Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 23 van 43

Het suikerbloed van bitterzoet

11 mei 2016 /

Snoepende mieren houden planteneters weg

Bitterzoet lokt mieren om planteneters te verjagen

Mieren verlossen de plant bitterzoet van schadelijke keverlarven. Ze komen af op een zoete vloeistof die aangevreten planten uitscheiden. Tobias Lortzing en collega’s stonden wel even voor een raadsel voordat ze de samenwerking tussen plant en mier goed begrepen.

Zoals elke plant heeft ook bitterzoet vijanden, ook al is hij giftig. Een van de belangrijkste is de bitterzoetaardvlo Psylliodes dulcamarae, een kevertje. Hij heeft zich op consumptie van deze plant toegelegd en verdraagt het gif. Vrouwtjeskevers leggen eitjes in de grond onder hun favoriete plant. Als de larven uitkomen, klimmen ze de plant in, kruipen naar een jonge scheut, vreten zich naar binnen en eten zich vol – en remmen daarmee de groei van de plant.

Maar de plant is niet helemaal weerloos tegen deze specialist, schrijven Tobias Lortzing en collega’s. Ze schakelen mieren in, en die vangen heel wat keverlarven weg voordat ze zich hebben kunnen ingraven.

Mierzoet

Uit hun verhaal blijkt dat de onderzoekers niet meteen doorhadden hoe het zit. Ze zagen dat de planten ‘bloeden’ langs vraatwonden. En dat komt niet alleen doordat er sap weglekt uit beschadigde vaten, laten ze zien. Bloeddruppels ontstaan namelijk wel bij vraat, maar nauwelijks als je een stuk blad afsnijdt. De wondvloeistof heeft bovendien een veel simpeler samenstelling dan het plantensap in de vaten. Hij bestaat hoofdzakelijk uit suiker: het spul is mierzoet. Daar komen dus mieren op af, en de gedachte was al snel dat die vervolgens de planteneters opeten of verjagen. Mieren zijn namelijk niet alleen zoetekauwen, maar ook roofzuchtige jagers. Zo zou de plant zich beschermen tegen vraat.

Maar de vraag was: tegen welke planteneters levert dit bescherming op?

biietrzoetaardvlo is een belanrijke vijand van bitterzoetDe planten bloeden het hardst bij de gaatjes die volwassen bitterzoetaardvlooien in de bladeren eten. Kennelijk is hun vraat aanleiding om de hulp van mieren in te roepen. Het vreemde is alleen dat de mieren wel komen, maar de kevertjes met rust laten. Heeft het dan zin om mieren te rekruteren als er kevers zijn?

Paraat

Zeker, zo bleek uiteindelijk. Want waar volwassen kevers zijn, worden eitjes in de bodem gelegd. En waar eitjes zijn, verschijnen larven. Hun vraatgangen in jonge scheuten zijn waarschijnlijk schadelijker dan de hapjes die volwassen kevers uit het blad nemen. Maar de ingegraven larven kunnen mieren niet pakken. Het is dus maar goed dat de planten hun suikerbloed rijkelijk laten vloeien als er volwassen kevers zijn: dan staan de mieren al paraat als de larven uit de grond komen. De volwassen kevers lokken de verdediging uit, de larven worden getroffen.
Zo werken plant en mier samen en hebben beide partijen profijt: mieren krijgen suiker en vinden dierlijk voedsel, planten hebben een verdedigingsleger.

Bitterzoetaardvlo

Andere vijanden van de plant zijn naaktslakken; die vreten hele stukken blad weg. Ook aan de randen van hun vraatplekken vormen zich zoete druppels en mieren die daar op afkomen gaan de naaktslakken agressief te lijf. De onderzoekers denken dat het bloeden is ontstaan als verdediging tegen de bitterzoetaardvlo. Dat het ook werkt tegen naaktslakken is mooi meegenomen.

Het wondvocht lijkt op nectar. Veel planten maken niet alleen nectar in bloemen om bestuivers te belonen, maar ook op andere plaatsen om mieren te lokken. Vaak zijn er speciale structuren, zoals klieren, waar de nectar wordt uitgescheiden. Bitterzoet heeft zulke structuren niet: de zoete vloeistof komt naar buiten waar gevreten wordt. Wellicht is dit suikerbloeden de evolutionaire voorloper van nectarproductie in speciale structuren.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Bitterzoet. Ranko (Wikimedia Commons)
Klein: Bitterzoetaardvlo (Psylliodes dulcamarae). Udo Schmidt (Wikimedia Commons)

Bron:
Lortzing, T., O.W. Calf, M. Böhlke, J. Schwachtje, J. Kopka, D. Geuß, S. Kosanke, N.M. van Dam & A. Steppuhn, 2016. Extrafloral nectar secretion from wounds of Solanum dulcamara. Nature Plants, 25 april online. Doi: 10.1038/NPLANTS.2016.56

Boom groeit uit

2 mei 2016 /

De biodiversiteit past op je beeldscherm

Ook vissen zijn nu opgenomen in OneZoom

Verrassing! De interactieve stamboom OneZoom heeft een grote uitbreiding ondergaan. Sinds vorige week staan alle groepen planten, dieren en schimmels erin, net als veel eencellige organismen.

We hadden al een tijd niets meer gehoord van OneZoom, de interactieve evolutiestamboom vol takken en blaadjes waarop je kunt inzoomen waar je wilt, zoals bij Google Earth.
Het project was in oktober 2012 van start gegaan; toen verscheen een aantrekkelijk ogende stamboom van alle zoogdieren online. Al snel kwamen de vogels en amfibieën erbij en een half jaar later de reptielen. Daarmee waren de viervoetige dieren compleet. De belofte was dat vissen en planten zouden volgen. En toen bleef het jaren stil.

