Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 13 van 43

Romantiek in zee

8 februari 2019 /

Mosselkreeftjes maken sprookjesachtige verlichting

mosselkreeftje verdedigt zich met licht tegen vis

Met een prachtig lichtspel proberen mannelijke mosselkreeftjes een vrouwtje te lokken. Elke soort heeft zijn eigen showprogramma, met ofwel hele korte flitsen, ofwel lichtjes die seconden lang blijven gloeien. Nicholai Hensley en collega’s onderzochten de chemie daarachter.

Het moet sprookjesachtig mooi zijn: tientallen blauwe lichtjes die dansen in het donkere water van de Caribische Zee. Het schouwspel is weggelegd voor wie aan het begin van de nacht duikt of snorkelt. De lichtkunstenaars zijn mosselkreeftjes van de familie Cypridinidae, kreeftjes van hooguit een paar millimeter groot met een schaal die uit twee kleppen bestaat. Dat lijkt op de schelp van een mossel, vandaar de naam.
Een even treffende benaming is zeevuurvliegjes.
Nicholai Hensley en collega’s verdiepen zich in hun gedrag en in de scheikunde achter het licht.

Slijmbolletjes

Mosselkreeftjes maken licht door slijm uit te stoten met twee stoffen erin, varguline en het enzym c-luciferase. Die stoffen gaan in zeewater een reactie met zuurstof aan waarbij blauw licht vrijkomt.
De mosselkreeftjes gebruiken hun licht op de eerste plaats als verdediging tegen roofvijanden. Als een vis een mosselkreeftje oppakt, produceert die een wolk lichtgevend slijm dat via de kieuwen van de vis naar buiten stroomt. De vis schrikt, en wordt zichtbaar voor zijn eigen roofvijanden. Hij spuugt het hapje maar gauw uit.

Bij de Cyprinidae-mosselkreeftjes die in de Caribische Zee leven gebruiken de mannetjes dezelfde lichtreactie ook op een veel subtielere manier en met een heel ander doel: ze maken lichtgevende slijmbolletjes om een vrouwtje tot paring verleiden. En dat levert de sprookjesachtige taferelen op.

Lijn van lichtjes

De best bekende versierder met lichtreclame is het mosselkreeftje Photeros annecohenae, een van de meest voorkomende soorten voor kust van Belize. In het eerste donkere uur van de nacht, als de zon onder is en ook de maan niet schijnt, geven groepen mannetjes een lichtshow boven zeegrasvelden. Ze moeten zich van hun beste kant laten zien, want er is veel concurrentie om vrouwtjes. De meeste vrouwtjes zijn namelijk niet beschikbaar. Vrouwtjes houden hun bevruchte eitjes een tijdlang in een broedbuidel bij zich, en hebben in die periode geen interesse in het andere geslacht.
Amerikaanse biologen onderzochten de baltsende mannetjes in het lab, bij infrarood licht. Zo’n mannetje zwemt eerst een rondje vlak boven het zeegras en laat dan een stuk of drie slijmbolletjes los die als felle lichtflitsen te zien zijn, waarschijnlijk om de aandacht op zich te vestigen. Vervolgens zwemt hij in een smalle spiraal omhoog en plaatst onderweg met regelmatige tussenpozen iets zwakkere lichtbolletjes in het water. Hij zwemt snel, maar remt steeds even af om een lichtbolletje te maken.
Zo ontstaat een lijn van ongeveer twaalf achtereenvolgens kort opflitsende lichtjes die 60 centimeter lang kan zijn. Als hij boven is, schiet hij terug naar beneden om aan een nieuwe serie te beginnen. Vaak sluiten andere mannetjes zich bij hem aan en laten synchroon hun lichtjes meeflitsen.

Onderscheppen

Vrouwtjes die willen paren beoordelen de mannetjes op hun show. Vindt een vrouwtje een mannetje interessant, dan zwemt ze op hem af zonder zelf licht te maken. Dankzij zijn regelmatige flitspatroon weet zij hem vlak boven zijn laatste lichtflits te treffen. Opzet geslaagd.
Mannetjes proberen ook wel een vrouwtje aan de haak te slaan zonder zelf licht te produceren. Ze onderscheppen dan een vrouwtje dat naar een ander mannetje onderweg is.
Zelf een show beginnen, meeflitsen met een ander of stiekem op een vrouwtje af gaan: een mannetje kan makkelijk schakelen tussen deze opties.

Eigen show

In de Caribische Zee komen ook veel andere soorten Cypridinidae voor, en er leven er meestal een stuk of tien op dezelfde plaats. Omdat elke soorten zijn eigen karakteristieke lichtshow heeft, vindt een vrouwtje makkelijk een partner van de goede soort. De shows verschillen onder meer in het traject dat een mannetje aflegt, het aantal lichtbolletjes dat hij in het water plaatst, de helderheid van het licht, de afstand en het tijdsinterval tussen lichtjes en de tijd dat een lichtje zichtbaar blijft.

