Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 2 van 43

Succes in de diepzee

11 juni 2024 /

Bizarre diepzeehengelvissen floreren in uitdagend milieu

Diepzeehengelvissen floreren dankzij seksueel parasitisme

Diepzeehengelvissen vormen een grote groep van dieren met bizarre seks die leven in de onherbergzame diepzee. Chase Brownstein en collega’s schetsen de evolutionaire geschiedenis van deze groep.

De pikdonkere, zuurstofarme, koude en vrijwel lege diepzee is een moeilijke omgeving om in te leven. Maar de voorouder van alle diepzeehengelvissen begaf zich in dit milieu en de vissen werden er evolutionair gezien bijzonder succesvol: er zijn ongeveer 170 soorten. Chase Brownstein en collega’s beschrijven hoe deze diergroep heeft kunnen ontstaan en floreren.

Diepzeehengelvissen (Ceratioidea) zijn misschien wel de meest vreemde dieren die er zijn. Vrouwen zijn lompe dieren die nauwelijks kunnen zwemmen. Ze lokken hun prooien met een uit hun kop groeiende ‘hengel’ die is voorzien van een lichtgevend uiteinde. Mannetjes zijn veel en veel kleiner dan vrouwen en eten helemaal niets. Ze zwemmen rond, op zoek naar een partner. Als een mannetje een vrouw vindt, bijt hij zich vast aan haar buik en als zij eitjes legt, bevrucht hij die. Bij sommige soorten loopt dat vastbijten uit op een vergroeiing, waarbij het mannetje verandert in een sperma-leverend aanhangsel aan zijn partner dat via een gedeelde bloedsomloop voeding aan haar ontleent: seksueel parasitisme.

Precies deze bizarre en unieke wijze van voortplanting maakte kolonisatie van de diepzee mogelijk.

Verzekerd van seks

De diepzeehengelvissen maken deel uit van de orde van de zeeduivels (Lophiiformes). Hun nauwste verwanten leven op zeebodems waar ze stilliggen of met hun buikvinnen overheen ‘lopen’. Zo’n 50 miljoen jaar geleden splitste de voorouder van de diepzeehengelvissen zich van zulke bodembewoners af en trok naar de open diepzee. Dat gebeurde in een periode dat de aarde warmer was dan normaal en veel soorten in oceanen uitstierven. Misschien werd de zeebodem minder geschikt als plek om te leven. Hoe dan ook: de diepzee was een nieuwe omgeving waar de diepzeehengelvissen een periode van snelle specialisatie en soortvorming doormaakten.

Een groot probleem in de diepzee is de voortplanting, want omdat er weinig leven is, leven vissen er in zeer lage dichtheden. De kans om een partner tegen te komen is klein, en de kans dat twee soortgenoten elkaar treffen als beide aan voortplanting toe zijn, is uiterst klein. Hier hielp de unieke voortplantingswijze van de diepzeehengelvissen. De onderzoekers denken dat ze van oudsher aan seksueel parasitisme deden. Daardoor hoefde een mannetje maar een keer een vrouw te vinden en maakte het niet uit wanneer hij haar ontmoette. Doordat hij zich vastbeet en niet losliet, waren de twee verzekerd van seks: hij was met zijn sperma paraat zodra zij eitjes kon leggen.

Bij veel soorten gaat het nog steeds zo, maar er ontstonden ook soorten waarbij een mannetje zich slechts tijdelijk aan een vrouw hecht.

Gelukkige combinatie

Seksueel parasitisme, met dwergmannetjes als aanhangende spermazakjes, komt bij gewervelde dieren verder niet voor. Hoe heeft het bij diepzeehengelvissen kunnen ontstaan?

De onderzoekers verklaren het met twee ontwikkelingen die gaande waren. Ten eerste was er bij zeeduivels de trend dat mannen kleiner waren dan vrouwen. Ten tweede reduceerden zij hun afweersysteem, met name het verworven deel dat bescherming opbouwt tegen specifieke ziekteverwekkers of parasieten waarmee het eenmaal te maken heeft gehad. Hoe deze vissen zich dan wel tegen ziektes verweren, is nog onbekend.

De diepzeehengelvissen voerden beide trends tot het uiterste door: mannetjes zijn niet groter dan nodig is om zwemmend een partner te bereiken en sperma te produceren. En het verworven afweersysteem is grotendeels ontmanteld, zodat mannetjes probleemloos op vrouwen kunnen parasiteren.

Het is dus een gelukkige combinatie van omstandigheden en eigenschappen geweest die de diepzeehengelvissen naar de uitdagende diepzee dreef en daar succesvol maakte.

Willy van Strien

Foto: Vrouwelijke Johnsons hengelvis (Melanocetus johnsonii), die behoort tot de diepzeehengelvissen. Fernando Losada Rodríguez (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Meer over diepzeehengelvissen waarbij mannetjes op vrouwen parasiteren

Bron:
Brownstein, C.D., K.L. Zapfe, S. Lott, R. Harrington, A. Ghezelayagh, A. Dornburg & T.J. Near, 2024. Synergistic innovations enabled the radiation of anglerfishes in the deep open ocean. Current Biology 34: 2541-2550. Doi: 10.1016/j.cub.2024.04.066

Kever bootst giftige motten na

31 mei 2024 /

Vleermuizen laten smakelijke zandloopkever vliegen

Zandloopkevers imiteren ultrasound geluid van motten ter bescherming tegen vleermuizen

Door het ultrasone geluid van giftige beervlinders na te doen, beschermen nacht-actieve zandloopkevers zich tegen jagende vleermuizen, schrijven Harlan Gough en collega’s.

