Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 22 van 44

Drachtige kikker

10 november 2016 /

Moeder draagt en voedt haar jongen in rugzak

Gastrotheca excubitor heeft een broedbuidel op de rug

Jongen van de levendbarende kikker Gastrotheca excubitor worden prima verzorgd. De moeder draagt hen in een broedbuidel op haar rug en voorziet ze van voedingsstoffen, laten Robin Warne en Alessandro Catenazzi zien.

Wij kennen kikkers niet als zorgzame beestjes. Bij veel soorten leggen de vrouwtjes hun eitjes in het water en vertrekken dan. De kikkervisjes die uit de eitjes komen zorgen voor zichzelf. Maar er zijn kikkerouders die zich wel om hun jongen bekommeren: de vader of moeder houdt de eitjes, die zij boven water legt, nat, of de ouders dragen de uitgekomen kikkervisjes naar een geschikt poeltje en geven ze iets te eten.

Broedbuidel

Enkele soorten gaan zelfs nog verder: ouders houden de jongen bij zich in of op hun lijf totdat ze zijn uitgegroeid tot kleine kikkertjes. Een zo’n soort is Gastrotheca excubitor, een ‘buidelkikkertje’ uit Midden- en Zuid-Amerika dat op het droge leeft. Moeder draagt de kleintjes in een broedbuidel op haar rug en voorziet ze zelfs van voedingsstoffen, schrijven Robin Warne en Alessandro Catenazzi.

Een mannetje houdt een vrouwtje in de paargreep (amplexus) omklemd als ze eitjes gaat leggen en bevrucht die. Daarna stopt hij ze in haar broedbuidel, een huidplooi met een ingang aan de achterkant. Er passen ruim tien eitjes in.
Tijdens de dracht is de broedbuidel dicht, zodat de eitjes en later de kikkervisjes geen zuurstof uit hun milieu kunnen opnemen. De moeder levert hen dat, zo was al bekend, via de vele bloedvaatjes in de wand van de rugzak die zich om elk eitje heeft geplooid. De eitjes nemen de zuurstof op via het vlies om het ei en de uitgekomen larven ademen met grote uitwendige en goed doorbloede kieuwen die tot een soort klok aaneengegroeid zijn. De nodige voeding halen de embryo’s uit de dooier, was het idee, net zoals de embryo’s van andere kikkersoorten.

Voedingsstoffen

larve van Gastrotheca excubitorMaar Warne en Catenazzi namen aan dat een moeder haar jongen via het netwerk van bloedvaatjes ook van voedingsstoffen voorziet. Omdat zij ze lang bij zich houdt – totdat ze zich tot kikkertjes hebben ontwikkeld – is de hoeveelheid dooier niet voldoende, vermoedden ze.
En ze bewezen dat de moeder inderdaad voedingsstoffen overdraagt. Ze voerden drachtige kikkers met insecten die chemisch waren gelabeld (met zeldzame isotopen van stikstof en koolstof, 15N en 13C), en vonden de gelabelde elementen later terug in de jongen. Bovendien werden de kleintjes zo zwaar, dat de dooier alleen daar niet verantwoordelijk voor kon zijn.

Er zijn meer soorten levendbarende kikkers. Bij sommige soorten slikken de mannetjes de bevruchte eitjes in en bewaren ze in hun kwaakblaas; er zijn ook soorten waar de vrouwtjes de eitjes uitbroeden in maag of eileider. Maar overdracht van voedingsstoffen is zeldzaam.

Willy van Strien

Foto’s © Alessandro Catenazzi
Groot: Moeder met een van de jongen na geboorte
Klein: larve

Bronnen:
Warne, R.W. & A. Catenazzi, 2016. Pouch brooding marsupial frogs transfer nutrients to developing embryos. Biology Letters 12: 20160673. Doi: 10.1098/rsbl.2016.0673
Wake, M.H., 2015. Fetal adaptations for viviparity in amphibians. Journal of Morphology 276: 941-960. Doi: 10.1002/jmor.20271

Ongenode gast

27 oktober 2016 /

Kikker broedt veilig en ongestoord in mierennest

Lithodytes lineatus is veilig in mierennest

Bladsnijdermieren negeren het kikkertje Lithodytes lineatus dat in hun nesten leeft. Ze merken hem eenvoudigweg niet op, schrijven André de Lima Barros en collega’s, want de kikker weet zich goed te camoufleren.

Mieren gaan fel te keer tegen indringers in hun nesten. Maar het Zuid-Amerikaanse fluitkikkertje Lithodytes lineatus heeft nergens last van. Hij is helemaal thuis in de enorme nesten van bladsnijdermieren.
Andreas Schlüter schreef jaren geleden al dat hij kikkermannetjes vanuit een mierennest had horen roepen om vrouwtjes te lokken. Toen hij zo’n nest onderzocht, vond hij er een volwassen kikker en een poeltje waarin een groot aantal kikkervisjes zwom. De kikkers, zo is duidelijk, leven in nesten van bladsnijders.

Geuren

Dat ze het daar naar hun zin hebben, is te begrijpen. Volwassen kikkers, eitjes en kikkervisjes zijn er veilig voor roofvijanden, want de mieren houden die buiten het nest. Bovendien heerst er een aangenaam, vochtig klimaat.
De vraag is wel waarom de mieren, die verder alle indringers weren, deze inwoners in het nest tolereren.