Romantisch

Hensley ging na hoe dat verschil in levensduur van de lichtbolletjes ontstaat. Hoewel alle soorten dezelfde chemische reactie uitvoeren om de bolletjes te maken, loopt die duur sterk uiteen: sommige soorten, zoals Photeros annecohenae, maken flitsen die slechts een fractie van een seconde aanhouden, andere maken lichtjes die wel 15 seconden blijven gloeien.
Het blijkt dat het enzym c-luciferase tussen de soorten verschilt, en de ene variant doet de lichtreactie sneller verlopen dan de andere. Dat bepaalt hoe snel een slijmbolletje uitdooft. Daarnaast hangt de duur van de reactie af van de hoeveelheid varguline ten opzichte van de hoeveelheid enzym: hoe meer varguline, hoe langer het duurt voordat het allemaal is omgezet en het licht dooft.

Overigens maken baltsende mannetjes veel minder licht dan een beestje in nood. Romantische sfeerverlichting hoeft niet zo groots en fel te zijn.

Willy van Strien

Foto: Lichtgevende wolk rond een visje dat een mosselkreeftje wilde opeten. De vis zal het mosselkreeftje uitspugen © Trevor Rivers & Nicholai Hensley

De zeerups gebruikt licht als verdedigingsmiddel op een andere manier

Bronnen:
Hensley, N.M., E.A. Ellis, G.A. Gerrish, E. Torres, J.P. Frawley, T.H. Oakley & T.J. Rivers, 2019. Phenotypic evolution shaped by current enzyme function in the bioluminescent courtship signals of sea fireflies. Proceedings of the Royal Society B 286: 20182621. Doi: 10.1098/rspb.2018.2621
Rivers, T.J. & J.G. Morin, 2013. Female ostracods respond to and intercept artificial conspecific male luminescent courtship displays. Behavioral Ecology 24: 877–887. Doi: 10.1093/beheco/art022
Rivers, T.J. & J.G. Morin, 2012. The relative cost of using luminescence for sex and defense: light budgets in cypridinid ostracods. The Journal of Experimental Biology 215, 2860-2868. Doi: 10.1242/jeb.072017
Morin, J.G. & A.C. Cohen, 2010. It’s all about sex: bioluminescent courtship displays, morphological variation and sexual selection in two new genera of Caribbean ostracodes. Journal of Crustacean Biology 30: 56-67. Doi: 10.1651/09-3170.1
Rivers, T.J. & J.G. Morin, 2009. Plasticity of male mating behaviour in a marine bioluminescent ostracod in both time and space. Animal Behaviour 78: 723-734. Doi: 10.1016/j.anbehav.2009.06.020
Rivers, T.J. & J.G. Morin, 2008. Complex sexual courtship displays by luminescent male marine ostracods. The Journal of Experimental Biology 211: 2252-2262. Doi: 10.1242/jeb.011130

Opvliegend

30 januari 2019 /

Een dappere koolmees is groot, of mager

Vooral grote en magere koolmezen hebben lef

Hoeveel risico wil een koolmees nemen? Dat verschilt nogal van vogel tot vogel. Maria Moiron en collega’s laten zien dat de lef die de vogels tentoonspreiden gekoppeld is aan hun grootte en hun conditie.

Net als mensen hebben ook dieren een persoonlijkheid, een stabiele set van bij elkaar horende gedragskenmerken. Zo verschillen dieren onderling van elkaar in hoe dapper ze zijn, met als uitersten een agressief, brutaal, nieuwsgierig en ondernemend karakter aan de ene kant en een schuwe, voorzichtige en teruggetrokken aard aan de andere kant. Biologen zien dat ook terug bij de koolmees (Parus major). Maria Moiron en collega’s vroegen zich af of de persoonlijkheid van een koolmees past bij zijn fysieke kenmerken.
Om dat te achterhalen wogen ze een aantal mannetjes en maten ze de lengte op van poot, snavel en vleugel. En ze testten de dieren op hun bereidheid om risico’s te nemen. Daarvoor keken ze hoe agressief de dieren zich opstelden tegenover een mannetje dat het territorium binnendrong. Ook gingen ze na hoe snel ze er in een onbekende testkooi op uit gingen om de boel te verkennen.

Angst of moed

Koolmezen verschillen sterk van elkaar in alle gemeten kenmerken, zo bleek. Na een statistische analyse van de gegevens concluderen de onderzoekers dat grote exemplaren gemiddeld minder angstig zijn uitgevallen dan kleinere soortgenoten. Dat kan komen, speculeren ze, doordat een fors dier een grotere kans heeft te winnen als het tot vechten komt en beter tegen een stootje kan. Een tweede mogelijkheid is dat hij meer risico neemt om aan voedsel te komen omdat hij meer energie nodig heeft.
Een andere uitkomst is dat ook de conditie van de vogels, in de zin van doorvoeding, hun gedrag bepaalt. Een dier dat wel wat eten kan gebruiken neemt over het algemeen meer risico dan een dier dat goed in zijn vet zit. Een hongerige vogel kan zich niet permitteren om al te voorzichtig te zijn; hij moet wel actie ondernemen, is de verklaring. Het kan ook zijn dat een goed doorvoede vogel voorzichtiger is omdat hij bij onraad minder snel kan opvliegen.
Conclusie: de persoonlijkheid van een koolmees hangt inderdaad samen met zijn fysieke kenmerken. Dat is eigenlijk niet vreemd – maar het was nog niet eerder aangetoond.