Maar nu is de boom opeens aanzienlijk uitgebreid. Alle groepen van soorten die cellen met een celkern hebben (eukaryoten) staan erin: gewervelde dieren, ongewervelde dieren, eencellige dieren, algen, planten en schimmels. Daarnaast hebben de archaebacteriën (Archaea) hun plaats op de stamboom gekregen. En dat past allemaal op je beeldscherm. Alleen de echte bacteriën ontbreken nog.

Inzoomen

De tak van de eukaryoten begint met een foto van een lieveheersbeestje. Zoomen we daar in, dan komen steeds nieuwe zijtakken in beeld. De eerste zijtak mondt uit in planten, een paar afslagen verder verschijnen de paddenstoelen en direct daarna de dieren. Zo staan de paddenstoelen dichter bij de dieren dan bij de planten. Bij de dieren splitsen de sponzen, de ribkwallen en de neteldieren (kwallen, zee-anemonen) af voordat we uiteindelijk de tweezijdig symmetrische dieren zien opdoemen, waaronder dat lieveheersbeestje van het begin.

Om bij de gewervelde dieren te komen, moet je dan nog een heel eind verder inzoomen. Het is even zoeken als je de Engelse of Latijnse groepsnamen niet kent, maar dankzij fotootjes op vertakkingspunten lukt het. Uiteindelijk blijken de vierpotige dieren van de oudere versie van de stamboom nu maar een heel bescheiden takje te bezetten, ergens midden tussen de vissen. Eigenlijk zijn al die vierpotige dieren vissen, vissen op het droge.

Mens

In deze hoek, bij de gewervelde dieren, staat de boom goed in het blad. De blaadjes vertegenwoordigen afzonderlijke soorten, die meestal met een foto zijn afgebeeld. Bij andere soortgroepen, bijvoorbeeld planten, weekdieren of insecten, is de boom niet zover ontwikkeld. De takken eindigen daar in knoppen (soortgroepen) die nog moeten uitlopen. En daar ligt een gigantische hoeveelheid werk waar de makers hulp bij vragen: gebruikers kunnen het werk sponsoren door hun naam aan een soort te verbinden of iemand anders daar blij mee te maken. Mocht je een origineel cadeautje voor iemand zoeken, dan kun je ervoor zorgen dat zijn of haar naam bij een soort komt te staan.

En nu eens kijken wiens foto er staat in het blaadje ‘mens’. Die soort is ook nog te sponsoren…..

Willy van Strien

Foto: Het kleine zeepaardje Hippocampus bargibanti. Elias Levy (Wikimedia Commons)

Zie ook:
Het begin van de stamboom: zoogdieren
Amfibieën en vogels erbij
Vierpotigen compleet

Bron:
Website OneZoom

Hommelles

28 april 2016 /

Trilbestuiving verbetert door oefening

Aardhommel Bombus terrestris is een trilbestuiver

Sommige planten geven hun stuifmeel niet makkelijk aan bezoekende insecten af: het zit opgesloten in helmknoppen met een piepkleine opening. Hommels weten daar raad mee: die trillen het stuifmeel eruit. En dat hoor je: zzzzz….. De hommels moeten er wel op oefenen, schrijven Tan Morgan en collega’s.

Gonzend vliegt een aardhommel voorbij. Zij landt op een bloem en laat een paar keer een snerpende zoemtoon horen die een paar seconden aanhoudt. Dat geluid betekent dat de hommel stuifmeel oogst.

Het vereist enige behendigheid van de insecten om stuifmeel te verzamelen, maar sommige bloemen maken het extra moeilijk. Hun stuifmeel ligt niet als poeder op de meeldraden voor het oprapen, maar zit opgesloten in helmknoppen die dicht zijn, op een klein gaatje na. Zo’n bloem hebben bijvoorbeeld bitterzoet en tomaat.
Honingbijen krijgen het stuifmeel van zulke bloemen niet te pakken. Maar veel andere soorten bijen, waaronder hommels, hebben er een trucje voor: trilbestuiving. Een trilbestuiver is bijvoorbeeld de aardhommel, een grote Europese hommel die al vroeg in het voorjaar verschijnt. Werksters (en in het begin van het seizoen ook koninginnen) buigen hun onderlijf om de helmknoppen heen, pakken ze vast met hun kaken en laten hun vliegspieren trillen. De vleugels bewegen niet mee, want die zijn dan losgekoppeld. Met die trillingen, die het zoemende geluid veroorzaken, schudden ze het stuifmeel naar buiten.

Stuntelig

Aardhommel bezoekt Solanum rostratumHet trucje is lastig, maar de hommels krijgen gaandeweg de slag te pakken, laten Morgan en collega’s nu zien.
Ze lieten twaalf onervaren aardhommels tien keer stuifmeel halen op bloemen van Solanum rostratum, een plant uit Noord-Amerika die verwant is aan bitterzoet en tomaat; de hommels deden de reeks testen in een à twee weken. De onderzoekers namen het gezoem op en analyseerden het geluid.

De hommels begonnen nogal stuntelig. Bij de eerste bezoeken lieten ze wel meteen hun vliegspieren trillen, maar ze schudden aan de bloemblaadjes. Dat leverde niets op. Pas na een aantal keer oefenen kregen ze door dat ze de helmknoppen moesten hebben. Een goede les.