André de Lima Barros en collega’s laten nu zien dat de kikkers chemisch gecamoufleerd zijn. Ze maken stoffen in de huid die kennelijk de geurstoffen nabootsen waarmee mieren onderling communiceren. Aangezien de mieren uitsluitend op geuren afgaan, vallen de kikkers niet op: een mooi voorbeeld van mimicry.

Niet tot last

De onderzoekers toonden dat aan door verschillende soorten kikkers bij een nestingang te zetten. Was dat een exemplaar van Lithodytes lineatus, dan lieten de mieren hem altijd met rust. Maar was het een andere kikker – ofwel een kikker die aan de fluitkikker verwant was, ofwel een kikker die er precies hetzelfde uitzag -, dan werden ze agressief en begonnen ze te bijten. De ongewenste gast probeerde gauw weg te komen.
Vervolgens maakten de biologen een extract uit de huid van Lithodytes lineatus en brachten dat aan op een kikker die normaal niet bij een mierennest wordt geduld. Ingesmeerd met het fluitkikker-extract werd hij met rust gelaten.

Lithodytes lineatus kan dus dankzij chemische camouflage ongestoord een mierennest in gaan en daar blijven. De ongenode gast is niet tot last. Hij blijft van de mieren en hun broed af. Hij eet wel allerlei andere beestjes, zoals roofwantsen en krekels. Wie weet helpt hij de mieren zo om het nest vrij te houden van hun vijanden. Dan zou hij iets terug doen voor de inwoning.

Willy van Strien

Foto: Lithodytes lineatus, buiten mierennest. Andreas Kay (via Flickr, Creative Commons CC BY-NC-SA 2.0)

Bronnen:
De Lima Barros, A., J.L. López-Lozano & A.P. Lima, 2016. The frog Lithodytes lineatus (Anura: Leptodactylidae) uses chemical recognition to live in colonies of leaf-cutting ants of the genus Atta (Hymenoptera: Formicidae). Behavioral Ecology and Sociobiolology, 20 oktober online. Doi: 10.1007/s00265-016-2223-y
Schlüter, A., P. Löttker & K. Mebert, 2009. Use of an active nest of the leaf cutter ant Atta cephalotes (Hymenoptera: Formicidae) as a breeding site of Lithodytes lineatus (Anura: Leptodactylidae). Herpetology Notes 2: 101-105.

Verrassend en herkenbaar

18 oktober 2016 /

Zwartkeelorgelvogel verstaat de kunst van het componeren

zwartkeelorgelvogel maakt goede composities

Een goede componist boeit met variaties zonder dat zijn muziek een onbegrijpelijke chaos is. De zwartkeelorgelvogel is daar ook een meester in, schrijven Eathan Janney en collega’s.

Een stuk muziek waar meer variatie in zit is prettiger om naar te luisteren. Maar het moet niet te gek worden: het stuk moet herkenbaar blijven als eenheid. Om de samenhang te bewaren zal een componist delen herhalen of thema’s terug laten komen.
De prachtig zingende zwartkeelorgelvogel kan zich wat dat betreft meten met een goeie componist, blijkt uit onderzoek van Eathan Janney en collega’s.

De zwart-witte vogel, iets kleiner dan een ekster, leeft in Australië en staat bekend om zijn zeer complexe zang. De vogel kan klinken als een fluit of een orgel; vandaar de naam. Mannetjes zingen ’s nachts vaak urenlang een solo. Ze laten dan honderden duidelijke ‘zinnetjes’ horen die zo’n tweeënhalve seconde duren. Na elke zin wachten ze even voordat ze verdergaan.

Motieven

Janney vroeg zich af of ze, net als componisten, variatie en regelmaat in balans houden. Dat zou belangrijk zijn om vrouwtjes te blijven boeien en tegelijk als individu herkenbaar te zijn.
Hij onderzocht de nachtelijk solozang van 17 vogels. Hij verdeelde voor elke vogel de zinnetjes in typen en ging hoe vaak en in welke volgorde hij elk type zong. Daarnaast onderscheidde hij ook motieven; een motief is een enkele toon of een groep van een paar tonen (‘lettergreep’) die vaak terugkomt. Meerdere typen zinnetjes kunnen eenzelfde motief bevatten. Tenslotte ging hij voor elke de vogel na hoe hij zijn zinnetjes en motieven rangschikte: zaten daar patronen in?

De zang van de vogels is inderdaad goed geordend, blijkt uit de analyse. Typen zinnen worden regelmatig herhaald, maar vooral motieven komen op gezette tijden terug. Dat gebeurt, zo laten de onderzoekers zien, doordat een vogel tijdens een uitvoering de verschillende typen zinnen zo aaneen weet te rijgen dat elk motief met vaste tussenpozen te horen is.

Groot repertoire

De vogels verschillen onderling sterk in de hoeveelheid variatie in hun zang. De een heeft meer typen zinnen en meer verschillende motieven op zijn repertoire dan de ander. Hoe meer variatie, hoe groter het risico dat de zang als geheel onsamenhangend wordt. Maar, zo blijkt, de vogels met de meest gevarieerde zang hanteren de strakste ordening. Hoe groter het repertoire is, hoe vaster de regelmaat waarmee motieven terugkomen. Het lijkt erop dat de vogels actief de balans tussen afwisseling en regelmaat bewaren – net als een goede componist.

