Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 13 van 44

Eerst de lasten, dan de lusten

Bijenman bewaakt stiefkinderen vanwege de moeder

Bij de bij Ceratina nigrolabiata zorgen mannetjes voor de nakomelingen van anderen

Mannetjes van de bij Ceratina nigrolabiata beschermen het nest van hun partner. Dat lijkt vreemd, want het broed bestaat voornamelijk uit andermans nakomelingen, laten Michael Mikás en collega’s zien. Toch hebben de mannetjes een goede reden.

Bijenmannetjes doen niet veel. Ja, ze paren met vrouwtjes en dat is natuurlijk van wezenlijk belang, maar daar blijft het bij. Het zijn de vrouwtjes die een nest maken en de nakomelingen verzorgen. Bij solitaire soorten, zoals de soorten die op een bijenhotel afkomen, maakt elk vrouwtje haar eigen nest; sociale soorten, zoals de honingbij, leven in groepen waarin koninginnen eitjes leggen en werksters het werk doen.
Er is één uitzondering, melden Michael Mikát en collega’s: bij de solitaire bij Ceratina nigrolabiata helpen mannetjes wel – maar wonderlijk genoeg vooral met het beschermen van andermans jongen.

Wachter

Een vrouwtje van Ceratina nigrolabiata maakt haar nest in de holle stengel van een plant. Ze kruipt erin, legt een eitje, doet er een voorraad voedsel bij voor de larve die daar uit zal komen, sluit de ruimte af door een muurtje te bouwen en legt opnieuw een eitje in het volgende stuk van de stengel. Uiteindelijk bestaat een nest uit een rijtje van zes à zeven cellen met jongen in een aflopend stadium van ontwikkeling, van binnen naar buiten bekeken. De moeder vertrekt als ze het hele nest bevoorraad heeft.
In bijna alle nesten waar een vrouwtje aan werkt, heeft ze gezelschap van een mannetje, zagen de onderzoekers tijdens hun studie in Tsjechië. Als zij er op uit gaat om voedsel te verzamelen, blijft hij in het nest om het te beschermen tegen roofvijanden zoals mieren; die jaagt hij weg als ze naderbij komen. Hij zit bij het uiteinde met zijn kop naar binnen gericht. Komt ze terug, dan krabt ze op zijn achterlijf en laat hij haar door.
Voor haar is het voordeel duidelijk: dankzij deze wachter kan ze weg om voedsel te halen zonder dat haar nest onbeheerd achter blijft.

Voor hem ligt het anders. Dna-analyses laten zien dat het nest dat hij beschermt in de meeste gevallen geen enkele nakomeling bevat waarvan hij de vader is. Hij zorgt dus voor andermans nageslacht, en dat is vanuit evolutionair oogpunt als regel geen slimme tactiek.

Wisselingen

Het gaat de bijenmannetjes dan ook helemaal niet om de jongen, maar om de moeder. Een mannetje heeft alleen een kans om te paren als hij een vrouwtje vindt en bij haar blijft tot ze er aan toe is; Ceratina nigrolabiata vrouwtjes paren meermalen in hun leven. Dat betekent dat hij bij haar nest moet blijven. Daar doet hij weliswaar meer dan alleen maar afwachten: hij beschermt haar broed actief. Maar die stiefvaderlijke zorg is volgens de onderzoekers een bijproduct van de claim die hij op een vrouwtje legt door bij haar te blijven.
En inderdaad, als de onderzoekers een vrouwtje bij haar nest weghaalden, dan ging het mannetje er ook vandoor en liet hij het broed aan zijn lot over.

En zo is elk vrouwtje verzekerd van een hulpvaardige vrijer. Als zo’n mannetje verdwijnt, is zijn plaats meestal binnen een dag ingenomen door een andere gegadigde.

Ideale hulpen zijn deze stiefvaders niet, want ze blijven gemiddeld maar zeven dagen, terwijl een vrouwtje veertig dagen nodig heeft om haar nest te voltooien. Een nest wisselt dus een paar keer van vader, en in vaderloze perioden gaat het vrouwtje minder vaak weg om voedsel te halen. Hoe meer wisselingen, hoe minder nakomelingen ze dan ook kan bevoorraden. Maar ze krijgt in elk geval hulp, en voor een solitaire bij is dat uniek.

