Onbetaalde diensten

Schimmels en fruitvliegen helpen orchidee voor nop

Fruitvlieg op bloem van orchidee Gastrodia pubilabiata

De orchidee Gastrodia pubilabiata floreert ten koste van andere soorten. Hij steelt suikers van paddenstoelen, die bovendien vliegjes lokken die voor bestuiving zorgen, laat Kenji Suetsugu zien. Die vliegjes komen bedrogen uit.

De meeste planten maken suikers uit koolstofdioxide met behulp van energie uit zonlicht, volgens een proces dat fotosynthese heet. Maar het orchideetje Gastrodia pubilabiata, een kleine, weinig opvallende plant die groeit in Japan en Taiwan, laat dat karweitje aan anderen over. De plant heeft geen groene bladeren, want hij mist de bladgroenkorrels waarin de fotosynthese plaatsvindt. Hij haalt suikers met zijn wortels uit de ondergrondse schimmeldraden van een aantal paddenstoelsoorten, die ze op hun beurt uit dood organisch materiaal gehaald hebben. De paddenstoelen krijgen niets terug in ruil voor de suikers, ze worden eenvoudigweg bestolen.
En terwijl de meeste planten nectar maken als voedsel voor insecten (of andere dieren) die als tegenprestatie de bloemen bestuiven, laat deze orchidee ook dat achterwege. Hij laat zich door fruitvliegjes (Drosophila-soorten) bedienen zonder hen te belonen. Integendeel, de vliegjes verliezen erop.
Ze zoeken gistende vruchten of halfvergane paddenstoelen om hun eitjes in te leggen, en de larven die eruit komen leven van dat materiaal. De bruin gekleurde bloemen van Gastrodia pubilabiata ruiken kennelijk net als zulk spul, want de vliegjes komen er op af, hebben hun vergissing niet door en leggen hun eitjes op de bloemen. De larven zullen geen geschikt voedsel vinden en doodgaan. Maar de orchidee is geholpen. Bij een bezoek aan een bloem pikken de vliegjes namelijk klompjes stuifmeel op, waarin stuifmeelkorrels zijn samengepakt, en die laten bij een bezoek aan een volgende bloem los, zodat die bestoven wordt.

Ook bij planten heb je parasieten en bedriegers, en deze orchidee is het allebei. Hij neemt voedsel van paddenstoelen af en misleidt fruitvliegjes om zich te laten bestuiven.

Nu laat Kenji Suetsugu zien dat de paddenstoelvormende schimmels nog meer hulp leveren. Oude paddenstoelen trekken namelijk fruitvliegvrouwtjes aan die hun eitjes willen leggen, en als ze er toch zijn, zullen ze ook de orchideeënbloemen bezoeken die gistend en rottend materiaal imiteren.
Suetsugu deed proeven waarbij hij rond orchideeën oude paddenstoelen van Mycena-soorten weghaalde of er juist extra exemplaren neerlegde; Mycena-soorten zijn de belangrijkste slachtoffers van diefstal door de plant. Daaruit blijkt, dat hoe meer rottende paddenstoelen er in de buurt zijn, hoe meer stuifmeel de misleide vliegen ophalen en afleveren bij de orchideeën, en hoe meer zaad de bloemen maken.

Zo functioneren de schimmels niet alleen als voedselleveranciers, maar tevens als magneten die bestuivers lokken. Ook dat doen ze onbetaald.

Willy van Strien

Foto: Gastrodia pubilabiata, bloem en fruitvliegje met stuifmeelklompjes. © Kenji Suetsugu

Bron:
Suetsugu, K., 2018. Achlorophyllous orchid can utilize fungi not only for nutritional demands but also pollinator attraction. Ecology, 25 maart online. Doi: 10.1002/ecy.2170

Geplaatst in bestuiving, mimicry, parasitisme | Reacties uitgeschakeld voor Onbetaalde diensten

Instinkers

Aronskelk lokt bromvliegen en hagedis met kadavergeur

Dood-paard-aronskelk is aantrekkelijk voor balearenhagedis

De aronskelk Helicodiceros muscivorus ruikt als een rottend dood beest. Daar komen bromvliegen en een hagedis op af. Ana Pérez-Cembranos en collega’s beschrijven de complexe relaties tussen plant, bromvliegen en hagedis: een verhaal van bedrog, misbruik en profijt.

Op eilanden in de Middellandse Zee groeit een plantje dat vreselijk stinkt, de ‘dood-paard-aronskelk’, Helicodiceros muscivorus. Zijn geur bevat chemische bestanddelen die ook een dood beest in ontbinding verspreidt. Voor een bromvliegvrouwtje is die walm onweerstaanbaar. Ze zoekt namelijk kadavers waar ze haar eitjes op kan leggen, zodat de vleesetende larven voedsel zullen hebben. De dood-paard-aronskelk maakt misbruik van haar behoefte.

De planten stinken op de eerste dag dat ze bloeien. Bromvliegen die het luchtje oppikken, kúnnen het niet negeren. Ze gaan op de bron af en vinden een roze of rood schutblad met het harige uiteinde van de bloeikolf, dat de geur produceert. Als ze landen, blijkt dat uiteinde bovendien warm te zijn. Voor de bromvliegen is de imitatie compleet: dit moet een broeiend kadaver zijn. Geleid door de warmte kruipen ze in de buis die de opgerolde basis van het schutblad vormt om het onderste deel van de bloeikolf, waar vrouwelijke en mannelijke bloemetjes op staan.
Eenmaal binnen vinden ze natuurlijk niet wat ze zoeken; geen rottend vlees te bekennen. Maar als ze weer willen vertrekken, blijkt dat niet te kunnen. Uitsteeksels aan de bloeikolf sluiten de uitgang af. Ze zitten in de val.
En tijdens hun gevangenschap in de kamer met bloemetjes bewijzen ze de plant ongewild een dienst. Het zijn de vrouwelijke bloemen onderaan de bloeikolf die deze eerste dag in bloei zijn. Vliegen die zich al eerder door een aronskelk lieten misleiden, dragen stuifmeel van die plant bij zich en dat komt nu op de vrouwelijke bloemen terecht. Daarmee heeft de plant het eerste succes binnen: de vrouwelijke bloemen zijn bestoven.