Willy van Strien

Foto: Zwartkeelorgelvogel, mannetje. Vicki Nunn (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Een goeie zanger is op een filmpje van de onderzoekers te horen
Beluister een andere opname van de zang

Bron:
Janney, E., H. Taylor, C. Scharff, D. Rothenberg, L.C. Parra & O. Tchernichovski, 2016. Temporal regularity increases with repertoire complexity in the Australian pied butcherbird’s song. Royal Society Open Science 3: 160357. Doi: 10.1098/rsos.16035

Vliegenlokker

13 oktober 2016 /

Parachutebloem ruikt als een honingbij in doodsnood

bloem van Afrikaanse parachuteplant is een vliegenval

Bloemen van de Afrikaanse parachuteplant bootsen de geur na van een honingbij in doodsnood in de kaken van een spin, laten Annemarie Heiduk en collega’s zien. Daar komen vliegjes op af die met zo’n spin zouden willen mee-eten. En die vliegjes bestuiven de bloemen.

Veel planten laten hun bloemen bestuiven door insecten. Zij pikken stuifmeel op bij de ene bloem en laten er wat van achter op de stamper van de volgende bloem die ze bezoeken. Die kan dan zaden gaan maken. En voor wat hoort wat: de meeste planten bieden hun bestuivers nectar aan als beloning.

Stuifmeelklompjes

Maar niet alle planten zijn zo eerlijk. Er zijn er ook die hun bestuivers lokken met valse beloften.

Een uitgekiend bedrog pleegt de Afrikaanse parachuteplant of lantaarnplant Ceropegia sandersonii, een slingerplant uit zuidelijk Afrika, laten Annemarie Heiduk en collega’s zien.
Bestuivers zijn Desmometopa-vliegjes, die de bloemen bezoeken en het stuifmeel verspreiden. Ze doen dat niet vrijwillig. De bloem is een trechtervormige val waar ze in kruipen. Naar beneden wijzende haartjes op de bloemwand maken het onmogelijk om eruit te komen. De gevangen vliegen trekken klompjes stuifmeel in de bloem los; die blijven aan hun kaken plakken.
Pas een dag later, als de bloem zijn beste tijd heeft gehad en de haartjes verslappen, kunnen de vliegjes ontsnappen, bepakt met stuifmeel. Bij de volgende bloem waar ze in gaan duwen ze de stuifmeelklompjes onwillekeurig op de juiste plek.

De vraag is: waarom vliegen ze er steeds weer in? Die vraag heeft Heiduk nu beantwoord: de bloem ruikt onweerstaanbaar naar vliegenvoer.

Bijenstoffen

De vliegjes, met name de vrouwtjes, hebben eiwitten nodig en halen die bij voorkeur uit honingbijen. Die kunnen ze zelf niet overmeesteren, want ze zijn veel en veel kleiner. Maar als een spin zo’n honingbij te pakken heeft komen ze mee-eten; ze zuigen dan vloeistoffen op die uit de bij lekken.
Ze vinden zo’n weerloze honingbij door de stoffen die vrijkomen uit klieren bij kaken en angel als zij zich tegen de spin probeert te verdedigen door te bijten of te steken. En aan de geurstoffen die ze verspreidt om andere bijen voor het gevaar te waarschuwen.
Heiduk analyseerde het geurmengsel dat de bloemen afgeven en vond daarin veel stoffen die overeenkomen met deze bijenstoffen. Het geurmengsel is voor bloemen heel ongewoon, en duidelijk bedoeld om de vliegjes voor de gek te houden. Die ruiken het en gaan er op af met het idee dat er een honingbij in doodsnood is. Ze vinden niets, worden een tijdlang vastgehouden en helpen intussen de plant. Geen dank!

Ook het bekende Chinese lantaarnplantje is een Ceropegia-soort. Alle Ceropegia-soorten hebben bloemen als vallen waarin ze bestuivende vliegjes vangen.

Willy van Strien

Foto: Ceropegia sandersonii. Alzheimer1 (via Flickr. Creative Commons BY-NC-SA 2.0)

Akelig filmpje: een honingbij is gepakt door een spin en wordt afgelikt door Desmometopa-vliegjes

Bron:
Heiduk, A., I. Brake, M. von Tschirnhaus, M. Göhl, A. Jürgens, S.D. Johnson, U. Meve & S. Dötterl, 2016. Ceropegia sandersonii mimics attacked honeybees to attract kleptoparasitic flies for pollination. Current Biology, 6 oktober online. Doi: 10.1016/j.cub.2016.07.085

Toch nog een kans

6 oktober 2016 /

Een weduwe-mannetje heeft ook wel eens geluk

 mannetjes van roodrugspin en bruine weduwe hebben strategie om veilig te paren

Een mannetje van de roodrugspin of de bruine weduwe is goed af als hij een net-niet-volwassen vrouwtje vindt, schrijven Daniela Biaggio en collega’s. Daarmee kan hij veilig paren en wie weet vindt hij daarna ook nog een volwassen partner.

Een seksuele ontmoeting is gevaarlijk voor mannelijke spinnen van de groep weduwen (Latrodectus-soorten). De kans is namelijk groot dat een vrouwtje haar partner opvreet tijdens de paring. Letterlijk. Zij is veel groter dan hij, dus hij doet er weinig tegen.

Mannetjes van de roodrugspin (Latrodectus hasselti) zijn daar echter niet bang voor. Integendeel: zij werken zelfs mee. Terwijl ze met hun pedipalpen (een paar ‘handjes’ tussen kaken en voorpoten) hun sperma in de twee geslachtsopeningen in de buik van een vrouwtje stoppen, maken ze een koprol zodat hun achterlijf op haar kaken terecht komt. Ze vragen in feite om opgegeten te worden.