Willy van Strien

Foto: Tbird ulm (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 3.0)

Bron:
Moiron. M., Y.G. Araya-Ajoy, K.J. Mathot, A. Mouchet & N.J. Dingemanse, 2019. Functional relations between body mass and risk-taking behavior in wild great tits. Behavioral Ecology, 18 januari online. Doi: 10.1093/beheco/ary199

Alles uit de kast

11 januari 2019 /

Kolibrieman schittert voluit gedurende één ogenblik

mannetje breedstaartkolibrie voert spetterende show op

Om zoveel mogelijk vrouwtjes te versieren, voeren mannetjes van de breedstaartkolibrie strakke duikvluchten uit. Van beweging, kleur en geluid maken ze een spectaculair geheel, laten Ben Hogan en Cassie Stoddard zien.

Met een opvallende vertoning probeert een mannetje breedstaartkolibrie (Selasphorus platycercus) een vrouwtje te verleiden. Hij maakt een aantal U-vormige duikvluchten achter elkaar waarbij hij van grote hoogte (tot 30 meter!) met ruisende vleugels naar beneden komt zetten. Het diepste punt van de duik is vlakbij het begeerde vrouwtje, dat zelf stil zit. Op dat punt haalt hij alles uit de kast: hij scheert met een topsnelheid van ruim 20 meter per seconde langs haar heen terwijl hij zijn staartveren zoemende geluiden laat maken. Het vrouwtje ziet zijn iriserende helderrode keelvlek voor haar ogen razendsnel tot donkergroen verkleuren. Dan klimt hij omhoog om een nieuwe duik te kunnen maken.

De flitsshow is zo snel dat wij niet kunnen volgen wat er precies gebeurt. Maar Ben Hogan en Cassie Stoddard maakten video- en geluidsopnamen van een groot aantal shows en analyseerden die.

Oogwenk

Een volledige duikvlucht duurt ongeveer 6,5 seconden. Op het diepste punt, het hoogtepunt van de vertoning, stemt het vogeltje de verschillende onderdelen nauwkeurig op elkaar af, zo blijkt uit het onderzoek. Hij laat zijn topsnelheid, de zoemgeluiden en de kleurverandering vrijwel samenvallen, zodat alles binnen 300 milliseconden plaatsvindt, letterlijk in een oogwenk. Als hij vanuit het dieptepunt meteen weer omhoog schiet, daalt de toonhoogte van het geluid dat vleugels en staartveren maken sterk, net als bij een langsrijdende sirene (het Dopplereffect).

Het geheel moet een verpletterende indruk op een vrouwtje maken. Anderzijds: ze is niet anders gewend, want alle mannetjes vertonen dit kunstje. De kolibriemannetjes helpen niet met nestbouw en de zorg voor de jongen; daar draaien de vrouwtjes alleen voor op. Het streven van mannetjes is om bij zoveel mogelijk vrouwtjes jongen te krijgen. Met hun strakke duikvlucht prijzen ze hun erfelijke kwaliteit aan, die gezond en aantrekkelijk nageslacht belooft.

Maar hoe makkelijk laat een vrouwtje zich verleiden? De onderzoekers hebben nog niet uitgezocht wat precies het aantrekkelijke van een show is en hoe die in haar ogen perfect wordt uitgevoerd.

Willy van Strien

Foto: Greg Schechter (Flickr/Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

Manakins kunnen er ook wat van: zie stukjes over langstaartmanakin, goudkraagmanakin en stompveermanakin.

Bron:
Hogan, B.G. & M.C. Stoddard, 2018. Synchronization of speed, sound and iridescent color in a hummingbird aerial courtship dive. Nature Communications 9: 5260. Doi: 10.1038/s41467-018-07562-7

Ontsnappingsscene

18 december 2018 /

Jonge bladluizen proberen een lift te krijgen

jonge erwtenluis leeft mee met een volwassen luis

Jonge erwtenluizen laten zich graag door een volwassen luis dragen als ze over de grond moeten lopen, schrijven Moshe Gish en Moshe Inbar. Ze krijgen lang niet altijd hun zin: de grote luizen proberen eronderuit te komen.

Als de plant gaat schudden en er een warme, vochtige lucht langs trekt, dreigt er gevaar voor de erwtenluizen (Acyrthosphon pisum) die op het blad sap zitten te zuigen: een grazer. Net voordat de plant wordt opgegeten, laten ze zich massaal op de grond vallen om te ontsnappen.
Maar ook daar zijn ze niet veilig; ze kunnen vertrapt worden, uitdrogen, verhongeren of ten prooi vallen aan roofvijanden die op de grond jagen, zoals spinnen. En dus zetten ze het op een lopen, op zoek naar een nieuwe plant.

