Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 25 van 44

Strak in het pak

Jonge staartmezen gaan goed gekleed het najaar in. Zij wel

Jongen van de meeste soorten Europese zangvogels ruien kort nadat ze zijn uitgevlogen. Slechts enkele soorten, waaronder de staartmees, vernieuwen dan alle veren. Zo’n volledige rui is ideaal, schrijven Yosef Kiat en Ido Izhaki – maar vaak niet mogelijk.

Een vogel moet af en toe ruien, want veren slijten en met versleten vleugels is het slecht vliegen. Bovendien houden ze een vogel minder goed warm en droog. Europese zangvogels steken zich daarom tenminste een keer per jaar in een nieuw pak.
De eerste rui is al op heel jonge leeftijd: binnen een paar maanden nadat de jongen het nest hebben verlaten.
Bij de meeste soorten is die jeugdrui onvolledig. De jongen vernieuwen wel de dekveren en staartveren, maar niet de slagpennen, de grote veren aan de vleugels die nodig zijn om te kunnen vliegen. Slechts bij enkele soorten krijgen de jongen een volledig nieuw verenkleed, inclusief slagpennen. Dat zijn mussen, leeuweriken, baardman, grauwe gors, staartmees en zwartkoprietzanger.

Slagpennen vervangen

Waarom gaan alleen deze vogels met gloednieuwe slagpennen hun eerste najaar in en al die andere niet?
Om daar achter te komen, vergeleken Yosef Kiat en Ido Izhaki de kwaliteit van de slagpennen van jonge en volwassen vogels.
Ze vonden daar wetmatigheden in.

Bij soorten met een volledige jeugdrui in de eerste zomer, zoals de staartmees, komen de jongen met matige slagpennen uit het nest. De veren zijn slechter van kwaliteit dan die van hun ouders. Ze zijn smal, los van structuur en licht van kleur. En hoe lichter de kleur van een veer, hoe minder van het verstevigende pigment melanine er in zit. Maar bij de eerste rui verschijnen nieuwe slagpennen die veel sterker zijn. Ze zijn even goed als die van volwassen vogels, die in dezelfde periode ruien.

Onvolledige jeugdruiers beginnen met een verenpak dat dezelfde kwaliteit heeft als een volwassen verenkleed (en soms zelfs nog wat beter is). Maar als de vogels ’s zomers ruien, verwisselen de jonge vogels hun slagpennen niet. Zij moeten het voorlopig doen met slagpennen die al wat versleten zijn.

Tijdnood

De eerste strategie – minderwaardige slagpennen in het nest die snel worden vervangen door steviger exemplaren – is ideaal, volgens de onderzoekers. Omdat de eerste slagpennen niet van topkwaliteit zijn, kunnen de jongen zich sneller ontwikkelen en sneller het nest verlaten. De periode dat ze kwetsbaar zijn voor roofvijanden die vogelnesten leeghalen is dan sneller voorbij. En doordat ze dezelfde zomer nog volledig ruien, gaan ze met gloednieuwe slagpennen het najaar in. De kans dat ze levend de winter doorkomen is daarmee groter.

Dan is de vraag natuurlijk waarom niet alle jonge vogels hun slagpennen vernieuwen bij de eerste rui. Antwoord: de meeste hebben daar geen tijd voor. Vogels die elders overwinteren moeten hun verenpak op orde hebben voordat ze gaan trekken. Vogels die jaarrond in het broedgebied blijven moeten goed in het pak zitten als het koud wordt. Maar ruien kost tijd, vooral voor grote veren, en jonge vogels doen er langer over dan volwassen dieren. Het kost bovendien veel energie, dus het proces moet zijn afgerond als het voedsel schaars wordt.
Een volledige rui is voor de meeste jonge zangvogels eenvoudigweg niet haalbaar.
Soorten die een grote afstand afleggen om te overwinteren, moeten vroeg vertrekken. Onder die soorten is er niet één met een volledige jeugdrui.

Tropen

Ook niet-trekkende zangvogels die in het noordelijk deel van Europa leven hebben weinig tijd, omdat het voedselrijke seizoen er kort is. Grotere soorten hebben eveneens tijdnood, want hoe groter een vogel, hoe langer de rui duurt. En insecteneters zien het voedselaanbod na de zomer eerder teruglopen dan zaad- of vruchteneters. Bij deze groepen – noordelijke soorten, grote soorten en insecteneters – zijn dan ook in verhouding weinig volledige jeugdruiers te vinden.

Zangvogels die in de tropen broeden, hebben die tijdsdruk niet. Daar maken de meeste zangvogels in hun vroege jeugd een complete rui door.

Willy van Strien

Foto: jonge staartmezen. N. P. Holme (Wikimedia Commons)

Bron:
Kiat, Y. & I. Izhaki, 2016. Why renew fresh feathers? Advantages and conditions for the evolution of complete post-juvenile moult. Journal of Avian Biology 47: 47-56. Doi: 10.1111/jav.00717

Alternatief bestaan als miniman

Kleine gast helpt eenzame eendenmossel aan zaad

Een aantal exemplaren van de eendenmossel Scalpellum scalpellum

Sommige larven van de eendenmossel Scalpellum scalpellum wijken af van het geijkte ontwikkelingspatroon. Ze worden niet groot en zelfstandig, maar vestigen zich in een soortgenoot als minuscule spermaleverancier, zoals Jens Høeg en collega’s beschrijven. Dankzij deze inwonende minimannen planten ook alleenstaande eendenmossels zich voort.

Eendenmossels zijn schaaldieren net als kreeften, krabben en garnalen (het zijn dus geen mossels). Maar dat zou je niet zeggen, want ze zitten vastgegroeid op een ondergrond. Hoe moet dat dan met seks? De dieren kunnen immers niet van hun plaats komen om een soortgenoot te zoeken. De meeste soorten eendenmossels zijn hermafrodiet: de dieren maken zowel eicellen als zaadcellen, dus ze kunnen in theorie zichzelf bevruchten. In praktijk doen ze dat zelden. Seksueel contact is daarom onontbeerlijk voor hun voortplanting.
Dieren die in groepen bijeen staan, redden zich prima. Met hun in verhouding lange penis kunnen ze elkaar bereiken.