Spermakamertjes

Dat is niet zo vreemd als het lijkt, schreef Maydianne Andrade twintig jaar geleden. Terwijl een vrouwtje haar partner opeet, kan hij nog een poos doorgaan met sperma inbrengen. Hij krijgt daar twee keer zoveel tijd voor als wanneer ze hem niet blieft. Dat betekent dat hij twee keer zoveel sperma kwijt kan.
Dat is mooi. Want als zij ook met een ander mannetje paart, wordt het mannetje dat het meeste sperma heeft ingebracht vader van de meeste nakomelingen. Het vrouwtje slaat alles op in haar twee spermakamertjes (spermathecae) en kan het haar leven lang, twee jaar, blijven gebruiken om haar eitjes te bevruchten.

Pech

Daar komt nog iets bij. Als een vrouwtje een mannetje heeft opgegeten, laat ze voorlopig geen andere vrijer toe. Zijn sperma krijgt niet meteen concurrentie van dat van een volgend mannetje.
Het is daarom niet erg, en zelfs goed om opgegeten te worden.

Maar zou het niet nog beter zijn als hij probeert weg te komen en een tweede vrouwtje gaat zoeken?
Nee, want de kans dat hij daarin slaagt is vrij klein. De spinnen zijn dun gezaaid en de meeste mannetjes vinden tijdens hun leven, dat slechts een paar maanden duurt, geen enkel vrouwtje. Twee vrouwtjes vinden is haast onmogelijk.
Vandaar dat een mannetje zich graag laat opeten om het maximale uit een ontmoeting te halen. Twee van de drie mannetjes krijgen hun zin en verdwijnen tussen de kaken van hun partner. Maar een van de drie treft een vrouwtje dat geen honger heeft. Pech.
Voor een andere soort, de bruine weduwe (Latrodectus geometricus), geldt hetzelfde verhaal, ontdekte Michal Segoli.

Mannetjes van roodrugspin en bruine weduwe paren, als ze geluk hebben, één keer in hun leven, was dan ook het idee.

Geurstoffen

Maar nu beschrijven Daniela Biaggio en collega’s een strategie waarmee mannetjes zich niet tot één paring hoeven te beperken. Als ze geluk hebben, vinden ze vroeg in het seizoen een nog niet helemaal, maar wel bijna volwassen vrouwtje. Haar spermakamertjes zijn ontwikkeld, maar de geslachtsopeningen zijn nog afgedekt door het stugge uitwendig skelet.
Biaggio ontdekte dat een mannetje in zo’n geval een opening maakt: hij bijt het uitwendig skelet kapot met zijn puntige kaken en propt zijn sperma naar binnen.
Dat gaat goed! Het net-niet-volwassen vrouwtje geeft hem alle tijd om sperma in te brengen en maakt geen aanstalten om hem op te eten. Hij laat zijn gebruikelijke zelfmoordpoging achterwege en komt ongeschonden weg. Zij slaat zijn sperma netjes op en bevrucht er later eitjes mee. Ze ondervindt geen enkele schade van deze actie.
En als zo’n mannetje nog eens geluk heeft, vindt hij daarna nog een volwassen vrouwtje, dat mannetjes lokt met geurstoffen. Die kans is voor een roodrugman zoals gezegd nogal klein, maar voor een bruine weduwe aanzienlijk. Zo’n tweede paring zal hem het leven kosten, maar dat leven is geslaagd.

Pijnlijke beten

Hij moet wel weten wat hij doet. Gaat hij op een te jong vrouwtje af, dan ziet die hem niet als partner, maar als prooi. Dan wordt hij zonder pardon opgegeten.
Maar kennelijk gaat het vaak goed: een op de drie roodrugvrouwtjes heeft al gepaard voordat ze volwassen is.

De roodrugspin leeft in Zuidoost-Azië, Australië en Nieuw Zeeland. Hij is beducht om zijn pijnlijke beten. De bruine weduwe komt voor Zuid-Afrika en Zuid-Amerika. Hij bijt ook, maar zijn beet is minder heftig.

Willy van Strien

Foto: bruine weduwe, vrouwtje. Austin Appel (via Flickr, Creative Commons CC BY-NC-SA 2.0)

Bronnen:
Biaggio, M.D., I. Sandomirsky, Y. Lubin, A.R. Harari & M.C.B. Andrade, 2016. Copulation with immature females increases male fitness in cannibalistic widow spiders. Biology Letters 12: 20160516. Doi: 10.1098/rsbl.2016.0516
Segoli, M., R. Arieli, P. Sierwald, A.R. Harari & Y. Lubin, 2008. Sexual Cannibalism in the Brown Widow Spider (Latrodectus geometricus). Ethology 114: 279-286. Doi: 10.1111/j.1439-0310.2007.01462.x
Andrade, M.C.B., 2003. Risky mate search and male self-sacrifice in redback spiders. Behavioral Ecology 14: 531-538. Doi: 10.1093/beheco/arg015
Andrade, M.C.B, 1996.  Sexual selection for male sacrifice in the Australian redback spider. Science 271: 70-72. Doi:10.1126/science.271.5245.70

Bikkel van een beestje

21 september 2016 /

De bij Anthophora pueblo bijt kaken stuk op zandsteen

Anthophora pueblo maakt haar nest in zandsteen

Het kost veel moeite, maar dan hebben ze ook wat: vrouwtjes van Anthophora pueblo schrapen een nest uit in steen. Daarin zijn eitjes en larven veilig, schrijven Michael Orr en collega’s. Als het moet, kunnen ze er jaren blijven.