Dat valt voor jonge luizen (de nimfen) niet mee. De grond zit vol hobbels en bobbels: aardklonten, scheurtjes, stenen, afgevallen takjes en bladeren. De kleintjes komen veel langzamer vooruit dan volwassen beestjes. Maar daar is een oplossing voor, ontdekten Moshe Gish en Moshe Inbar: meeliften op een grote luis.

Klein drama

De onderzoekers zetten ontsnappingen in scene in een serie labexperimenten. Ze plaatsten ongeveer tien vrouwelijke luizen op een tuinboonplant. Na een nacht waren er jonge luizen geboren; de erwtenluis kan zich maagdelijk voortplanten, vrouwtjes krijgen dan dochters zonder dat ze gepaard hebben. Door tegen de plant te tikken en hun adem erover uit te blazen, brachten de onderzoekers de luizen ertoe om zich te laten vallen. Op enige afstand van de tuinboonplant stond een kring van linzenplanten waar de beestjes heen konden, de bodem was bedekt met aarde.
Ze zagen hoe zich in zo’n geval een klein drama afspeelt. De jonge luizen proberen na de landing meteen op een volwassen luis te klauteren. Ze klimmen ook op groene plastic bolletjes en op dode luizen als ze die tegenkomen, maar daar stappen ze snel weer van af. Als ze op een levende luis zijn geklommen die vervolgens stil blijft staan, stappen ze na een tijdje ook af. Alleen als de draagster zich in beweging zet, zitten ze goed. Dan rijden ze mee naar een nieuwe plant, waar ze sneller aankomen dan wanneer ze zelf zouden hebben gelopen.
Maar de volwassen luizen helpen de jonkies niet van harte.

Lastig

Integendeel: ze lijken passagiers maar lastig te vinden. Als een jonge luis een groot exemplaar wil beklimmen, gaat die vaak hoog op de poten staan om het moeilijk te maken, of ze loopt weg. Zijn er al kleintjes aan boord, dan blijft ze vaak onbeweeglijk staan wachten totdat de passagiers weer afstappen. Of ze buigt haar kop of achterste naar beneden om ze kwijt te raken. Midden op de rug zit een jonge luis dus het beste. Uiteindelijk gaat de draagster met hooguit één passagier op pad.
Als ze, na vertraging, eenmaal is vertrokken, bereikt ze even snel een nieuwe plant als een luis zonder meelifter, dus de loopsnelheid verandert niet door de last. Maar het kost wel energie.

Willy van Strien

Foto: © Stav Talal

Zie ook: ook kikkervisjes willen een lift

Bronnen:
Gish, M. & M. Inbar, 2018. Standing on the shoulders of giants: young aphids piggyback on adults when searching for a host plant. Frontiers in Zoology 15: 49. Doi: 10.1186/s12983-018-0292-7
Gish, M., A. Dafni & M. Inbar, 2010. Mammalian herbivore breath alerts aphids to flee host plant. Current Biology 20: R628-R629. Doi: 10.1016/j.cub.2010.06.065

In de knop gebroken

13 december 2018 /

Rups dwingt Canadees zonneroosje tot zelfbestuiving

Canadees zonneroosje met open bloemen zonder Mompha capella

De rups van het motje Mompha capella leeft in een bloemknop van het Canadees zonneroosje en verhindert dat die opengaat, laten Neil Kirk Hillier en medeonderzoekers zien. Bestuivers kunnen daardoor niet op bezoek komen, de bloem moet zichzelf bestuiven.

Het Canadees zonneroosje (Crocanthemum canadense), een overblijvende plant in het oosten van Noord Amerika, is aantrekkelijk voor het motje Mompha capella, dat er zijn eitjes op legt. Vervolgens gebeurt er iets ongewoons: de plant raakt de regie over zijn voortplanting kwijt.
De plant vormt gele bloemen die zich normaal gesproken kort na zonsopgang openen, zodat de vrouwelijke stamper en de mannelijke meeldraden vrij komen te liggen. Er komen bijen en vliegen op af, die bloem na bloem bezoeken en het stuifmeel van de een overbrengen naar de ander. Zo worden de bloemen bestoven met stuifmeel van andere planten (kruisbestuiving). De vele meeldraden zijn naar de vijf gele kroonbladeren toegebogen, van de stamper af, om te voorkómen dat de plant zichzelf bestuift. Binnen enkele uren is het eigen stuifmeel van een bloem verdwenen en is de stamper bedekt met stuifmeel van andere bloemen. De kroonbladen vallen af, de groene kelkbladen vouwen zich beschermend over de stamper met het vruchtbeginsel waarin zich de zaden ontwikkelen.

Maar als een mot eitjes op de plant heeft gelegd, kruipen de rupsen die uit de eitjes komen in een bloemknop, een rups per knop. En dan loopt het heel anders, ontdekten Neil Kirk Hillier en collega’s.