Eenling

Maar een alleenstaand exemplaar kan op die manier van niemand sperma krijgen om zijn eitjes te bevruchten. En hij kan niemand van sperma voorzien. Een eenling blijft zonder nageslacht.
Sommige soorten lossen dat op verrassende wijze op. We bespraken al eens de eendenmossel Pollicipes polymerus die leeft langs de Atlantische kust van Europa en Noord-Afrika. Tegen de gewoonte van schaaldieren in loost die sperma zomaar in zee, zoals veel bloemen hun stuifmeel met de wind meegeven. Veel zaad gaat verloren, maar een deel komt bij een soortgenoot terecht.

De noordelijkere soort Scalpellum scalpellum pakt het nog gekker aan. Sommige jonge dieren groeien niet gewoon uit tot zelfstandig hermafrodiet, maar worden piepkleine mannetjes. Ze leven in een hermafrodiete soortgenoot en leveren sperma, zoals Jens Høeg en collega’s beschrijven. Met zo’n kleine gast aan boord kan ook een eenling zijn eitjes bevruchten.

Bindmiddel

Een eendenmossel begint zijn leven als bevrucht eitje. Daar komt een naupliuslarve uit die na een aantal vervellingen verandert in een cyprislarve. De larven zwemmen vrij rond en maken deel uit van het dierlijk plankton in zee.
De cyprislarve zoekt, zwemmend en ‘wandelend’ op antenne-achtige uitsteeksels, een geschikte plaats om zich te vestigen. Een cypris van Scalpellum scalpellum gaat meestal op een beestje zitten: een poliep of een zee-egel. Hij zet zich vast met een stevig bindmiddel en ondergaat een metamorfose tot volwassen dier, met een steel en een lijf van ongeveer één centimeter lang, beschermd door een pantser van kalkplaten. Door een lange, smalle mantelopening aan de voorkant steken zes veervormige pootjes naar buiten.

Cyprislarven van Scalpellum scalpellum hechten zich aan een soortgenootMaar sommige cyprislarven van Scalpellum scalpellum nemen een alternatieve route. Ze landen op de mantelrand van een volwassen exemplaar, graven zich in en veranderen in minuscule, inwonende mannetjes met een eenvoudige bouw. Bij volwassen eendenmossels in zee telden de onderzoekers gemiddeld 3 van die kleine gasten; het aantal liep uiteen van 0 tot 13.

Wat maakt nu dat sommige larven van de normale ontwikkeling tot hermafrodiet afwijken en de alternatieve weg inslaan?

Høeg en collega’s laten zien dat vrij zwemmende cyprislarven allemaal eender zijn. Toekomstige mannetjes zijn er nog niet uit te halen.
Toen de onderzoekers een aantal larven in het lab alleen poliepen – en geen volgroeide soortgenoten – aanboden om zich op te vestigen, werden die allemaal hermafrodiet; er verscheen geen enkel mannetje. Elke larve kan dus de ontwikkeling tot hermafrodiet volgen.

Definitief

Maar kregen de larven zowel poliepen als volwassen soortgenoten tot hun beschikking, dan hechtten sommige larven zich vast op de mantelrand van een soortgenoot en groeiden uit tot mannetje. Waarschijnlijk schakelt een chemische stof daar de alternatieve ontwikkelingsroute aan.
Dat proces is al snel onomkeerbaar. Verhuisden de biologen zulke larven binnen drie uur van de mantelopening naar een poliep, dan werden het alsnog hermafrodieten. Maar na drie uur is de ontwikkeling tot miniman definitief ingezet en niet meer terug te draaien. Na een dag of vier zien de aankomende minimannen er duidelijk anders uit dan toekomstige hermafrodieten en nog een paar dagen later is hun metamorfose voltooid. Hermafrodieten hebben meer tijd nodig voor hun ontwikkeling.

Twee kanten op

Kunnen alle cyprislarven miniman worden?
Het blijkt van niet.
Hoeveel hermafrodieten er ook aanwezig zijn, slechts maximaal de helft van de cyprislarven hecht zich op hen vast; de rest wordt hermafrodiet.
De onderzoekers leiden daaruit af dat de helft van de larven erfelijk is voorbestemd om als hermafrodiet te leven. Die larven hebben maar één optie. De andere helft kan twee kanten op, afhankelijk van waar ze zich vestigen. Daardoor loopt het percentage minimannen uiteen van 0 tot 50.

Scalpellum scalpellum is een van de heel weinige diersoorten waar mannetjes voorkomen naast hermafrodieten. De minimannen hebben een succesvolle strategie omdat alleen zij eenzame soortgenoten van sperma kunnen voorzien.

Willy van Strien

Foto’s: Jens Thorvald Høeg
Groot: volwassen, hermafrodiete exemplaren van Scalpellum scalpellum
Klein: cyprislarven vestigen zich bij de mantelopening van een hermafrodiet

De eendenmossel Pollicipes polymerus heeft een andere methode om alleenstaanden te bevruchten: die loost zijn zaad in zee.

Bronnen:
Høeg, J.T., Y. Yusa & N. Dreyer, 2015. Sex determination in the androdioecious barnacle Scalpellum scalpellum (Crustacea: Cirripedia). Biological Journal of the Linnean Society, 28 december online. Doi: 10.1111/bij.12735
Spremberg, U., J.T. Høeg, L. Buhl-Mortensen & Y. Yusa, 2012. Cypris settlement and dwarf male formation in the barnacle Scalpellum scalpellum: a model for an androdioecious reproductive system. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 422-423: 39–47. Doi: 10.1016/j.jembe.2012.04.004

Smidse onder water

Lipvis slaat zijn harde prooien stuk op stenen

De lipvis Semicossyphus pulcher

Sommige lipvissen kunnen grote, gepantserde prooien aan door ze kapot te slaan tegen stenen, laat Robert Dunn zien. Deze vissen zijn even handig als zanglijsters.

