Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 27 van 42

Stoorzenders

Vleermuis grijpt mis als motten ook piepen

Mot Xylophanes falco ontsnapt aan jagende vleermuis

Sommige motten hebben een geweldige manier om aan hongerige vleermuizen te ontkomen, schrijven Akito Kawahara en Jesse Barber. Ze maken de opsporingstechniek van vleermuizen waardeloos.

Doordat nachtvlinders ’s nachts rondfladderen vermijden ze roofvijanden die overdag actief zijn, zoals vogels. Maar helemaal veilig is het ook ’s nachts niet. Vleermuizen hebben het dan juist op motten voorzien.
Zij weten hun prooien in het donker te vinden door al jagend piepjes van een heel hoge toonhoogte uit te stoten; het geluid is zo hoog dat wij het niet kunnen horen. Als de geluidsgolf een mot raakt, kaatst hij terug. De vleermuis vangt die echo op en leidt eruit af waar hij zijn hap kan pakken.

Verdediging

Veel motten hebben een tegenmaatregel ontwikkeld. Ze hebben gehoororganen die de vleermuispiepjes opvangen. Horen deze motten een roofvijand aankomen, dan vliegen ze van hem vandaan, en als hij al dichtbij is, zwenken ze plotseling af. Veel soorten pijlstaarten hebben zulke ‘oren’ ook, en wel op hun monddelen. Pijlstaarten zijn een grote, wereldwijd voorkomende familie van snel en behendig vliegende nachtvlinders.
Maar sommige pijlstaarten hebben hun verdediging nog een stapje verder gebracht, ontdekten Akito Kawahara en Jesse Barber. Ze produceren zelf ook hoge piepjes als ze in het nauw gedreven zijn. De vleermuis kan de echo van zijn eigen piepjes daar niet van onderscheiden en raakt in de war. Hij weet de mot niet meer te lokaliseren.

Beide onderzoekers hadden twee jaar terug al laten zien dat enkele pijlstaarten een hoog geluid kunnen maken door speciale structuren op hun geslachtsorganen langs elkaar te strijken. Nu namen ze mannetjes van flink wat soorten en gingen na of die geluid konden produceren. Een aantal soorten doet dat, en sommigen doen het als reactie op vleermuisgepiep, constateerden de biologen. Vrouwtjes onderzochten ze niet, maar ze denken dat die het ook doen, zij het op een iets andere manier.

In de war

De vraag was nog wat de nachtvlinders met het geluid bereiken. Schrikt een vleermuis ervan? Is het geluid een waarschuwing dat een mot niet lekker smaakt? Of raakt een vleermuis in de war omdat het geluid op zijn eigen geluid lijkt? Als een vleermuis ervan schrikt, zal hij er na een tijdje wel aan wennen, bedachten ze. En als het een waarschuwing is voor een vieze smaak, zal hij een gevangen pijlstaart snel weer laten vallen en de motten voortaan met rust laten. Raakt hij ervan in de war, dan lukt het hem niet om de motten te pakken. En dan hij zal dat nooit leren ook.

Kawahara en Barber lieten grote bruine vleermuizen, die ook al moeite hebben met maanvlinders, los in een ruimte met pijlstaarten die geluid maakten en pijlstaarten die dat niet konden omdat hun geslachtsorganen waren verwijderd. En… de vleermuizen kregen motten die geluid maakten nauwelijks te pakken. Dat was niet omdat ze van hen schrokken, want ze wenden er niet aan en bleven deze beestjes missen. De zwijgende pijlstaarten die de vleermuizen te pakken kregen leken hen prima te smaken en ze bleven proberen om ze te vangen, dus het gepiep was ook geen waarschuwing. Het geluid van de motten werkt als een stoorzender, is de conclusie.

Balts

Op de stamboom van de pijlstaarten vormen de ‘stoorzenders’ twee aparte groepen. Die hebben hun verdedigingstactiek dus onafhankelijk van elkaar ontwikkeld. Omdat ze het geluid maken met hun geslachtsorganen heeft het vermoedelijk eerst een functie gehad bij de balts.