De volgende dag zijn de vrouwelijke bloemen uitgebloeid en hebben de mannelijke bloemen hun stuifmeel klaar. De stank en de warmte verdwijnen, de uitsteeksels verwelken en de bromvliegen kunnen naar buiten. Ze passeren de mannelijke bloemen en worden met stuifmeel beladen. En zo behaalt de plant het tweede succes: de vrijgelaten bromvliegen nemen het stuifmeel mee naar vrouwelijke bloemen – als ze tenminste opnieuw een stinkende aronskelk op hun weg vinden en erin trappen.

Zo zijn de bromvliegen gedwongen de dood-paard-aronskelk te bestuiven zonder dat er een beloning zoals nectar tegenover staat. Integendeel: ze verliezen tijd waarin ze naar echte karkassen hadden kunnen zoeken.

Nu laten Ana Pérez-Cembranos en collega’s zien dat ook de balearenhagedis Podarcis lilfordi zich door de geur van de aronskelk laat misleiden. Het dier is omnivoor en eet soms van karkassen. Die zijn bovendien aantrekkelijk als warmtebron; hagedissen zijn koudbloedig en als het koel weer is, gaan ze graag op een broeiend karkas liggen om op te warmen. Bovendien eten ze de bromvliegen die op het aas af komen.
De hagedissen reageren op de geur van de dood-paard-aronskelk hetzelfde als op de geur van een dood dier: ze gaan erheen. Als de geur van een aronskelk afkomstig blijkt te zijn, vinden ze geen vleesmaaltje, maar wel warmte en vliegen, die ze van het schutblad pakken of uit de buis halen.

De hagedissen nemen dus een aantal bestuivers van de planten weg. Maar volgens de onderzoekers blijven er genoeg bromvliegen over om voor bestuiving te zorgen.

De hagedis is dus geen vijand van de aronskelk. Na de bloei, als de besjes rijp zijn, ontstaat er zelfs een mooie samenwerking tussen die twee. De hagedis eet de vruchten en poept de zaden uit. Die ontkiemen beter als ze door de hagedissendarm zijn gegaan. De plant levert de hagedis voedsel en de hagedis verspreidt de zaden en verhoogt hun kiemkracht.
Op het eilandje Aire ten zuidoosten van Menorca, waar het onderzoek is gedaan, is de dood-paard-aronskelk een nieuwkomer. Hij groeit er naar schatting pas een jaar of vijftig. Hij heeft zich in die tijd in hoog tempo over het eilandje verspreid en staat er nu plaatselijk in grote dichtheden. Dat is te danken aan de hagedis, die de vruchten heeft leren eten en nu de belangrijkste zaadverspreider is, denken de onderzoekers.

Willy van Strien

Foto: Balearenhagedis op het schutblad van de aronskelk © Ana Pérez-Cembranos

Bronnen:
Pérez-Cembranos, A., V. Pérez-Mellado & W.E. Cooper, 2018. Balearic lizards use chemical cues from a complex deceptive mimicry to capture attracted pollinators. Ethology  124: 260-268. Doi: 10.1111/eth.12728
Angioy, A-M.,  M. C. Stensmyr, I. Urru, M. Puliafito, I. Collu & B. S. Hansson, 2004. Function of the heater: the dead horse arum revisited. Proceedings of the Royal Society London B 271: S13-S15. Doi: 10.1098/rsbl.2003.0111
Stensmyr, M.C., I. Urru, I. Collu. M. Celander. B.S. Hansson & A-M. Angioy, 2002. Rotting smell of dead-horse arum florets. Nature 420: 625-626. Doi: 10.1038/420625a

Geplaatst in bestuiving, mimicry, predatie, samenwerking | Reacties uitgeschakeld voor Instinkers

Voedzame tweecomponentenlijm

Koninginlarve moet stevig aan haar plafond hangen

Koninginnengelei voedt een koninginlarve en plakt haar vast in haar celEen bijenlarve die koningin zal worden, krijgt een grote hoeveelheid koninginnengelei toebedeeld. En dat is niet alleen omdat het spulletje voedzaam is, laten Anja Buttstedt en collega’s zien.

Een vrouwelijke larve van de honingbij kan werkster worden of koningin. Haar lot hangt af van het voedsel dat ze krijgt. Alle larven worden de eerste dagen getrakteerd op de zogenoemde koninginnengelei, een voedzaam mengsel dat de verzorgende werksters produceren in hun kopklieren; het is rijk aan eiwitten, suikers en vetten.
Na drie dagen worden larven die werkster worden op een ander dieet gezet. Als ze verpoppen, dekken werksters hun cellen af met een laagje was. Maar een larve die koningin wordt, leeft puur op koninginnengelei, dat de werksters haar in royale hoeveelheden brengen. Daardoor wordt ze extra groot.

De koninginnengelei heeft nog een functie, ontdekten Anja Buttstedt en collega’s: het houdt de koninginlarve op haar plaats.

En dat is wel nodig. De cellen in de raat, waarin werksterlarven opgroeien, zijn te krap voor een koninginlarve. Voor haar bouwen werksters een speciale cel, een zogenoemde koninginnencel of moerdop. Die is niet alleen ruimer, maar ook anders georiënteerd: hij hangt verticaal, met de opening beneden. Hare koninklijke hoogheid zou er dus zomaar uit kunnen vallen.
Buttstedt laat zien waarom dat niet gebeurt: de koninginnengelei, die de werksters op het plafond van de cel aanbrengen, is zo kleverig dat de larve eraan blijft vastplakken tot ze verpopt en de cel met was wordt afgesloten. De kleverigheid ontstaat doordat twee eiwitten, royalactine (het meest voorkomende eiwit in de gelei) en apisimine, lange vezels vormen die de gelei stroperig maken.