Er zijn zandloopkevers die ’s nachts vliegen, wat inhoudt dat ze op hun hoede moeten zijn voor jagende vleermuizen. Die zoeken hun prooien door ultrasone (zeer hoge) kliks uit te brengen en uit het teruggekaatste geluid af te leiden waar een boom of een gebouw staat, – of waar een lekker insectenhapje vliegt. Door die zogenoemde echolocatie ‘zien’ vleermuizen in het donker. Veel insecten horen de ultrasone kliks van een aanvallende vleermuis en reageren erop door te vluchten of de vijand met een duikvlucht te ontwijken.

Sommige zandloopkevers reageren anders: zij produceren zelf ook een ultrasoon geluid als ze een vleermuis horen naderen. Harlan Gough en collega’s wilden weten waarom.

Terugpiepen

De enige andere insecten die, voor zover bekend, ultrasoon terugpiepen naar een jagende vleermuis zijn motten; naar schatting 20 procent van de motten doet dit, op een toonhoogte die vleermuizen goed horen. Ze bereiken er verschillende dingen mee. Sommige motten verstoren het weerkaatste vleermuisgeluid door erdoorheen te roepen, zodat de vleermuis de herrie niet kan interpreteren. Andere motten waarschuwen met hun geluid dat ze onsmakelijk of giftig zijn; als een vleermuis een keer zo’n soort geproefd heeft, laat hij hem voortaan met rust. En nog weer andere, niet-giftige motten profiteren daarvan mee: zij bootsen het geluid van een giftige soort na zodat een vleermuis ook hen overslaat.

En hoe zit het met de zandloopkevers die ultrasoon geluid maken als reactie op een vleermuis? Wat bereiken zij ermee?

De onderzoekers testten 19 zandloopkeversoorten, kevers van de familie Cicindelidae, uit Zuid-Arizona (VS). Ze stelden de kevers in het lab bloot aan de ultrasone kliks van een vleermuis die gaat aanvallen. Zeven van deze 19 soorten reageerden met eigen ultrasoon geluid; dat waren allemaal soorten die ’s nachts actief zijn. De andere twaalf soorten houden zich ’s nachts verscholen en hoeven zich dus niet tegen vleermuizen te kunnen verdedigen.

Beervlinders

Sturen ’s nachts vliegende zandloopkevers als stoorzender de echolocatie van vleermuizen in de war? Nee, schrijven de auteurs, want dat zou een intensiever geluid (in technische termen: een hogere duty cycle) vereisen dan de kevers kunnen produceren.

Is hun ultrasone geluid een waarschuwing dat ze onsmakelijk zijn? Ook niet. De kevers bevatten wel een naar amandel ruikende, afstotende stof, namelijk benzaldehyde. Maar toch lusten vleermuizen ze graag, blijkt uit proeven met de grote bruine vleermuis, Eptesicus fuscus. Kennelijk is de concentratie benzaldehyde te laag om deze roofvijand af te schrikken. De stof helpt misschien wel tegen kleine vijanden als mieren en roofvliegen.

giftige beervlinders waarschuwen vleermuizen met ultrasoon geluid

Bootsen ze dan misschien het ultrasone geluid van giftige motten na? Om die hypothese te testen, vergeleken de onderzoekers het geluid van de zandloopkevers met bestaande geluidsopnamen van beervlinders, motten van de subfamile Arctiinae waarvan een deel giftig is, uit hetzelfde gebied. En ja: het geluid dat zandloopkevers voortbrengen komt overeen met dat van giftige beervlinders. De zandloopkevers lijken akoestische mimicry te plegen.

Vleugels

Motten die ultrasoon geluid maken, doen dat op verschillende manieren. Ze hebben er speciale structuurtjes voor, zoals kammetjes. Zandloopkevers doen het door met de bewegende achtervleugels langs de achterrand van de harde voorvleugels, de dekschilden, te strijken. Normaal houden ze die dekschilden tijdens de vlucht omhoog, maar om geluid te maken, laten ze die iets zakken.

Definitief bewijs voor akoestische mimicry door zandloopkevers is er nog niet. Daarvoor zijn gedragsproeven nodig met vleermuizen om na te gaan of die de kevers inderdaad links laten liggen als ze een onsmakelijke beervlinder geproefd hebben.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: zandloopkever Ellipsoptera marutha is een van de soorten die giftige beervlinders nabootst. Laura Gaudette (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 4.0)
Klein: onsmakelijke beervlinder Cisthene martini. Ken-ichi Ueda (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 4.0)

Zie ook:
Sommige pijlstaarten verstoren het vleermuisgeluid met eigen ultrasoon geluid
Andere manieren om aan vleermuizen te ontkomen: een nachtpauwoog absorbeert het vleermuisgeluid en de staartvleugels van Amerikaanse maanvlinder zorgen voor een verwarrend echobeeld.

Bronnen:
Gough, H.M., J.J. Rubin, A.Y. Kawahara & J.R. Barber, 2024. Tiger beetles produce anti-bat ultrasound and are probable Batesian moth mimics. Biology Letters 20: 20230610. Doi: 10.1098/rsbl.2023.0610
Barber, J.R., D. Plotkin , J.J. Rubin, N.T. Homziak, B.C. Leavell, P.R. Houlihan, K.A. Miner, J.W. Breinholt, B. Quirk-Royal, P. Sebastián Padrón, M. Nunez & A.Y. Kawahara, 2022. Anti-bat ultrasound production in moths is globally and phylogenetically widespread. PNAS 119: e2117485119. Doi: 10.1073/pnas.2117485119
Corcoran, A.J., W.E. Conner & J.R. Barber, 2010. Anti-bat tiger moth sounds: form and function. Current Zoology 56: 358-369. Doi: 10.1093/czoolo/56.3.358

Andere bloemkleur, andere bezoeker

16 mei 2024 /

Gecamoufleerde kievitsbloem trekt toch bestuivers

Kievitsbloem Fritillaria delavayi heeft vaak steenkleurig blad

Bloemen van de Chinese kievitsbloem Fritillaria delavayi kunnen even bruin of grijs zijn als de stenige bodem. Maar er zijn toch bestuivers die ze weten te vinden, laten Tao Huang en collega’s zien.