Willy van Strien

Foto: Ceratina nigrolabiata, vrouwtje komt terug bij haar nest in een holle plantenstengel en krabt op het mannetje dat de wacht houdt. ©Lukáš Janošík

Bron:
Mikát, M., L. Janošík, K. Cerná, E. Matoušková, J. Hadrava, V. Bureš & J. Straka, 2019. Polyandrous bee provides extended offspring care biparentally as an alternative to monandry based eusociality. PNAS: 116: 6238-6243. Doi: 10.1073/pnas.1810092116

Zorg voor iedereen

Moeder oorwurm koestert andermans eitjes en adopteert weesjes

Oorwurm zorgt ook voor andermans nakomelingen

De eitjes van een ander vrouwtje behandelt een oorwurm-moeder even zorgzaam als haar eigen eitjes, schrijven Sophie Van Meyel en collega’s. Eerder hadden Janine Wong en Mathias Kölliker ontdekt dat ze bereid is om jonge wezen in haar gezin op te nemen.

Oorwurmen zijn niet bepaald geliefd, maar eigenlijk zijn het ontzettend leuke beestjes. Bijzonder is de uitvoerige, complexe broedzorg die vrouwtjes aan hun nakomelingen verlenen.
Een vrouwtje van de gewone oor­wurm, Forficula auricularia, legt laat in het najaar twintig tot veertig eitjes in een holletje in de grond. De hele winter verblijft ze in dat nest en verzorgt ze haar legsel. En dat is maar goed ook: zonder haar aanwezigheid zouden bijna alle eitjes verloren gaan, laten Sophie Van Meyel en collega’s zien. Met haar kaken houdt een moeder haar eitjes schoon om schimmels en ziekteverwekkers te weren. Ze beschermt haar legsel tegen roofvijanden. Ze zorgt dat de eitjes niet uitdrogen. En ze verlegt ze als dat nodig is.

Dat is al mooi, maar: ze geeft die aandacht ook aan de eitjes van een ander als het zo uitkomt.

Gewichtsverlies

Is het legsel van een oorwurm-moeder vervangen door dat van een ander vrouwtje, dan verzorgt ze dat met dezelfde inzet, zag Van Meyel toen ze in het lab verwisselingsproeven deed met legsels van vijf dagen oud. De eitjes krijgen de geur van de moeder, dus een vrouwtje zou vreemde eitjes moeten kunnen herkennen. Maar toch wijst zij ze niet af. De verzorging van eitjes eist veel van een vrouwtje, want tot de jongen zijn uitgekomen gaat ze er niet op uit om voedsel te zoeken, en dat duurt een paar maanden. Ze verliest dan ook gewicht.
Maar vreemd genoeg is het winterse gewichtsverlies voor een vrouwtje zonder eitjes nog groter. Er is buiten kennelijk weinig voedsel te vinden. Waarschijnlijk eet een moeder wat van haar eitjes op om te overleven. En misschien verklaart dit dat ze een vreemd legsel koestert als haar eigen legsel, want het bezit van eitjes garandeert dat ze niet hoeft te verhongeren. Dat ze iets van het legsel opeet zij haar vergeven, aangezien zonder haar toewijding bijna geen enkel eitje de winter door zou komen.

Wezen

In het vroege voorjaar komen de jongen uit. Oorwurmen maken geen volledige gedaantewisseling door met een larve- en een popstadium, maar de jongen zien er bijna hetzelfde uit als volwassen dieren. Het zijn nimfen.
Zij blijven nadat ze zijn uitgekomen meestal nog een week in hun holletje. De moeder beschermt ze, braakt voedsel voor hen op en neemt ze ’s nachts mee op pad om voedsel te zoeken. De nimfen kunnen die zorg missen; ze zijn bijna meteen mobiel en kunnen zelfstandig voedsel zoeken. Maar ze doen het beter als hun moeder hen de eerste week verzorgt.

Maar niet elke oorwurm-moeder haalt het voorjaar, en sommige nimfen beginnen hun leven dus als wees. Veel van zulke nimfen verlaten hun holletje in de eerste nacht. Als ze dat overleven, sluiten ze zich vaak aan bij een ander gezin. En dan gebeurt weer iets opmerkelijks: de moeder van dat gezin accepteert ze. De meeste weesnimfen komen goed terecht, hebben Janine Wong en Mathias Kölliker laten zien.

Moederloze nimfen blijken een voorkeur te hebben voor een adoptiegezin met kleinere jongen. Daar zijn ze veiliger, want als het voedsel schaars is eten nimfen elkaar soms op. Ze pakken dan het liefst kleinere nimfen die geen familie zijn. Een oorwurm-gezin dat vreemde nimfen opneemt, loopt daarmee dus wel een zeker risico. Blijkbaar heeft groepsuitbreiding een voordeel voor het adoptiegezin dat daar tegen opweegt, maar het is nog niet bekend wat dat zou kunnen zijn.

Willy van Strien
Dit stukje is een uitbreiding van een verhaal dat ik een paar jaar geleden schreef voor Bionieuws

Foto: Vrouwtje oorwurm met eitjes. ©Joël Meunier

Bekijk een oorwurm-moeder die voor haar eitjes zorgt op You Tube

Jonge oorwurmen zorgen ook voor elkaar, zij het op een manier die ons niet zo smakelijk voorkomt.