Vrouwtjes van de bij Anthophora pueblo maken het zichzelf niet makkelijk. Ze maken hun nest om eitjes in te leggen namelijk liever in zandsteen dan in zachter materiaal.
Dat is wel heel apart.
Ze slaan de hardste stukken over, maar in wat minder harde stukken steen gaan ze dapper aan de slag. Alle vrouwtjes maken een eigen nest, vaak dicht bij elkaar. Deze bijen leven dus niet, zoals honingbijen, in kolonies waarin alleen de koningin vruchtbaar is.

Versleten kaken

Zandsteen bestaat uit zandkorrels die zijn aaneengekit met ‘cement’. De vrouwtjes maken het cement wat zachter met water en schrapen dan een tunnel uit, melden Michael Orr en collega’s. In zo’n tunnel maken ze cellen die ze afsluiten met een mengsel van speeksel en zandkorrels of stukjes zandsteen. In elke cel hebben ze een eitje gelegd en een voedselvoorraad achtergelaten voor de larve die daaruit komt: een papje van nectar en stuifmeel.
Het is heel hard werken voor de kleine beestjes om een nest in steen te maken en het laat zijn sporen na: oude vrouwtjes hebben versleten kaken die waarschijnlijk niet meer bruikbaar zijn.

Honger

Maar de voordelen wegen op tegen alle moeite. Eitjes en larven zitten hoog en droog. Hun onderkomen vergaat niet en ze krijgen in hun afgesloten stenen cel weinig te maken met roofvijanden, parasieten en ziekteverwekkers. Als het moet kunnen ze er minstens vier jaar blijven voordat ze als jonge bij naar buiten komen.
Dat is vaak nodig ook. De ‘zandsteenbijen’ leven in droge gebieden en woestijnen waar niet ieder jaar bloemen bloeien. Als er niets bloeit, komen jonge bijen meteen om van de honger. Maar dankzij hun stevige cel kunnen ze droge jaren voorbij laten gaan en wachten totdat er buiten wel iets in bloei komt.

De tunnels zijn zo stevig dat de bijen ze kunnen hergebruiken. Dus als een vrouwtje eenmaal een tunnel uitgehakt heeft, profiteert niet alleen zijzelf ervan, maar later ook een ander, en dat is vaak een dochter.

Anthophora pueblo is een nieuw ontdekte bijensoort in Noord-Amerika. De soort is genoemd naar de Oude Pueblovolkeren die vroeger leefden in het zuidwesten van de VS: Colorado, Utah, New Mexico en Arizona. Hun cultuur bloeide in de eerste en tweede eeuw na Christus en verdween in de vijftiende eeuw. Zij maakten woningen in grotten en rotswanden. Orr en collega’s vonden de bijen in Colorado en Utah, onder meer in wanden van die woningen.

Willy van Strien

Foto: het nest van Anthophora pueblo. © Michael Orr

Bekijk een filmpje van deze bij en zijn bijzondere nesten

Bron:
Orr, M.C., T. Griswold, J.P. Pitts & F.D. Parker, 2016. A new bee species that excavates sandstone nests. Current Biology 26: R779–R793. Doi: 10.1016/j.cub.2016.08.001

Eilandhoppers

16 september 2016 /

Zangvogels ontsnapten uit Australië dankzij nieuw land

zangvogels verlieten Australie via Wallacea

Zangvogels hoor je overal. Dat is te danken aan een groep eilanden die 23 miljoen jaar geleden uit zee opdook: Wallacea. Via die eilanden konden de zangvogels, die in Australië waren ontstaan, de rest van de wereld veroveren, laten Robert Moyle en collega’s zien.

De evolutiegeschiedenis van de zangvogels was tot nu toe niet helemaal duidelijk. Bekend was alleen dat die geschiedenis ooit in Australië begon. Op grond van grootschalig onderzoek aan dna en fossielen hebben Robert Moyle en collega’s nu een stamboom opgesteld en de vertakkingen gedateerd.
Zij vonden dat de zangvogels meer dan 30 miljoen jaar geleden ontstonden. Nadat er eerst gestaag nieuwe takken aan hun stamboom waren verschenen, kwam de groei na een tijd opeens in een stroomversnelling. In hoog tempo splitsten de takken zich toen verder op, tot de vijfduizend soorten die er nu zijn.

De onderzoekers zijn vrij zeker van hun stamboom. Maar wat het verhaal vooral mooi maakt, is dat het prachtig klopt met de geologische geschiedenis.

Nieuwe leefgebieden

Toen de zangvogels verschenen, lag Australië eenzaam in de oceaan. Afrika en Azië lagen duizenden kilometers verderop en Nieuw-Guinea bestond nog niet. De vroege zangvogels zaten opgesloten, zij het in een groot gebied waar ze konden floreren.
Aan die isolatie kwam een eind toen, 23 miljoen jaar geleden, aardplaten op elkaar botsten en er een groot aantal eilanden omhoog kwam tussen Australië, de Filipijnen en de oude Indonesische eilanden Bali en Borneo. Onder de nieuwe eilanden waren Sulawesi, Flores, Timor en vele kleintjes; het nieuwe eilandgebied heet Wallacea.
Opeens konden de vogels Zuidoost-Azië bereiken via de nieuwe eilanden, En toen ze die oversteek eenmaal hadden gemaakt, zaten ze zo in de rest van Azië, Afrika, Europa, Noord-Amerika en Zuid-Amerika. Overal vonden ze nieuwe leefgebieden en manieren van leven. Vandaar het hoge tempo waarin zich toen nieuwe takken aan de stamboom vormden, op elk continent apart.