Op grote hoogte in het Hengduan-gebergte in Zuidwest China groeien planten op een kale, stenige bodem. Groene bladeren steken daar erg tegen af, en om te ontsnappen aan planteneters zoals rupsen hebben veel plantensoorten een ongewone bruine of grijze bladkleur ontwikkeld die opgaat in de achtergrond. Een voorbeeld is de helmbloem Corydalis hemidicentra.

De kievitsbloem Fritillaria delavayi gaat een stap verder dan andere plantensoorten: op sommige plaatsen zijn niet alleen de bladeren, maar ook de bloemen steenkleurig. Kunnen bestuivers zulke gecamoufleerde bloemen wel vinden, vroegen Tao Huang en collega’s zich af.

Longaandoeningen

Fritillaria delavayi is een overblijvende bollenplant die gewoon groene bladeren en een heldergele bloem kan hebben. Hij groeit op een hoogte van 3700 à 5600 meter. Waarom deze kievitsbloem op veel plaatsen camouflagekleuren aannam, is goed te begrijpen. De kleine bollen worden gebruikt in traditionele Chinese geneeskunde, want ze bevatten stoffen die helpen bij longaandoeningen. Er is veel vraag naar. De plant is moeilijk te kweken omdat hij koude en droge lucht verlangt. En dus worden bolletjes op toegankelijke plaatsen opgegraven.

Op sommige plaatsen heeft kievitsbloem Fritillaria delavayi bruine bloemen

Op zulke plaatsen ontwikkelde de plant een steenkleurig uiterlijk. Bruine of grijze planten vallen niet op, zeker niet als ook de bloem bruin of grijs is. Maar de bloemen moeten wel gevonden kunnen worden door bestuivers, die stuifmeel van de ene bloem overbrengen naar de stamper van de andere. De bloemen kunnen zichzelf niet bevruchten.

Op gele bloemen, laten veldwaarnemingen zien, komen twee soorten hommels af om nectar te verzamelen en al doende de bloemen te bestuiven. Maar bruine of grijze bloemen kunnen zij niet zien, dus die bezoeken ze niet. Hoe moeten die dan worden bestoven?

Veelvuldig bezoek

Door andere insecten, zo blijkt. De gecamoufleerde bloemen van Fritillaria delavayi trekken drie soorten aan van de familie Anthomyiidae, bloemvliegen. De vliegen zijn uit op nectar en stuifmeel en paren soms in de bloemen. Ze zien bruine of grijze bloemen net zo slecht als hommels, maar ze komen af op de geur. Huang laat zien dat de gecamoufleerde bloemen kleiner zijn dan de gele, als aanpassing aan de kleine lijfjes van de vliegen. De vliegjes zijn minder efficiënte bestuivers dan hommels, maar compenseren dat doordat ze bloemen veelvuldiger bezoeken.

Het resultaat is dat steenkleurige bloemen even goed zaad zetten en evenveel zaden produceren als gele. De camouflage gaat dus niet ten koste van de voortplanting. En gecamoufleerde bloemen beschermen de plant inderdaad tegen verzamelaars, blijkt uit eerder onderzoek met dia’s: mensen hebben duidelijk meer moeite om bruine of grijze bloemen te vinden dan gele.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: kievitsbloem Fritillaria delavayi met bruin blad en gele bloem
Klein: Fritillaria delavayi met bruin blad en bruine bloem
©Yang Niu

Zie ook: helmbloem met steenkleurig blad

Bronnen:
Huang, T., B. Song, Z. Chen, H. Sun & Y. Niu, 2024. Pollinator shift ensures reproductive success in a camouflaged alpine plant. Annals of Botany, 9 mei online. Doi: 10.1093/aob/mcae075
Niu, Y., M. Stevens & H. Sun, 2021. Commercial harvesting has driven the evolution of camouflage in an alpine plant. Current Biology 31: 446-449. Doi: 10.1016/j.cub.2020.10.078

Stijlvast

9 april 2024 /

Angelloze bij volgt bestaand bouwplan

Het nest van Scaptotrigina depilis met raten in kurkentrekkervorm.

Werksters van de angelloze bij Scaptotrigona depilis bouwen hun nest volgens de architectuur die ze aantreffen, laten Viviana di Pietro en collega’s zien. Zo ontstaat een traditie.

Het broedcel-complex in het nest van de angelloze bij Scaptotrigona depilis, die leeft in Zuid-Amerika, kan twee vormen hebben. In de meeste kolonies maken werksters raten (platen met broedcellen) horizontaal boven elkaar, elke raat beginnend vanuit een centrale zuil: de parallel-vorm. Maar soms bouwen ze een doorlopende spiraalvormige raat zonder centrale zuil: de kurkendraaier-vorm. De werksters die de raten bouwen houden dus een van twee mogelijke bouwstijlen aan.

Dat is geen kwestie van erfelijke aanleg, schrijven Viviana di Pietro en collega’s, en ook geen aanpassing aan de plaats van het nest of de temperatuur van de omgeving. De werksters bouwen simpelweg door in de stijl die al is toegepast en zetten zo een traditie voort.