De lipvis Semicossyphus pulcher eet dieren die stevig zijn ingepakt: schelpdieren, schaaldieren en vooral zee-egels, die een stekelige pantser hebben. Die prooien zijn niet altijd makkelijk te kraken. Robert Dunn laat zien hoe de vis daar toch in slaagt: hij slaat zijn prooien kapot op stenen.
Semicossyphus pulcher leeft in kelpwouden (velden met zeewieren) en op rotsbodems voor de kust van Californië. Hij heeft geen Nederlandse naam, maar in navolging van de Engelsen zouden we hem Californische schaapskop kunnen noemen.

Slaan of kraken

Op verschillende plaatsen tussen de kelp stapelde Dunn wat stenen op; hij legde paarse zee-egels neer (Strongylocentrotus purpuratus) en filmde schaapskoppen die de zee-egels kwamen halen met een videocamera onder water.
Hij zag later op de beelden wat er gebeurt als vrouwelijke schaapskoppen een zee-egel oppakken. Ze slaan het pantser van zo’n beestje vaak stuk op de stenen, pellen hem vervolgens en eten de inhoud op. De vissen kwamen steeds naar dezelfde plek toe om hun prooien te breken.

Mannetjes sloegen de gevonden zee-egels niet kapot. Dat hoefde ook niet: mannetjes zijn groter en kunnen de zee-egels met hun kaken kraken. Maar als mannetjes met grotere prooien te maken hebben, doen ze waarschijnlijk hetzelfde.

Dit is een van de eerste ontdekkingen van vissen die stenen gebruiken om een harde prooi kapot te slaan; er zijn nog een paar andere soorten lipvissen bekend die dat doen. Deze vissen gedragen zich als zanglijsters. Die slaan huisjesslakken stuk op een vaste plaats, de smidse, waar dan ook veel gebroken slakkenhuisjes omheen liggen. Deze vissen zijn even handig.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Lipvis Semicossyphus pulcher mannetje. Kristin Riser (Wikimedia Commons)
Klein: Zee-egel Strongylocentrotus purpuratus. Taollan82 (Wikimedia Commons)

Bekijk twee filmpjes: de lipvis Semicossyphus pulcher behandelt zijn prooi net als een zanglijster

Bron:
Dunn, R.P., 2015. Tool use by a temperate wrasse, California sheephead Semicossyphus pulcher. Journal of Fish Biology, 23 december online. Doi: 10.1111/jfb.12856

Heggenmus

Vlaamse vogel van het jaar 2016: een pittig beestje

Vlaanderen koos de heggenmus als vogel van het jaar 2016. Deze vogel lijkt een heel bescheiden en onopvallend type, maar vergis je niet: hij heeft veel temperament. Vooral in het broedseizoen.

Heggenmussen, klein en grijsbruin, zie je makkelijk over het hoofd. Maar ze komen veel voor, zoals je merkt als je eenmaal hun liedje herkent. En ze hebben een verrassend seksleven, ontdekte de Engelse bioloog Nick Davies na een jarenlange studie: gespannen triorelaties, een slopend aantal paringen en een vreemd ritueel.

Heibel

Aan het begin van het broedseizoen zetten de vrouwtjes een territorium uit. Ze verjagen andere vrouwtjes en bouwen alvast een nest in het struikgewas.
Wat later verdelen de mannetjes zich over die vrouwelijke territoria. Er ontstaan dan monogame paren, maar ook triorelaties. Want sommige mannetjes moeten een gebied met een vrouwelijk territorium erin delen met een concurrent. Dan heeft zo’n vrouwtje twee mannetjes. Andere mannetjes weten een gebied te bemachtigen waarin twee vrouwtjes leven.

Er komt heibel van als twee mannetjes een vrouwtje moeten delen. Dan wordt er een, de alfa-man, de baas en de ander, de bèta-man, zijn ondergeschikte. Alfa eist het vrouwtje op. Hij probeert uit alle macht bèta te verjagen, of in elk geval uit haar buurt te houden. Maar zij doet er alles aan om aan alfa’s aandacht te ontsnappen en stiekem ook met bèta te paren. En ondanks de verwoede inspanningen van alfa om het te voorkómen, lukt dat vaak. De rust keert terug als het vrouwtje haar eitjes heeft gelegd, dagelijks één, en gaat broeden.

Nest vernield

De mannetjes komen weer in beeld als de jongen zijn uitgekomen en gevoed moeten worden. De jonge vogeltjes werken een enorm aantal kleine beestjes weg en het is een hele toer om er genoeg te verzamelen. Het vrouwtje kan dat niet alleen. Ze heeft de hulp van een mannetje nodig, en liever nog twee mannetjes.
Alfa helpt zonder meer. Bèta springt bij als hij heeft kunnen paren, dus als enkele jongen van hem kunnen zijn. Maar heeft bèta niet gepaard, dan helpt hij niet. Dan is er zelfs een risico dat hij het nest vernielt zodat alle jongen verloren gaan.

Pikritueel

Vandaar dat een vrouwtje met twee mannetjes in haar territorium er zo op gebrand is om ook met bèta te paren. Ze moet beide mannetjes ervan zien te overtuigen dat ze de vader van een of meer jongen kunnen zijn. Zij nodigt hen voortdurend uit om haar te dekken. Aangezien het zaad van de laatste man de grootste kans heeft om het eerstvolgende ei te bevruchten, wil elke man als laatste gepaard hebben, en zo blijven ze bezig. Een vrouwtje in zo’n triorelatie paart tien à dertig keer per dag. Tien dagen lang, tot haar vruchtbare periode voorbij is.
Daarbij voltrekt zich steeds een vreemd ritueel. Het vrouwtje staat voor het mannetje en keert hem haar geslachtsopening toe. Hij pikt daar tientallen keren naar, ongeveer een minuut lang. De opening wordt roze en maakt een pompende beweging; soms komt er een druppeltje vloeistof naar buiten. Dan gaat het mannetje tot de eigenlijke paring over, die maar een fractie van een seconde duurt.