Het gezoem op de bloem was altijd hoger dan het gezoem van vliegende hommels. Bij elk nieuw bezoek was de toonhoogte wat lager dan bij het vorige bezoek, oftewel: de snelheid waarmee de hommels hun spieren lieten trillen werd lager. Dat kan betekenen dat de beestjes door oefening efficiënter worden, schrijft Morgan. Langzamer trillen kost namelijk minder energie. En de oogst is even groot, zo had eerder onderzoek van zijn groep laten zien: hommels krijgen met een wat langzamere trilling evenveel stuifmeel naar buiten als met een snellere trilling.

Gele bollen

Hommels nemen stuifmeel mee naar het nest als eiwitrijk voer voor de larven. Na een succesvol bloembezoek zit een hommel onder het stuifmeel. Ze veegt dat met haar poten bijeen en stopt het in de twee stuifmeelkorfjes op haar achterpoten. Na een foerageertocht zijn de forse gele bollen goed te zien. Maar er blijft altijd wel wat stuifmeel los op haar plakken dat bij een bezoek aan een volgende bloem op de stamper kan vallen. Als die bloem van dezelfde soort is als de vorige, wordt die bestoven en kunnen zich zaden ontwikkelen. Hommels kunnen bloemen ook bezoeken om nectar op te zuigen. De bloemen van bitterzoet, tomaat en Solanum rostratum leveren alleen stuifmeel, geen nectar.

Waarom laten deze planten hun stuifmeel zo moeizaam gaan?
Omdat alleen goede bestuivers het dan kunnen meenemen. Bovendien krijgt zo’n bestuiver niet in een keer de hele voorraad te pakken. Dat zou een risico zijn, want zou zo’n beestje, om wat voor reden dan ook, niet doorvliegen naar een volgende geschikte bloem, dan heeft het stuifmeel van de eerste bloem geen enkele andere kunnen bestuiven.

Willy van Strien

Foto’s
Groot:
Aardhommel. ©entomart (Wikimedia Commons)
Klein:
Bitterzoet. H. Zell (Wikimedia Commons)
Aardhommel en bloem van Solanum rostratum. Mario Vallejo-Marín

Bekijk en beluister trilbestuiving, en hier zijn mooie opnamen in slow motion

Bronnen:
Morgan, T., P. Whitehorn, G.C. Lye & M. Vallejo-Marín, 2016. Floral sonication is an innate behaviour in bumblebees that can be fine-tuned with experience in manipulating flowers. Journal of Insect Behavior 29: 233–241. Doi: 10.1007/s10905-016-9553-5
De Luca. P.A., L.F. Bussière, D. Souto-Vilaros, D. Goulson, A.C. Mason & M. Vallejo-Marín, 2013. Variability in bumblebee pollination buzzes affects the quantity of pollen released from flowers. Oecologia 172: 805–816. Doi: 10.1007/s00442-012-2535-1
De Luca, P.A. & M. Vallejo-Marín, 2013. What’s the ‘buzz’ about? The ecology and evolutionary significance of buzz-pollination. Current Opinion in Plant Biology 16: 429-435. Doi: 10.1016/j.pbi.2013.05.002

Snelle hap

21 april 2016 /

Dwergvleermuis houdt twee prooien tegelijk in de peiling

Een jagende dwergvleermuis plukt in razend tempo het ene na het andere insect uit de lucht. Emyo Fujioka en collega’s achterhaalden hoe hij zo behendig en succesvol kan zijn.

Elke paar seconden is het raak. Dan heeft een jagende dwergvleermuis alweer een beestje te pakken, vaak een mug of een motje. Hoe is het mogelijk dat hij steeds weer zo snel een nieuwe prooi weet te vinden en te vangen?

Piepgeluidjes

Om dat te achterhalen stelden Emyo Fujioka een netwerk op van microfoons. Die vingen het geluid op dat een Japanse dwergvleermuis (Pipistrellus abramus) uitstoot om prooien te zoeken. Een vleermuis brengt piepgeluidjes voort, zo hoog dat wij het niet kunnen horen. Stuit de geluidsgolf op een prooi, dan weerkaatst die en uit de echo maakt de vleermuis op waar de prooi vliegt. De gezamenlijke microfoons registreerden de richting van de vleermuispiepjes, en dat gaf de richting aan waarin een vleermuis vloog.

Uit het onderzoek bleek hoe een Japanse dwergvleermuis dubbele aanvallen plant. Als hij twee prooien waarneemt, zou hij eerst in een rechte lijn naar de eerste kunnen vliegen, die grijpen en daarna afbuigen om op de volgende af te gaan. Maar kan hij die dan nog wel vinden?

In een moeite door

Hij doet het slimmer: hij past zijn vliegroute meteen aan om zich op beide prooien tegelijk te richten. Hij benadert zijn eerste prooi vanuit een richting waarin hij niet alleen de eerste, maar ook de tweede recht voor zich heeft en goed in de peiling kan houden. Na de eerste hap heeft hij dan binnen een seconde ook de tweede te pakken, in één moeite door.

