giftig. Volwassen dieren hebben huidklieren waarin ze giftige stoffen opslaan. Die laten ze los als ze bedreigd worden door een roofvijand. Ze maken de giftige stoffen, alkaloïden, niet zelf, maar halen het uit de insecten die ze eten, zoals mijten, mieren, duizendpoten en kevers.

De kikkervisjes in hun poeltjes eten zulke prooien echter niet en kunnen dus niet zelf aan chemische afweerstoffen komen. Maar Jennifer Stynoski en collegas laten zien dat de kikkermoeders wat alkaloïden in de voedseleitjes stoppen en dat de kikkervisjes ze op die manier binnenkrijgen. Als ze wat ouder zijn, ontwikkelen de huidklieren zich waarin ze de stoffen kunnen opslaan en vanaf dan zijn ze giftig.

Verkeerd menu

Om te laten zien dat kikkervisjes inderdaad gif uit de voedseleitjes halen, kweekte Stynoski zelf kikkervisjes op en voedde die met de eitjes van een niet-giftige boomkikker, de roodoogmakikikker. Op dit verkeerde menu bleven de kikkervisjes een paar dagen in leven – maar giftig werden ze niet.

De chemische bescherming die de kikkervisjes van hun moeder krijgen werkt goed, in elk geval tegen de roofzuchtige mier Paraponera clavata. Mieren van deze soort jagen op allerlei beestjes en slepen die naar hun nest. Kikkervisjes van de roodoogmakikikker nemen ze ook mee als prooi. Maar van aardbeikikkervisjes moeten ze niets hebben. Die laten ze met rust.

Willy van Strien

Foto: Geoff Gallice (Wikimedia Commons)

Een andere zorgzame kikkerouder:
Een goede jeugd (Amazone gifkikker)

Bron:
Stynoski, J.L., Y. Torres-Mendoza, M. Sasa-Marin & R. Saporito, 2014. Evidence of maternal provisioning of alkaloid-based chemical defenses in the strawberry poison frog Oophaga pumilio. Ecology 95: 587-593. Doi: 10.1890/13-0927.1

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