Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 22 van 43

Nare vlieg

19 juli 2016 /

Mooie samenwerking van plant en mier loopt gevaar

Mier snoept nectar van Qualea grandiflora niet zonder gevaar

Mieren verjagen planteneters van de struik Qualea grandiflora in ruil voor nectar. Maar vaak liggen roofzuchtige vliegenlarven in een hinderlaag als ze die beloning ophalen, laten Mayra Vidal en collega’s zien. Dat kan de samenwerking van plant en mier ondermijnen.

Zoals veel planten heeft ook Qualea grandiflora een goede relatie met mieren; Qualea grandiflora is een Zuid-Braziliaanse struik met gele bloemen die kan uitgroeien tot een boom. De mieren houden plantenetende insecten weg en krijgen nectar als beloning. Speciale klieren op de stengels maken die nectar; bij elke bladsteel zit er een. Voortdurend zijn er mieren op de plant te vinden, van verschillende soorten, die nectar snoepen en op planteneters jagen.
Deze relatie, die voor beide partners goed is, staat onder druk, schrijven Mayra Vidal en collega’s. Het gevaar komt van een derde partij, een vlieg. Die treft de samenwerking tussen mier en plant in de kern.

Mondhaken

Vrouwtjes van de vlieg, Rhinoleucophenga myrmecophaga, leggen hun eitjes op de nectarklieren, een eitje per klier. De larven die daaruit komen hebben het precies op de nuttige mieren voorzien. Zo’n vliegenlarve bouwt een onopvallende, kleverige schuilplaats om zich heen en wacht daarna af. Als er een mier op een bezette klier afkomt, blijft zij plakken aan het omhulsel van de larve. Vanuit zijn schuilplaats grijpt die de ongelukkige mier met mondhaken beet en zuigt haar leeg. De larve leeft uitsluitend van de mieren die de plant bezoeken en beschermen.

Vraatschade

Voor de mieren pakt dat slecht uit, maar voor de plant ook, laat Vidal zien. Op takken waarop een aantal nectarklieren door een vliegenlarve is bezet halveert de tijd dat er mieren actief zijn. Op zulke takken worden planteneters nauwelijks aangevallen, met als gevolg dat ze meer vraatschade aanrichten.

De vlieg dreigt zo plant en mier uiteen te drijven. Als de mieren door toedoen van de vlieg hun beloning niet meer veilig kunnen ophalen, verliest de plant zijn beschermingsleger. Dan is het niet meer de moeite waard om nectar te maken en raken de mieren een voedselbron kwijt.
Maar zo ver is het niet gekomen: de samenwerking loopt nog. Ook al maakt die nare vlieg met zijn roofzuchtige larven er misbruik van.

Willy van Strien

Foto: Camponotus-mier snoept van nectarklier op Qualea grandiflora. ©Sebastián Sendoya

Meer over samenwerking van plant en mier:
Geheime snoeppot
Het suikerbloed van bitterzoet
Samenwerking afgedwongen met een trucje

Bron:
Vidal, M.C., S.F. Sendoya & P.S. Oliveira, 2016. Mutualism exploitation: predatory drosophilid larvae sugar-trap ants and jeopardize facultative ant-plant mutualism. Ecology 97: 1650-1657. Doi: 10.1002/ecy.1441

Geen landrot

13 juli 2016 /

Vis op de kant moet altijd nattigheid voelen

Naakte slijmvis Alticus monochrus is langdurig op het land

Er zijn nogal wat soorten vissen die regelmatig op het land komen, melden Terry Ord en Georgina Cooke. Dat is kennelijk te doen. Maar de overgang naar een echt landleven kunnen ze niet maken, want als ze uitdrogen krijgen ze ademhalingsproblemen. Het blijven vissen.

Als een vis in het water, als een vis op het droge: die uitdrukkingen zijn duidelijk. In het water zijn vissen in hun element, op het land gaan de meeste snel dood.

Maar er zijn vissen die minuten, uren of dagen op het droge doorbrengen, zoals de paling die over vochtig land kan trekken. Dat is niet eens zo uitzonderlijk, schrijven Terry Ord en Georgina Cooke. In een literatuuronderzoek scoorden ze 130 vissoorten met zulk ‘amfibisch’ gedrag. Ze behoren tot 33 verschillende families die vaak geen directe voorouder delen, oftewel: veel vissoorten moeten de gewoonte om het water te verlaten los van elkaar ontwikkeld hebben. Er zijn soorten die zelfs bijna uitsluitend buiten het water leven: slijkspringers (familie Gobiidae) en sommige naakte slijmvissen (Blenniidae), slijmvissen (Labrisomidae) en kieuwspleetalen (Synbranchidae).

Vierpotigen

Dat is verrassend omdat het leven op het land andere manieren van ademhalen en voortbewegen vereist dan het leven in het water. Kennelijk is het voor vissen niet onmogelijk om aan die eisen te voldoen.
Maar praktisch altijd blijft het daar vervolgens bij: vissen buiten het water zijn vissen op het droge. Het worden geen landrotten.

Op één enkele keer na.
Een vis die zo’n 350 miljoen jaar geleden uit het water kwam kreeg nakomelingen die grondig veranderden. Ze ontwikkelden zich tot amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren. Die vis werd dus de voorouder van de ‘vierpotigen’. Zijn vertrek uit het water is een bijzondere gebeurtenis in de geschiedenis van het leven.

Waarom was de stap van water naar land, die vaak gezet is, slechts één keer de aanzet tot grote veranderingen? Waarom blijven vissen verder altijd vissen?