De Japanse dwergvleermuis komt in een groot deel van Azië voor. Goeie kans dat de gewone dwergvleermuis uit Europa (Pipistrellus pipistrellus), de meest voorkomende vleermuis in Nederland, het ook zo doet.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Gewone dwergvleermuis Pipistrellus pipistrellus, op jacht. Barracuda 1983 (Wikimedia Commons)
Klein: Japanse dwergvleermuis Pipistrellus abramus. Shizuko Hiryu

Bron:
Fujioka, E., I. Aihara, M. Sumiya, K. Aihara & S. Hiryu, 2016. Echolocating bats use future-target information for optimal foraging. PNAS, 11 april online. Doi: 10.1073/pnas.1515091113

Bluf

18 april 2016 /

Slecht bewapende wenkkrab laat zich niet meteen kennen

Lefgozers zijn het: mannetjes van de wenkkrab Uca lactea die een slechte schaar als wapen hebben in plaats van een stevige. Al bluffend kunnen ze een ander soms verjagen, schrijven Daisuke Muramatsu en Tsunenori Koga. Maar komen ze in het nauw, dan gaan ze ervandoor.

Wenkkrab-mannetjes sjouwen altijd met een wapen rond: een van hun scharen is vergroot. Hij is zelfs groter dan de rest van het beest – een komisch gezicht. Ze knokken onderling met die enorme schaar, bijvoorbeeld om het bezit van een holletje. De helft van de mannen draagt zijn wapen rechts, de andere helft is linksdragend.
Uca lactea is een van de ongeveer honderd soorten wenkkrabben. Hij scharrelt rond langs kusten van Japan, Taiwan, Zuid-Korea en China op moddervlakten die bij eb droogvallen. De mannetjes zien er allemaal indrukwekkend uit. Maar bij één op de vijf is dat schijn. Zo’n mannetje heeft zijn oorspronkelijke schaar verloren, misschien bij een gevecht of een ontmoeting met een roofvijand. Er verscheen een nieuw exemplaar dat wel net zo groot werd als het oorspronkelijke, maar lang niet zo stevig is. Het mannetje moet zich voortaan zien te redden met een slecht wapen.

Glad

Hij houdt zich gedeisd tot de nieuwe schaar volgroeid is. En dan wordt hij een lefgozer, ontdekten Daisuke Muramatsu en Tsunenori Koga. Hij zwaait met zijn schaar naar andere mannen alsof hij heel wat voorstelt. Maar als het menens wordt, maakt hij meestal gauw dat hij wegkomt.

De onderzoekers kwamen daar achter door een aantal ontmoetingen tussen twee heren te filmen. Soms ging het om twee mannetjes met een originele schaar, soms om een originele tegen een nieuwe. De krabben schijnen het verschil niet te zien. Zelf zagen de onderzoekers het wel: een originele schaar heeft namelijk tandjes aan de binnenkant, een nieuwe schaar is glad.

Wapengekletter eindigt niet altijd in een echt duel. Eerst dreigen de mannetjes, daarna grijpen ze elkaar bij de schaar beet en tenslotte proberen ze elkaar omver te zwiepen. Vaak maakt een van de twee halverwege een eind aan het contact. Maar komt het tot een gevecht, dan geldt: hoe groter de schaar, hoe groter de kans om te winnen. En ook: een originele schaar doet het beter dan een nieuwe.
Door stoer te doen slaagt een mannetje met een nieuwe schaar er soms in een mannetje met een kleinere schaar weg te jagen voordat het aankomt op een gevecht dat hij waarschijnlijk verloren zou hebben. Hij bluft – en dat werkt dan.

Stoerdoenerij

Maar het werkt niet altijd. Een mannetje met een originele schaar is erop voorbereid dat zijn tegenstander kan bluffen. Hij gaat vaak de strijd aan, ook als die ander een grotere schaar heeft. Blijkt de schaar van de tegenstander ook origineel, dan zal de dappere strijder waarschijnlijk verliezen. Maar vecht de tegenstander met een nieuwe schaar, dan heeft de held een goede kans om te winnen. Dat zagen de onderzoekers regelmatig gebeuren.
Ook durft een man met een originele schaar het op te nemen tegen een tegenstander die de schaar aan dezelfde kant heeft. Als twee rechtsdragende of twee linksdragende strijders tegenover elkaar staan, kunnen ze elkaar goed beetpakken en veel kracht zetten. Een originele schaar kan zo’n stevig gevecht hebben, een nieuwe schaar niet.

Komt het dan tot een echte krachtmeting, dan kan een mannetje met een nieuwe schaar zijn zwakheid niet meer maskeren met stoerdoenerij. Als hij zich laat meeslepen in een gevecht, is dat bij voorkeur met een mannetje met een kleinere schaar, want dan maakt hij nog een kans. En zit zijn schaar rechts, dan heeft hij liefst een linksdragende tegenstander en omgekeerd, want dan is de strijd minder krachtig.
Maar heeft de tegenstander een flinke schaar of draagt die zijn wapen aan dezelfde kant, dan geeft hij het op voordat de strijd escaleert.
Weg bluf.

Willy van Strien

Foto: Wenkkrab Uca lactea, mannetje. Changhua Coast Conservation Action (via Flickr, Creative Commons)

Bekijk een gevecht van Uca lactea (een rechtsdragende tegen een linksdragende man)

Bron:
Muramatsu, D. & T. Koga, 2016. Fighting with an unreliable weapon: opponent choice and risk avoidance in fiddler crab contests. Behavioral Ecology and Sociobiology, 4 april online. Doi: 10.1007/s00265-016-2094-2

Koningin doet zuinig

11 april 2016 /

Zaad van honingbij-man heeft topkwaliteit

Petje af voor de honingbij. Zowel koninginnen als mannetjes leveren verbazend goede prestaties wat de voortplanting betreft, laten Boris Baer en collega’s zien.