Angelloze bijen zijn, net als honingbijen, hoog-sociale soorten met koninginnen die zich voortplanten en werksters die de overige taken doen. Tot die taken behoren bouw en onderhoud van het nest, dat ze maken in holten. Werksters van Scaptotrigona depilis maken raten uit een mengsel van was en plantenhars. Ze bouwen die van beneden naar boven, en dat kan dus op twee manieren. Ze doen voedsel in elke cel en sluiten hem af nadat de koningin er een eitje in gelegd heeft. Het eitje ontwikkelt zich tot larve en pop, en tenslotte komt er een jonge bij uit.

Overstap

Raten worden veel vaker in parallel-vorm gebouwd dan in kurkendraaier-vorm: ongeveer 95 procent van de kolonies heeft de parallel-vorm.

Raten van Scaptotrigona depilis in parallel-vorm

Soms stapt een kolonie over van het ene op het andere type. Gemiddeld blijft de parallel-vorm bijna twee jaar bestaan. De kurkendraaier-vorm wordt anderhalve maand aangehouden; dat is veel minder lang, maar alsnog langer dan dat een cohort werksters in de bouw actief is, namelijk twee à drie weken. Beide bouwstijlen gaan dus een tijdlang over van generatie op generatie.

De onderzoekers wilden nagaan of dat komt doordat werksters zich laten leiden door het bouwsel dat er al is. Daarom deden ze proeven waarbij ze ervaren werksters uit een kolonie haalden en in een andere kolonie zetten waarvan het broedcel-complex ofwel de vertrouwde ofwel de alternatieve vorm had. Het resultaat was duidelijk: werksters die geplaatst werden bij het type dat ze niet kenden, namen het voor hen nieuwe bouwplan meteen over, in plaats van te bouwen zoals ze gewend waren. Ze hoefden die andere bouwstijl kennelijk niet van hun nieuwe nestgenoten af te kijken.

Standaard

In een tweede proef veranderden de onderzoekers in een aantal kolonies de parallel-vorm van de raten in de kurkentrekker-vorm door in de bovenste raat een snee te maken van de rand tot het midden en het ene uiteinde op het andere te leggen. In de meeste gevallen bouwden de werksters dan in de kurkentrekker-vorm verder.

Om een traditie in stand te houden, is de conclusie, is niet veel nodig. Het is voldoende als de dieren zich laten leiden door wat er is, in dit geval: ze passen het bouwplan toe van de bestaande structuur. Dat vereist geen begrip, planning of communicatie. De technische term voor deze vorm van zelforganisatie is stigmergie.

Waarschijnlijk is de parallel-vorm van het broedcel-complex de standaard. De onderzoekers denken dat soms door een fout een kurkentrekker-vorm ontstaat. In plaats van de boel dan af te breken, bouwen de bijen volgens dat model verder.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Zeldzame kurkendraaier-vormige raat; open cellen aan de rand moeten nog gevuld worden.
Klein: Parallelle raten met centrale zuil, de meest voorkomende vorm.
©Viviana di Pietro

Lees meer over de broedcellen van Scaptotrigona depilis

Bron:
Di Pietro, V., C. Menezes, M.G. de Britto Frediani, D.J. Pereira, M. Fajgenblat, H. Mendes Ferreira, T. Wenseleers & R. Caliari Oliveira, 2024. The inheritance of alternative nest architectural traditions in stingless bees. Current Biology, 19 maart online. Doi: 10.1016/j.cub.2024.02.073

Parfummakers

3 april 2024 /

Jonge orchideeënbijen leggen dure geurverzameling aan

Mannen van orchideeënbijen maken hun eigen parfum

Mannetjes van orchideeënbijen maken een complex parfum en laten dat los tijdens de balts. Vooral jonge mannen zijn fanatieke parfummakers, schrijven Jonas Henske en Thomas Eltz.

Met een zorgvuldig samengesteld, complex parfum zorgen mannelijke orchideeënbijen (Euglossini) voor een lekker luchtje waaraan vrouwen hen herkennen; elke soort heeft zijn specifieke samenstelling. Mannen maken het parfum zelf en bewaren het in zakjes aan hun achterpoten. Ze verschillen onderling in de intensiteit en complexiteit van hun geur, en er zijn maar weinig bijen met een uitzonderlijk goed parfum. Dat is geen wonder, want het kost veel tijd en energie om de vele geurcomponenten te vinden en te verzamelen. De meeste bestanddelen zijn schaars.

Als mannen jong zijn werken ze er het hardst aan, ontdekten Jonas Henske en Thomas Eltz bij hun onderzoek in Costa Rica aan de orchideeënbij Euglossa imperialis. Mannen worden zes weken tot drie maanden oud.

Verbetering

De onderzoekers hadden eigenlijk gedacht dat de oudste mannen de grootste voorraad en het meest complexe parfum zouden hebben. Zij hebben er immers het langst aan kunnen werken. Zo’n kostbaar parfum zou bewijzen dat de eigenaars lang hebben geleefd, een signaal van goede erfelijke kwaliteit en goede conditie. Maar dat idee blijkt niet te kloppen.

Om hun aanname te testen, lokten Henske en Eltz Euglossa imperialis-mannen, vingen ze, schatten hun leeftijd en verzegelden het geurzakje aan de rechter achterpoot met lijm. Daarna lieten ze de orchideeënbijen los en wachtten tot ze weer verschenen op de oorspronkelijke vangplek. De helft van de mannen was binnen vijf dagen terug, sommige bleven meer dan twaalf dagen weg. De onderzoekers konden ongeveer een derde van de mannen voor de tweede keer vangen, en dan vergeleken ze de inhoud van beide geurzakjes.