Primitieve longen

Normaal gesproken moeten vissen die op het land komen in de buurt van water blijven omdat ze niet mogen uitdrogen, denken Ord en Cooke. Ze halen adem met hun kieuwen en, in mindere mate, door hun huid. Dat lukt boven water ook wel, maar alleen als het kieuwoppervlak en de huid vochtig zijn. Anders is het onmogelijk om zuurstof op te nemen en koolzuur af te staan, en dan stikken ze. Een toekomst als echte landbewoner zit er daarom niet in.
De voorouder van amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren was een uitzondering. Hij was familie van de voorouder van de huidige longvissen. Die hebben, naast kieuwen, ook een of twee primitieve longen om adem te halen – en de succesvolle landvis had die wellicht ook, zodat hij wel tegen droogte kon.

Getijdengebieden

De amfibische vissoorten van nu zullen vissen blijven. Veel van hen leven in getijdengebieden, waar hoog en laag water elkaar afwisselen en de nattigheid nooit ver weg is.

Willy van Strien

Foto: naakte slijmvis Alticus monochrus. Jerry Oldenettel (via Flickr, Creative Commons CC BY-NC-SA)

Filmpje: naakte slijmvissen in actie

Zie ook: vissig verleden

Bron:
Ord, T.J. & G.M. Cooke, 2016. Repeated evolution of amphibious behavior in fish and its implications for the colonization of novel environments. Evolution, 24 juni online. Doi: 10.1111/evo.12971

Geen tijd te verliezen

6 juli 2016 /

Kikkervisjes zijn er razendsnel uit als het moet

Zit er een slang aan de eitjes van de roodoogmakikikker? Hup, hup, hup: de kikkervisjes gaan er allemaal vandoor. Kristina Cohen en collega’s laten zien hoe deze kikkervisjes supersnel het ei weten te verlaten.  

Larven van de roodoogmakikikker hebben vaak geen haast om uit het ei te komen. Moeder kikker heeft de eitjes in een klompje van veertig aan de onderkant van een blad geplakt, in een klodder gelei. Ze koos een blad dat boven het water hangt, zodat kikkervisjes daarin vallen en zich verder kunnen ontwikkelen tot kleine kikkertjes. Vijf dagen nadat de eitjes zijn gelegd zijn de larven oud genoeg om uit te komen en de eerste wagen dan al de stap naar buiten.
Maar de meeste verlaten het ei pas na een dag of zeven en sommige wachten zelfs tot tien dagen. Omdat de ontwikkeling in het ei gewoon doorgaat zijn kikkervisjes die later uitkomen groter en sterker, en daardoor beter in staat om te vluchten voor roofvijanden in het water. Vandaar dat ze zich niet haasten.

Gevaar

Tenzij….. de eitjes in gevaar zijn, had Karen Warkentin al eens laten zien. Bijvoorbeeld als een slang ze wil opeten. In dat geval floepen de kikkervisjes allemaal razendsnel naar buiten en zijn in enkele minuten alle eitjes leeg. De slang heeft het nakijken.
Zo’n plotselinge geboortepiek treedt ook op als de eitjes worden bedreigd door andere roofvijanden, gaan beschimmelen, beginnen uit te drogen of in het water komen te hangen. Als ze maar minstens vijf dagen oud zijn.

De roodoogmakikikker, Agalychnis callidryas, is een boomkikker uit de tropische regenwouden van Midden-Amerika. Het is een kleurrijk en fotogeniek beestje. Vrouwtjes zijn zeven centimeter groot, mannetjes vijf.
Hij is niet de enige kikker waarvan de eitjes versneld uitkomen in geval van nood. Dat gebeurt bij meer kikkers die hun eitjes op het droge leggen, bijvoorbeeld bij de Fleischmann glaskikker: zijn eitjes komen vervroegd uit als ze dreigen uit te drogen.

Opgespaard enzym

De vraag was hoe de kikkervisjes zich zo snel naar buiten weten te werken.
Van kikkers die hun eitjes in het water leggen was namelijk bekend dat het uitkomen een langdurig proces is van uren of zelfs dagen. Kliercellen in het embryo scheiden geleidelijk enzymen uit die het ei-omhulsel afbreken.
Met deze langzame enzymmethode zouden de larven van de roodoogmakikikker geen schijn van kans hebben als een slang toehapt, dat is duidelijk.

Hoe doen ze het dan wel? Breken ze misschien met fysiek geweld naar buiten?
Nee, zo blijkt nu uit onderzoek van Kristina Cohen. Ze laat zien dat ook deze kikkervisjes een afbraakenzym maken om uit te komen, maar dat ze het opsparen. De kliercellen die het enzym produceren zitten allemaal voor op de kop, dicht opeen gepakt. En ze zitten barstensvol blaasjes met het enzym. Wil een beestje eruit, dan leegt het al die blaasjes tegelijk, zodat onmiddellijk precies voor de snuit een gaatje in het ei-omhulsel ontstaat. Het steekt zijn snuit erin en werkt zich met slingerende zwembewegingen naar buiten. Het hele proces duurt gemiddeld slechts 20 seconden; een kikkervisje dat meteen gaat zwemmen is er met zes seconden uit, een treuzelaar heeft vijftig seconden nodig. Dat is heel wat anders dan het geleidelijke proces dat bekend was van eitjes in het water.