Als een honingbij-koningin aan het begin van haar vruchtbare leven een bruidsvlucht maakt, paart ze met een flink aantal mannetjes. Met het sperma dat ze dan vergaart, en waarvan ze hooguit 5 procent opslaat, moet ze het haar hele leven doen. Ze springt er verschrikkelijk zuinig mee om, schrijven Boris Baer en collega’s, en weet er maar liefst anderhalf miljoen eitjes mee te bevruchten, een ongelooflijk aantal.
De biologen onderzochten hoe bijenkoninginnen het sperma gebruiken in een gebied in West Australië met een mild klimaat, waar de voortplanting het hele jaar doorgaat en een koningin drie jaar productief blijft. Bij ons ligt de voortplanting ’s winters stil en kan een koningin acht jaar oud worden.

Het sperma dat een koningin bij de bruidsvlucht krijgt en opslaat, gaat naar een met vloeistof gevuld zakje; daarin blijven de zaadcellen in leven. Ze zijn alleen nodig voor de eitjes die dochters gaan opleveren, dat wil zeggen werksters en nieuwe koninginnen. Die eitjes moeten bevrucht worden. Zonen ontstaan uit onbevruchte eitjes. De koningin legt elk eitje in een eigen cel in een raat. Er zijn speciale cellen voor werksters, mannetjes en nieuwe koninginnen; de cellen voor werksters zijn het kleinst.

Afgepaste hoeveelheid

Om een eitje te bevruchten, laat Baer zien, past de koningin een uiterst kleine hoeveelheid vloeistof af, voor elk eitje dezelfde hoeveelheid. Daar zitten gemiddeld maar twee zaadcellen in, zo bleek toen hij pas gelegde eitjes uit werkster-cellen, dus bevruchte eitjes, onder de microscoop bekeek. Hij telde de zaadcellen die aan buitenkant op zo’n eitje plakten en telde daar één zaadcel bij op, de zaadcel die het eitje was binnengegaan om het te bevruchten.
Slechts enkele zaadcellen zijn dus voldoende om een eitje te bevruchten! Het sperma van een honingbij-man heeft kennelijk een zeer hoge kwaliteit, met zeer veel zaadcellen die in staat zijn om succesvol een eitje binnen te dringen. Ter vergelijking: een ivf-behandeling heeft alleen kans van slagen als er minimaal een miljoen zaadcellen met een eicel in contact wordt gebracht.

Het vloeistof uit het opslagzakje dat de koningin voor bevruchting aftapt, wordt weer aangevuld. Daardoor daalt de concentratie van zaadcellen. Omdat de koningin een vaste hoeveelheid vloeistof per eitje afpast, zijn er, naarmate ze ouder wordt, steeds minder zaadcellen per eitje beschikbaar. Een jonge koningin laat gemiddeld 5 à 6 zaadcellen per eitje toe, een oude vaak slechts één.

Voorraad uitgeput

Uiteindelijk, denkt Baer, zal het gebeuren dat niet alle eitjes in werkstercellen bevrucht zijn en zich tot werkster ontwikkelen. Dat is voor het volk het teken dat de koningin-moeder uitgeput raakt, althans: haar zaadvoorraad. De werksters doden haar en stellen een jonge koningin aan.
Het is hard, maar het moet. Want als ze het zo ver laten komen dat een koningin alleen nog maar zonen voortbrengt, komt het voortbestaan van de kolonie in gevaar. Dan verschijnen immers geen nieuwe werksters meer om het werk te doen en geen jonge koninginnen die de oude kunnen opvolgen of die kunnen uitzwermen. Het is daarom ook in het belang van de koningin zelf dat ze op tijd wordt afgezet.

Willy van Strien

Foto: Koningin honingbij. USGS Bee Inventory and Monitoring Lab, Beltsville, USA (Wikimedia Commons)

Bron:
Baer, J., J. Collins, K. Maalaps & S.P.A. den Boer, 2016. Sperm use economy of honeybee (Apis mellifera) queens. Ecology and Evolution, 22 maart online. Doi: 10.1002/ece3.2075

Lievelingetje

24 maart 2016 /

Boerenzwaluw trekt veelbelovende zoon voor

Boerenzwaluw trekt veelbelovende zoon voor

Alle jonge boerenzwaluwen schreeuwen om voer en ze krijgen allemaal wat – maar niet allemaal even veel, zagen Andrea Romano en collega’s. Sommige jongen krijgen wat extra toegestopt. Niet eerlijk, wel verklaarbaar.

Langzaam komen ze momenteel binnen na hun overwintering in Afrika: de boerenzwaluwen. Binnenkort bouwen ze een nest en gaan ze broeden. En als de jongen uitgekomen zijn, moeten pa en ma zorgen dat ze voldoende te eten krijgen, de hele dag door. Een flinke opgave.
Je zou verwachten dat de ouders het voer eerlijk onder hun jongen verdelen, zodat die allemaal dezelfde kans hebben om uit te vliegen en een gezonde, sterke volwassene te worden. Maar Andrea Romano en collega’s menen dat de ouders juist beter oneerlijk kunnen zijn. Waarom?

Hun redenering draait om het aantal kleinkinderen dat de ouders volgend jaar kunnen verwachten: dat moet zo groot mogelijk zijn. De dochters zullen allemaal ongeveer evenveel jongen op de wereld zetten. Zij produceren maximaal drie legsels in het seizoen met gemiddeld vijf jongen. Elke dochter is, als bron van kleinkinderen, evenveel waard en verdient dan ook eenzelfde behandeling.