De werksters maken die eiwitten in de voedersapklieren (hypopharyngeale klieren) en slaan ze daarin op. Het kliermengsel heeft een vloeibare vorm, anders zouden de bijen het niet kunnen uitscheiden. Maar als ze het in een broedcel aanbrengen, mengen ze het met vetzuren die ze in de kaakklieren (mandibulaire klieren) hebben aangemaakt, en in de zurige mix verbinden de eiwitten royalactine en apisimine zich tot een vezelnetwerk.

Koninginnegelei is dus een soort tweecomponentenlijm, concluderen de auteurs, maar het vormt ook nog eens uitstekend voedsel. Het is precies wat een koninginlarve nodig heeft om veilig op te groeien.

Willy van Strien

Foto: Honingbij, raat en twee koninginnencellen. Piscisgate (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Bron:
Buttstedt, A., C.I. Muresxan,H. Lilie, G. Hause, C.H. Ihling, S-H. Schulze, M. Pietzsch & R.F.A. Moritz, 2018. How honeybees defy gravity with royal jelly to raise queens. Current Biology, 15 maart online. Doi: 10.1016/j.cub.2018.02.022

Geplaatst in ontwikkeling en groei | Reacties uitgeschakeld voor Voedzame tweecomponentenlijm

Hulp in de huishoudiing

Extra zandgravers bezorgen cichliden meer voedsel

Jonge vissen van Neolamprologus obscurus helpen hun moeder

Als jonge visjes van de soort Neolamprologus obscurus zijn opgegroeid, blijven ze nog een poosje in het territorium van hun moeder hangen. Zij vindt dat prima, want de visjes helpen haar. Hirokazu Tanaka en collega’s wilden weten waarom die hulp belangrijk is.

Neolamprologus obscurus, een cichlide vis uit het Tanganyikameer in Afrika, leeft in groepen. Elk vrouwtje in een groep dat aan voortplanting toe is, bezet een eigen territorium langs steile oevers waarin ze meerdere holtes heeft uitgegraven onder stenen. In die veilige holtes brengt ze vrijwel al haar tijd door en legt ze haar eitjes; ze bewaakt haar eitjes en kleintjes en houdt soortgenoten weg uit haar terrein.
Maar haar opgegroeide jongen mogen blijven. Zij helpen haar met de verdediging van het territorium en ze helpen om de holtes open te houden door zand weg te halen dat er vanaf de randen voortdurend in terecht komt.
En vooral van dat zand scheppen profiteert ze, ontdekten Hirokazu Tanaka en collega’s. De holtes dienen namelijk niet alleen als veilig onderkomen en als broedplaats, maar ze zijn ook een middel om voedsel te bemachtigen. De visjes eten kleine ongewervelde bodemdieren, vooral garnaaltjes. Die begeven zich ’s nachts naar het wateroppervlak om voedsel te zoeken, maar in het volle daglicht zijn ze daar niet veilig. Voordat de dag aanbreekt, zakken ze daarom af naar de bodem en verstoppen ze zich in kieren en holtes – bijvoorbeeld holtes waarin Neolamprologus obscurus leeft. Zo komt het voedsel vanzelf naar de vissen toe.

Tanaka laat zien dat hoe groter een holte is, hoe meer prooidiertjes ’s morgens vroeg naar binnen komen. Daarom is het fijn als er helpers zijn die de holtes op maat houden en zelfs vergroten.

Natuurlijk pikken de helpers zelf ook wat mee van het voedsel dat ze op deze manier vergaren, dus een deel van de winst gaat voor het broedende vrouwtje verloren. Maar ze houdt er zeker wat aan over, want hoe meer helpers er zijn om zand weg te halen van de randen van een holte, hoe groter de omtrek van die holte kan zijn. En bij een grotere omtrek horen een nog grotere oppervlakte en inhoud. Bijvoorbeeld: een dubbele hoeveelheid gravers kan een twee keer zo lange rand onderhouden en daarbij zijn het oppervlak en de inhoud vier keer zo groot. Per vis is er dus meer voedsel beschikbaar naarmate er meer helpers zijn.
Het moet niet te gek worden, meer dan tien helpers wil een vrouwtje niet hebben. Dus op een goed moment verdwijnen de jonge visjes, die inmiddels groter geworden zijn, uit haar territorium om voor zichzelf te beginnen.

Willy van Strien

Foto: Neolamprologus obscurus, helper. ©Hirokazu Tanaka

Bronnen:
Tanaka, H., J.G. Frommen & M. Kohda, 2018. Helpers increase food abundance in the territory of a cooperatively breeding fish. Behavioral Ecology and Sociobiology 72: 51. Doi: 10.1007/s00265-018-2450-5
Tanaka, H., J.G. Frommen, L. Engqvist & M. Kohda, 2017. Task-dependent workload adjustment of female breeders in a cooperatively breeding fish. Behavioral Ecology 29: 221–229. Doi: 10.1093/beheco/arx149
Tanaka, H., D. Heg, H. Takeshima, T. Takeyama, S. Awata, M. Nishida & M. Kohda, 2015. Group composition, relatedness, and dispersal in the cooperatively breeding cichlid Neolamprologus obscurus. Behavioral Ecology and Sociobiology 69: 169–181. Doi: 10.1007/s00265-014-1830-8

Geplaatst in hulp | Reacties uitgeschakeld voor Hulp in de huishoudiing

Mannen in de overgang

Pijlinktvisman moet groeien in zijn rol als partner

mannetjes van pijlinktvis Doryteuthis pleii maken een complexe ontwikkeling door

Pijlinktvismannen beginnen als weinig succesvolle minnaars. Pas later treden ze doortastender op en stijgt hun kans op nakomelingschap. Daar gaan grote veranderingen mee gepaard, ontdekten Lígia Apostólico en José Marian.