Overlevingskans

Dankzij de opslag van het enzym in de kop kan een kikkervisje van de roodoogmakikikker dus zeer snel uit zijn ei komen op een zelf te kiezen tijdstip, als hij tussen vijf en tien dagen oud is. Elk kikkervisje in een groepje eitjes maakt zijn eigen afweging: uitbreken of wachten.
Maar dreigt er groot gevaar, dan schieten ze allemaal tegelijk naar buiten om aan dat gevaar te ontsnappen, ook als ze nog wat jong zijn. Ze zijn dan wel minder weerbaar tegen roofvijanden in het water, maar hebben tenminste een kans om te overleven. Die kans was boven water verkeken.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: volledig ontwikkelde kikkervisjes in het ei. Geoff Gallice (Wikimedia Commons, CC-BY 2.0)
Klein: roodoogmakikikker. Geoff Gallice (Wikimedia Commons, CC BY 2.0)

De onderzoekers vertellen hoe kikkervisjes van roodoogmakikikker versneld uitkomen

Zie ook: vroeg uit het ei

Bronnen:
Cohen, K.L., M.A. Seid & K.M. Warkentin, 2016. How embryos escape from danger: the mechanism of rapid, plastic hatching in red-eyed treefrogs. Journal of Experimental Biology 219: 1875-1883. Doi:10.1242/jeb.139519
Warkentin, K.M., 1995. Adaptive plasticity in hatching age: a response to predation risk trade-offs. PNAS 92: 507-3510. Doi: 10.1073/pnas.92.8.3507

Gezonde jas

30 juni 2016 /

Eetbare schimmel helpt mieren ook tegen infecties

Werksters van Acromyrmex echinatior bedekken het broed met schimmel

Een gewas, twee toepassingen: schimmelkwekende mieren gebruiken hun schimmel niet alleen als bron van voedsel, maar ook als middel tegen ziekteverwekkers. De tuinschimmel helpt om eitjes, larven en poppen gezond te houden, laten Sophie Armitage en collega’s zien.

Ruim tweehonderd soorten mieren kweken een schimmel in hun nest en eten de oogst. De meeste van die schimmelkwekende soorten gebruiken hun gewas ook nog voor iets anders: ze bedekken er de eitjes, larven en poppen mee. Deze mieren hebben geen cellen voor hun broed, zoals bijvoorbeeld honingbijen hebben, en de larven spinnen geen cocon waarin ze verpoppen. Alles ligt open en bloot, maar de werksters dekken het dus vaak af met tuinschimmel.

Sophie Armitage en collega’s zagen dat ook. Ze houden in het lab een aantal kolonies van Acromyrmex echinatior, een schimmelkwekende bladsnijdermier uit Panama die zijn eitjes, larven en poppen vaak met schimmel toedekt. Ze namen poppen uit de kolonies, ontdeden die van hun schimmeljas, legden ze in een schaaltje waarin ook een stuk schimmeltuin lag en zetten er een aantal werksters bij. Die kwamen vlot in actie. Binnen drie uur sleepten ze de poppen naar de schimmel, likten ze schoon, trokken plukjes schimmel uit het tuinfragment en brachten die op de poppen aan. Zulke plukjes groeien daarna naar elkaar toe en vormen een donzig omhulsel.

Ziekte

De biologen wilden weten waarom die mieren dat doen. De meest waarschijnlijke verklaring, dachten ze, is dat de kweekschimmel de eitjes, larven en poppen beschermt tegen infecties met ziekmakende micro-organismen. Die gedijen namelijk prima in de warme, vochtige nesten vol met mogelijke slachtoffers. Met experimenten gingen ze na of dat inderdaad zo is.

Ze besmetten zowel poppen met een tuinschimmeljas als naakte poppen met sporen van een schimmel die insecten kan aantasten en keken of de tuinschimmel die ziekteverwekker bestrijdt. De poppen lagen in deze proeven buiten de kolonies en werden niet verzorgd door werksters.
De tuinschimmel onderdrukte inderdaad de ziekmakende schimmel. Hij hield diens groei niet helemaal tegen, maar remde hem wel af: de ziekteschimmel groeide op blote poppen sneller.
Dat helpt in een kolonie, want het geeft de werksters meer tijd om de ziekteverwekker van besmette poppen af te halen voordat die zich definitief vestigt en de poppen eraan bezwijken. Waarschijnlijk maakt de tuinschimmel stofjes waar de ziekteverwekker niet goed tegen kan.

Kliercocktail

Werkster van Acromyrmex echinatiorSchimmelkwekende mieren hebben, naast de tuinschimmel, nog een middel tegen microbiële infecties. Ze hebben speciale klieren die een cocktail van zo’n twintig actieve stofjes maken (de metapleurale klieren); met hun poten kunnen ze die cocktail over het broed uitsmeren.
Ook Acromyrmex echinatior past de kliercocktail toe als het broed door de ziekteschimmel wordt bedreigd. Armitage deed proeven waarin ze werksters bij besmette poppen met en zonder schimmeljas toeliet. Uit de resultaten blijkt dat de werksters vaker kliermengsel op naakte poppen smeren. Kennelijk hebben die poppen, zonder beschermende jas, het middel harder nodig.

Eerste landbouwers

Eerder vergelijkend onderzoek aan meerdere soorten schimmelkwekers had laten zien dat de gewoonte om eitjes, larven en poppen met tuinschimmel te bedekken snel is ontstaan toen de eerste mieren schimmels gingen kweken, zo’n 50 miljoen jaar geleden. De meeste soorten die van die eerste landbouwers afstammen hebben de oude gewoonte aangehouden; sommige hebben hem weer afgeschaft en maken alleen gebruik van het kliermengsel.

Het spreekt eigenlijk vanzelf dat de eetbare schimmel anti-microbiële stoffen maakt. Schimmels moeten zich tenslotte tegen hun concurrenten en vijanden kunnen verdedigen. Voor de schimmelkwekende mieren is dat mooi meegenomen, zoals ze al heel snel in de gaten hebben gehad.