Volgens oudere opvattingen waren takken aan de zangvogelstamboom veel ouder en zouden de zangvogels  al veel vroeger Australië hebben verlaten. Maar gezien de geïsoleerde positie is dat scenario helemaal niet mogelijk. Het nieuwe verhaal is wel overtuigend.

Willy van Strien

Foto: Fluiter, een Europese bosvogel. Steve Garvie (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.0)

Bron:
Moyle, R.G., C.H. Oliveros, M.J. Andersen, P.A. Hosner, B.W. Benz, J.D. Manthey, S.L. Travers, R.M. Brown & B.C. Faircloth, 2016. Tectonic collision and uplift of Wallacea triggered the global songbird radiation. Nature Communications 7:12709. Doi: 10.1038/ncomms12709

Oud kunstje

8 september 2016 /

Het spinnenweb gaat al heel lang mee

Het wielweb waarmee spinnen prooien vangen is een kunstig bouwwerkje. Toch is het geen moderne uitvinding van de spinnen, schrijven Nicole Garrison en collega’s.

Loop niet in een spinnenweb als je buiten komt: niet leuk voor jou en niet leuk voor de spin. Spinnen (Araneae) zijn roofdieren die op allerlei manieren aan hun prooien komen. Maar de wielwebben met kleefdraden waarin vliegende insecten verstrikt raken, en die nu weer overal hangen, zijn het meest bekend. Het is misschien wel de spectaculairste vangstmethode die spinnen hebben.

Stamboom

Het ligt voor de hand om te denken dat het rechtop hangende wielweb pas laat is ontstaan, als kroon op de evolutie van de spinnen. En er bestaan veel soorten wielwebbouwers, dus de vangstmethode is kennelijk zeer succesvol.

Maar volgens Nicole Garrison en collega’s klopt dat beeld niet. Het wielweb is al zeer oud en er zijn soortenrijke groepen spinnen die het juist goed hebben gedaan nadat ze ervan zijn afgestapt om op een andere manier te gaan jagen.

Spinnen zijn er al zo’n 380 miljoen jaar en er zijn naar schatting meer dan honderdduizend soorten. Tot voor kort zetten biologen alle soorten die een wielweb maken op dezelfde, vrij jonge tak in de evolutiestamboom. Dat klopte met het idee dat het web een moderne ‘uitvinding’ is.
Maar verschillende onderzoekers, waaronder Garrison, tekenden de spinnenstamboom opnieuw, op grond van grootschalige dna-vergelijkingen. Het idee daarachter is dat hoe meer het dna van twee soorten verschilt, hoe verder die van elkaar op de stamboom zitten. Een stamboom op grond van dna-kenmerken is betrouwbaarder dan een stamboom die, zoals vroeger, is opgesteld op grond van uiterlijke kenmerken.

In die nieuwe stamboom zijn de wielwebmakers op verschillende takken terechtgekomen. Ze zijn dus geen naaste familie van elkaar.

Alternatieve vangstmethoden

Dan zijn er twee mogelijkheden. Het kan zijn dat verschillende groepen spinnen het wielweb onafhankelijk van elkaar hebben uitgevonden. Of het kan zijn dat het wielweb is ontstaan bij de gemeenschappelijke voorouder van spinnen die zo’n web maken. In dat geval ligt de oorsprong van dat wielweb vroeger dan tot nu toe aangenomen was. Het zou dan al zo’n 213 miljoen jaar bestaan.

De laatste mogelijkheid is de juiste. Er zijn niet lang geleden fossielen ontdekt van wielwebspinnen die inderdaad zo oud zijn.

De eerste wielwebbouwer, zo is het verhaal nu, werd de voorouder van verschillende spinnengroepen. Sommige van die groepen maken geen wielweb meer, zoals de hangmatspinnen, springspinnen en wolfspinnen. Zij zijn overgestapt op alternatieve vangstmethoden. Ze hebben een ander type web (zoals een liggende hangmat) of rennen achter dieren aan die over de bodem lopen.
En deze groepen spinnen werden succesvoller dan de wielwebspinnen: er ontstonden in hoog tempo veel verschillende soorten. Kennelijk wierpen de nieuwe manieren om aan de kost te komen meer vruchten af.
Dat kan ook wel kloppen. Deze groepen spinnen kwamen ruwweg 100 miljoen jaar geleden op, in een tijd dat er ook steeds meer mieren en kevers verschenen. Die vliegen nauwelijks en komen dus niet in een wielweb terecht. De spinnen die op de grond gingen jagen konden hen wel vangen. Zij grepen de nieuwe kansen aan.