Sneu. Kleine mannetjes bij pijlinktvissen als Doryteuthis pleii, een soort die voor de kust van Brazilië leeft, kunnen wel paren, maar ze moeten het doen op een onhandig tijdstip en op een minder gelukkige manier, als stiekemerds (‘sneakers’). Grote mannen gaan als volwaardige partners (‘consorts’) veel effectiever te werk, zoals Lígia Apostólico en José Marian rapporteren.
Paren houdt bij pijlinktvissen in dat een mannetje pakketjes met sperma afgeeft aan een vrouwtje. Met een speciale arm haalt hij die pakketjes, spermatoforen, uit de spermatoforenzak, waar ze gemaakt zijn, en zet ze met een snelle beweging op haar huid. Dan is hij klaar, de spermapakketjes zelf doen de rest. Met een afschietmechaniekje keert een pakketje zich binnenstebuiten; het zet zich vast en de zaadcellen zwemmen eruit.

Een groot mannetje kan zijn spermapakketjes goed kwijt. Hij benadert een vrouwtje dat op het punt staat om eitjes te gaan leggen, komt naast haar met de kop in dezelfde richting als zij, steekt zijn speciale arm achter haar kop onder de mantel die haar lijf omhult en zet zijn spermatoforen naast de opening van de eileider. De zaadcellen komen zo direct in contact met de eitjes, die in een snoer naar buiten komen. Het mannetje bewaakt het vrouwtje en probeert rivalen op afstand te houden met flikkerende kleurpatronen, want als een ander ook met haar paart, krijgen zijn zaadcellen concurrentie.
Een klein mannetje maakt tegenover zo’n grote, stoere bink geen kans. Hij komt daarom op minder spannende momenten in actie, als er geen eitjes op komst zijn. Hij steekt zijn arm niet onder de mantel van een vrouwtje, maar hij brengt zijn kop voor die van haar en zet zijn spermapakketjes onder haar bek, die tussen de krans van armen ligt. Als ze later eitjes legt, houdt ze de eisnoeren even tussen haar armen voordat ze die op de bodem afzet, en dan hebben de zaadcellen van een sneakermannetje een kans – voor zover de eitjes niet al zijn bevrucht door zaad van een grote vent, dat er immers meteen bij was.

De zaadcellen van kleine mannetjes zijn aangepast aan de ongelukkige plaats waar ze worden afgezet en de wachttijd waarmee ze te maken hebben, en hun spermatoforen verschillen van die van stoere mannetjes. Kleine mannetjes hebben kleinere en dunnere spermatoforen; na het binnenstebuiten keren zijn ze kort en knotsvormig. De zaadcellen komen er langzaam uit en blijven op een kluitje bij de uitgang zitten, waar ze voorlopig niets te doen hebben. De spermatoforen van stoere mannetjes zijn wat groter en nadat ze binnenstebuiten zijn gekeerd, zijn ze lang en haakvormig. De zaadcellen schieten in een krachtige stroom naar buiten en verspreiden zich meteen. De eitjes die verschijnen gaan door een wolk van zaadcellen.

Nu hebben Apostólico en Marian bij Doryteuthis pleii ook wat mannetjes gevonden die zowel spermatoforen maken van het sneakertype als van het consorttype en vaak ook een tussenvorm. Qua afmeting zitten deze mannetjes tussen klein en groot in, met een mantel van ongeveer 17 centimeter lang. De sneakerachtige-pakketjes zijn ouder en liggen vooraan in de spermatoforenzak, de consortpakketjes zijn jonger en liggen achteraan, de tussenvormen bevinden zich in het midden.
Dat wijst erop dat een mannetje als stiekemerd begint en, als hij een kritische grootte heeft bereikt, verder gaat als stoere partner, en alle veranderingen doorvoert die daarbij horen. Leeftijdsschattingen laten inderdaad zien dat sneakers jonger zijn dan consorts; die schattingen zijn gebaseerd op de omvang van piepkleine steentjes in de evenwichtsorganen, statolieten, die dagelijks wat aangroeien. De omslag moet heel snel gaan, want er worden maar weinig mannetjes in de overgang gevonden.

De mannetjes maken tijdens hun leven, dat minder dan een jaar duurt, dus een ingrijpende ontwikkeling door. Ze zijn nog klein zijn als ’s zomers het paarseizoen aanbreekt, maar worden dan toch al geslachtsrijp zodat ze aan de voortplanting kunnen beginnen, zij het voorlopig slechts als weinig succesvolle stiekemerds.

Maar misschien doorlopen niet alle mannetjes dat pad, denken Apostólico en Marian. Mannetjes die vroeg zijn geboren, dat wil zeggen in nazomer of herfst, hebben veel tijd voordat het paarseizoen begint. Zij kunnen lang doorgroeien voordat ze seksueel actief worden, en kunnen dan meteen als stoere vrijer optreden.

Willy van Strien

Foto: Alvaro E. Migotto (Cifonauta. Creative Commons CC BY-NC SA 3.0)

Over de naam van het beestje schreef ik een stukje in Bionieuws

Bronnen:
Apostólico, L.H. & J.E.A.R. Marian, 2018. From sneaky to bully: reappraisal of male squid dimorphism indicates ontogenetic mating tactics and striking ejaculate transition. Biological Journal of the Linnean Society 123: 603-614. Doi: 10.1093/biolinnean/bly006
Apostólico, L.H. & J.E.A.R. Marian, 2018. Dimorphic male squid show differential gonadal and ejaculate expenditure. Hydrobiologia 808: 5-22. Doi: 10.1007/s1075
Apostólico, L.H. &  J.E.A.R. Marian, 2017. Dimorphic ejaculates and sperm release strategies associated with alternative mating behaviors in the squid. Journal of Morphology. 278: 1490-1505. Doi: 10.1002/jmor.20726

Geplaatst in seksueel gedrag | Reacties uitgeschakeld voor Mannen in de overgang

Eerste hulp

Jagende mier redt nestgenoten die licht gewond geraakt zijn

Megaponera analis: major draagt gewonde minor

De rooftochten die de Afrikaanse mier Megaponera analis groepsgewijs onderneemt zijn gevaarlijk, want de termieten die zo’n groep overvalt vechten fel terug. Er vallen dan ook slachtoffers, maar die worden zoveel mogelijk teruggebracht naar het nest en weer opgelapt, melden Erik Frank en collega’s.