Willy van Strien

Foto’s: ©David R. Nash
Groot: werksters van Acromyrmex echinatior, naakte poppen en schimmel. Klein: een werkster

Zie ook:
Een hele zorg over het tuinonderhoud
Een kleine landbouwgeschiedenis over de evolutie van schimmelkwekende mieren

Bronnen:
Armitage, S.A.O., H. Fernández-Marín, J.J. Boomsma & T. Wcislo, 2016. Slowing them down will make them lose: a role for attine ant crop fungus in defending pupae against infections? Journal of Animal Ecology, 8 juni online. Doi: 10.1111/1365-2656.12543
Armitage, S.A.O., H. Fernández-Marín, W.T. Wcislo & J.J. Boomsma, 2012. An evaluation of the possible adaptive function of fungal brood covering by attine ants. Evolution 66: 1966-1975. Doi: 10.1111/j.1558-5646.2011.01568.x

Schoksgewijs

22 juni 2016 /

Sidderaal geeft grote roofvijanden een flinke opdoffer

Sidderaal zet grote roofvijanden onder stroom

Een sidderaal weet wel raad met grote roofvijanden, zoals kaaimannen. Als die zich deels buiten het water bevinden, springt hij tegen ze op – zo ver mogelijk boven het water uit – om extra zware elektrische schokken uit te delen, schrijft Kenneth Catania.

Een dier moet opgewassen zijn tegen zijn roofvijanden. Sommige dieren verbergen zich, andere hebben schutkleuren, kunnen snel vluchten, hebben stekels, zijn giftig of tonen een afschrikwekkend kleurpatroon.

Sidderalen, zoetwatervissen die 2,5 meter lang kunnen worden (en niet verwant zijn aan de paling), verdedigen zich op een andere manier. Ze hebben drie paar elektrische organen in hun lichaam die van voor naar achter lopen. De vissen kunnen er spanning op zetten en zichzelf zo in een levende accu veranderen. De positieve pool zit onder de kop, de negatieve pool bij de staart. De opgewekte spanning kan ofwel laag (10 Volt), ofwel hoog (600 Volt) zijn en een zwakke respectievelijk sterke elektrische stroom veroorzaken door water of een geleidend voorwerp.
Bijvoorbeeld een ander dier.

Led-lampjes

Bekend was al dat sidderalen hun omgeving scannen door zwakke stroomstoten te geven in een lage frequentie (minder dan tien keer per seconde) en dat ze prooien overmeesteren met een salvo van sterke stroomstoten. Nu beschrijft Kenneth Catania hoe ze flinke roofvijanden op de vlucht jagen door een serie zware schokken toe te dienen.

Dat gaat het best als zo’n vijand zich deels in en deels buiten het water bevindt. Want als een sidderaal een stroomstoot onder water geeft, loopt de opgewekte stroom grotendeels door het water. Daar voelt een groot dier vrij weinig van. Maar steekt die vijand boven het water uit, dan kruipt een sidderaal tegen hem op, drukt zijn kop tegen hem aan en vuurt. Alle stroom gaat dan door het doelwit, dat het voelt als sterke, onaangename schokken. Hoe hoger de sidderaal uit het water komt, hoe sterker de opdoffers die zijn vijand te verduren krijgt.

Om dat in beeld te brengen liet Catania een sidderaal los op een nagemaakte kaaimankop die hij in het water stak. Op die kop had hij een netwerk van led-lampjes aangebracht die door de stroomstoten van de sidderaal gingen branden. Hij filmde de aanval en toont het resultaat in slow motion en op normale snelheid.

Paarden

De heftige verdedigingsmethode is er niet voor niets. Sidderalen leven in Zuid-Amerika, onder meer in het Amazonegebied. In de regentijd lopen daar grote delen van bos en savanne onder water; in de droge tijd daalt het waterniveau en blijven geïsoleerde, modderige plassen over. De sidderaal kan daar prima in leven, maar hij kan niet weg als hij wordt aangevallen. Dus is het maar goed dat hij zijn belager kan verjagen.
Er zijn verhalen dat mensen vroeger sidderalen vingen door paarden in het water te drijven en hen te dwingen daar te blijven. De sidderalen vielen de dieren aan tot ze zichzelf uitgeput hadden en veilig opgevist konden worden – tot ellende van de paarden, die het niet altijd overleefden.

Toehappen

Eerder had Catania al uitgezocht hoe sidderalen hun prooien, zoals kleine vissen en rivierkreeften, pakken. De sterke stroomstoten die ze afgeven prikkelen de zenuwen van de beestjes die vervolgens hun spieren activeren. Zo kan een sidderaal een slachtoffer als het ware op afstand besturen.
Heeft hij een mogelijk slachtoffer in de gaten, dan geeft hij eerst twee of drie sterke stroomstoten af waardoor die onwillekeurige bewegingen maakt. De sidderaal kan daaruit afleiden waar de prooi zich precies bevindt. Hij valt daarna aan met een serie sterke stroomstoten in hoge frequentie. De prooi heeft geen tijd om weg te komen: binnen een fractie van een seconde is hij tijdelijk verkrampt omdat al zijn spieren zich tegelijk samentrekken. De sidderaal kan toehappen. Mist hij, dan krijgt de prooi de zeggenschap over zijn spieren terug en kan hij ongedeerd ontsnappen.

Een grote, krachtige prooi kan een sidderaal overmeesteren door zich eromheen te krullen en het slachtoffer in te klemmen tussen de positieve en de negatieve pool (bij kop en staart van de sidderaal). De stroomstoten komen dan harder aan en de spieren van het tegenstribbelende slachtoffer raken uitgeput.

Schokkend gedrag, inderdaad.

Willy van Strien

Foto: Sidderaal. Sander van der Wel (Wikimedia Commons; CC BY-SA)

Kijk hoe een sidderaal een nagemaakte kaaiman aanvalt. De kaaiman is uitgerust met led-lampjes die branden als de vis een schok geeft.