Er was al een groep motten bekend die het vleermuisgeluid verstoren, namelijk beervlinders. Nu blijkt deze verdedigingstactiek tegen hongerige vleermuizen vaker ontstaan te zijn dan gedacht.

Willy van Strien

Foto: Xylophanes falco, mannetje. Pablo Sebastian Padron

Zie ook: Ongrijpbare hap

Bronnen:
Kawahara, A.Y. & J.R. Barber, 2015. Tempo and mode of antibat ultrasound production and sonar jamming in the diverse hawkmoth radiation. PNAS, 4 mei online. Doi: 10.1073/pnas.1416679112
Barber, J.R. & A,Y. Kawahara, 2013. Hawkmoths produce anti-bat ultrasound. Biology Letters 9: 20130161. Doi: 10.1098/rsbl.2013.0161

Goeie risicoanalyse

Horlogeglasboomkikker kiest de veiligste plaats voor de eitjes

Horlogeglasboomkikker legt eitjes op de beste plek

De horlogeglasboomkikker staat voor een lastige keus. Hij kan zijn eitjes in het water of boven het water leggen. In het water worden ze misschien opgegeten; boven water kunnen ze uitdrogen. Wat te doen? De boomkikkers wegen de risico’s goed af, laat Justin Touchon zien.

Kikkers zijn amfibieën: ze leven zowel op het land als in het water. Bij het prachtig gele boomkikkertje Dendropsophus ebraccatus hebben ook de eitjes zo’n dubbele aard. Ze kunnen zich in beide milieus ontwikkelen.
Dendropsophus ebraccatus leeft in Midden Amerika en een deel van Zuid Amerika. Hij wordt horlogeglasboomkikker genoemd, althans in het Engels, vanwege zijn vlekkenpatroon. Of ook wel broekloze boomkikker. ’s Nachts klemmen de mannetjes zich vast op een vrouwtje en zo’n paartje produceert dan een paar honderd eitjes. Soms duiken de kikkers daarvoor een klein poeltje in. Ze hechten die eitjes dan onder water ergens aan vast, bijvoorbeeld aan planten, zodat ze aan of vlak onder het wateroppervlak blijven en voldoende licht en zuurstof krijgen. En soms leggen ze de eitjes op bladeren die boven zo’n poel hangen. Als de kikkervisjes na een paar dagen uitkomen, laten ze zich in het water vallen om zich daar verder te ontwikkelen tot jonge kikkers.

Onvoorspelbaar

De dieren kiezen dus een natte of een droge omgeving voor de eitjes. Ze kunnen in een nacht switchen van het ene naar het andere milieu.
En ze kiezen altijd de plek die het veiligst is, laten Justin Touchon en Julie Worley zien. Want gevaar loert overal.

Het water is een prima plek voor kikkereitjes – behalve als er vissen zitten die de eitjes opeten. Dan gaat vrijwel elk legsel geheel verloren. Boven water zullen de eitjes binnen twee dagen uitdrogen als er geen schaduw is en er geen regen valt. Maar regent het wel, dan zullen ze het praktisch allemaal redden. Om precies te zijn: neerslag op de eerste dag na eileg is doorslaggevend. Maar het is onvoorspelbaar of het die dag droog zal blijven of zal gaan regenen.

Dikkopjes

Het lijkt wel alsof de boomkikkers een risicoanalyse kunnen maken. Een poel waar geen vissen zwemmen heeft altijd hun voorkeur. In zulk water is de veiligheid beter gegarandeerd dan boven water, waar het altijd maar de vraag is of er op het juiste moment een flinke bui valt. De kikkers nemen het risico op uitdroging niet als dat niet hoeft.
Maar is er geen poeltje zonder vissen beschikbaar, dan verandert dat de zaak. Dan leggen de kikkers bijna al hun eitjes op het droge. En dat is dan ook de beste optie. Het is immers vrijwel zeker dat de meeste eitjes in het water verloren zullen gaan, terwijl eitjes boven water een goede kans hebben. Met wat geluk gaat het lekker hozen.