Bronnen:
Van Meyel, S., S. Devers & J. Meunier, 2019. Love them all: mothers provide care to foreign eggs in the European earwig Forficula auricularia. Behavioral Ecology, 9 februari online. Doi: 10.1093/beheco/arz012
Wong, J.W.Y. & M. Kölliker M., 2013. The more the merrier? Condition-dependent brood mixing in earwigs. Animal Behaviour 86: 845-850. Doi: 10.1016/j.anbehav.2013.07.027

Jonge opstandelingen

Mierenlarven in verzet tegen vijandige overname

grauwzwarte mier komt in opstand tegen parasiet

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

Humboldtinktvis discrimineert niet

Sperma naar vrouwelijke en mannelijke partners

mannetje humboldtinktvis paart met vrouwtjes en met mannetjes

Mannetjes van de humboldtinktvis zijn royaal met hun zaadcellen; ze paren even makkelijk met een ander mannetje dan met een vrouwtje, ontdekten Henk-Jan Hoving en collega’s.

De paring van de humboldtinktvis, Dosidicus gigas, is apart. Mannetjes produceren spermatoforen, langwerpige, smalle zakjes waarin zaadcellen zijn verpakt, en plaatsen die rond de bek van een partner, tussen diens acht armen en twee tentakels. Elke spermatofoor keert zich vervolgens binnenstebuiten tot een zogenoemd spermatangium dat zich vastzet op de huid.
Is de partner een vrouwtje, dan komen de zaadcellen goed van pas. Als zij eitjes gaat leggen, kan ze de zaadcellen gebruiken om die te bevruchten. Maar de mannetjes zetten hun zaadpakketjes niet alleen af bij vrouwtjes, maar ook bij andere mannetjes, constateerden Henk-Jan Hoving en collega’s. En die doen er niets mee.

De onderzoekers konden het paringsgedrag van de pijlinktvis, die in het oosten van de Stille Oceaan voorkomt, niet direct waarnemen, want de dieren leven op een diepte van honderden meters. Om toch iets van hun gedrag te achterhalen, zochten ze naar spermatangia rond de bek bij gevangen exemplaren, zowel mannetjes als vrouwtjes. Ze troffen de zaadpakketjes bij beide geslachten aan, bij mannetjes en vrouwtjes evenveel. Plaats maar raak, lijkt het motto van parende mannetjes te zijn.
De vraag is waarom ze geen onderscheid maken tussen mannelijke en vrouwelijke soortgenoten, aangezien zaadcellen die ze aan een mannetje geven verspild zijn.

Scherpe tanden

De auteurs hebben daar wel een idee over. De dieren leven in grote gemengde scholen waar ze volop vrouwtjes en mannetjes tegenkomen. De uiterlijke verschillen tussen de geslachten zijn klein, en een mannetje dat wil paren heeft weinig tijd om na te gaan of het exemplaar dat hij voor zich heeft een vrouwtje is. Want als hij niet heel snel zijn spermatoforen tussen armen en tentakels door weet af te leveren, loopt hij gevaar te worden aangevallen. De humboldtinktvis is een roofdier; de zuignappen op zijn tentakels zijn voorzien van scherpe tanden en zijn bek heeft gemene randen.
Kannibalisme komt voor.
Daarom ook kiest een mannetje partners die niet groter zijn, maar even groot als hijzelf. Omdat mannetjes gemiddeld kleiner zijn dan vrouwtjes, plaatst hij zijn spermatoforen vaak op een vrouwtje dat nog niet geslachtsrijp is. Dat is geen punt; zij bewaart het wel tot ze het nodig heeft. Maar er is ook een kans dat hij per ongeluk een mannetje neemt.

Door deze strategie – snel zijn en op safe spelen – verspilt een humboldtinktvis-mannetje inderdaad sperma. Maar dat is geen groot bezwaar. Een mannetje heeft honderden spermatoforen in voorraad en geeft er per paring hooguit 80 weg. Ook al kiest hij vaak per ongeluk een ander mannetje als partner, dan nog kan hij heel wat vrouwtjes bedienen.

In bewaring

Een vrouwtje heeft rond de bek tientallen opslagorgaantjes waarin ze het zaad bewaart. Zaadcellen verlaten na de paring het spermatangium en kruipen over de huid van het vrouwtje naar die opslagorgaantjes toe; die scheiden kennelijk een lokstof ut.
Als het vrouwtje eitjes legt, komen die met miljoenen naar buiten, bijeengehouden in een gelatineuze ronde bal. Op het moment dat die massa eitjes haar bek passeert, komen de zaadcellen uit de opslagorgaantjes te voorschijn, zwemmen er naartoe en bevruchten de eitjes.