Werksters van de forse Afrikaanse mier Megaponera analis, ook bekend als matabele-mier, staan voor een zware opdracht. De mieren jagen op termieten die ze op hun foerageerplaatsen opzoeken en overmeesteren. Ze gaan er in een colonne van honderden individuen op af. Als de eerste mieren op zo’n plaats aankomen, wachten ze tot alle deelneemsters er zijn en dan vallen ze aan. De grote exemplaren, de majors, breken de laag van aarde open die het foerageergebied van de termieten afdekt, de kleine mieren, de minors, gaan vervolgens naar binnen om termieten te grijpen, te doden en naar buiten te sleuren.
En dat is een gevaarlijk klusje, schrijven Erik Frank en collega’s. Onder de termieten zijn soldaten met sterke kop en kaken en die vechten hard terug; er vallen dan ook gewonden, voornamelijk onder de minors. Van sommige mieren worden een of meer poten of antennen afgebeten, andere worden gehinderd door een termiet die zich aan hen vastklampt.

De mieren weten de verliezen te beperken door veel pechvogels te redden. Ze verzamelen zich weer voordat ze gezamenlijk terugkeren naar het nest, want een mier die alleen reist valt gemakkelijk ten prooi aan roofvijanden, zoals spinnen. Majors zoeken de jachtplaats nog even af op dode termieten en achterblijvende, wellicht gewonde mieren, die ze in hun kaken meenemen. Als alle mieren er zijn, gaan ze lopen. Maar mieren die een of twee poten missen en mieren waar een termiet aan hangt houden de groep niet bij, blijkt uit waarnemingen en experimenten in veld en lab. Zij scheiden bepaalde stoffen uit die aan de andere duidelijk maken dat ze hulp nodig hebben.
Majors die de kaken nog vrij hebben rapen lichtgewonde mieren op en dragen ze mee. Zo’n slachtoffer trekt zijn pootjes in om het vervoer te vergemakkelijken.
Mieren die zwaar gewond zijn en niet meer kunnen opstaan, geven geen noodsignaal af en ze laten zich ook niet oppakken: ze blijven maar kronkelen en draaien. Uiteindelijk worden ze achtergelaten. Zo gaan alleen slachtoffers mee naar huis die nog op te lappen zijn. Zij komen vrijwel allemaal veilig terug in het nest; op eigen kracht zouden veel gewonden de terugtocht niet kunnen volbrengen.

Zo gauw ze in het nest zijn, worden de ongelukkige mieren verzorgd. Een vastgeklemde termiet kan bijna altijd van een mier af worden getrokken en die mier ondervindt daarna geen gevolgen van het avontuur. Een mier die een poot kwijt is, krijgt een grondige behandeling: nestgenoten likken de open wond langdurig. Zo wordt die schoongemaakt en waarschijnlijk ook behandeld met antibiotica die mieren in bepaalde klieren produceren. Experimenten laten zien dat een mier met een onbehandelde open wond vrijwel altijd sterft, waarschijnlijk aan een infectie. Maar met behandeling komt het meestal goed en zo’n mier leert vervolgens om op vier of vijf poten net zo snel te lopen als normaal. Hij kan al gauw weer mee op rooftocht.
Als er zwaargewonde mieren worden binnengebracht, wat niet vaak gebeurt, dan worden die niet geholpen, maar uit het nest gezet. De mieren helpen alleen gewonden die kunnen herstellen.

Het reddingsgedrag van Megaponera analis is uniek. Waarom zien we het juist bij deze soort? Omdat de mieren korte, gezamenlijke rooftochten houden op een gevaarlijke prooi. Daar vallen veel gewonden bij, maar de verwondingen hoeven meestal niet fataal te zijn en hulp is mogelijk – en de moeite waard. Zonder reddingsacties zou de groep een stuk kleiner zijn en zouden minder werksters beschikbaar zijn om op jacht te gaan. Om een beetje een idee te geven: er worden in een kolonie dagelijks ongeveer evenveel mieren gered als er geboren worden.

Willy van Strien

Foto: Megaponera analis: major draagt gewonde nestgenoot terug naar nest. ETF89 (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Filmpjes van Megaponera-mieren die gewonde maatjes dragen en verzorgen

Bronnen:
Frank, E.T., M. Wehrhahn & K.E. Linsenmair, 2018. Wound treatment and selective help in a termite-hunting ant. Proceedings of the Royal Society B 285: 20172457. Doi: 10.1098/rspb.2017.2457
Frank, E.T., T. Schmitt, T. Hovestadt, O. Mitesser, J. Stiegler, K.E. Linsenmair, 2017. Saving the injured: Rescue behavior in the termite-hunting ant Megaponera analis. Science Advances 3: e1602187. Doi: 10.1126/sciadv.1602187

Geplaatst in hulp | Reacties uitgeschakeld voor Eerste hulp

Bont vee

Mieren handhaven gemengde luizenkolonie

Lasius japonicus en zijn tweekleurige veestapel

De luizenmelkende mier Lasius japonicus zorgt dat de kolonies bijvoetluizen waarvan hij de honingdauw oogst tweekleurig blijven, schrijven Saori Watanabe en collega’s. Zonder ingrijpen zou zijn favoriete kleur verdwijnen.