Willy van Strien
Dit is een bewerking van een stuk dat ik voor Bionieuws schreef

Foto: Jon Sullivan (Wikimedia Commons, Public Domain)

Bronnen:
Garrison, N.L., J. Rodriguez, I. Agnarsson , J.A Coddington, C.E. Griswold, C.A. Hamilton, M. Hedin, K.M. Kocot, J.M. Ledford and J.E. Bond, 2016. Spider phylogenomics: untangling the spider Tree of Life. PeerJ 4:e1719. Doi: 10.7717/peerj.1719
Bond, J.E., N.L. Garrison, C.A. Hamilton, R.L. Godwin, M. Hedin & I. Agnarsson, 2014. Phylogenomics resolves a spider backbone phylogeny and rejects a prevailing paradigm for orb web evolution. Current Biology 24: 1765-1771. Doi: 10.1016/j.cub.2014.06.034
Fernández, R., G. Hormiga & G. Giribet, 2014. Phylogenomic analysis of spiders reveals nonmonophyly of orb weavers. Current Biology 24: 1771-1777. Doi: 10.1016/j.cub.2014.06.035

Pittige kuur

31 augustus 2016 /

Parasiet jaagt monarchvlinder naar giftige plant

Bladeren van de frederiksbloem zijn niet het meest geschikte voedsel voor rupsen van de monarchvlinder, schrijven Leiling Tao en collega’s. Ze zijn namelijk nogal giftig. Toch leggen vlindervrouwtjes hun eitjes soms juist op die plant.

Net als elk dier heeft ook de Amerikaanse monarchvlinder (Danaus plexippus) zijn vijanden. Zo wordt hij geplaagd door de parasiet Ophryocystis elektroscirrha. Vlinders die ermee zijn besmet leven maar half zo lang als niet-besmette soortgenoten en laten minder nakomelingen na. Ze kunnen niet van de parasiet af komen.

Vlindervrouwtjes kunnen ook niet voorkómen dat ze hun nakomelingen besmetten. Een vrouwtje dat de parasiet bij zich draagt brengt sporen over op de eitjes die ze legt en op de bladeren waarop ze de eitjes legt. Als de rupsen uitkomen eten ze hun ei-omhulsel op en vreten ze van het blad, en het is praktisch onvermijdelijk dat ze zo die sporen binnenkrijgen. Ook de rupsen kunnen zich niet van de parasiet ontdoen. Zij zijn er als rups niet ziek van, maar ontwikkelen zich tot besmette vlinders, en dan hebben ze wel van de parasiet te lijden.

Medicijn

Is de monarch dan helemaal weerloos tegen deze parasiet?
Nee, niet helemaal. Besmette vrouwtjes leggen hun eitjes op giftige planten. De rupsen krijgen de gifstoffen binnen en die werken als medicijn: ze beperken de infectie zodat de ziektelast voor de vlinders straks lager is. Maar de vlinders betalen er wel een prijs voor, schrijven Leiling Tao en collega’s, die al vele jaren onderzoek doen aan de monarchvlinder en zijn parasiet. Want voor henzelf is het gif ook niet best.

De waardplanten van de rupsen zijn soorten van Asclepias, zijdeplanten, en de gifstoffen/medicijnen daarin zijn zogenoemde cardenoliden. De ene Asclepias-plant is de andere niet: de samenstelling van diverse typen cardenoliden en het gehalte verschillen van soort tot soort.
Een rups doorloopt zijn ontwikkeling op één plant; hij zal niet naar een andere plant verhuizen. Vlindervrouwtjes leggen per plant maar één of enkele eitjes.

Wat voor plant kunnen ze nu het beste kiezen?

Giftige cocktail

Tao laat zien dat rupsen slecht overleven in planten met een hoge concentratie cardenoliden, van welke samenstelling dan ook. Het maakt niet uit of die rupsen wel of geen parasiet bij zich hebben. Planten met een hoog cardenoliden-gehalte zijn dus niet geschikt.

De samenstelling van het gif bepaalt later de levensduur van volwassen vlinders, en wat belangrijk is: voor parasietvrije vlinders ligt dat anders dan voor vlinders met parasieten. Een plant met een weinig giftige cardenoliden-samenstelling is de beste waardplant voor een rups die geen parasieten heeft. Eet hij van zo’n plant, dan zal hij als vlinder een langere levensverwachting hebben dan wanneer hij zou opgroeien op een giftiger plantensoort.
Maar een rups met parasieten is juist beter af als hij een giftige cocktail inneemt. Het beestje loopt dan een minder zware infectie op en zal als vlinder minder parasieten dragen, waardoor de verwachte levensduur langer is dan wanneer het zich op een niet-giftige plant had ontwikkeld. Is het een vrouwtje, dan draagt ze bovendien minder parasietensporen over op het nageslacht.

Redelijke levensduur

Gedragen de vlinders zich daarnaar?
Gedeeltelijk.

Vrouwtjes die vrij zijn van parasieten leggen hun eitjes op de rode zijdeplant (Asclepias incarnata), die weinig cardenoliden bevat, maar gek genoeg ook op de tamelijk giftige frederiksbloem (Asclepias curassavica). Misschien zijn ze niet kieskeurig omdat het tijd kost om voor elk eitje te moeten zoeken naar de meest geschikte plant. Of omdat inname van cardenoliden ook een goede kant heeft voor de rupsen; ze kunnen de stoffen opslaan en zijn dan zelf giftig, dus onaantrekkelijk voor hun roofvijanden.
Geparasiteerde vrouwtjes daarentegen zoeken speciaal de frederiksbloem op en slaan de rode zijdeplant over. Een goede keus: de dosis cardenoliden is niet zo hoog dat er veel rupsen aan onderdoorgaan en de samenstelling is giftig genoeg om de parasiet te remmen en de volwassen vlinders straks een redelijke levensduur te bieden.