Bronnen:
Catania, K.C., 2016. Leaping eels electrify threats, supporting Humboldt’s account of a battle with horses. PNAS, 6 juni online. Doi: 10.1073/pnas.1604009113
Catania, K.C., 2015. Electric eels concentrate their electric field to induce involuntary fatigue in struggling prey. Current Biology 25: 2889–2898. Doi: 10.1016/j.cub.2015.09.036
Catania, K.C., 2015. An optimized biological Taser: electric eels remotely induce or arrest movement in nearby prey. Brain, Behavior and Evolution 86: 38-47. Doi: 10.1159/000435945
Catania, K., 2014. The shocking predatory strike of the electric eel. Science 346: 1231-1234. Doi: 10.1126/science.1260807

Verleidelijke geur

13 juni 2016 /

Tabakspijlstaart moet even gemotiveerd worden

bloemgeur van wilde tabak motiveert tabakspijlstaart

Tabaksplanten doen aan geurmarketing. Met een luchtje zorgen ze ervoor dat hun bestuivers lang genoeg blijven, ontdekten Alexander Haverkamp en collega’s. Bij een geurloze bloem zijn die gauw weer vertrokken, zonder dat ze de bloem bestoven hebben.

Bloemen van de wilde tabak (Nicotiana attenuata) krijgen ’s nachts bezoek van de tabakspijlstaart (Manduca sexta), een fors uitgevallen mot. De motten komen nectar drinken en al doende bestuiven ze de bloemen: ze pakken van de ene bloem stuifmeel op en laten dat achter op de stamper van de volgende, zodat die bloem zaden kan gaan maken. Beide partners, plant en mot, profiteren.
Maar als de tabaksbloemen niet geuren, komt van bestuiving weinig terecht, hadden Danny Kessler en collega’s laten zien. Zij kweekten planten die geen geur konden verspreiden en constateerden dat die planten nauwelijks zaden vormden. Ze vroegen zich af welke rol de bloemgeur precies speelt.

Langer blijven

De eerste gedachte was dat de geur in de duisternis de weg wijst naar de bloemen. Dat is ook zo, maar het blijkt niet het hele verhaal te zijn. De motten vinden de witte bloemen ook als ze geen geur verspreiden, en in experimenten waarover de onderzoekers nu schrijven, bezochten de motten bloemen die geurden even vaak als bloemen die door de ingreep niet te ruiken waren.

Wat doet de geur dan nog meer? Gedragswaarnemingen leverden het antwoord op: de geur motiveert de mot om langer te blijven proberen bij de nectar te komen als hij een bloem heeft gevonden.

Roltong

De tabaksplant heeft diepe buisvormige bloemen met de nectar helemaal achterin. De tabakspijlstaart is een van de weinige dieren die erbij kunnen, dankzij een roltong van maar liefst acht centimeter (zijn spanwijdte is ongeveer tien centimeter). Bezoekende tabakspijlstaarten blijven als een kolibrie voor een bloem in de lucht hangen en proberen hun roltong in de bloembuis te steken om de nectar te drinken. Maar makkelijk is dat niet. Het kost de motten veel energie om hun roltong naar binnen te brengen en ze geven het vaak op.

Vooral bij bloemen die geen luchtje hadden, zo zagen de onderzoekers, waren motten snel weer vertrokken. Bij bloemen die geurden bleven ze het langer proberen, vaak met succes.

De tabaksplant doet dus aan geurmarketing. De bloemgeur verleidt de motten om te blijven hangen tot ze de nectar te pakken hebben. En alleen dan, met de roltong diep in de bloem, kunnen ze stuifmeel van een vorige plant op de stempel afleveren of nieuw stuifmeel oppikken. Vandaar dat geurende bloemen later meer zaden vormen.
Misschien is de geur van planten in het veld een signaal dat er nectar voorradig is. Dan weten motten bij welke bloemen ze echt hun best moeten doen.

Vriend en vijand

De motten ruiken de bloemgeur niet met hun antennen, waarmee ze normaal gesproken geuren opvangen. Ze nemen de bloemgeur waar met speciale zintuigjes op het puntje van hun roltong, ontdekten de onderzoekers. Dat is ook logisch. Als ze met uitgerolde tong voor een bloemtros hangen, is de afstand tussen bloemen en antennen groot. Daardoor zouden de antennen de afzonderlijke bloemen niet kunnen beoordelen. De punt van de tong kan dat wel.

De tabakspijlstaart is niet alleen vriend van de tabaksplant, maar ook vijand. De vrouwtjes leggen namelijk hun eitjes op de bladeren en de rupsen die daaruit komen eten gretig van de plant, die voor andere insecten giftig is. Rupsen van de tabakspijlstaart weten het gif zelfs handig te gebruiken.

Willy van Strien

Foto: © Danny Kessler

Dit filmpje laat zien hoe de mot nectar drinkt uit een bloem

Zie ook: rupsen van de tabakspijlstaart doen het goed op tabaksplanten

Bronnen:
Haverkamp, A., F. Yon, I.W. Keesey, C. Mißbach, C. Koenig, B.S. Hansson, I.T. Baldwin, M. Knaden & D. Kessler, 2016. Hawkmoths evaluate scenting flowers with the tip of their proboscis. eLife 5: e15039. Doi: 10.7554/eLife.15039
Kessler, D., M. Kallenbach, C. Diezel, E. Rothe, M. Murdock & I.T. Baldwin, 2015. How scent and nectar influence floral antagonists and mutualists. eLife 4: e07641. Doi: 10.7554/eLife.07641

Ongetraind op reis

6 juni 2016 /

Jonge ooievaars zweven nog niet lekker

Zesduizend kilometer vliegen zonder ervaring: het lijkt een onmogelijke opgave. Jonge ooievaars hebben er inderdaad moeite mee, laten Shay Rotics en collega’s zien. Maar na een moeizaam begin gaat het steeds beter.