Muts

De rupsen beginnen te knagen. En ze doen dat niet willekeurig, maar ze eten eerst de onderkant van de nog opgevouwen kroonbladen af. De losgesneden kroonbladen groeien niet meer door en vouwen zich niet open als de bloem zou moeten ontluiken, maar blijven als een mutsje over meeldraden, stamper en vruchtbeginsel heen staan. De bloem blijft dus dicht, bestuivers kunnen er niet bij. Doordat de rijpe meeldraden boven de stamper zijn samengepropt, komt het stuifmeel in contact met de stamper en door zelfbestuiving ontstaan zaden. Die eet de rups vrijwel allemaal op.

Zonneroosje dupe

Voor het Canadees zonneroosje betekent het dat er minder nakomelingen zijn. Een gele bloem produceert gemiddeld ongeveer veertig zaden, en daarvan spaart een rups er maar een paar. Toch is de voortplanting niet onmiddellijk in gevaar. De plant maakt namelijk niet alleen een klein aantal gele bloemen die, tenzij een rups het proces verstoort, open gaan. Maar hij krijgt later in het jaar ook een groot aantal bloemen zonder gele kroonbladen en met slechts vier of vijf meeldraden. Die bloemen blijven uit zichzelf gesloten en produceren zaden door zelfbestuiving. Ze maken er minder dan gele, open bloemen (slechts zes à zeven zaden per bloem), maar ze zijn met veel meer. Dus zaden komen er wel.
Maar zaden van open bloemen die na kruisbestuiving ontstaan, zijn nodig voor de uitwisseling van erfelijk materiaal. Bij plantenpopulaties met een hoge rupsenlast is die uitwisseling beperkt en zulke populaties hebben weinig genetische variatie.

Rups veiliger?

Wat een rups ermee opschiet door in te grijpen in het bloeiproces vermelden de onderzoekers niet. Als de bloem gewoon was opengegaan en bestoven, zouden er net zo goed zaden zijn verschenen die hij op kan eten. Misschien is het voordeel dat de rups in een gesloten bloem veiliger is voor zijn natuurlijke vijanden.

Willy van Strien

Foto: Homer D. House, 1918 (Wikimedia Commons)

Bron:
Hillier, N.K., E. Evans & R.C. Evans, 2018. Novel insect florivory strategy initiates autogamy in unopened allogamous flowers. Scientific Reports 8: 17077. Doi:10.1038/s41598-018-35191-z

Stille mot

28 november 2018 /

Vleermuizen krijgen hun piepjes verzwakt terug

Bunaea alcinoe past acoustische camouflage toe

De schubben en bontjas van de mot Bunaea alcinoe maken de zoekmethode van vleermuizen waardeloos, laten Zhiyuan Shen en collega’s zien. Zo weet hij zich verborgen te houden.

Motten of nachtvlinders, die ’s nachts rondvliegen, hebben te vrezen van behendige vijanden: vleermuizen. Die sporen hun prooien op door hoge (ultrasone) geluidjes uit te stoten en de echo op te vangen die ontstaat als het geluid afketst tegen een muur, een boom – of een mot. Via deze ‘echolocatie’ stellen ze vast waar een mot vliegt en welke richting hij uitgaat, en hap!
Motten hebben verschillende manieren ontwikkeld om hieraan te ontsnappen. Sommige horen de vleermuispiepjes en zwenken snel af; andere maken zelf geluid waarmee ze een jagende vleermuis laten schrikken of in de war brengen; weer andere hebben vleugels die de echo vervormen.

Een andere verdedigingsstrategie is om een deel van het vleermuisgeluid te absorberen, zodat het niet kan terugkaatsen. Dat idee past Bunaea alcinoe toe, een soort nachtpauwoog uit Afrika, zoals Zhiyuan Shen en collega’s laten zien.

Meetrillen

Voor de absorptie zijn de talloze schubben verantwoordelijk die de vleugels van deze mot bedekken. De schubben, die er onder de microscoop uitzien als blaadjes met een steeltje, hebben een regelmatige, zeer open nanostructuur. Dankzij die structuur kunnen ze precies meetrillen met de toonhoogtes van het vleermuisgeluid, ontdekten de onderzoekers. Zo nemen ze de geluidsgolven over en door wrijving doven die vervolgens uit. De onderzoekers spreken van geluidscamouflage.
Vlinders, die overdag actief zijn en niet bejaagd worden door vijanden die met echolocatie werken, hebben schubben op de vleugels met een andere nanostructuur. Die trillen niet met de toonhoogte van vleermuispiepjes mee.

Wat verder helpt is de opvallende beharing op de rugkant van de motten. Ook dat bontjasje absorbeert geluid, op de manier waarop gordijnen en tapijten dat doen.

Het gevolg is dat vleermuizen deze prooi, Bunaea alcinoe, moeilijk kunnen vinden, want als hun piepjes op deze mot stuiten, krijgen ze slechts een deel van het geluid terug.