Als de kikkervisjes uitkomen en in het water plonzen zijn die vissen alsnog een gevaar. Maar de dikkopjes kunnen zwemmen en proberen te ontsnappen.

Willy van Strien

Foto: Justin Touchon

Bronnen:
Touchon, J.C. & J.L. Worley, 2015. Oviposition site choice under conflicting risks demonstrates that aquatic predators drive terrestrial egg-laying. Proc. R. Soc. B 282: 20150376. Doi: 10.1098/rspb.2015.0376
Touchon, J.C., 2012. A treefrog with reproductive mode plasticity reveals a changing balance of selection for nonaquatic egg laying. Am. Nat. 180: 733-743. Doi: 10.1086/668079
Touchon, J.C. & K.M, Warkentin, 2008. Reproductive mode plasticity: aquatic and terrestrial oviposition in a treefrog. PNAS 105: 7495–7499. Doi: 10.1073/pnas.0711579105

Gul of strijdvaardig

Bij dobsonvliegen wisselden mannetjes van strategie

Dobsonvlieg Corydales cornutus heeft geweldige kaken

Met een paar indrukwekkende kaken houdt het mannetje van de dobsonvlieg Corydalus cornutus rivalen uit de buurt van beschikbare vrouwtjes. Zo heeft hij het rijk alleen. Andere soorten dobsonvliegen zijn niet zo strijdvaardig. Maar zij zijn gul en geven vrouwtjes een cadeau bij de paring. Xingyue Liu en collega’s beschrijven deze variatie in strategie.

Er zijn ongeveer zestig soorten dobsonvliegen en de mannetjes hebben verschillende manieren om veel nageslacht te kunnen krijgen. Bij sommige soorten, zoals Corydalus cornutus uit Canada en de Verenigde Staten, zijn ze uitgerust met idioot lange onderkaken. Ze kunnen daar niet mee bijten, maar wel andere mannetjes schrik aanjagen. Strijdbaar proberen ze zich vrouwtjes toe te eigenen om straks het vaderschap te hebben over hun nakomelingen.
Mannetjes van andere soorten, zoals de Indiase soort Nevromus austroindicus, hebben geen vervaarlijk uiterlijk, maar ze doen iets dat interessant is. Zij geven een vrouwtje een cadeau bij de paring. Aan het spermapakketje (de ‘spermatofoor’) dat ze bij haar geslachtsopening plakken zit namelijk een groot voedzaam deel. Zij eet dat op en dankzij die voedingsstoffen kan ze veel eitjes tot ontwikkeling brengen die door het zaad van het goedgeefse mannetje worden bevrucht.

Energie

Wapens en paringsgift: het zijn twee goede wegen tot omvangrijk nageslacht. Maar het is het een of het ander, laten Xingyue Liu en collega’s zien. De strategieën kosten zoveel energie dat geen enkele soort dobsonvlieg ze allebei kan toepassen.

Het is bijzonder dat soorten binnen één groep zo’n verschillende strategie hebben. De onderzoekers gingen na hoe die strategieën zich tijdens de evolutie ontwikkeld hebben door ze in te tekenen op de stamboom van de dobsonvliegen.
Deze insecten hebben geen Nederlandse naam, dus heb ik de Engelse term – dobsonflies – vertaald. Maar die naam is eigenlijk fout: de dieren horen namelijk niet bij de vliegen, maar bij een andere insectengroep, de grootvleugeligen. Ze zijn groot (tot 7 centimeter lang; vleugels met een spanwijdte tot 15 centimeter) en komen voor in Afrika, Azië en Amerika.