Davies ontdekte wat de vloeistof was: sperma van een vorig seksueel contact. Het mannetje wil het er waarschijnlijk uit hebben zodat het nieuwe sperma erdoor kan – en omdat het van de concurrent kan zijn.
Het pikritueel zal zijn oorsprong hebben in de relaties van twee mannetjes en één vrouwtje, maar gebeurt ook in monogame relaties.

Strijd

Als een vrouwtje zich van de hulp twee mannetjes weet te verzekeren, kan ze meer jongen groot brengen dan in een monogame relatie. Zij is met twee mannetjes het beste af. Maar die mannetjes moeten het vaderschap delen en hebben daardoor elk juist minder jongen dan in een monogame relatie. Wat voor vrouwtjes de beste optie is, pakt ongunstig uit voor mannetjes. Logisch dat alfa weinig verdraagzaam is tegenover bèta.

Maar omgekeerd geeft een relatie van twee vrouwtjes en één mannetje ook problemen.
Een mannetje is het beste af als hij een twee vrouwtjes voor zich alleen heeft. Dan is hij de vader van twee nesten met jongen. Omdat hij zijn hoognodige hulp over die twee nesten verdeelt en de kleintjes dus geen full-time vader hebben, overleven zij niet allemaal. Maar pa houdt er toch meer jongen aan over dan wanneer hij één vrouwtje zou hebben.
De vrouwtjes zijn in zo’n geval juist slecht af. Omdat niet al hun jongen opgroeien, levert deze situatie hen minder op dan een monogame relatie. Daarom loopt de strijd tussen de dames hoog op; het mannetje probeert dat te sussen.

Kortom: harmonie is vaak ver te zoeken bij deze bescheiden ogende vogel.

Willy van Strien
Dit stukje gaat bij wijze van uitzondering niet over recent onderzoek. Het is een verkorte versie van een hoofdstuk over heggenmussen in mijn boek Het penisduel.

Foto: Ken Billington (Wikimedia Commons)

Herken de zang van de heggenmus

Bron:
Davies, N.B., 1992. Dunnock behaviour and social evolution. Oxford University Press, Oxford.

Stevige hangplek

Spin zorgt ervoor dat haar parasiet kan overleven

Sluipwesp Polysphincta janzeni op het web van het slachtoffer

Sommige spinnen maken ineens een web dat nergens naar lijkt. Ze doen dat niet uit zichzelf, maar gedwongen door de parasitaire larve van een sluipwesp. Die is beter af in zo’n ongewoon web, laten Thiago Kloss en collega’s zien.

Spinnen die een parasitaire Polysphincta-sluipwesplarve bij zich dragen gaan op een goed moment een vreemd web maken. We beschreven dat al eerder voor Europese spinnen die geparasiteerd zijn door Polysphincta. Het idee is dat de sluipwesplarve ingrijpt in het weefgedrag van zijn slachtoffer omdat hij daar op de een of andere manier iets aan heeft.
Thiago Kloss en collega’s beschrijven nu hoe twee Zuid-Amerikaanse Polysphincta-sluipwespsoorten inderdaad profiteren van hun manipulaties.

Weerloos

Het verhaal van de spinnen en de sluipwespen is nogal gruwelijk. Een sluipwespvrouwtje verlamt een spin zodat ze een eitje op haar achterlijf kan leggen. Daar komt een larve uit die bloed uit zijn gastheer zuigt. De geplaagde spin leeft door en weeft haar normale ‘wielweb’, waarmee het goed insecten vangen is. Maar op een nacht, als de sluipwesplarve is volgroeid, verandert dat. De spin produceert ineens iets anders: een open structuur met een stevig, dicht geweven centrum.
De volgende dag sterft zij. De sluipwesplarve eet haar op, gaat in het midden van het rare web hangen en spint een cocon om zich heen. Daarin verpopt hij en tenslotte zal er een volwassen sluipwesp te voorschijn komen.
De hangende pop is weerloos: hij kan niet vluchten en hij kan zich niet verdedigen tegen roofvijanden. Kloss wilde weten of een pop aan een afwijkend web een grotere kans kans op overleven heeft dan aan een gewoon web.

In de Atlantische bossen van Oost-Brazilië zocht hij twee soorten spinnen, Cyclosa fililineata en Cyclosa morretes, waarop zich een sluipwesplarve had vastgeklemd, respectievelijk Polysphincta purcelli en Polysphincta janzeni. Op het moment dat de spinnen een abnormaal web geweven hadden, nam hij ze uit hun web. Een deel van de spinnen zette hij elk op een normaal wielweb van een parasietvrije soortgenoot (die hij eerst had weggehaald en verderop in de struiken gezet), de overige spinnen zette hij terug op hun eigen, gemanipuleerde web.
Al deze spinnen gingen diezelfde dag nog dood, wat te verwachten was aangezien de sluipwesplarven hun ontwikkeling hadden voltooid. De sluipwesplarven verpopten.
Hoe verging het die poppen?

Regenbuien

Met de sluipwesppoppen die aan een normaal web hingen liep het meestal slecht af. De wielwebben scheurden vaak kapot als het regende. Dan viel de pop op de grond en werd hij opgegeten door een hongerige roofvijand. De gemanipuleerde webben waren veel beter bestand tegen regenbuien en bleven meestal intact. Het gevolg was dat de sluipwesppoppen aan zo’n hangplek een veel grotere kans hadden om te overleven.

Het is duidelijk dat deze Polysphincta-soorten het normale weefgedrag van hun gastheer niet voor niets verstoren. Het verhoogt de kans dat ze het popstadium doorkomen en dat er een volwassen sluipwesp verschijnt.