Verwennen

Voor zonen ligt dat anders: het aantal kleinkinderen dat zij opleveren is afhankelijk van hun populariteit. Een man die populair is, vindt snel een partner die hem bovendien trouw is. De jongen in zijn nest hebben niet stiekem een andere biologische vader. Daarbij is hij welkom bij andere vrouwtjes om buitenechtelijk jongen te verwekken. Dat is bij boerenzwaluwen, net als bij veel andere vogels, gangbare praktijk: een op de drie jongen is niet van de sociale vader.
En wat belangrijk is voor dit verhaal: al vroeg is duidelijk welke zoon succesvol wordt. Vrouwtjes zijn gecharmeerd van mannetjes met lange staartveren en met een donker getinte buik. De toekomstige staart is in het nest nog niet te zien, maar de buikveren vanaf twee weken wel. De kleur (wit of beige) varieert en hoe donkerder de buikveren van een jong, hoe donkerder de kleur zal zijn als hij volwassen is. Aangezien de jongen zich tot boven de rand van het nest oprichten als de ouders met voedsel aan komen zetten, zien zij die buikveren goed.
Omdat een zoon met een donkerder buik later succesvoller zal zijn dan een bleker exemplaar, zouden de ouders hem een beetje moeten verwennen. Dan kan hij sneller groeien, sterker worden en volgend jaar maximaal presteren. De voortrekkerij levert de ouders daardoor meer kleinkinderen op. Aan een bleke zoon zou extra voedsel minder goed besteed zijn.

Tot dusver de veronderstelling. Klopt het ook?

Iets extra

Om dat uit te zoeken, maakte Romano de buikveren van de helft van de jongen uit bijna dertig nesten, zonen én dochters, wat donkerder. Vervolgens hield hij elk bijgekleurd jong anderhalf uur in de gaten, samen met een ander jong dat van hetzelfde geslacht was en even groot. Zo kon hij zien of het donkerder jong vaker voedsel kreeg van de ouders, die per bezoek steeds voor één van de kinderen een hapje brengen.
De ouders kunnen zonen van dochters onderscheiden omdat ze anders roepen en omdat hun opengesperde bek een andere kleur heeft. Bij de proeven kregen dochters, zoals verwacht, allemaal even vaak te eten, of ze nu licht of wat donkerder gekleurd waren. Maar bij de zonen maakten de ouders inderdaad verschil: donkere zonen kregen iets extra, ook al bedelden ze niet intensiever dan hun blekere broertjes.

De vondst dat vogelouders dochters gelijk behandelen, maar zonen niet, is nieuw. De veronderstelling van de biologen lijkt te kloppen. Het zou mooi zijn als verder onderzoek bevestigt dat boerenzwaluwen, en wie weet ook andere vogels, een veelbelovende zoon voortrekken.

Willy van Strien

Foto: Immanuel Giel (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Romano, A., G. Bazzi, M. Caprioli, M. Corti, A. Costanzo, D. Rubolini & N. Saino, 2016. Nestling sex and plumage color predict food allocation by barn swallow parents. Behavioral Ecology, 18 maart online. Doi: 10.1093/beheco/arw040
Hubbard, J.K., B.R. Jenkins & R.J. Safran, 2015. Quantitative genetics of plumage color: lifetime effects of early nest environment on a colorful sexual signal. Ecology and Evolution 5: 3436-3449. Doi: 10.1002/ece3.1602
Vortman,Y., A. Lotem, R. Dor, I. Lovette & R.J. Safran, 2013. Multiple sexual signals and behavioral reproductive isolation in a diverging population. The American Naturalist 182: 514-523. Doi: 10.1086/671908
Vortman, Y., A. Lotem, R. Dor, I.J. Lovette & R.J. Safran, 2011. The sexual signals of the East-Mediterranean barn swallow: a different swallow tale. Behavioral Ecology 22: 1344-1352. Doi: 10.1093/beheco/arr139

Maakbare mond

18 maart 2016 /

Poliep Hydra trekt zijn scheur open

Zoetwaterpoliep moet steeds opnieuw een mond maken

Een mond die uit het niets ontstaat als dat nodig is en vervolgens weer naadloos dichtgroeit: het bestaat, en wel bij zoetwaterpoliepen. Jason Carter en collega’s ontdekten hoe vervormbare cellen deze truc mogelijk maken.

Hoewel zoetwaterpoliepen (Hydra-soorten) vastgehecht staan op een ondergrond, zijn het geen planten maar dieren, verwant aan zee-anemonen en kwallen. Dieren die vast voedsel gebruiken. Met hun ring van tentakels vangen ze een prooi, bijvoorbeeld een watervlo, en vanuit netelcellen schieten ze giftige harpoentjes af om die te doden of te verlammen. Dan kunnen ze de vangst opeten.
Het vreemde is alleen, dat de beestjes geen mondopening hebben. Het zogenoemde mondveld tussen de tentakels bestaat uit twee gesloten lagen van huidcellen die stevig aan elkaar vast zitten.

Maar geen nood: de beestjes toveren wel even een mond te voorschijn!

Scheuren

Een poliep scheurt de cellagen dan letterlijk uiteen. In ongeveer een minuut ontstaat er een gapend gat. Als de hap naar binnen is, sluit de cellaag zich weer spoorloos en naadloos. Mond dicht = mond weg, het ziet eruit alsof er niets gebeurd is. Later verschijnt er weer een opening die de onverteerbare restjes van het maal uitspuugt. Daarna trekt het gat weer dicht. En als de poliep opnieuw een prooi te pakken heeft, scheuren de cellagen weer open.