Jonge mannen hadden de geur in het zakje aan de linker achterpoot, dat open gebleven was, tussen de eerste en tweede meting verbeterd. De voorraad parfum was groter geworden en het had een gevarieerdere samenstelling dan in het verzegelde zakje. Bij oude mannen was het parfum in het linker zakje juist achteruitgegaan in kwantiteit en kwaliteit.

Afweging

Misschien hebben jonge orchideeënbijen-mannen een scherper reukvermogen of zijn ze behendiger in het zoeken en opslaan van geuren, denken de onderzoekers. Maar het kan ook een afweging zijn. Zo lang ze leven, verzamelen mannen geuren en baltsen ze, oftewel: enerzijds bouwen ze hun voorraad voortdurend op, anderzijds gebruiken ze er steeds wat van. De balans daartussen kan veranderen. Voor mannen die niet lang meer te leven hebben, loont het misschien de moeite niet om geur te blijven vergaren. Zij kunnen de voorraad parfum die ze hebben maar beter benutten.

Of vrouwen een voorkeur hebben voor een complexere geur, is jammer genoeg niet bekend.

Willy van Strien

Foto: Een man van een Euglossa-soort. Thomas Shahan (Wikimedia Commons, Creative Commons BB BY 2.0)

Lees hoe de mannen hun parfum maken

Bron:
Henske, J. & T. Eltz, 2024. Age-dependent perfume development in male orchid bees, Euglossa imperialis. Journal of Experimental Biology 227: jeb246995. Doi: 10.1242/jeb.246995

Zogende amfibie

25 maart 2024 /

Geringde wormsalamander-moeder geeft haar jongen melk

Geringde wormsalamander met zuigelingen

Vrouwen van de geringde wormsalamander scheiden een vloeistof voor hun jongen uit die rijk is aan vetten en koolhydraten, ontdekten Pedro Mailho-Fontana en collega’s. Net als zoogdiermelk.

Zoogdieren heten zoogdieren omdat zij hun jongen zogen. Daarmee onderscheiden ze zich van andere gewervelde dieren: vissen, amfibieën, reptielen en vogels. Toch is dat onderscheid niet waterdicht, want er zijn enkele vogelsoorten die een soort melk produceren om hun jongen te voeden: sommige duiven en flamingo’s en de keizerspinguïn. En nu melden Pedro Mailho-Fontana en collega’s dat vrouwen van de geringde wormsalamander, een amfibie, hun jongen iets te drinken geven dat op zoogdiermelk lijkt. De jongen groeien er snel van.

Dat deze wonderlijk eigenschap, die goed waarneembaar is, pas nu aan het licht komt, is niet verwonderlijk. De biologie van wormsalamanders is namelijk slecht bekend doordat de dieren ondergronds leven. Het zijn overigens geen salamanders; ze vormen een derde groep binnen de amfibieën, naast kikkers & padden en salamanders. Wormsalamanders (Gymnophiona) hebben geen poten, nauwelijks ogen en zijn blind; ze hebben een paar tentakels waarmee ze ondergronds hun weg vinden.

Lepelvormige tandjes

De wormsalamander waar het hier over gaat, is de geringde wormsalamander (Siphonops annulatus). Hij komt voor in Zuid-Amerika en is daar wijdverspreid. Het dier kan ruim 40 centimeter lang worden. Een vrouw legt eitjes, gemiddeld tien per keer, in een ondergrondse ronde nestkamer. Ze is een toegewijde moeder: opgerold blijft ze liggen met de eitjes op haar lichaam, en als de jongen zijn uitgekomen, blijft ze nog twee maanden bij hen; dan zijn de kleintjes zelfstandig. Tot die tijd gaat ze er zelfs niet even tussenuit om voedsel voor zichzelf te zoeken.

De kleur van een vrouw verandert als ze jongen heeft. Normaal zijn geringde wormsalamanders blauwgrijs, maar een moeder wordt grijswit. Bekend was al dat die kleur ontstaat doordat in haar opperhuid vetdruppels verschijnen. Om de paar dagen mogen de jongen die huid afschrapen; ze hebben daarvoor lepelvormige tandjes in de onderkaak. Ze doen dat allemaal tegelijk en het gaat er woest aan toe; binnen tien minuten is het gebeurd en keert de rust terug. Tot de moederhuid weer klaar is voor consumptie. Deze ‘huidvoeding’ komt bij meer soorten wormsalamanders voor.

Maar jonge geringde wormsalamanders krijgen ook nog andere voeding, ontdekte Mailho-Fontana: melk. Hij hield een aantal dieren in het lab en filmde hun gedrag.

Melk uit eierstok

Vaak verzamelen zich jongen bij het achterlijf van hun moeder, zag hij. Uit nader onderzoek bleek dat klieren in de eierstokwanden van de moeder een witte, stroperige vloeistof produceren die meermalen per dag door de geslachtsopening, de cloaca, naar buiten komt. Het goedje is rijk aan vetten en koolhydraten.

De jongen drinken er gulzig van. Deze ‘melk’ is een belangrijkere voedingsbron dan de moederhuid en het is vooral dankzij de melk dat jongen groeien als kool, denken de onderzoekers. Binnen een week na uitkomen verdubbelt hun gewicht. De moeder, die niets eet, valt behoorlijk af.

De moeder laat haar melk lopen als jongen haar achterlijf aanraken, waarbij ze vaak hoge geluidjes produceren. Waarschijnlijk is dat bedelgedrag. Zij steekt dan haar achterlijf verticaal omhoog, en de zuigelingen vechten om een goed plekje. Gemiddeld drinken er drie jonkies tegelijkertijd, tot ze verzadigd zijn.

Er waren al levendbarende wormsalamandersoorten bekend waarvan de jongen voor hun geboorte melk opnemen in de eierstokken. De ontdekking van eierstokmelk bij de ei-leggende geringde wormsalamander was onverwacht.