Willy van Strien

Foto’s: Thiago G. Kloss
Groot: De sluipwesp Polysphincta janzeni op het web van de spin Cyclosa morretes
Klein: Larve van Polysphincta purcelli op gemanipuleerd web; de spin (Cyclosa fililineata) is dood

Zie ook: Macabere opdracht

Bron:
Kloss, T.G., M.O. Gonzaga, J.A. Martins Roxinol, C.F. Sperber, 2016. Host behavioural manipulation of two orb-weaver spiders by parasitoid wasps. Animal Behaviour 111:  289-296. Doi: 10.1016/j.anbehav.2015.11.001

Talentenjacht

Pauwspin-vrouwtje kiest voor de beste danser

Bij pauwspinnen hebben de mannetjes het niet makkelijk. Vrouwtjes willen alleen paren als mannetjes veel energie in hun dans steken, laten Madeline Girard en collega’s zien. De heren moeten er dus wel iets moois van maken.

Mannelijke pauwspinnetjes zijn prachtig om te zien en dansen als de beste. Ze heffen hun derde pootpaar op, brengen hun felgekleurde achterlijf omhoog, vouwen de zijflappen uit en zwaaien ermee. Maar dat wij dat mooi vinden, is voor hen natuurlijk totaal onbelangrijk. Zij tonen hun kunsten om vrouwtjes te verleiden. De vraag was tot nu toe of dat lukt. Wat vinden de spinnenvrouwtjes van de show die voor hen wordt opgevoerd? Maakt een mannetje dat een topprestatie levert meer kans om te mogen paren dan een mannetje dat zich minder inspant?

Intimiteit

Madeline Girard en collega’s zochten het uit voor het spinnetje Maratus volans. Ze zetten 86 keer een mannetje en een vrouwtje bij elkaar, filmden wat er gebeurde en namen de trillingen op die het baltsende mannetje produceerde en die deels hoorbaar zijn. Daarna plozen ze uit hoe intensief elk mannetje had gedanst, welke afstand hij had gehouden tot het vrouwtje en hoe de ontmoeting was afgelopen: had het vrouwtje aandacht, liep ze weg, werd ze agressief of was ze bereid om te paren.

Het valt niet mee om een dame te versieren, zo blijkt uit de gearrangeerde ontmoetingen. Vrouwtjes die al eerder een keer hadden gepaard lieten zich geen van allen overhalen om dat nog eens te doen. Van de maagdelijke vrouwtjes liet slechts een kwart intimiteit toe. Een mannetjes moet er dus voor werken.
En welke mannetjes hebben succes?

Prachtige vertoning

Dat zijn degenen die goed de aandacht van een vrouwtje weten vast te houden en dicht in haar buurt blijven. Hoe meer energie een mannetje in zijn dans steekt, hoe groter de kans dat het tot een paring komt. Daarbij telt ook zijn formaat: hoe zwaarder, hoe groter de kans op succes.

De vrouwtjes stellen dus hoge eisen aan de danskunst van de mannetjes, en die staan onder druk om er een prachtige vertoning van te maken. Want de mannetjes die zich het meest inspannen slagen er het beste in om vrouwtjes te verleiden en krijgen de meeste nakomelingen. Hun zoons zullen hun danstalent erven.

Waarschijnlijk speelt ook het kleurpatroon een rol. Maar de onderzoekers zijn er nog niet in geslaagd om dat uit te zoeken. De spinnetjes zijn namelijk zo piepklein – nog geen halve centimeter groot – dat het niet makkelijk is om verschillen in kleurpatroon tussen mannetjes op te meten.

Er zijn inmiddels 43 soorten pauwspinnen bekend, allemaal uit Australië. Jürgen Otto heeft hun dans mooi op film gezet.

Willy van Strien

Foto: Jürgen Otto (Creative Commons)

Zie ook: Kijk mij!

Bron:
Girard, M.B., D.O. Elias & M.M. Kasumovic, 2015. Female preference for multi-modal courtship: multiple signals are important for male mating success in peacock spiders. Proc. R. Soc. B 282: 20152222, 2 december online. Doi: 10.1098/rspb.2015.2222

Honkman, faar, satelliet

Toevalstreffers schiepen drie typen kemphaanmannen

de honkman is een van drie typen kemphaanmannen

Kemphaanmannen zijn er in drie typen die verschillen in een reeks van eigenschappen: elk type man heeft zijn kenmerkende uiterlijk, gedrag en hormoonhuishouding. Bekend was al dat daar een erfelijke basis voor is. Twee onderzoeksgroepen kunnen ons nu vertellen wanneer en hoe de mannentypen zijn ontstaan.

De ene man is de andere niet, bij kemphanen. Verreweg de meeste mannen zijn honkman, sommige zijn satelliet en een enkeling is faar. De verschillen zijn groot – we beschreven de kemphanen al eerder.

Erfelijk vastgelegd

Honkmannen krijgen in het voorjaar oorpluimen en een halskraag van voornamelijk donker gekleurde sierveren. Op speciale baltsplaatsen, waar vrouwen langs komen om zich te laten dekken, knokken ze om een eigen honk te veroveren. Een honkman die daarin slaagt maakt een goede kans bij de vrouwen, maar de meeste honkmannen blijven zonder honk.
Satellieten in baltskleed hebben ook oorpluimen en een halskraag, maar dan met witte veren. Zij gaan niet voor een eigen honk, maar voegen zich bij een succesvolle honkman en hoewel ze ondergeschikt aan hem zijn, zien ze regelmatig kans om in een onbewaakt ogenblik te paren.
Faren zijn kleiner, zien er uit als een vrouw en slaan in de drukte op de baltsplaats stiekem hun slag.