Jonge ooievaars vliegen maar weinig gedurende de eerste maanden van hun leven. En dan moeten ze opeens zonder training een tocht van zesduizend kilometer gaan maken, van hun geboortegrond naar het overwinteringsgebied. Geen wonder dat ze daar moeite mee hebben. Voor volwassen vogels met reiservaring is de trek al een hele inspanning, voor jonge dieren is het helemaal een helse toer. Mede door die veeleisende najaarstrek overleeft slechts één op de drie ooievaars het eerste jaar.

Rugzakje

Om te achterhalen hoe het volwassen en jonge vogels tijdens de reis vergaat, volgden Shay Rotics en collega’s een aantal ooievaars die via het Midden Oosten van Duitsland naar Afrika vlogen. Ze gaven de vogels een rugzakje mee met een gps-logger en een versnellingsmeter. Zo konden ze de locatie en de snelheid van de dieren bijhouden; ze konden bovendien uit de gegevens afleiden wanneer ze vlogen, hoe ze vlogen en wanneer ze op de grond waren.

Ooievaars trekken in groepen waar zowel jonge als volwassen vogels deel van uitmaken. Uit de resultaten blijkt dat de jonge ooievaars problemen met vliegen hebben. Volwassen vogels maken zoveel mogelijk gebruik van warme opstijgende lucht (thermiek): ze laten zich optillen en leggen grote afstanden zwevend af. Jonge vogels zijn daar nog niet zo handig in en slaan veel meer hun vleugels om hoogte te winnen en vooruit te komen. Dat kost extra energie.

Hopeloos

Ze zouden langere eet- en rustpauzes moeten nemen dan volwassen dieren om hun energievoorraad aan te vullen. Maar dat doen ze niet. In plaats daarvan proberen ze uit alle macht om bij hun reisgezelschap te blijven. Daar hebben ze een goede reden voor: ze kunnen zelf de weg niet vinden.
Zo put de energieverslindende tocht de jonge ooievaars uit. Ze vliegen langzamer en na een dag of vijf blijven ze hopeloos achter. Sommige dieren overleven het niet. Andere moeten de groep laten gaan en proberen aansluiting te vinden bij een volgende groep.
Al met al zijn jonge ooievaars langer onderweg. Maar ze vertrekken vroeg in het najaar, zodat ze extra tijd hebben.

Gaandeweg verbeteren de jonge ooievaars hun vliegtechniek, zagen de onderzoekers ook, en als ze eenmaal in Afrika zijn, vliegen ze net zo goed als de volwassen dieren. Maar veel jonge vogels zijn voor die tijd dus al afgevallen. Het is een harde leerschool.

Willy van Strien

Foto: Ooievaars in zweefvlucht tijdens de najaarstrek. Henrike Mühlichen (Wikimedia Commons)

Bron:
Rotics, S., M. Kaatz, Y.S. Resheff, S. Feldman Turjeman, D. Zurell, N. Sapir, U. Eggers, A. Flack, W. Fiedler, F. Jeltsch, M. Wikelski & R. Nathan, 2016. The challenges of the first migration: movement and behavior of juvenile versus adult white storks with insights regarding juvenile mortality. Journal of Animal Ecology, 19 mei online. Doi: 10.1111/1365-2656.12525

Geheime snoeppot

31 mei 2016 /

Nectar is uitsluitend bestemd voor de inwonende mier

De mier Philidris nagasau snoept van de verborgen nectar van Squamellaria wilsonii

De mier Philidris nagasau geeft zijn mest voor een nest: hij mag wonen in planten die hij van voedingsstoffen voorziet. Van sommige planten krijgt hij bovendien voedzame nectar, ontdekten Guillaume Chomicki en collega’s. Een exclusieve gift: andere mieren kunnen niet aan die nectar komen.

Zo’n honderd soorten planten in Zuidoost Azië en Oceanië groeien niet in de grond, maar zitten als grote puisten op bomen. Hun stengel is namelijk opgeblazen als een ballon: een bizar gezicht. In die ballon zitten gaten en er steken takken met bladeren en bloemen uit; binnenin zijn er holtes.
Die planten vormen de groep Hydnophytinae; in Maleisië komt bijvoorbeeld Hydnophytum formicarum voor. De mierenplant Hydnophytum formicarum groeitt als een puist op een boom
In de knolvormige stengels kunnen mieren wonen die met hun uitwerpselen en ander afval de plant bemesten. Zulke mieren zijn bijzonder welkom, want doordat de planten niet in de grond wortelen, kunnen ze moeilijk aan voedingsstoffen komen. Het zijn geen parasieten die voedingsstoffen onttrekken aan de boom waarop ze staan.

Specialisatie

In de Republiek Fiji, die honderden eilanden in de Stille Oceaan omvat, vonden Guillaume Chomicki en collega’s negen soorten ‘puistplanten’ die alleen in dat land leven. In drie daarvan kunnen verschillende soorten mieren leven. De andere zes soorten hebben zich sterk gespecialiseerd in de samenwerking met één mier: Philidris nagasau, die eveneens alleen in Fiji voorkomt. Hij is de enige bewoner van de knollen. De sterk gespecialiseerde planten floreren niet zonder deze mier en de mier kan niet zonder deze planten: hij nestelt nergens anders. Planten en mier zijn volkomen van elkaar afhankelijk.
Vijf van deze zes gespecialiseerde soorten, ontdekte Chomicki, binden de mierenpartner extra aan zich met een geheime beloning. Een van die vijf is Squamellaria wilsonii.