Willy van Strien

Foto: Geringde wormsalamander, vrouwtje met jongen. ©Carlos Jared

Bronnen:
Mailho-Fontana, P.L., M.M. Antoniazzi, G.R. Coelho, D.C. Pimenta, L.P. Fernandes, A. Kupfer, E.D. Brodie Jr. & C. Jared, 2024. Milk provisioning in oviparous caecilian amphibians. Science 383: 1092-1095. Doi: 10.1126/science.adi5379
Jared, C., P.L. Mailho-Fontana, S.G.S. Jared, A. Kupfer, J.H.C. Delabie, M. Wilkinson & M.M. Antoniazzi, 2019. Life history and reproduction of the neotropical caecilian Siphonops annulatus (Amphibia, Gymnophiona, Siphonopidae), with special emphasis on parental care. Acta Zoologica. 100: 292-302. Doi: 10.1111/azo.12254
Wilkinson, M., A. Kupfer, R. Marques-Porto, H. Jeffkins, M.M. Antoniazzi & C. Jared, 2008. One hundred million years of skin feeding? Extended parental care in a Neotropical caecilian (Amphibia: Gymnophiona). Biology Letters 4: 358-361. Doi: 10.1098/rsbl.2008.0217

Hergebruik

16 februari 2024 /

Boomvaren Cyathea rojasiana bouwt dode bladeren om tot wortels

Boomvaren Cyathea rojasiana bouwt verouderde bladeren om tot wortels

Bruine, verdorde bladeren zijn voor de boomvaren Cyathea rojasiana niet waardeloos. Integendeel: de boomvaren maakt er extra wortels van, ontdekten James Dalling en collega’s.

De boomvaren Cyathea rojasiana, die groeit in Panama, heeft een krans van bladeren op een stam. Soms loopt een nieuw varenblad uit, soms sterft een oud blad af. Maar afsterven is niet het einde voor een blad, ontdekten James Dalling en collega’s: het vergane blad krijgt een tweede leven. Althans: de bladspil.

De boomvaren wordt twee meter hoog, de bladeren zijn ruim twee meter lang. Een verouderd blad gaat naar beneden hangen en de bladpunt raakt de grond. Het blad rot weg, maar de bladspil of rachis blijft over. Een boom kan een ‘rok’ van twintig tot dertig van die restanten hebben. Ze zien er levenloos uit, maar toen Dalling probeerde ze weg te halen, bleken ze stevig in de grond te zitten.

Omgekeerde stroomrichting

Door de bladspil van een groen blad lopen vaatbundels, die door de wortels opgenomen water en voedingsstoffen naar het bladweefsel transporteren. In de in de grond stekende bladresten van Cyathea rojasiana blijken deze vaatbundels intact te zijn. Ze zijn omgeven door een zwarte laag die ze kennelijk beschermt tegen rotting. En verrassend genoeg is aan het uiteinde, dus in de grond, aan elke vaatbundel een bosje fijn vertakte wortels ontsproten.

De conclusie is dat de voormalige bladspillen zijn omgevormd tot wortels. Daarin is de richting van de waterstroom omgekeerd: in groene bladeren liep de stroom van stam naar bladpunt, nu gaat het van bladpunt naar stam.

Cyathea rojasiana groeit in natte, zeer voedselarme grond. Extra wortels zijn niet zozeer nuttig om water op te nemen, denken de onderzoekers, maar om voedingsstoffen te kunnen peuren uit een groter stuk bodem. Ze bewezen dat de nieuwe wortels inderdaad stikstof opnemen en naar boven transporteren.

Voor veel planten geldt: steek een stukje stengel of blad in de grond, en er komen wortels aan. Maar een bladspil ombouwen tot wortel: dat doet voor zover bekend alleen Cyathea rojasiana.

Willy van Strien

Foto: Boomvaren Cyathea rojasiana met afgestorven bladeren die nu als wortels functioneren. ©James Dalling

James Dalling vertelt over zijn ontdekking op YouTube

Bron:
Dalling, J.W., E. Garcia, C. Espinosa, C. Pizano. A. Ferrer & J.L. Viana, 2024. Zombie leaves: novel repurposing of senescent fronds in the tree fern Cyathea rojasiana in a tropical montane forest. Ecology e4248, 18 januari online. Doi: 10.1002/ecy.4248

Slaapoffer

5 februari 2024 /

Breedvoetbuidelmuis-man gunt zich weinig rust

Breedvoetbuidelmuis-man slaapt weinig in het paarseizoen

Een mannelijke Swainson-breedvoetbuidelmuis moet alles op alles zetten in het enige korte paarseizoen dat hij beleeft. Hij offert er uren slaap aan op, laten Erika Zaid en collega’s zien.

Zoveel mogelijk nakomelingen krijgen, daarom draait het in het leven ook voor de Swainson-breedvoetbuidelmuis, Antechinus swainsonii. Voor de mannen, die geen zorg voor jongen hebben, betekent dat: met zoveel mogelijk vrouwen paren, want elke geslaagde paring kan nageslacht opleveren. Ze hebben maar drie weken de tijd, want dat is de periode dat alle vrouwen vruchtbaar zijn. Mannen ondervinden hevige concurrentie; als gevolg van de druk om dit aan te kunnen, zijn ze maar liefst twee keer zo zwaar als vrouwen.

Dit korte en intensieve paarseizoen heeft voor de mannen een heel bizar slot: ze gaan allemaal dood. De vrouwen, die de jongen dragen in een huidplooi (ze hebben geen volledige buidel), blijven in leven en veel van hen beleven na een jaar een tweede voortplantingsseizoen. Maar voor de mannen is het na één keer afgelopen.