Het is uniek dat deze typen – met hun reeks van kenmerkende eigenschappen qua uiterlijk, gedrag en hormoonhuishouding – erfelijk zijn vastgelegd. Hoe kon zoiets ontstaan? Clemens Küpper en Sangeet Lamichhaney, van twee verschillende onderzoeksgroepen, onderzochten de kemphaangenetica en publiceren nu tegelijk verhalen die perfect op elkaar aansluiten. Pittige materie, maar heel interessant.

Achterstevoren

De oorspronkelijke kemphaanman was wat we nu de honkman noemen, de agressieve uitslover. Ongeveer vier miljoen jaar geleden verscheen naast hem de faar ten tonele, resultaat van een reorganisatie in het erfelijk materiaal, het dna. Dat dna is een lange keten van bouwstenen, verpakt in een aantal chromosomen. Elk individu heeft een dubbele set chromosomen, een set afkomstig van de vader en een van de moeder. Bij faren is een gedeelte van de keten op een van de chromosomen (maar niet bij zijn tegenhanger) achterstevoren gekeerd.

Die omkering heeft op zichzelf al eigenschappen veranderd. Maar de gevolgen strekken veel verder, want sinds de draaiing plaatsvond maakten de genen op het omgekeerde deel gezamenlijk en ongestoord een evolutionaire ontwikkeling door. Normaal wisselen gelijke chromosomen onderling stukjes dna uit bij de vorming van eicellen en zaadcellen, waarna die geslachtscellen elk één set herschikte chromosomen krijgen. Zo wordt het dna gehusseld en krijgt elke nakomeling een unieke combinatie van eigenschappen. Maar met een omgekeerd gedeelte kan niets uitgewisseld worden. De genen die er op liggen erven voortaan over als één blok, als ‘supergen’.

Truc

Het supergen van de kemphaan bestaat uit ruwweg honderd genen, en die vormen nou net een mooi geheel voor de mannelijke voortplanting: er zijn genen bij die betrokken zijn bij veerkleur, ontwikkeling van zaadcellen en hormoonhuishouding. Dit blok ontwikkelde zich bij de omgekeerde variant anders dan bij de oorspronkelijke versie, met als gevolg dat faren (met een omgekeerde en een oorspronkelijke versie van het supergen*) sterk gingen verschillen van honkmannen (met twee oorspronkelijke versies).

De faren ontwikkelden een voortplantingsstrategie waarbij ze zich voordoen als vrouw. Die truc werkt alleen als ze sterk in de minderheid zijn, en dat zijn ze dan ook: ze maken minder dan één procent van de populatie uit. Ze geven het omgekeerde supergen door aan de helft van hun zonen en dochters. Kemphaanzoons die van pa of ma de faarversie van het supergen erven, zijn faar. Dochters die de omkering dragen zijn wat kleiner dan andere vrouwen.

Derde type

De honkmanvariant en de faarvariant van het supergen bestaan dus al miljoenen jaren naast elkaar zonder dat ze stukjes dna kunnen uitwisselen. Maar….. één keer (misschien een paar keer) gebeurde dat vreemd genoeg toch en zo ontstond een derde variant van het supergen: de faarvariant (dus omgekeerd) met stukjes van de honkmanvariant. Dat was 500.000 jaar geleden.
Mannelijk dragers van die derde variant ontwikkelden zich tot het derde mannentype, de satelliet. Voor de voortplantingsstrategie van dit nieuwe type – samenwerken met een honkman en onopgemerkt proberen te paren – is wat meer plaats dan voor die van de faar: met 5 tot 20 procent van de mannen als satelliet zijn er voldoende succesvolle honkmannen waarbij ze zich kunnen aansluiten.

Bizarre situatie

Voor satellieten geldt dat ze, naast de satellietvariant van het supergen, de oorspronkelijke honkmanvariant hebben*. De helft van hun jongen krijgt van hen de satellietvariant mee, en de andere helft de honkmanvariant. Kemphaanzoons die van pa of ma de satellietversie van het supergen erven, zijn satelliet. Op dochters die de satellietvariant dragen heeft dat geen opmerkelijk effect.

En zo is de bizarre situatie ontstaan van drie erfelijk bepaalde typen mannen. Een unicum. Het is mooi dat we nu weten hoe die situatie kon ontstaan.

*Omdat bij de omkering vier miljoen jaar geleden een gen verloren is gegaan dat codeert voor een eiwit dat onmisbaar is bij de celdeling, komt een embryo met twee omgekeerde supergenen niet tot ontwikkeling.

Willy van Strien

Foto: Een honkman. René Smits (De wereld door mijn lenzen)

Zie ook: superman krijgt minidochters

Bronnen:
Küpper, C., M. Stocks, J.E. Risse, N. dos Remedios, L.L. Farrell, S.B McRae, T.C. Morgan, N. Karlionova, P. Pinchuk, Y.I. Verkuil, A.S. Kitaysky, J.C. Wingfield, T. Piersma, K. Zeng, J. Slate, M. Blaxter, D.B. Lank & T. Burke, 2015.  A supergene determines highly divergent male reproductive morphs in the ruff. Nature genetics, 16 november online. Doi: 10.1038/ng.3443
Lamichhaney, S., G. Fan, F. Widemo, U. Gunnarsson, D. Schwochow Thalmann, M.P. Hoeppner, S. Kerje, U. Gustafson, C. Shi, H. Zhang, W. Chen, X. Liang, L. Huang, J. Wang, E. Liang, Q. Wu, S. Ming-Yuen Lee, X. Xu, J. Höglund, X. Liu & L. Andersson, 2015. Structural genomic changes underlie alternative reproductive strategies in the ruff (Philomachus pugnax). Nature Genetics, 16 november online. Doi:10.1038/ng.3430

Ogen op de rug

Gepantserde keverslak heeft goed zicht op zijn omgeving

keverslak Acanthopleura granulata heeft honderden oogjes

Dankzij honderden microscopisch kleine oogjes op hun schelp kunnen keverslakken een roofvijand zien aankomen, schrijven Ling Li en collega’s. En ondanks de aanwezigheid van al die zachte oogjes is de schelp toch stevig.