Willy van Strien

Foto: Paul Wursten (via Flickr, Creative Commons CC BY-NC-SA 2.0)

Toelichting van de onderzoekers op YouTube

Andere verdedigingsstrategieën van motten: storen en vervormen

Bronnen:
Shen, Z., T.R. Neil, D. Robert, B.W. Drinkwater & M.W. Holderied, 2018. Biomechanics of a moth scale at ultrasonic frequencies. PNAS, 12 november online. Doi: 10.1073/pnas.1810025115
Neil, T.R., Z. Shen, B.W. Drinkwater, D. Robert & M.W. Holderied, 2018. Stealthy moths avoid bats with acoustic camouflage. Journal of the Acoustical Society of America 144: 1742. Doi:  10.1121/1.5067725
Zeng, J., N. Xiang, L. Jiang, G. Jones, Y. Zheng, B. Liu & S. Zhang, 2011. Moth wing scales slightly increase the absorbance of bat echolocation calls. PLoS ONE 6(11): e27190. Doi:10.1371/journal.pone.0027190

Samenwerking op hoog niveau

15 november 2018 /

Groene wevermier bevrijdt nestgenoot uit spinnenweb

groene wevermier maakt nest van bladeren

Floria Uy en collega’s laten zien dat werksters van de groene wevermier samenwerken: als een nestgenoot verstrikt raakt in een spinnenweb, zullen anderen haar helpen. Ze waren al bekend om hun ‘levende naaimachine’.  

De groene wevermier, Oecophylla smaragdina, komt algemeen voor in de tropische delen van Azië en Australië. Zijn aanwezigheid valt meteen op, want de nesten hangen als bladerproppen in struiken en bomen.
De nesten zijn het resultaat van een bijzonder staaltje groepswerk, waar niet alleen werksters, maar ook larven bij betrokken zijn.

nestbouw wevermier vereist complexe samenwerkingOm van bladeren een nest te maken, moeten de mieren de bladranden aan elkaar vastmaken. Werksters gaan op een rij staan, pakken de randen van twee bladeren (of stukken van een gevouwen blad) vast en brengen die naar elkaar toe. Als de afstand tussen de bladranden groot is, pakken ze elkaar vast en vormen ze levende kettingen om het gat te overbruggen. Door die ketting vervolgens in te korten, trekken ze de bladranden naar elkaar toe.

Levende naaimachine

Vervolgens hecht een ‘beweegbare levende naaimachine’ de randen stevig aan elkaar, zoals Ross Crozier beschreven heeft. Terwijl veel werksters de bladranden tegen elkaar houden, komen andere werksters aanzetten met een volgroeide larve tussen hun kaken. bladeren aan elkaar geplakt vormen nest van groene wevernmier
De werksters stimuleren de larven om een zijden draad te spinnen en bewegen ze dan tussen de bladranden op en neer. Zo naaien ze de bladeren met zijde als naaigaren aan elkaar.
Bij veel mierensoorten spinnen larven zijde om een cocon te maken waarin ze verpoppen, maar bij de groene wevermier is de zijde nodig als bouwmateriaal voor het nest.

 

Een kolonie groene wevermieren bestaat uit meerdere bladernesten in een aantal bomen, met druk belopen paden ertussen. In nesten aan de rand van het territorium leven soldaten die de grenzen bewaken en verdedigen. Een kolonie wordt gemiddeld acht jaar oud en kan maar liefst een half miljoen inwoners tellen.
Dat is veel, en je zou denken dat een mier minder er dan niet zo veel toe doet.
Toch komen de mieren in actie als een nestgenoot in gevaar verkeert, laten Floria Uy en collega’s nu zien. Dat is een tweede vorm van complexe samenwerking.

Mier in nood

Raakt een mier gevangen in een spinnenweb, dan kunnen soortgenoten de draden van het web doorbijten en het slachtoffer lostrekken, ontdekte Uy. Maar het kan ook anders aflopen: dan vallen mieren een in een spinnenweb gevangen soortgenoot aan en maken haar dood. Wanneer redden ze elkaar, en wanneer niet?
Uy, die experimenten deed op de Salomonseilanden, zette een aantal keer een mier die ze in spinnenzijde had gewikkeld naast een mierenpad; soms was zo’n mier in nood een nestgenoot van de mieren op het pad, in andere gevallen kwam ze van een andere kolonie.

Ze constateerde dat mieren een gevangen nestgenoot altijd te hulp schieten. Maar voor mieren uit een vreemde kolonie is de afloop onzeker: ze worden soms gered en soms gedood. Dat sommige gedood worden is te verwachten: het zijn voor de mieren op het pad tenslotte indringers. Dat ze vaak geholpen worden is verrassend.
Het kan om een vergissing gaan, denken de onderzoekers. Mieren uit naburige kolonies hebben een grotere kans om geholpen te worden dan mieren uit een kolonie ver weg. Mieren herkennen nestgenoten en koloniegenoten aan de geur, en wellicht hebben naburige kolonies ongeveer dezelfde geur.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: groene wevermier op nest. Rushen (via Flickr, CC BY-SA 2.0)
Klein, midden: werksters bouwen aan het nest. Sean.hoyland (Wikimedia Commons, Public Domain)
Klein, onder: nest met naden van larvenzijde. Bernard DUPONT (via Flickr, CC BY-SA 2.0)