Om in dat ene seizoen zoveel mogelijk partners te scoren, bezuinigen mannen op rust, ontdekten Erika Zaid en collega’s.

Testosteron

De breedvoetbuidelmuis is een insectenetend roofdiertje dat leeft in Australië. Voor het paarseizoen slapen man en vrouw gemiddeld ruim 15 uur per etmaal. In de paartijd, zo blijkt uit metingen aan lichamelijke activiteit en hersenactiviteit, schroeven mannen dat terug tot gemiddeld 12 uur: 20 procent minder. De verhoogde activiteit, die ze vooral ’s nachts tentoonspreiden, gaat gepaard met een hoger gehalte aan het mannelijke geslachtshormoon testosteron in het bloed. Zo hebben ze extra tijd en kracht om partners te vinden en te veroveren.

Of mannen die veel slaap opofferen inderdaad meer nakomelingen verwekken, melden de onderzoekers helaas niet. Ze gingen ook niet na of mannen het tekort aan slaap compenseren door dieper te slapen.

Minder slaap is slecht voor de gezondheid. De concentratie van bepaalde bijnierschorshormonen stijgt, en die hormonen onderdrukken het afweersysteem met uiteindelijk fatale gevolgen. Maar omdat de mannen toch snel doodgaan, is gezond blijven niet belangrijk meer. Extra vaak paren is nu een betere strategie dan voldoende slapen.

Volhouden

Je zou kunnen denken dat breedvoetbuidelmuis-mannen na de paartijd doodgaan doordat ze zo ongezond bezig zijn geweest. Maar zo ligt het volgens de onderzoekers toch niet. Dat ze sterven ligt vast. De toename van bijnierschorshormonen voegt daar weinig aan toe, maar zorgt er wel voor dat ze hun verhoogde activiteit kunnen volhouden.

Willy van Strien

Foto: Antechinus swainsonii. Catching the eye (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY 2.0)

Zie ook: Mannen van de gestreepte strandloper slapen weinig in broedtijd

Bron:
Zaid, E., F.W. Rainsford, R.D. Johnsson, M. Valcu, A.L. Vyssotski, P. Meerlo & J.A. Lesku, 2024. Semelparous marsupials reduce sleep for seks. Current Biology, 25 januari online. Doi: 10.1016/j.cub.2023.12.064

Samen aan de rol

22 januari 2024 /

Pillendraaier-vrouw helpt man als het moeilijk wordt

Kleine pillendraaier: man trekt en vrouw duwt de mestbal

Eendrachtig rollen man en vrouw pillendraaier een mestbal over een pad met hobbels. Hij leidt, zij volgt en helpt waar nodig, laten Claudia Tocco en collega’s zien.

Pillendraaiers (Sisyphus-soorten) hebben een opvallende gewoonte. De mestkevers vormen stelletjes, nemen een pluk uit de stront van zoogdieren, maken er een balletje van dat groter is dan zijzelf en rollen dat in een rechte lijn weg. Zo botsen ze niet op andere paren die van dezelfde hoop een deel genomen hebben. Als ze, vaak na veel geploeter, op een geschikte plek komen, begraven ze hun ‘pil’ met een eitje erbij. De larve die uit het eitje zal komen heeft er prima voedsel aan.

Claudia Tocco en collega’s wilden meer weten over de harmonieuze samenwerking die man en vrouw vertonen. Ze onderzochten hoe partners de taken verdelen bij twee soorten: Sisyphus fasciculatus uit Zuid-Afrika en Sisyphus schaefferi, de kleine pillendraaier die leeft in Noord-Afrika, Zuid-Europa en Klein-Azië. In een proefopstelling buiten boden ze groepen pillendraaiers koeienmest aan. De kevers vormden paartjes, draaiden een pil en gingen rollen.

Achteruit

De man, die iets groter is dan de vrouw, is altijd de trekker van het mesttransport, letterlijk en figuurlijk, zo zagen de onderzoekers. Hij bepaalt de koers. Hij loopt achteruit en trekt met zijn voorpoten de mestbal mee. Zijn partner loopt aan de andere kant, ook achteruit, met haar kop naar beneden en haar achterpoten op de bal. Op vlak terrein draagt ze eigenlijk niets bij. Stopt de man met rollen, dan haakt ook zij af. Je ziet dus nooit een vrouw in haar eentje een mestbal verslepen. Omgekeerd: als zij stopt, gaat hij alleen verder, en hij kan in zijn eentje de mestbal even snel verplaatsen en even goed koers houden als een stelletje.

Meestal hobbelt ze wel mee en houden haar poten contact met de bal. Zo kan ze meteen bijspringen als het moeilijk wordt. En dat gebeurt, want Sisyphus fasciculatus en Sisyphus schaefferi leven in bossen, waar van alles op de bodem ligt. Een koppeltje pillendraaiers stuit dan ook vaak op hindernissen. Met experimenten bootsten de onderzoekers die situaties na om te zien hoe de twee dat oplossen.

Eerst legden ze twee hindernissen van 2,6 centimeter hoog achter elkaar op het pad. Dat is een flinke uitdaging, want een pillendraaier zelf is nog geen centimeter lang. Bij deze hobbels deed de vrouw niet langer voor spek en bonen mee, zo bleek, maar hielp ze daadwerkelijk door te duwen of bij te sturen, en daardoor was een stelletje de dubbele hindernis sneller voorbij dan een man die er alleen voor stond. Een man alleen gaf het bovendien vaak op.