Keverslakken zijn vrij simpele dieren. Ze zijn klein en ovaal en hun rug is helemaal afgedekt met een schild van acht schelpplaten die met een rand zijn omzoomd. Aan de buikzijde hebben ze een voet om mee te kruipen. Ze behoren tot de weekdieren, de diergroep waar ook slakken, tweekleppige schelpdieren en inktvissen onder vallen.

Honderden ogen

Maar hoe simpel ook, sommige soorten keverslakken hebben iets bijzonders: ogen op hun schelp. Microscopisch kleine ogen zijn het, maar compleet met een doorzichtige lens, een oogkamer en een netvlies van lichtgevoelige pigmentcellen. Niet een paar ogen, maar honderden.

schelp van keverslak met oogjesZo’n keverslak met oogjes op de rug is Acanthopleura granulata, een beestje van 5 tot 7 centimeter dat leeft in de branding van de zee bij Zuid-Florida en in het Caribische gebied.

Daniel Speiser ontdekte vijf jaar geleden dat de ooglenzen uit aragoniet bestaan, het mineraal waar ook de schelp van gemaakt is. Het zijn dus heel andere lenzen dan wij hebben; onze ooglenzen bestaan uit eiwit. Lenzen van aragoniet zijn van geen enkel ander dier bekend.

Beeld

Speiser stelde ook dat de ogen van keverslakken vermoedelijk vormen kunnen onderscheiden. Als hij het licht temperde, reageerden de dieren daar niet op. Maar als hij een donkere cirkel over hen heen bewoog, klampten ze zich stevig vast aan de ondergrond. Dat is een verdedigingsreactie: een roofvijand kan ze dan minder makkelijk pakken. De ogen zien zowel in water als in lucht. De beestjes hebben dus naar alle kanten zicht als het zeewater over hen heen spoelt, maar ook als ze even droog zitten.

Nu schrijven Ling Li en collega’s dat de ogen van Acanthopleura granulata inderdaad een beeld produceren. Ze kunnen een vis van twintig centimeter lang op dertig centimeter afstand enigszins herkenbaar weergeven. Het oplossend vermogen van een oogje is niet groot omdat het maar ongeveer 180 lichtgevoelige cellen heeft. Ter vergelijking: het netvlies van ons oog telt er ruim honderd miljoen. Maar het is voldoende om een naderende roofvijand te ontdekken.

Breekbaar

De oogjes hebben wel een nadeel: het zijn zwakke plekken in het schild. De lenzen, met een speciale kristalvorm van aragoniet, zijn erg breekbaar en de oogkamers met netvlies eronder bestaan uit kwetsbaar zacht levend weefsel. Maar dankzij verdikkingen rondom de oogjes hebben de schelpplaten toch voldoende stevigheid. En als er eens een lens sneuvelt, blijven er genoeg intacte oogjes over. De ooglenzen slijten trouwens in verloop van tijd af, maar aan de zijkanten, waar de schelpplaten groeien, komen er steeds nieuwe bij.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: keverslak Acanthopleura granulata. James St. John (Wikimedia Commons)
Klein: detail van schelp met donkere ogen. Matthew Connors

Bronnen:
Li, L., M.J. Connors, M. Kolle, G.T. England, D.I. Speiser, X. Xiao, J. Aizenberg & C. Ortiz, 2015. Multifunctionality of chiton biomineralized armor with an integrated visual system. Science 350: 952-956. Doi: 10.1126/science.aad1246
Speiser, D.I., D.J. Eernisse & S. Johnsen, 2011. A chiton uses aragonite lenses to form images. Current Biology 21: 665-670. Doi: 10.1016/j.cub.2011.03.033

In goed overleg

Zebravink-ouders regelen de aflossing op het nest

zebravinken, mannetje en vrouwtje
In een zacht ‘gesprek’ maken een mannetje en een vrouwtje zebravink elkaar duidelijk hoelang ze op de eieren willen zitten, dus hoe lang de ander weg kan blijven om te eten. Het is het eerste voorbeeld van dieren die zo onderhandelen over zorgtaken, schrijven Ingrid Boucaud en collega’s.

Bij zebravinken vormen mannetje en vrouwtje een paar voor het leven. Eerlijk verdelen ze de zorg voor het nageslacht: nestbouw, broeden en voeden. En ze trekken altijd samen op. Maar als er eieren in het nest liggen, lukt dat niet. Een van de ouders moet dan op de eieren zitten om ze warm te houden. De partners nemen die taak beurtelings op zich, terwijl de ander elders gaat eten. Ze lossen elkaar ruwweg elk halfuur af.
Ingrid Boucaud en collega’s ontdekten nu dat de twee als het ware van tevoren afspreken hoe lang degene die vertrekt weg kan blijven.

Gesprekjes

Een aantal jaren geleden hadden Julie Elie en collega’s al beschreven hoe man en vrouw in en bij hun nest communiceren. Ze laten dan beurtelings zeer korte roepjes en wat langere, hoge tonen horen. Dat doen ze zachtjes: het zijn een soort onderlinge gesprekjes van ongeveer een halve minuut die niet voor pottenkijkers bedoeld zijn. Ze babbelen bijvoorbeeld als een van de twee terugkomt na een poosje weggeweest te zijn. Ze doen het in het wild – zebravinken leven in groepen in droge gebieden van Australië -, maar ook in gevangenschap.
De vogels bleken hun partner aan zijn geluidjes te herkennen, maar de onderzoekers opperden dat een stelletje misschien ook overlegt over de zorgtaken.