De Aziatische mier Lasius japonicus werkt, net als veel andere mieren, samen met bladluizen. De luizen zuigen plantensappen op en scheiden de overtollige suikers uit, opgelost in een vloeistof: honingdauw. De mier houdt hun natuurlijke vijanden uit de buurt en oogst (‘melkt’) de zoete honingdauw. Een van zijn partners is de Japanse bijvoetluis, Macrosiphoniella yomogicola, die op bijvoet leeft, een algemeen voorkomende plant van Europa en Azië. De bescherming van de mier is voor de bladluis van cruciaal belang; elke onbeschermde kolonie gaat aan zijn vijanden te gronde.
De bijvoetluis komt in verschillende kleuren voor, met rood en groen als de meest voorkomende typen; grote groene exemplaren worden zwart. De mier heeft een voorkeur voor de groene vorm, laten Saori Watanabe en collega’s zien, want die scheidt honingdauw af van een hogere kwaliteit. Maar de keerzijde is dat de rode vorm, die een groter deel van de uit de plant gehaalde suikers zelf gebruikt, zich sneller kan vermenigvuldigen. De luizen zijn allemaal vrouwtjes die zich maagdelijk voortplanten en de jonge luizen zijn klonen van hun moeder. Rode luizen krijgen rode dochters, groene luizen krijgen groene dochters – en de groene vorm kan worden verdrongen door de rode.

Maar dat gebeurt niet. De mieren steken daar een stokje voor, zo blijkt. De onderzoekers laten zien dat de rode bladluizen zich inderdaad sneller kunnen vermenigvuldigen dan de groene. Bij proeven in het lab nam het aandeel groene luizen in een gemengde kolonie dan ook af, maar alleen als de onderzoekers geen mieren toelieten. Als mieren zich met de luizen konden bemoeien, ging de groene vorm zich sneller vermenigvuldigen, ongeveer even snel als de rode. Zo bleef, in aanwezigheid van mieren, de verhouding tussen groen en rood hetzelfde.
Hoe de mieren de voortplantingssnelheid van de groene luizen opvijzelen, is niet duidelijk, maar het gevolg is dat de groene vorm overleeft.

In het veld zijn vrijwel alle kolonies bijvoetluizen gemengd. Dat er geen puur rode kolonies voorkomen is begrijpelijk. Naar zo’n kolonie, die alleen laagwaardige honingdauw oplevert, zou geen mier omkijken, dus hij zou verloren gaan. Maar waarom zijn er geen puur groene kolonies? Waarom roeien de mieren de rode luizen in een gemengde kolonie niet uit door ze op te eten, zodat de luizenkolonie alleen nog hoogwaardige honingdauw produceert?
Kennelijk heeft de aanwezigheid van rode luizen een voordeel. Dat heeft met overwinteren te maken, opperen de onderzoekers. Aan het eind van het seizoen brengen de luizen dochters én zonen voort die paren en bevruchte eitjes produceren. Die eitjes kunnen overwinteren, maar dan moet de plant waar ze op zitten wel blijven bestaan. Na bloei in de herfst sterft bijvoet echter af. De onderzoekers denken nu dat rode luizen misschien de bloei onderdrukken, zodat de plant blijft staan. Dat idee gaan ze nu testen.

Het zou betekenen dat de mier beide bladluisvormen nodig heeft, de groene voor goede honingdauw, de rode om na de winter weer over melkvee te kunnen beschikken. Het zou ook betekenen dat de twee luizentypes elkaar nodig hebben. De rode vorm kan niet zonder groene, die zorgt dat er beschermende mieren komen, en de groene kan ook niet zonder rode, die verhindert dat de gastheerplant afsterft.
Maar ook al zijn de twee vormen van bijvoetluizen op elkaar aangewezen, zonder de mieren houden ze het samen niet vol.

Willy van Strien

Foto: Luizenmelkende mier Lasius japonicus met twee kleurvormen van Macrosiphoniella yomogicola. ©Ryota Kawauchiya

Bronnen:
Watanabe, S., J. Yoshimura & E. Hasegawa, 2018. Ants improve the reproduction of inferior morphs to maintain a polymorphism in symbiont aphids. Scientific Reports 8: 2313. Doi: 10.1038/s41598-018-20159-w
Watanabe, S., T. Murakami, J. Yoshimura & E. Hasegawa, 2016. Color polymorphism in an aphid is maintained by attending ants. Science Advances 2: e1600606. Doi: 10.1126/sciadv.1600606

Geplaatst in samenwerking | Reacties uitgeschakeld voor Bont vee

Hoofdkenmerk

Kameleons laten botknobbels op kop blauw oplichten

Calumma crypticum heeft blauw oplichtende botknobbels om en achter de ogen

Veel kameleonsoorten blijken botknobbels te hebben die blauw oplichten door de huid heen. Soortgenoten herkennen elkaar eraan, mannetjes pronken er waarschijnlijk mee. Wij zien die knobbels niet bij natuurlijk licht, maar de dieren zelf wel, denken David Prötzel en collega’s.

Er zijn veel manieren waarop een dier de blits kan maken, zoals met geur, kleur, zang, dans, sierveren of ogen op steeltjes. Maar hier komt een nieuwe: kameleons blijken kleine knobbels op hun schedel te hebben die blauw kunnen opgloeien, zo melden David Prötzel en collega’s.
Botknobbels van Calumma crypticum zijn zichtbaar onder ultraviolet lichtDat klinkt als horror, maar er is niets spookachtigs aan. Botweefsel is fluorescerend: als er ultraviolet licht op valt, wordt dat omgezet in blauw licht en uitgezonden. Kameleons maken gebruik van dit natuurlijke verschijnsel. De knobbels op hun schedel steken door de huid heen en zijn slechts afgedekt door een dunne cellaag die doorzichtig is, een soort venster. Valt door dat venster ultraviolet licht op de knobbels, dan lichten die blauw op.
Normaal zien wij dat niet, daarvoor is de hoeveelheid ultraviolet (UV) in natuurlijk licht te klein. Het verschijnsel werd dan ook pas ontdekt toen de onderzoekers met een UV-lamp op koppen van kameleons schenen. Maar natuurlijk licht bevat wel genoeg ultraviolet om de opgloeiende knobbels voor de kameleons zelf zichtbaar te maken, vermoeden de onderzoekers. Hun ogen zijn namelijk gevoeliger voor blauw licht dan de onze. Er zijn veel kameleonsoorten op Madagaskar en in Afrika die zulke blauw oplichtende knobbels hebben, vooral soorten die leven in vochtige bossen. Daar is de hoeveelheid ultraviolet licht in verhouding groot; bovendien steekt het uitgezonden blauwe licht er goed af tegen de donkere achtergrond.