Gigantische muil

Met beeldvormende microscopische technieken laten Jason Carter en collega’s nu zien wat er gebeurt als er een mond verschijnt en verdwijnt bij de gewone zoetwaterpoliep, Hydra vulgaris, een wezentje van ongeveer een centimeter groot. Spiervezels die als spaken in het mondveld liggen trekken de cellen uiteen als de mond ontstaat. De cellen in het mondgebied strekken zich enorm: van bollen veranderen ze in dunne slierten rondom het groeiende gat. Ze wisselen niet van plaats en houden dezelfde buren.
Als het gat zich sluit, trekken ringvormige spiervezels de cellen weer bijeen. De cellen nemen hun oorspronkelijke bolvorm aan.
De poliepen kunnen per keer regelen hoe groot de mondopening wordt, schrijven de onderzoekers. Ze maken een gigantische muil als er een grote prooi is om op te slokken.

Waarom de poliepen niet gewoon een blijvende mondopening hebben, zodat de cellen niet steeds van vorm hoeven te veranderen? Niemand die het weet.

Willy van Strien

Foto: Gewone zoetwaterpoliep (Hydra vulgaris). Proyecto Agua (via Flickr, Creative Commons)

Bron:
Carter, J.A., C. Hyland, R.E. Steele & E-M.S. Collins, 2016. Dynamics of mouth opening in Hydra. Biophysical Journal 110: 1191–1201. Doi: 10.1016/j.bpj.2016.01.008

Hij pakt haar in

15 maart 2016 /

Het gaat hard tegen hard bij kraamwebspin

Hij pakt haar poten in om te voorkomen dat zij hem opeet: seks is een heftig gebeuren bij de kraamwebspin Pisaurina mira, laten Alissa Anderson en Eileen Hebets zien. Maar kennelijk werkt het voor hen.

Voor romantiek moet je niet bij spinnen zijn – bijvoorbeeld niet bij de Noord-Amerikaanse kraamwebspin Pisaurina mira. Voor een vrouwtje is het heel gewoon om een mannetje dat toenadering zoekt op te eten. Opgeruimd staat netjes. En hij is ook niet zachtzinnig. Hij bindt haar poten vast om haar in bedwang te houden tijdens de paring. Dat vergroot de kans dat hij het er levend van afbrengt, schrijven Alissa Anderson en Eileen Hebets.

Bekend was al dat het mannetje twee paar poten van het vrouwtje met gesponnen draden omwikkelt voordat hij tot de eigenlijke paring overgaat. Haar twee andere pootparen houdt hij vast. Anderson en Hebets zochten nu uit of hij zo meer kans heeft om zijn klusje af te maken en vervolgens veilig weg te komen. Ze keken in het lab bij een aantal maagdelijke koppels toe hoe de ontmoeting verliep.

Tegenstribbelen

Een mannetje dat een vrouwtje benadert loopt al het risico om te worden opgegeten voordat hij iets heeft gedaan. Hoe kleiner hij is, hoe geringer de kans dat het vrouwtje een geschikte partner in hem ziet en hoe groter het risico dat ze hem meteen opeet. Alleen forse mannetjes maken kans op een welwillend onthaal. Aanvankelijk werkt het vrouwtje dan mee. Ze laat toe dat hij draden spint en daarmee haar poten vastbindt.
Het mannetje heeft zijn zaad uitgestort en in zijn twee pedipalpen genomen, een soort ‘bokshandschoentjes’ voor zijn voorpoten. Hij brengt een van de pedipalpen bij haar naar binnen om zijn sperma af te leveren. Tot zover kan hij ongestoord te werk gaan.
Maar dan begint ze tegen te stribbelen. Ze probeert zich los te maken en hij pakt haar poten opnieuw in om verder te kunnen gaan. Helpt dat?

De onderzoekers plakten bij een aantal mannetjes de spintepels af, zodat ze hun partner niet meer konden immobiliseren. Slechts enkele van deze gehandicapte mannetjes slaagden erin om ook de tweede pedipalp in te brengen; de meeste mannetjes lukte dat niet en veel van hen eindigden ongelukkig tussen de kaken van hun partner. De mannetjes die wel draden konden spinnen, wisten meestal ook de tweede pedipalp in te brengen en vervolgens te ontsnappen. De bondage helpt dus.

Kraamweb

De vraag is nog waarom het vrouwtje zich in het begin vrijwillig laat inpakken en toelaat dat het mannetje de eerste pedipalp inbrengt. Misschien heeft ze gewoon geen keus. Ze heeft tenslotte toch wat sperma nodig.

Voordat we nu concluderen dat spinnen alleen maar griezels zijn….  Als het vrouwtje eitjes heeft gelegd, draagt ze die bij zich in een eizak tot de jonge spinnetjes op uitkomen staan. Dan maakt ze een zogenoemd kraamweb waarin ze die zak ophangt. Ze bewaakt de eitjes en de jongen die uitkomen. Zo gevaarlijk als ze was voor haar minnaar, zo zorgzaam is ze nu voor haar kroost.

Willy van Strien

Foto: Een parend stel van Pisaurina mira. Alissa Anderson

Zie hoe het er bij deze spinnen aan toe gaat op een filmpje van de auteurs

Bronnen:
Anderson, A.G. & and E.A. Hebets, 2016. Benefits of size dimorphism and copulatory silk wrapping in the sexually cannibalistic nursery web spider, Pisaurina mira. Biology Letters 12: 20150957, 24 februari online. Doi: 10.1098/rsbl.2015.0957
Bruce, J.A. & J.E. Carico, 1988. Silk use during mating in Pisaurina mira (Walckenaer) (Araneae, Pisauridae). The Journal of Arachnology 16: 1-4

Eerst ouders helpen

2 maart 2016 /

Blauwkeelsialia stelt eigen nest vaak een jaartje uit

mannetje blauwkeelsialia bij nest

Veel jonge mannetjes van de blauwkeelsialia beginnen geen eigen gezin, maar helpen hun ouders. Dat is een goede optie, denken Caitlin Stern en Janis Dickinson. Eigen jongen komen later wel, als de vrouwtjes serieuze belangstelling tonen.