Paringsgift

De gezamenlijke voorouder van al deze soorten had geen bijzondere seksuele strategie, is de conclusie van het onderzoek: mannetjes hadden oorspronkelijk geen wapens en gaven geen cadeaus. Maar al vrij vroeg in de evolutionaire geschiedenis verscheen een soort met mannetjes die een paringsgift samenstelden en daar veel energie in staken. Die werd de voorouder van bijna alle soorten dobsonvliegen en stond dus aan het begin van een grote tak aan de stamboom.

Woest uiterlijk

Wat later splitsten daar drie nieuwe takken vanaf. Op een zo’n tak zijn de mannetjes de vrouwtjes waarmee ze paren met voedingsstoffen blijven ondersteunen. Maar aan de basis van de andere twee takken is die paringsgift verloren gegaan. De mannetjes zijn overgeschakeld op een andere strategie: in onderlinge concurrentie proberen ze om vrouwtjes te veroveren. Daarbij komen wapens goed van pas, en op deze beide takken zijn dan ook, onafhankelijk van elkaar, soorten ontstaan met mannetjes die er vervaarlijk uitzien. De meeste mannetjes hebben lange onderkaken; bij enkele soorten hebben mannetjes merkwaardige platen aan beide zijden van de kop, achter de ogen.
Misschien zijn kaken en platen niet alleen imponerend, maar hebben ze ook nog een tweede functie. Het is goed denkbaar dat vrouwtjes vallen voor mannetjes met een woest uiterlijk. Want van hen krijgen ze zonen die ook indrukwekkend zijn – en aantrekkelijk.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Corydalus cornutus, met enorme onderkaken. Dehaan (Wikimedia Commons)
Klein: Nevromus austroindicus, met normale kaken. L. Shyamal (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Liu, X., Hayashi, F., L.C. Lavine & D. Yang, 2015. Is diversification in male reproductive traits driven by evolutionary trade-offs between weapons and nuptial gifts? Proc. R. Soc. B 282: 20150247, 29 april online. Doi: 10.1098/rspb.2015.0247
Hayashi, F., 1998. Multiple mating and lifetime reproductive output in female dobsonflies that receive nuptial gifts. Ecological Research 13: 283-289. Doi: 10.1046/j.1440-1703.1998.00272.x

Van alternatieveling tot parasiet

Kleine mierenkoningin is een nieuwe soort in wording

In nest van gewone steekmier leven asociale minikoninginnen

In veel kolonies van de gewone steekmier leven niet alleen gewone koninginnen, maar ook een aantal minikoninginnen. Deze kleine dames zijn op weg om een aparte, parasitaire soort te worden, ontdekten Jenni Leppänen en Sämi Schär, biologen van twee verschillende onderzoeksgroepen.

De grote nesten van de gewone of rode steekmier, met duizenden werksters en meerdere koninginnen, zijn goed georganiseerde maatschappijen – en die trekken profiteurs van buiten. Zo hebben de rupsen van pimpernelblauwtje en gentiaanblauwtje een veilig en goed verzorgd leventje in nesten van onder andere deze mier.
Maar er kunnen ook egoïstische types opstaan in eigen gelederen: in veel nesten leven kleine varianten van gewone koninginnen. Deze minikoninginnen leveren geen bijdrage aan de samenleving. Integendeel: ze melken hem uit.

Asociaal

Die samenleving draait op het werk dat de werksters verrichten: zij zorgen dat er voedsel is, houden het nest schoon en verzorgen de koningin en haar broed; zelf krijgen ze geen nakomelingen. De koninginnen moeten heel veel werksters produceren. Alleen met een groot werkvolk achter zich kunnen ze zich echt voortplanten door ook zonen en vruchtbare dochters, oftewel jonge koninginnen, voort te brengen. Naarmate er meer werksters zijn, kunnen er meer zonen en vruchtbare dochters opgroeien.
Maar minikoninginnen zijn asociaal. Zij zetten doodleuk mannetjes en nieuwe minikoninginnen op de wereld zonder te zorgen voor werksters om die groot te brengen. Daarvoor schakelen ze het werkvolk in dat de gewone koninginnen produceren.