Hoe de vrouwtjes de al dan niet giftige planten herkennen, is nog de vraag.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: rupsen van monarchvlinder op frederiksbloem (Asclepias curassavica). Engeser (Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0)
Klein: volwassen monarch. Mmtheriault (Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0)

Bronnen:
Tao, L., K.M. Hoang, M.D. Hunter & J.C. de Roode, 2016. Fitness costs of animal medication: antiparasitic plant chemicals reduce fitness of monarch butterfly hosts. Journal of Animal Ecology 85: 1246-1254. Doi: 10.1111/1365-2656.12558
Lefèvre, T., A. Chiang, M. Kelavkar, H. Li, J. Li, C.L.F. de Castillejo, L. Oliver, Y. Potini, M.D. Hunter & J.C. de Roode, 2012. Behavioural resistance against a protozoan parasite in the monarch butterfly. Journal of Animal Ecology 81: 70-79. Doi: 10.1111/j.1365-2656.2011.01901.x
De Roode, J.C., C.L.F. De Castillejo, T. Faits & S. Alizon, 2011. Virulence evolution in response to anti-infection resistance: toxic food plants can select for virulent parasites of monarch butterflies. Journal of Evolutionary Biology 24: 712-722. Doi: 10.1111/j.1420-9101.2010.02213.x
Lefèvre, T., L. Oliver, M.D. Hunter & J.C. de Roode, 2010. Evidence for trans-generational medication in nature. Ecology Letters 13: 1485-1493. Doi: 10.1111/j.1461-0248.2010.01537.x

Handig met naald en draad

25 augustus 2016 /

Sluipwesp stopt het gat dat zij gemaakt heeft

 

Clistopyga-soort

Een Clistopyga-sluipwesp kan naaien met haar eilegbuis. Ze legt een eitje in het van zijde gesponnen nest van een spin en maakt het gat weer dicht voordat ze vertrekt, zagen Niclas Fritzén en Ilari Sääksjärvi.

De legbuis of legboor van een sluipwespvrouwtje is een multifunctioneel apparaatje. Ze zoekt ermee naar gastheren voor haar nageslacht – sluipwespen leggen hun eitjes op of in een ander insect en de larven die uit de eitjes komen eten hun gastheer-tegen-wil-en-dank op. Met haar legbuis beoordeelt ze een gevonden gastheer uitwendig en doorboort ze hem als hij geschikt blijkt te zijn. Ze houdt hem vast, keurt hem inwendig en spuit een verlammend gif in. Tenslotte legt ze een eitje. Alles met die legbuis.

Een sluipwesp van het geslacht Clistopyga (soort nog onbekend) kan er ook nog eens mee naaien, ontdekten Niclas Fritzén en Ilari Sääksjärvi.

Zigzaggen

Het slachtoffer van hun sluipwesp is de boomzebraspin, Salticus cingulatus, een springspin die ook in Nederland voorkomt. Een vrouwtje spint een nestje van zijde onder het schors van een boomstam. Daarin trekt ze zich terug om te rusten, te vervellen, eitjes te leggen of te overwinteren. En dan, als ze niet mobiel is, slaat de sluipwesp toe.
In het lab boden de twee biologen een sluipwespvrouwtje bewoonde spinnennestjes aan die ze voorzichtig van een boom gehaald hadden en keken onder de microscoop wat er gebeurde.
Zoals verwacht ging de sluipwesp op zo’n nestje af, zocht met haar legbuis de spin op, prikte haar aan, verlamde haar en legde tenslotte een eitje in het nestje. Later zal de sluipwesplarve op de spin kruipen om haar leeg te zuigen.

Maar na de eileg bleek de sluipwesp nog niet klaar te zijn. Ze bleef drie minuten zigzaggend met haar legbuis in de zijde prikken. Het nestje werd er compacter en steviger van. Bovendien stopte ze al doende het gat dat ze gemaakt had netjes dicht. Zo groeit de larve straks op in een veilig afgesloten ruimte.
De legbuis als stopnaald: dat was nog niet eerder gezien.

Als een viltnaald

Hoe kan deze sluipwesp al die verschillende dingen doen met haar legbuis?
Fritzén en Sääksjärvi namen de legbuis onder de loep (of eigenlijk een elektronenmicroscoop) en zagen dat die bestaat uit drie platen, twee onder en één boven. In de gewone stand is hij van buiten glad en goed te gebruiken om een spin te zoeken en aan te prikken. Maar de twee onderste platen zijn uitschuifbaar, en bij uitschuiven verschijnen er tandjes die naar achter wijzen. Daarmee trekt de sluipwesp zijden draden van binnen uit het nestje op en verstrengelt die met draden aan de buitenkant.
De onderzoekers vergelijken de legbuis met een viltnaald waarmee je vilt kunt maken van wol. Zo’n naald heeft naar voren gerichte tandjes en werkt net andersom: vezels aan de buitenkant van een pluk wol duw je ermee naar binnen, waar ze vasthaken aan andere vezels.

Zo is de eilegbuis injectienaald en stopnaald tegelijk.

Willy van Strien

Foto: Clistopyga sluipwesp bij zijn gastheer. Niclas R. Fritzén (via de website van Biology Letters, Creative Commons CC BY 4.0)

Kijk hoe deze sluipwesp een gat dichtnaait

Bron:
Fritzén, N.R. & I.E. Sääksjärvi, 2016. Spider silk felting—functional morphology of the ovipositor tip of Clistopyga sp. (Ichneumonidae) reveals a novel use of the hymenopteran ovipositor. Biology Letters 12: 20160350. Doi: 10.1098/rsbl.2016.0350

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2025 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