Kijk hoe de groene wevermieren een nest bouwen

Bronnen:
Uy, F.M.K., J.D. Adcock, S.F. Jeffries & E. Pepere, 2018. Intercolony distance predicts the decision to rescue or attack conspecifics in weaver ants. Insectes Sociaux, 3 november online. Doi: 10.1007/s00040-018-0674-z
Crozier, R.H., P.S. Newey, E.A. Schlüns & S.K.A. Robson, 2010. A masterpiece of evolution – Oecophylla weaver ants (Hymenoptera: Formicidae). Myrmecological News 13: 57-71

Rolpatroon in de war

31 oktober 2018 /

Parasitaire waaiertjes veranderen de leefwijze van wespen

Gedrag van Franse veldwesp staat onder invloed van Xenos-parasiet

De parasiet Xenos vesparum heeft zijn levenscyclus stevig verknoopt met die van de wesp waarin hij leeft. Hij stuurt het gedrag van geparasiteerde wespen in een richting die hem goed uit komt, laten Laura Beani en collega’s zien.

Het is vaak griezelig, maar ook fascinerend om te zien hoe parasieten hun gastheer in de greep hebben. Een mooi staaltje is de parasiet Xenos vesparum, een plaag voor de Franse veldwesp (Polistes dominula). Zijn manipulatiekunsten worden stukje bij beetje ontrafeld door Laura Beani en haar collega’s.

De parasiet, die behoort tot de insectengroep van de waaiervleugeligen of waaiertjes, heeft een bizarre levenswijze, met een opvallend verschil tussen mannetjes en vrouwtjes. Als larven leven waaiertjes parasitair in een wesp. De mannetjes verpoppen daar ook; het voorste deel van de poppen steekt zichtbaar naar buiten tussen de platen van het achterlijf van de gastheerwesp. Als volwassen mannetjes eruit komen, verlaten ze hun gastheer en leven ze vrij, maar dat vrije leven duurt maar kort, nog geen dag. Ze hebben waaiervormige vleugels, vandaar de naam.
Vrouwtjes leven veel langer; zij blijven hun hele leven in hun gastheer en verpoppen niet, maar veranderen in een zak met eicellen en een vetvoorraad. Alleen hun kopborststuk is stevig en piept tussen de platen van het achterlijf van de gastheer door. Per geparasiteerde wesp wordt meestal maar één parasiet, mannetje of vouwtje, volwassen.
Mannetje en vrouwtje parasiet moeten paren op de wesp waar zij in leeft. Dat doen ze vliegensvlug.

Wespenkolonie

De waaiertjes zijn aan de jaarcyclus van de Franse veldwesp gebonden.
Die begint in maart, wanneer bevruchte wespenkoninginnen, die de winter in groepen hebben doorgebracht, te voorschijn komen. Elke koningin zoekt een plek waar ze een kolonie kan stichten. Ze bouwt een open nest en legt de eerste eitjes, waar werksters uit zullen komen. Voordat die volwassen zijn, moet de koningin ook voedsel halen en het broed verzorgen. Maar later, vanaf mei, hoeft ze alleen nog maar eitjes te leggen; de werksters, die zelf geen nakomelingen krijgen, doen het werk.
In de zomer is de kolonie in volle bloei met maximaal vijftig wespen. Het wordt tijd voor de volgende stap: de koningin gaat eitjes leggen waar mannetjes uit komen en seksuele vrouwtjes, toekomstige koninginnen. Mannetjes en seksuele vrouwtjes verschijnen in juli-augustus.

Overwinteren

Dan zit de taak van hare majesteit er op. Ze stopt ermee en de kolonie stort in. De seksuele vrouwtjes verlaten het nest en vormen in het vroege najaar groepen waar de mannetjes op afkomen. Er wordt gepaard. Als de winter nadert, zoeken de bevruchte wespenvrouwtjes een beschutte plaats op, weer in groepen; vaak is dat in gebouwen, bijvoorbeeld onder dakpannen. Daar wachten ze in rust de nieuwe lente af. Mannetjes en werksters halen de winter niet; zij sterven voor die tijd. In maart en april ontwaken de nieuwe koninginnen en begint de cyclus opnieuw.
De Franse veldwesp is een algemeen voorkomende Europese soort die ook in België en Nederland te vinden is. Hij is niet hinderlijk, zoals de gewone wesp of ‘limonadewesp’, Vespula vulgaris.

Trompetbloem

Xenos schopt het rolpatroon van zijn gastheer flink in de war. Maar niet meteen. In mei vreten piepkleine parasietenlarfjes zich naar binnen bij wespenlarven; dat zijn dan nog allemaal larven die een werkster opleveren. De wespenlarven hebben waarschijnlijk weinig last van de parasiet. Pas als zij zijn veranderd in een pop, maken de parasietenlarven een groeispurt door en worden ze volwassen.
En zo gauw volwassen geparasiteerde werksters uit de pop komen, begint het gemanipuleer: ze houden zich niet aan hun rol. Ze luieren en als ze een week oud zijn, verlaten ze het nest.