Hebben gewone steekmieren – die overal in Europa leven in bosranden, weilanden en tuinen – minikoninginnen in hun nest, dan lijdt de kolonie daaronder, liet Sämi Schär vorig jaar zien. De zorg die werksters verlenen aan de zonen en seksuele dochters van de minikoninginnen was immers nodig om vooral nieuwe werksters groot te brengen. Kolonies met een of meer minikoninginnen zijn daardoor gemiddeld kleiner dan kolonies met alleen normale mieren. Ze hebben weinig werksters en weinig eitjes, larven en poppen. De minikoninginnen leven dus ten koste van de gewone koninginnen. Ze parasiteren op hun eigen soortgenoten.

Infiltreren

Als parasiet zijn ze echter niet helemaal geslaagd, liet hij ook zien. In veel kolonies lukt het de minikoninginnen namelijk niet om dochters te krijgen. De werksters houden dat tegen. Vrouwelijke larven kunnen twee kanten op: grote larven worden koningin, kleine larven worden werkster. De werksters die de larven voeren verhinderen dat er buiten het voortplantingsseizoen nieuwe koninginnen ontstaan door de larven niet te veel eten te geven en larven die toch te groot worden te laten verhongeren. Ze doen dat onder invloed van een signaalstof van de heersende koninginnen.
De minikoninginnen weten daar niet aan te ontsnappen en ook nieuwe minikoninginnen komen niet tot ontwikkeling. Maar omgekeerd weten minikoninginnen ook te voorkómen dat er nieuwe gewone koninginnen opgroeien.

Als de reguliere koninginnen oud worden, verliezen zij de macht. Op een gegeven moment verzwakt hun signaal en dan krijgen de minikoninginnen een kans om dochters te krijgen. Die jonge minikoninginnen zullen nieuwe steekmiernesten proberen te infiltreren. Ze zoeken hun heil bij voorkeur in oude kolonies, waar ze sneller kans van slagen hebben.
Dat de mini’s geen volwaardige parasieten zijn blijkt ook uit het feit dat ze soms, in een nest zonder gewone koningin, toch zelf werksters voortbrengen. Ze zijn wel een heel eind op weg om parasiet te worden. Ze zijn halfparasieten.

Erfelijke uitrusting

En hoe zijn ze begonnen? Waarschijnlijk als een alternatief type koningin naast de gewone koningin dat zich aanvankelijk nog redelijk normaal gedroeg, maar gaandeweg steeds minder werksters en steeds meer zonen en vruchtbare dochters produceerde. Zo onttrokken de mini’s zich aan hun verantwoordelijkheid als koningin en werden het profiteurs.

Tegelijkertijd zijn de mini-steekmieren bezig om een nieuwe soort te worden. Ze zijn al een afzonderlijk type: de vruchtbare dochters van gewone koninginnen zijn altijd gewone koninginnen, de dochters van minikoninginnen zijn altijd minikoninginnen. Ze hebben ook een andere erfelijke uitrusting, liet Schär zien, en Jenni Leppänen bevestigt dat nu. De mini’s zijn een soort in wording.

Willy van Strien

Foto: Kjetil Fjellheim (Creative Commons)

Zie ook: Vorstelijk onthaal

Bronnen:
Leppänen, J., Seppä, P., Vepsäläinen, K. & R. Savolainen, 2015. Genetic divergence between the sympatric queen morphs of the ant Myrmica rubra. Molecular Ecology, 20 april online. Doi: 10.1111/mec.13170
Schär, S. & D.R. Nash, 2014. Evidence that microgynes of Myrmica rubra ants are social parasites that attack old host colonies. Journal of Evolutionary Biology 27: 2396-2407. Doi: 10.1111/jeb.12482

Tovervisje

Flexibele dwergzeebaars bootst kleuren van verschillende prooien na

Dwergzeebaars neemt verschillende kleuren aan

Dankzij het bijzondere vermogen om allerlei kleuren aan te nemen komt een dwergzeebaars makkelijk aan de kost, schrijven Fabio Cortesi en collega’s. Bovendien zal hij zelf niet zo gauw worden opgegeten.