Begroeting

Nu schrijven Ingrid Boucaud en collega’s (van dezelfde onderzoeksgroep als Elie) dat man en vrouw met hun geluidjes regelen wanneer ze elkaar aflossen op het nest. Ze hielden zebravinken in een grote vliegkooi, verbonden met een aparte ruimte waar de vogels heen moesten om eten en drinken te vinden. Er nestelden 32 paartjes, waarvan de biologen er 12 volgden in de broedperiode. Ze namen het gedrag van de vogels waar en maakten geluidsopnamen. En ze deden proeven waarbij ze het mannetje van de koppels een tijdje ophielden, zodat hij langer van het nest wegbleef dan normaal. Omdat het vrouwtje pas van de eieren af kon als hij terug was, moest zij extra lang wachten voordat zij kon gaan eten.

Als een mannetje langer weggeweest is, houden de vogels het begroetingsgesprek korter en sneller dan anders, zo bleek.
Bovendien lijken ze af te spreken hoe lang de ander zal wegblijven. Naarmate de man in het gesprek na zijn terugkomst meer roept, zal de vrouw sneller weer terugkomen. En hetzelfde gebeurt daarna, als zij terug is en hij weer gaat vertrekken. Hoe sneller zij dan haar roepjes laat horen, hoe eerder hij zich weer zal melden om haar af te lossen.

Pa en ma houden dus rekening met elkaar. Voorbeeldig.

Willy van Strien

Foto: Zebravinken: mannetje rechts, vrouwtje links. Sunphlo (Creative Commons)

Bronnen:
Boucaud, I.C.A., M.M. Mariette, A.S. Villain & C. Vignal, 2015. Vocal negotiation over parental care? Acoustic communication at the nest predicts partners’ incubation share. Biological Journal of the Linnean Society, 13 november online. Doi: 10.1111/bij.12705
Elie, J.E., M.M. Mariette, H.A. Soula, S.C. Griffith, N. Mathevon & C. Vignal, 2010. Vocal communication at the nest between mates in wild zebra finches: a private vocal duet? Animal Behaviour 80: 597-605. Doi:10.1016/j.anbehav.2010.06.003

Doeltreffend knipje

Spin verminkt partner om volledig vaderschap te krijgen

Mannetjes van de spin Larinia jeskovi verminken elk vrouwtje dat ze bevruchten zo dat zij daarna niet meer kan paren. Deze drastische manier om het vaderschap veilig te stellen komt waarschijnlijk bij meer soorten spinnen voor, schrijven Pierick Mouginot en collega’s.

Als eind augustus in Polen het paarseizoen van de spin Larinia jeskovi op zijn eind loopt, is geen enkel vrouwtje intact. Vrouwtjes missen allemaal de scapus, een deel van de uitwendige structuur die rondom hun twee geslachtsopeningen zit. Wat is er met ze gebeurd?
Pierick Mouginot en collega’s vermoedden dat de mannetjes die verminking op hun geweten hebben. Dat vermoeden hebben ze bevestigd.

Houvast

Ze lieten een aantal maagdelijke vrouwtjes in het lab paren met een mannetje en onderzochten wat er zoal tussen twee partners voorvalt. Een mannetje dat wil paren trekt de aandacht van een vrouwtje in haar web. Zij komt naar hem toe en toont zich bereidwillig. Hij heeft zijn sperma dan al uitgestort en overgebracht naar zijn pedipalpen, tastorganen voor zijn voorpoten die er uitzien als bokshandschoentjes. De uiteinden van die pedipalpen brengt hij een paar keer in haar geslachtsopeningen, beurtelings links en rechts, om het sperma af te leveren.
Hij moet daarbij wel stevig houvast hebben. Halverwege de pedipalpen zitten daarom harde uitsteeksels die als vingers het uitwendige geslachtorgaan van het vrouwtje, waaronder de scapus, vastgrijpen. Pas als een pedipalp goed gekoppeld is, kan het mannetje het uiteinde inbrengen.

Tot zover niets bijzonders.

Nog zin in

Maar als de eerste pedipalp is ingebracht, laten de onderzoekers zien, wordt het spel ruwer. Dan snijdt een van de ‘vingers’ de scapus voor een deel los. En als het mannetje klaar is, nadat hij gemiddeld vier keer de pedipalpen ingebracht heeft, is de hele scapus eraf.
Zo wordt vrouwtje bij haar ontmaagding verminkt. Ze blijft aantrekkelijk voor andere mannetjes en zelf heeft ze er ook nog zin in, zo blijkt. Nieuwe pogingen om te paren volgen. Maar een mannetje kan haar geamputeerde geslachtsorgaan niet meer vastpakken en de pogingen mislukken.

Een mannetje dat succesvol paart heeft voordeel van de verminking die hij aanbrengt. Hij heeft een maagd bevrucht die vervolgens geen seks meer kan hebben. Het mannetje zal dus geen concurrentie hebben om het vaderschap. Hij wordt de vader van alle spinnetjes die zij voortbrengt. Het doeltreffende knipje is een veel makkelijker manier om het vaderschap veilig te stellen dan de alternatieven die mannetjes van sommige andere soorten spinnen of insecten hebben: de partner langdurig bewaken, stofjes met het sperma meegeven die haar lust of aantrekkelijkheid verminderen of een plug in haar geslachtsopening stoppen.

Geen ander

En de vrouwtjes? Die zijn de klos. Door de snijwond lopen ze misschien een infectie op. En ze kunnen na de eerste partner nooit meer een ander kiezen.

Beschadigde vrouwtjes komen bij meer soorten spinnen voor, waaronder meerdere Larinia-soorten, en Mouginot denkt dat ook bij deze soorten de mannetjes daar schuldig aan zijn. De vrouwtjes ondergaan een seksuele verminking die tot nu toe over het hoofd was gezien.

Willy van Strien

Foto: Larinia-soort, Cambodja. Patrick Randall (Creative Commons)

Bron:
Mouginot, P., J. Prügel, U. Thom, P.O.M. Steinhoff, J. Kupryjanowicz & G. Uhl, 2015. Securing paternity by mutilating female genitalia in spiders. Current Biology 25: 2980-2984. Doi: 10.1016/j.cub.2015.09.074

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2025 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