Willy van Strien

Foto: Humboldtinktvis. Rick Starr. Credit: NOAA/CBNMS (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

Bronnen:
Hoving, H-J.T. Fernández‑Álvarez, F.Á., E.J. Portner & W.F. Gilly, 2019. Same‑sex sexual behaviour in an oceanic ommastrephid squid, Dosidicus gigas (Humboldt squid). Marine Biology 166: 33. Doi: 10.1007/s00227-019-3476-6
Fernández-Álvarez, F.Á., R. Villanueva, H-J.T. Hoving & W.F. Gilly, 2018. The journey of squid sperm. Reviews in Fish Biology and Fisheries 28: 191-199. Doi: 10.1007/s11160-017-9498-6

Koel blijven

Helmkasuaris loost overtollige warmte via helm

Dankzij helm blijft helmkasuaris koel

Hoe blijft de tropische helmkasuaris koel als de temperatuur oploopt? Danielle Eastick en collega’s laten zien dat hij zijn opvallende helm gebruikt tegen oververhitting.

Alleen al vanwege zijn formaat en sterke poten – met een vervaarlijke dolkachtige klauw die 10 centimeter lang kan zijn – is de helmkasuaris een indrukwekkende vogel. En dan draagt hij ook nog een opvallende helm. Waartoe dient die eigenlijk?
Dat was tot nu toe onduidelijk. Misschien versterkt de helm het diepe geluid dat de vogel kan maken, dachten sommigen. Of misschien is het een extra versiering om de aandacht van mogelijke partners te wekken, naast de blauwe kop en de blauw en rode nek met lellen, was een andere veronderstelling. Of wellicht beschermt hij de kop als de vogel op hoge snelheid door de dichte vegetatie rent of in een gevecht verwikkeld is.
Maar Danielle Eastick en collega’s komen nu met een ander antwoord.

Snel oververhit

De helmkasuaris leeft in tropische bossen van Nieuw-Guinea en Australië. Als groot en donker dier kan hij bij hoge temperaturen snel oververhit raken, dus moet hij een mogelijkheid hebben om warmte kwijt te kunnen. Eastick bedacht dat de helm die mogelijkheid zou kunnen bieden en ging na of dat klopte.
En dat was zo.

De helm bestaat uit fragiel, sponsachtig bot en is deels hol; hij is bekleed met een laag hoorn. Vlak onder de oppervlakte ligt een omvangrijk netwerk van bloedvaatjes.
Uit infrarode opnamen die de onderzoekers maakten met een speciale camera bleek dat die bloedvaatjes zich verwijden bij hogere temperaturen, zodat de helm opwarmt. Dan kan de kasuaris warmte via de helm aan de lucht afgeven. Maar is het koud, dan trekken de helmbloedvaatjes samen, zodat er weinig bloed door de helm stroomt. Hij koelt af terwijl het dier zijn warmte vasthoudt.

De poten en het puntje van de snavel helpen op dezelfde manier om de temperatuur te regelen, maar de helm is het belangrijkst. Als het heel heet is, dompelt de vogel soms zijn kop in het water om extra warmte te verliezen.

Vormgeving

De mogelijkheid van temperatuurregulatie was al eens geopperd, maar nooit uitvoerig onderzocht.
Er zijn nog enkele tropische vogels met een helmachtige structuur die misschien dient om warmte af te voeren; zo hebben sommige neushoornvogels een helm op de snavel. En wellicht was ook de helm van sommige dinosauriërs indertijd een middel om warmte te verliezen.

Die functie voor de warmtehuishouding sluit niet uit dat de helm van de kasuaris ook een rol speelt bij de partnerkeus. Hoewel de vormgeving eerlijk gezegd niet zo bijzonder is.

Willy van Strien

Foto: Paul IJsendoorn (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

Bronnen:
Eastick, D.L., G.J. Tattersall, S.J. Watson, J.A. Lesku & K.A. Robert, 2019. Cassowary casques act as thermal windows. Scientific Reports 9: 1966. Doi: 10.1038/s41598-019-38780-8
Naish, D. & R. Perron, 2014. Structure and function of the cassowary’s casque and its implications for cassowary history, biology and evolution. Historical Biology 28: 507-518. Doi: 10.1080/08912963.2014.985669
Phillips, P.K. & A.F. Sanborn, 1994. An infrared, thermographic study of surface temperature in three ratites: ostrich, emu and double-wattled cassowary.  Journal of Thermal Biology 19: 423-430. Doi: 10.1016/0306-4565(94)90042-6

Bange dagen

Rivierkreeft mijdt licht als hij pantser vernieuwt

rode rivierkreeft is angstig tijdens vervelling

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

Romantiek in zee

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

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

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

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

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2025 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