De dwergzeebaars Pseudochromis fuscus legt zich niet vast op een kleurtje. Hij kan zich heldergeel maken, maar ook donderbruin. Of hij meet zich een roze, oranje of grijs uiterlijk aan. Zo’n gedaantewisseling kan hij ondergaan als hij in een nieuwe omgeving terechtkomt. Van een gele vis tovert hij zich dan om in een bruine, of andersom. Na twee weken is de make-over compleet.
Fabio Cortesi en collega’s wilden weten waar zo’n kleurverandering goed voor is. Ze zagen twee mogelijkheden. Ofwel de dwergbaarzen nemen een schutkleur aan om minder zichtbaar te zijn voor hun roofvijanden. Ofwel ze apen de kleur van hun prooien na om zich ongemerkt onder hen te kunnen mengen, als een wolf in schaapskleren.

Pseudochromis fuscus is een agressieve, territoriale vis die leeft bij de koraalriffen van de Stille en de Indische Oceaan. Hij is slank en zo’n 8 centimeter lang. Op zijn menu staan jonge vissen zoals koraaljuffers, terwijl hij zelf op moet passen voor grotere roofvissen.

Op het Groot Barrièrerif bij Australië komen gele en bruine exemplaren van deze dwergzeebaars naast elkaar voor. De gele vissen houden zich op bij geel levend koraal, waar ook gele soorten koraaljuffers rondzwemmen. De bruine dwergzeebaarzen hangen rond bij donker dood koraalpuin, samen met bruine soorten koraaljuffers. Het is dus niet zomaar duidelijk of de dwergzeebaarzen een schutkleur aannemen of de vissen nabootsen die zich in hun nabijheid bevinden.

Kleurcombinaties

Om daar toch achter te komen vingen de biologen een aantal dwergzeebaarzen en zetten die afzonderlijk in aquaria met ofwel levend koraal, ofwel koraalpuin. De vissen kregen gezelschap van ofwel volwassen gele, ofwel volwassen bruine koraaljuffers; die zijn even groot als de dwergzeebaarzen. De onderzoekers stelden alle mogelijke kleurcombinaties van dwergzeebaars, koraal en koraaljuffers samen en wachtten twee weken af om te zien bij welke combinatie Pseudochromis fuscus van kleur verandert.
En wat gebeurde er? De dwergzeebaarzen wisselden alleen van kleur als ze afstaken tegen de koraaljuffers in hun bak. Ze zorgden dus dat ze dezelfde kleur hadden als de beschikbare prooisoort.

Flexibiliteit

Die aanpassing is de moeite waard. Als de vissen er hetzelfde uitzien als de prooisoort die in de buurt is, krijgen ze twee keer zoveel jonge visjes te pakken, bleek uit een nieuwe serie proeven. Daarbij kregen afzonderlijke dwergzeebaarzen gezelschap van een groep volwassen en jonge koraaljuffers in ofwel dezelfde, ofwel de andere kleur. Ze kregen niet de tijd om zich aan te passen. Had een dwergzeebaars een andere kleur dan de koraaljuffers, dan waren de jonge visjes op hun hoede en moeilijk te vangen. Maar kwamen de kleuren overeen, dan hadden de kleintjes niet in de gaten dat er een rover tussen de volwassen vissen zat.
Het is een mooi voorbeeld van agressieve mimicry: roofvijanden mengen zich onopvallend tussen hun prooien en happen toe. Het bijzondere van Pseudochromis fuscus is zijn flexibiliteit: hij kan verschillende prooivissen nabootsen.

Ook een schutkleur

Die prooivissen hebben een vaste kleur die is afgestemd op hun omgeving: gele koraaljuffers zwemmen bij levend koraal, bruine vissen bij koraalpuin. Door hen te imiteren krijgen de dwergzeebaarzen automatisch ook een schutkleur die bescherming biedt tegen grotere roofvissen. Zo halen ze dus nog een tweede voordeel uit hun na-aperij.