De knobbelpatronen verschillen van soort tot soort. De knobbels zitten vooral om en achter de ogen, maar er zijn ook soorten die niet alleen op de schedel, maar over het hele lijf blauw oplichtende botknobbels hebben. Kameleons zullen hun soortgenoten herkennen aan het kenmerkende knobbelpatroon. Als vast kenmerk is het een houvast voor deze dieren die vaak van kleur wisselen.
Bij bijna alle soorten vertonen mannetjes gemiddeld meer knobbels dan vrouwtjes. De onderzoekers denken dan ook dat de mannetjes ermee pronken om een vrouwtje te verleiden.

Oplichtende botknobbels als kenmerk en versiering: het is nu bij kameleons ontdekt, maar wie weet hebben andere hagedissen en slangen het ook.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Calumma crypticum, mannetje. Axel Strauβ (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 3.0)
Klein: kop van Calumma crypticum, exemplaar uit de Zoologische Staatssammlung München (Duitsland), onder ultraviolet licht. Overgenomen uit David Prötzel et al. (Creative Commons, CC BY 4.0) en gespiegeld, zodat hij dezelfde kant op kijkt als die op de grote foto

Op YouTube laten de onderzoekers de knobbels Furcifer pardalis en twee Brookesia-soorten blauw opgloeien. En op dit filmpje zie je de knobbelige schedel van Calumma globifer

Bron:
Prötzel, D., M. Heß, M.D. Scherz , M. Schwager, A. van’t Padje & F. Glaw, 2018. Widespread bone-based fluorescence in chameleons. Scientific Reports 8: 698. Doi: 10.1038/s41598-017-19070-7

Geplaatst in communicatie | Reacties uitgeschakeld voor Hoofdkenmerk

Familiebanden

Zorgzame cicademoeder herkent haar kroost

Vrouwtje van de bochelcicade Alchisme grossa bewaakt haar eitjes

Vrouwtjes van de bochelcicade Alchisme grossa verzorgen hun jongen als de beste. En zet je een moeder een stukje bij haar kleintjes vandaan, dan kan ze die weer terugvinden en herkennen, laten Daniel Torrico-Bazoberry en collega’s zien.

De bochelcicade Alchisme grossa leeft in Midden- en Zuid-Amerika op een aantal favoriete planten waar hij sappen uit opzuigt. De vrouwtjes leggen er ook hun eitjes; ze maken een snee in de onderkant van de hoofdnerf van een blad, leggen de eitjes erin en bedekken die met een schuimend goedje.
En dan gaan ze een periode van uitvoerige broedzorg tegemoet, schrijven Daniel Torrico-Bazoberry en collega’s. Die periode duurt een paar maanden en de zorg is uniek voor zo’n klein beestje.
bochelcicade Alchisme grossa: vrouwtjes vertonen uitgebreide broedzorgEen vrouwtje plaatst zich over haar eitjes en schermt die af met een vergroot rugschild met twee hoorntjes aan de voorkant. Proberen parasieten of roofvijanden, zoals spinnen en roofwantsen, aan de eitjes te komen, dan gedraagt moeder zich als dappere held. Ze schudt met haar lijf, slaat met haar vleugels en schopt met sterke poten om de belagers weg te jagen. Zonder moeder gaat een legsel zeker verloren; als het al niet ten prooi valt aan vijanden, dan droogt het uit.
De jongen kunnen op zorg rekenen tot ze hun ontwikkeling hebben voltooid. De cicaden maken een onvolledige gedaantewisseling door, dat wil zeggen dat uit de eitjes kleine versies van volwassen dieren komen, de nimfen; die vervellen vijf keer voordat ze volgroeid zijn. Net als volwassen cicaden voeden zij zich met plantensappen. Een moeder maakt, vlak voordat ze uitkomen, een aantal gaten in de hoofdnerf in de buurt van het legsel, zodat de kleintjes de sapstroom makkelijk kunnen aanprikken. En ze blijft bij hen. Voelen de nimfen zich bedreigd, dan trappelen ze op het blad en snelt moeder toe.

Nu laat Torrico-Bazoberry zien dat een vrouwtje haar jongen terugvindt en lijkt te herkennen als ze van hen gescheiden is geraakt. Dat is handig, want op een plant stichten vaak meerdere vrouwtjes hun gezin, elk op een eigen blad. Torrico-Bazoberry deed proeven waarbij hij in het lab steeds tien à vijftien nimfen uit één gezin op het blad van een plant zette en een vrouwtje op twintig centimeter afstand op diezelfde plant; in sommige gevallen was zij de moeder, in andere gevallen niet.
De moederloze nimfen gingen vaak trappelen; eentje of enkele begonnen, de rest ging meedoen zodat een synchrone golfbeweging ontstond. Gevolg van het getrappel was dat de nimfen dichter naar elkaar toegingen. Als het vrouwtje in de buurt hun moeder was, kropen ze het dichtst bij elkaar; kennelijk merkten ze haar nabijheid op. Dat vrouwtje reageerde ook op het getrappel, althans: als zij de moeder was. Elke moeder ging naar de nimfen toe. Sommige niet-moeders deden dat ook, maar niet allemaal.
nimfen van bochelcicade Alchisme grossa krijgen zorg van moederMoeder en nimfen kunnen kennelijk onderscheid maken tussen familie en niet-familie, leiden de onderzoekers daaruit af, en ze doen dat op basis van de chemische samenstelling van de buitenste huidlaag, denken ze. Chemische analyses lieten zien dat die samenstelling van dier tot dier verschilt, maar de verschillen tussen nimfen van één legsel zijn veel kleiner dan verschillen tussen nimfen van verschillende legsels. Dat de nimfen dicht bij elkaar gaan zitten als hun moeder er is, maakt het voor haar makkelijker om hen te verdedigen en te voorkomen dat ze uitdrogen.