Broedende paartjes van veel vogelsoorten kunnen hulp krijgen als ze jongen grootbrengen, meestal van een mannetje dat familie is. Die hulp is welkom, want vogelouders moeten verschrikkelijk hard werken. Maar waarom heeft de helper daar een boodschap aan? Waarom stopt hij zijn energie niet liever in een eigen nest?
Caitlin Stern en Janis Dickinson vroegen zich dat af voor de blauwkeelsialia, een lijsterachtige vogel uit het Zuidwesten van de Verenigde Staten en Mexico. Ze komen met een nieuwe verklaring voor de hulpvaardigheid: overspel.

Mannetjes van veel soorten vogels helpen familieleden met hun oudertaak als zij zelf geen nestplek of geen vrouwtje hebben kunnen vinden of als hun nest verloren is gegaan. Zo helpen staartmezen hun broers en zussen als hun eigen nest is mislukt. Dat is makkelijk te verklaren. Deze vogels hebben pech. Laten ze het erbij zitten, dan is hun voortplantingssucces nul en het broedseizoen verloren. Maar als ze familieleden gaan helpen en daarmee de kans vergroten dat al hun jongen gezond uitvliegen, dan delen ze in dat grotere voortplantingssucces. Die jongen zijn immers aan hen verwant.

Overspel

Maar veel jonge mannelijke blauwkeelsialia’s proberen niet eens een eigen gezin te stichten. Een van de drie mannetjes die een jaar na geboorte nog in hun geboortegebied verblijven en waarvan de ouders nog bij elkaar zijn, staat de ouders bij als die in het nieuwe broedseizoen opnieuw jongen hebben. De helpers voeren de kleintjes en verdedigen het nest.

Dat lijkt onlogisch. Eigen jongen krijgen levert toch meer op dan ouders helpen zodat hun jongen, broers en zussen van de helpers, betere kansen hebben?

Dat is inderdaad waar. Het punt is alleen, dat een mannetje nooit zeker is dat de jongen in zijn nest inderdaad van hem zijn.

Zoals veel andere soorten vogels, doen ook blauwkeelsialia’s aan overspel. En het zijn vooral de oudere mannetjes waar vrouwtjes jongen van willen. Oude mannetjes hebben bewezen dat ze overlevers zijn en de kans is groot dat hun jongen hun kracht erven. Jonge mannetjes worden dan ook vaak door hun partner bedonderd.

Betere optie

Een jong mannetje dat een nest begint, loopt daardoor het risico dat hij andermans jongen verzorgt. Misschien zelfs uitsluitend andermans jongen; in dat geval heeft hij helemaal geen voortplantingssucces.
Maar een jong mannetje dat zijn ouders helpt, brengt zijn broers en zussen groot. Het zijn volle broers en zussen als zijn vader ook hun vader is, en nog altijd halfvolle broers en zussen als zijn moeder vreemd is gegaan; die kans is kleiner naarmate zijn vader ouder en dus aantrekkelijker is. Zo kan een mannetje, gek genoeg, meer verwant zijn met de jongen in het nest van zijn vader dan met de jongen in zijn eigen nest. Dan kan helpen een betere optie zijn dan voor zichzelf beginnen.

Het komt goed

Daar komt bij dat hulp de werklast van de ouders verlicht, zodat hun kans op overleven groter wordt. En volgend jaar is pa nog aantrekkelijker en succesvoller. De helper zelf heeft minder werk dan hij aan een eigen nest zou hebben. Hij spaart zijn krachten en dat vergroot de kans dat hij een leeftijd bereikt waarop hij succesvol is bij een eigen partner en daarbij buitenechtelijke avontuurtjes kan aangaan. Dan komt het helemaal goed met zijn voortplantingssucces.

Dankzij jarenlang onderzoek kenden Stern en Dickinson blauwkeelsialia’s goed genoeg om door te rekenen of helpen voor jonge mannetjes beter kan zijn dan zelf broeden. Dat bleek inderdaad het geval.

Een hoge mate van overspel waar de jonge mannetjes de dupe van zijn en waar de oude mannetjes van profiteren, verklaart dus dat veel jonge mannetjes afzien van een eigen nest en hun ouders gaan helpen. Voor vrouwtjes gaat het verhaal niet op. Omdat zij altijd de moeder zijn van de jongen in hun nest, kunnen ze altijd beter zelf broeden dan hun ouders helpen – en dat doen ze dan ook. De vogels hebben het goed begrepen.

Willy van Strien

Foto: Blauwkeelsialia, mannetje bij nest. VivaVictoria (Wikimedia Commons)

Staartmezen helpen als hun nest is mislukt. Zie: Hulp in moeilijke jaren

Bronnen:
Stern, C.A. & J.L. Dickinson, 2016. Effects of load-lightening and delayed extrapair benefits on the fitness consequences of helping behavior. Behavioral Ecology, 17 februari online. Doi: 10.1093/beheco/arw018
Dickinson, J.L., W.D. Koenig & F.A. Pitelka, 1996. Fitness consequences of helping behavior in the western bluebird. Behavioral Ecology 7: 168-177. Doi: 10.1093/beheco/7.2.168

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2025 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