Klimpartij

In een volgende serie experimenten kregen de kevers met een muur van 3,9, 6,5 of 9,1 centimeter hoog te maken. Hoe hoger de muur, hoe minder een stel geneigd was om er met de bal overheen te klimmen en hoe kleiner de kans op succes als ze het probeerden. Een man alleen zag er vaker vanaf dan een stel, maar als hij probeerde over de muur te klauteren, lukte het meestal wel.

Een stel kwam sneller over een muur heen dan een man alleen, vooral doordat de vrouw hielp bij de start. Als de man zich langs de muur optrok en de mestbal van de grond tilde, hield zij de bal met haar achterpoten op zijn plaats en duwde er tegen terwijl ze op haar kop stond. Daarna werkte hij zich verder omhoog, terwijl zij aan de bal hing. Ondanks die extra last voor de man klom een stel even snel als een man alleen. Dreigde hij te vallen, dan bood zij houvast. Eenmaal boven werd ze weer actief en duwde de bal met haar kop over de rand. De kevers lieten zich vallen en gingen verder.

Straf

De pillendraaiers weten hun bal dus over lastige hindernissen te loodsen. In tegenstelling tot de Griekse mythische koning Sisyfus, waar de kevers naar vernoemd zijn. Vanwege zijn brutaliteit tegenover de goden moest hij voor straf eeuwig in de onderwereld een rotsblok tegen een helling op duwen dat steeds terugviel. Hij kon het niet alleen en had geen partner die een handje hielp.

De pillendraaiers zijn bladsprietkevers, Scarabaeidae. De mestkevers die in Nederland voorkomen behoren tot een andere familie.

Willy van Strien

Foto: Paartje kleine pillendraaier, Sisyphus schaefferi, met mestbal, man links, vrouw rechts. Daniel Ballmer (Wikimedia Commons, Creative Commons, CC BY-SA 4.0)

Kijk op YouTube hoe de mestkevers te werk gaan

Zie ook: mestkever Scarabaeus satyrus oriënteert zich ’s nachts op de Melkweg

Bronnen:
Tocco, C., M. Byrne, Y. Gagnon, E. Dirlik & M. Dacke, 2024. Spider dung beetles: coordinated cooperative transport without a predefined destination. Proceedings of the Royal Society B 291: 20232621. Doi: 10.1098/rspb.2023.2621
Dacke, M., E. Baird, B. el Jundi, E.J. Warrant & M. Byrne, 2021. How dung beetles steer straight. Annual Review of Entomology 66: 243-256. Doi: 10.1146/annurev-ento-042020-102149

Apotheek op de rug

11 januari 2024 /

Matabele-mier geneest infecties van gewonde soortgenoten

Matabele-mier met een mondvol termieten

Werksters van de matabele-mier behandelen geïnfecteerde wonden van nestgenoten met zelfgemaakte antibiotica, zagen Erik Frank en collega’s. Dat redt die nestgenoten het leven.

Matabele-mieren (Megaponera analis) jagen in groepen op termieten, die fel terugvechten. Op voedseltochten vallen dan ook veel slachtoffers. Een mierenvolk zou daaraan onderdoor gaan, ware het niet dat ‘licht’-gewonde exemplaren worden opgepakt en teruggebracht naar het nest; lichtgewond zijn bijvoorbeeld mieren die een of twee poten zijn verloren. Dankzij de zorg die zij in het nest krijgen komen de meeste hun verwondingen te boven; zonder hulp zouden ze vrijwel zeker binnen een etmaal dood zijn.

Eerder al ontdekten Erik Frank en collega’s dat werksters de wonden meteen na aankomst in het nest schoonlikken en verzorgen. Nu blijkt dat ze de wonden ook medisch behandelen. De matabele-mier leeft in Afrika ten zuiden van Sahara; het onderzoek is gedaan in Ivoorkust.

Antibiotica

Filmopnamen in namaaknesten in het lab laten zien dat werksters na 10 à 12 uur wonden van slachtoffers opnieuw schoonmaken, en dat ze er dan vaak na schoonmaak een goedje op smeren dat ze halen uit klieren op de rug, de zogenoemde metapleurale klieren. Ze gebruiken hun eigen klierproduct of dat van de zieke. Ze behandelen vooral mieren waarvan wonden geïnfecteerd geraakt zijn, bijvoorbeeld met de dodelijke bacterie Pseudomonas aeruginosa.

De klieren van de matabele-mier vormen een goed voorziene apotheek. Ze blijken namelijk meer dan honderd verbindingen te produceren, waarvan er veel een antimicrobiële of genezende werking hebben. De antibiotica-mix, zo wijzen proeven uit, onderdrukt de groei van de bacterie. De meeste andere soorten mieren hebben zulke metapleurale klieren ook, maar met een minder uitgebreid arsenaal aan stofjes.

Uniek

Hoe weten verzorgende werksters of een wond al dan niet geïnfecteerd is? Waarschijnlijk doordat de samenstelling van het buitenlaagje dat mieren hebben – een wasachtige laag van koolwaterstoffen – verandert tijdens een infectie. Nestgenoten ruiken dat.

Werksters van de matabele-mier kunnen dus wonden van soortgenoten effectief behandelen met zelfgemaakte antibiotica. Die eigenschap is uniek onder insecten en andere ongewervelde dieren.

Willy van Strien

Foto: Werkster matabele-mier met termieten. ETF89 (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Eerder onderzoek aan matabele-mier

Bron:
Frank, E.T., L. Kesner, J. Liberti, Q. Helleu, A.C. LeBoeuf, A. Dascalu, D.B. Sponsler, F. Azuma, E.P. Economo, P. Waridel, P. Engel, T. Schmitt & L. Keller, 2023. Targeted treatment of injured nestmates with antimicrobial compounds in an ant society. Nature Communications 14: 8446. Doi: 10.1038/s41467-023-43885-w

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2025 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