Soms blijven de nimfen op het geboorteblad tot ze volwassen zijn, maar soms verspreiden ze zich over de plantenstengel voordat het zover is. Ze mengen zich dan met nimfen uit andere gezinnen. De moeders, die hun jongen volgen, mengen zich dan ook in de groep.

Willy van Strien

Foto’s: Bochelcicade Alchisme grossa. Andreas Kay (via Flickr. Creative Commons CC BY-NC-SA 2.0)
Groot: vrouwtje met eitjes op hoofdnerf
Klein, boven: vrouwtje
Klein, onder: oudere nimfen op stengel

Bronnen:
Torrico-Bazoberry, D., L. Caceres-Sanchez, L. Flores-Prado, D. Aguilera-Olivares, F.E. Fontúrbel, H.M. Niemeyer & C.F. Pinto, 2018. Kin recognition in a subsocial treehopper (Hemiptera: Membracidae). Ecological Entomology, 23 januari online. Doi: 10.1111/een.12506
Torrico-Bazoberry, D., C.F. Pinto, L. Flores-Prado, F.E. Fontúrbel & H.M. Niemeyer, 2016. Natural selection in the tropical treehopper Alchisme grossa (Hemiptera: Membracidae) on two sympatric host-plants. Arthropod-Plant Interactions 10: 229-235. Doi: 10.1007/s11829-016-9427-y
Torrico-Bazoberry, D., L. Caceres-Sanchez, D. Saavedra-Ulloa, L. Flores-Prado, H.M. Niemeyer & C.F. Pinto, 2014. Biology and ecology of Alchisme grossa in a cloud forest of the Bolivian Yungas. Journal of Insect Science 14: 196. Doi: 10.1093/jisesa/ieu031
Camacho, L., C. Keil & O. Dangles, 2014. Factors influencing egg parasitism in sub-social insects: insights from the treehopper Alchisme grossa (Hemiptera, Auchenorrhyncha, Membracidae). Ecological Entomology 39: 58–65. Doi: 10.1111/een.12060

Geplaatst in ouderzorg | Reacties uitgeschakeld voor Familiebanden

Idee van lenzen verworpen

Slangster ‘ziet’ met duizenden lichtgevoelige cellen

Ophiocoma wendtii bezit uitgebreid netwerk van lichtgevoelige cellen

Een netwerk van duizenden lichtgevoelige cellen stelt slangsterren in staat om donkere plekjes op te zoeken waar ze zich kunnen verschuilen voor roofvijanden, schrijven Lauren Sumner-Rooney en collega’s. Lenzen komen daar niet aan te pas, zoals werd aangenomen.

De slangster Ophiocoma wendtii, die leeft op koraalriffen in het Caribische gebied, heeft een afkeer van licht en kruipt overdag weg in donkere hoekjes waar roofvijanden hem moeilijk kunnen vinden. Dat betekent dat hij verschil waarneemt tussen donker en licht. Hij kan dat dankzij een indrukwekkend netwerk van duizenden lichtgevoelige cellen over het hele lichaamsoppervlak, ontdekten Lauren Sumner-Rooney en collega’s.
Tegelijk halen ze een oud idee onderuit, namelijk dat de armen aan de bovenkant bedekt zijn met microlenzen, zoals onder meer beschreven door Joanna Aizenberg en collega’s. Men dacht dat die lenzen het opvallend licht focussen op lichtgevoelige cellen eronder; die cellen zouden daarop een signaal doorgeven aan zenuwvezels en zenuwcentra zouden uit die signalen een beeld van de omgeving samenstellen. Het hele dier zou in feite één samengesteld oog zijn.

De lenzen blijken er niet te zijn.

Waar kwam het idee vandaan? Zeeslangen hebben een inwendig skelet dat bestaat uit een sponsachtige, poreuze vorm van calciet (calciumcarbonaat). De calcietplaten die de armen verstevigen vormen aan de oppervlakte veel knobbels die halfrond en doorzichtig zijn. Net piepkleine lenzen, en daarvoor werden ze ook gehouden.
Maar Sumner-Rooney slaagde er nu in om te laten zien waar cellen met lichtgevoelige pigmenten zich bevinden. Ze vond er veel, maar nou net niet onder de microlenzen, waar het brandpunt zou moeten zijn. In plaats daarvan liggen de lichtgevoelige cellen tussen de veronderstelde lenzen in aan de oppervlakte, ingebed in de huid; ze zijn regelmatig over het hele lichaam verspreid. Ze vond ook bundels van zenuwvezels die naar deze cellen lopen, en geen zenuwvezels die eindigen onder de ‘lenzen’.

Kortom: de slangsterren hebben veel lichtgevoelige cellen aan de oppervlakte, maar de doorzichtige knobbels (de veronderstelde lenzen) staan daar los van; ze zijn overigens helemaal bedekt met huid, en dat pleit ook al niet voor een lensfunctie. Er zijn bovendien geen zenuwcentra die de signalen zouden kunnen verwerken. Met het uitgebreide netwerk van lichtgevoelige cellen kunnen de dieren slechts heel grof licht van donker onderscheiden. Net genoeg om een veilige plek te kunnen vinden.

Willy van Strien

Foto: Ophiocoma wendtii. © Lauren Sumner-Rooney

Bronnen:
Sumner-Rooney, L., I.A. Rahman, J.D. Sigwart & E. Ullrich-Lüter, 2018. Whole-body photoreceptor networks are independent of ‘lenses’ in brittle stars. Proceedings of the Royal Society B 285: 20172590. Doi: 10.1098/rspb.2017.2590
Aizenberg, J., A. Tkachenko, S. Weiner, L. Addadi & G. Hendler, 2001. Calcitic microlenses as part of the photoreceptor system in brittlestars. Nature 412: 819-822. Doi: 10.1038/35090573

Geplaatst in zien en horen | Reacties uitgeschakeld voor Idee van lenzen verworpen