Beani, die onderzoek doet in Toscane, beschrijft nu hoe die werksters na vertrek in de vroege zomer bij voorkeur struiken van de trompetbloem opzoeken; de trompetbloem, afkomstig uit Noord-Amerika, is daar ingeburgerd. De plant maakt bijzonder veel nectar waar de geparasiteerde wespen zich tegoed aan doen. Gezonde, niet-geparasiteerde wespen komen veel minder op die plant.
Doordat hun gastheren het nest verlaten en samenkomen op de trompetbloem, vinden de parasieten makkelijk een partner en kunnen ze paren. In het wespennest zouden parasietenmannetjes onmiddellijk worden verjaagd door gezonde werksters.

Castratie door Xenos

In de bevruchte parasietenvrouwtjes, binnen een wespenlijf, ontwikkelen zich embryo’s en eind juli komen er nieuwe parasietenlarfjes naar buiten; een vrouwtje produceert er meer dan drieduizend. Die larfjes hebben allemaal een gastheer nodig. Komen er gezonde, foeragerende wespen langs, dan klampen larfjes zich aan hen vast, reizen mee naar het wespennest en zoeken daar wespenlarven op voor een tweede infectieronde.
Ze zullen nu ook wespenlarven parasiteren die waren voorbestemd om zich voort te planten: mannetjes en seksuele vrouwtjes. Maar dat werkje gaat niet door: de parasiet castreert de wespen.

Veilig

Vanaf half juli groeperen door Xenos geparasiteerde wespen – dat zijn nu dus niet alleen werksters, maar ook onvruchtbaar gemaakte mannetjes en seksuele vrouwtjes -zich buiten zoals gezonde jonge seksuele vrouwtjes dat iets later in het seizoen zullen doen: het rolpatroon vervaagt. Ze zoeken planten op die boven de vegetatie uitsteken en later vaak gebouwen, meestal plaatsen waar gezonde mannetjes zich elk jaar verzamelen of waar toekomstige koninginnen plegen te overwinteren. De geparasiteerde wespen vertonen weinig activiteit, de parasieten hebben alle gelegenheid om te paren.
Als gezonde seksuele wespenvrouwtjes uitvliegen en groepen vormen, voegen ze zich vaak bij de geparasiteerde wespen.

Aan het eind van het seizoen, als de seksuele wespenvrouwtjes zijn bevrucht en een plaats zoeken om te overwinteren, sluiten wespen met een bevrucht parasietenvrouwtje aan boord zich bij hen aan. Zo brengen parasietenvrouwtjes veilig de winter door: in een wespenlijf, in een groep wespen op een beschutte plaats. Wespen die een parasietenmannetje bij zich hebben gehad, hebben geen functie meer; zij gaan in het najaar dood.

Koerier

In het voorjaar vertrekken gezonde jonge koninginnen om een kolonie te stichten en blijven geparasiteerde wespen achter. Een kleine maand later, als in jonge wespennesten de eerste wespenlarven verschijnen, brengen de parasieten hun larfjes ter wereld. Dan voeren ze de laatste manipulatietruc uit: ze schakelen hun gastheerwesp in om de volgroeide larfjes af te leveren. Als een koerier gaat die bij meerdere jonge nesten langs. Daar zijn nog geen werksters die de nesten verdedigen en de koningin is vaak weg om voedsel te verzamelen. Vanuit haar gastheer kan de parasiet larfjes droppen in de nesten.
Ze laat ook wat larfjes vallen op planten, voor het geval er een foeragerende wesp langskomt die ze meeneemt.
En zo krijgt de parasiet Xenos de cirkel rond – met gedwongen medewerking van de gastheer.

Willy van Strien

Foto: Franse veldwesp. ©Hans Hillewaert (Wikimedia Commons, Creative Commons BY-SA 4.0)

Hoe waaiertjes, Xenos peckii, paren op YouTube

Bronnen:
Beani, L., F. Cappa, F. Manfredini & M. Zaccaroni, 2018. Preference of Polistes dominula wasps for trumpet creepers when infected by Xenos vesparum: A novel example of co-evolved traits between host and parasite. PLoS ONE 13:e0205201. Doi: 10.1371/journal.pone.0205201
Beani, L., R. Dallai, D. Mercati, F. Cappa, F. Giusti & F. Manfredini, 2011. When a parasite breaks all the rules of a colony: morphology and fate of wasps infected by a strepsipteran endoparasite. Animal Behaviour 82: 1305e1312. Doi: 10.1016/j.anbehav.2011.09.012
Beani, L., 2006. Crazy wasps: when parasites manipulate the Polistes phenotype. Annales Zoologici Fennici 43: 564-574.
Hughes, D.P., J. Kathirithamby, S. Turillazzi & L. Beani, 2004. Social wasps desert the colony and aggregate outside if parasitized: parasite manipulation? Behavioral Ecology 15: 1037-1043. Doi: 10.1093/beheco/arh111

Geordende luchtbrigade

24 oktober 2018 /

Vliegende wachters bijenkolonie kiezen slim positie

Zwevende wachters bij angelloze bij Tetragonisca angustula

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

Dwaallichtjes

11 september 2018 /

Zeerups misleidt vijand door gloeiende schildjes los te laten

zeerups maakt licht ter verdediging

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

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2025 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