Het viel de onderzoekers op dat de vaste mierenbewoners van de gespecialiseerde planten dag en nacht te vinden zijn op uitgebloeide bloemetjes, die hun bloembladeren hebben verloren. Ze wilden weten wat die mieren daar te zoeken hebben en ontdekten dat de bloembodem, die na de bloei bereikbaar is, een voorraad voedzame, suikerrijke nectar bevat. De nectar is afgesloten met een dikke opperhuid. De mieren bijten die laag kapot en drinken de inhoud.
Het bijzondere is dat alleen de inwonende mier, Philidris nagasau, de snoeppot kan bereiken. Mieren die niet in de plant wonen en hem dus niet bemesten zouden de nectar ook wel lusten, maar zij komen niet door het deksel heen.

Uitstel

De nectar gaat dus uitsluitend naar de vaste partner. Dat is mooi uitgekiend, want het kost de planten veel energie om hem te maken. De planten stellen bovendien de vruchtzetting na de bloei ruim een week uit om de mieren te voeden. Pas na die periode komen bessen tot ontwikkeling en gaat de nectar achteruit. Die energie en tijd zijn goed besteed aan de inwoner, die er mest voor teruggeeft. Maar ze zouden verspild zijn aan andere mieren die alleen langs komen om te snoepen en niets terugdoen.
Kortom: de gespecialiseerde planten hebben veel over voor hun mier. Hij is het kennelijk waard. De mier op zijn beurt zal de samenwerking niet verbreken.

De ‘puistplanten’ horen tot de familie van de sterbladigen. Soorten van die familie komen bij ons ook voor, maar van een verdikte stengel is geen sprake: het zijn bijvoorbeeld lievevrouwenbedstro, walstrosoorten en kleefkruid.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Mier Philidris nagasau snoept van nectar op de sterk gespecialiseerde mierenplant Squamellaria wilsonii van Fiji. Guillaume Chomicki
Klein: Hydnophytum formicarum; deze plant uit Maleisië huisvest ook mieren, maar is minder gespecialiseerd. Bernard Dupont (Wikimedia Commons)

Bron:
Chomicki, G., Y.M. Staedler, J. Schönenberger & S.S. Renner, 2016. Partner choice through concealed floral sugar rewards evolved with the specialization of ant-plant mutualisms. New Phytologist, 9 mei online. Doi: 10.1111/nph.13990

Een hele zorg

23 mei 2016 /

Bladsnijdermieren werken hard aan hun schimmeltuin

Petje af voor de bladsnijdermieren. Vakkundig kweken ze een schimmel in hun nest en oogsten ze de voedzame bolletjes die de schimmel produceert. Daar komt heel wat werk bij kijken; Ryan Garrett en collega’s maakten er een prachtig filmpje van.

Een aantal mieren, de bladsnijders, bedrijft een hoge vorm van landbouw, zoals we al eens beschreven. De dieren hebben schimmeltuinen in hun nest. Ze kweken daar een specifieke soort schimmel op verse bladeren en oogsten de voedzame knopjes die de schimmel vormt. Al kunnen deze mieren zelf geen plantaardig materiaal verteren, dankzij de schimmel zijn ze toch herbivoor.
Een lui leventje hebben zij bepaald niet: het halen en fijnmaken van stukjes blad kost de mieren ruwweg evenveel energie als ze er van de schimmel voor terugkrijgen, berekenen Ryan Garrett en collega’s.

Zij onderzochten in Zuid-Amerika hoeveel werk mieren van de soorten Atta cephalotes en Atta colombica moeten verzetten om hun schimmel te verzorgen. De mieren snijden in verhouding grote stukken blad van levende planten en brengen die naar het nest. Daar, ondergronds, begint het grote werk. De onderzoekers filmden wat er gebeurt in een kolonie van Atta cephalotes die ze in het lab houden.

Snijtechnieken

Ze laten zien hoe de aangevoerde stukken blad in het nest een uitvoerige bewerking ondergaan. De mieren snijden de bladstukjes in piepkleine fragmenten. Vaak houden een of enkele mieren zo’n stuk vast, terwijl andere er hun bovenkaken in zetten. Waarschijnlijk zijn het jonge mieren die de klus voor hun rekening nemen. Zij hebben nog vlijmscherpe kaken. Als mieren ouder worden, slijten hun kaken. Dan gaan ze buiten stukken blad afsnijden tot de kaken te bot zijn geworden. Vanaf dat moment dragen ze de stukjes blad die andere mieren hebben afgesneden naar het nest.

Er zijn twee snijtechnieken. Een mier kan een van zijn opengesperde bovenkaken in het blad slaan en de andere kaak door het blad heen naar dat ‘anker’ toetrekken. Ze kan ook beide kaken symmetrisch bewegen als een schaar, bijvoorbeeld om een nerf door te knippen. Soms knipt een mier in haar eentje een bladstuk klein. Zij staat dan op drie poten en draait en manipuleert het blad heel handig met de drie andere poten.
Per vierkante meter blad maken de mieren een snijlijn van maar liefst drie kilometer lang: een indrukwekkende hoeveelheid werk.

Gaatjes prikken

Naast dat vele snijwerk zijn er ook nog andere dingen te doen. Terwijl de mieren de bladstukjes knippen, likken ze er aan, schrapen ze het af en deponeren ze er druppeltjes op die ze uit hun achterlijf uitscheiden. Waarschijnlijk maken ze zo het bladoppervlak schoon en voegen ze stoffen toe die de groei van bacteriën en verkeerde schimmels remmen. Ook prikken ze met de bovenkaken, die getand zijn, een heleboel gaatjes langs de randen van de bladfragmenten.
Het idee was dat ze het blad fijn kauwen voordat ze het aan de schimmel geven, maar dat blijkt niet te kloppen.

Zorg

Fragmenten die klaar zijn, gaan naar een opslagplaats. Later proppen de mieren elk bladstukje in de raatvormige schimmeltuin tot het klem zit. Blijkt een stukje toch niet stevig vast te zitten, dan trekken ze het los en wrikken het opnieuw in de wand. Tenslotte bijten ze plukjes schimmel uit een goed ontwikkeld deel van de tuin en duwen die op en tussen de nieuwe bladfragmenten; de gaatjes die ze hebben geprikt dienen waarschijnlijk om de plukjes schimmel in vast te zetten.

Petje af voor de mieren, die al deze handelingen met zoveel zorg verrichten. En voor de biologen die zo mooi filmden hoe mieren tuinieren.

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

Foto: Atta cephalotes. U.S. Department of Agriculture (via Flickr, Creative Commons)

De mieren aan het werk in hun nest, gefilmd door de onderzoekers

Zie ook: een kleine landbouwgeschiedenis

Bron:
Garrett, R.W., K.A. Carlson, M.S. Goggans, M.H. Nesson, C.A. Shepard & R.M.S. Schofield, 2016. Leaf processing behaviour in Atta leafcutter ants: 90% of leaf cutting takes place inside the nest, and ants select pieces that require less cutting. Royal Society Open Science 3: 150111. Doi: 10.1098/rsos.150111

Miskend vrouwelijk talent

18 mei 2016 /

Bruingrijze liervogelvrouw is briljant als zangeres

Het vrouwtje van de liervogel blijkt goed te zingen

Liervogelmannen zijn bekend om hun veelzijdige zang. Maar vlak de vrouwen niet uit, schrijven Anastasia Dalziell en Justin Welbergen. Die doen niet voor de heren onder. Ook zij hebben goede redenen om zich te laten horen.

De veelzijdige zang van liervogelmannen is beroemd. Ze rijgen eigen liedjes, nauwkeurige imitaties van andere vogels en mechanische geluiden, zoals een motorzaag, aaneen tot een rijke compositie. Vaak dansen ze erbij, pronkend met hun prachtige staart.
De mannen kunnen daar alle tijd en energie in steken, want de vrouwen zorgen voor de jongen. Vrouwen zijn stil, was de gedachte. Laat staat dat ze de zangkunst van mannen evenaren en andere vogels kunnen nadoen.

Nou, dat doen ze wel!
Vrouwen zijn onopvallend en dansen niet, maar ze zingen als de beste.

Oefenen

Anastasia Dalziell en Justin Welbergen observeerden liervogelvrouwen in zuidoost Australië en maakten geluidsopnamen. Ze constateerden dat vrouwen net zulke talentvolle zangers zijn als mannen. In een uitvoerige compositie verwerken ze liervogelliedjes, bootsen ze liedjes van andere vogels even treffend na als mannen en laten ze eigen alarmroepen en roepen van andere vogelsoorten horen.
Waarom was dat nooit opgevallen? Waarschijnlijk omdat vrouwen lijken op onvolwassen mannen, die nog niet baltsen, maar wel oefenen met zingen. En ook omdat ze niet zingen als mannen zingen: tijdens de balts.

Mannen vertonen hun kunsten midden in de Australische winter, als de dames belangstelling voor hen hebben. Vrouwen krijgen slechts één jong per broedseizoen en willen dat jong van de beste man die ze maar kunnen vinden. Uiterlijk, zang en dans van mannen zijn een teken van kwaliteit en daarom kiezen vrouwen de meest bedreven kunstenaar om zich door hem te laten dekken. Een man probeert andere mannen te overvleugelen. Want hoe meer vrouwen voor hem kiezen, hoe meer nakomelingen hij zal hebben. Hij zingt en danst of zijn leven ervan afhangt.
Vrouwen zijn stil in die periode. Ze hoeven op niemand indruk te maken: ze zijn zonder meer welkom bij de baltsende mannen en lopen elkaar niet in de weg.

Luidruchtig

Maar als de eieren zijn gelegd en de periode van broeden en zorgen begint, vallen de mannen stil. En dan worden de vrouwen luidruchtig. Nu blijkt dat de zangkunst voor hen net zo goed van belang is als voor mannen.
Vrouwen zingen voornamelijk als ze hun nest verlaten om te gaan eten. Daarmee geven ze aan dat het gebied rond het nest hun territorium is waarin ze geen andere vrouwen dulden. De vrouwen zingen dan vooral de eigen liedjes en gaan vaak tegen elkaar in. Wie mooi zingt, maakt indruk.
Daarnaast roeren ze zich als een vijand het nest dreigt aan te vallen. Om de indringer af te schrikken laten ze vooral roofvogelgeluiden, alarmkreten en imitaties van alarmkreten van andere vogels horen. Vooral dan doen ze ook de zang van andere vogels na.

Vrouwen zingen en roepen dus om hun territorium en nest te verdedigen als ze daar met hun jong wonen. De kleine komt na zo’n zes weken uit het ei en blijft dan nog eens zes weken in het nest. Daarna verlaten moeder en kind het nest en heft moeder het territorium op – en dan is zingen niet meer zinvol. Ze wordt weer stil.

Willy van Strien

Foto: Liervogel vrouwtje. Klaus Stiefel (via Flickr, Creative Commons)

Zie ook: Disco in het bos

Bron:
Dalziell, A.H. & J.A. Welbergen, 2016. Elaborate mimetic vocal displays by female superb lyrebirds. Frontiers in Ecology and Evolution, 20 april online. Doi: 10.3389/fevo.2016.00034

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2025 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