De kleuren van vissen komen van pigmentcellen in hun huid. Om van kleur te wisselen veranderen de dwergzeebaarzen de verhouding tussen het aantal gele pigmentcellen en het aantal zwarte pigmentcellen.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Justin Marshall
Klein: Christopher Mirbach

Fabio Cortesi vertelt in een filmpje over zijn onderzoek aan Pseudochromis fuscus

Bron:
Cortesi, F., W.E. Feeney, M.C.O. Ferrari, P.A. Waldie, G.A.C. Phillips, E.C. McClure, H.N. Sköld, W. Salzburger, N.J. Marshall & K.L. Cheney, 2015. Phenotypic plasticity confers multiple fitness benefits to a mimic. Current Biology 25: 949-954. Doi: 10.1016/j.cub.2015.02.013

Geen beste val

Vleesetende zonnedauw mikt op matige vangst

Rode kleur van zonnedauw is goed
Rood is niet de beste kleur om insecten te lokken. Toch zijn de vallen waarmee vleesetende planten insecten vangen vaak rood. Ontwerpfoutje? Volgens Andreas Jürgens en collega’s niet.

Vleesetende planten kunnen op arme grond groeien doordat ze zich voeden met insecten. Die vangen ze met speciale vallen. Maar het zou niet best zijn als de insecten daar massaal in vliegen. Want als de insecten die de bloemen bestuiven allemaal op zo’n val landen, komt er van bestuiving niets terecht. Een gevangen bij kan het stuifmeel dat ze bij zich heeft niet afleveren op de bloemen. En ze komt niet meer weg met nieuw stuifmeel om dat bij andere planten te bezorgen.

Hoe komen vleesetende planten aan de kost zonder al hun onmisbare bestuivers weg te vangen?

Blad-vallen

Andreas Jürgens en collega’s veronderstelden dat de rode kleur van veel vallen daarmee te maken heeft. Diep rood zijn bijvoorbeeld de kleverige bladeren van twee zonnedauw-soorten uit veengebieden van de Zuidelijke Alpen van Nieuw-Zeeland. Drosera spatulata heeft maximaal vijftien van die blad-vallen die plat op de grond liggen; Drosera arcturi heeft twee tot vier opgerichte kleverige bladeren. Beide soorten bloeien met witte bloemen.
Om te zien of hun idee klopte, gingen de biologen aan de slag met nagemaakte plakkerige bladeren in de kleuren groen en rood. Ook de witte bloemen maakten ze na. Ze rangschikten de nagemaakte blad-vallen, ofwel plat liggend ofwel rechtopstaand, en bloemen tot verschillende nep-zonnedauwplanten en telden de insecten die ze daarop vingen.

Prijs

De groen gekleurde bladeren trokken meer insecten dan de rode. Maar de witte kleur van de bloemen bleek verreweg het aantrekkelijkst: de namaakbloemen vingen de meeste insecten.
Het lijkt er dus op dat de rode vallen precies de verkeerde kleur hebben. Rood is niet geschikt om insecten te lokken. Dat is niet vreemd: bekend was al dat insecten die kleur nauwelijks zien tegen een groene achtergrond.
Waarom zijn de vallen dan rood? Jürgens denkt dat de vallen er niet op zijn gemaakt om zo veel mogelijk insecten te vangen, maar juist een bescheiden aantal. Zo voorkómen de planten dat de vallen de bestuivers massaal wegvangen. Maar dat heeft wel een prijs: de rode vallen vangen ook minder andere insecten dan groene vallen zouden doen. De planten moeten schipperen om voldoende voedsel te vergaren en voldoende bestuivers over te houden.

Vallen onaantrekkelijk maken hoeft niet de enige functie van de rode kleur te zijn. De kleur biedt misschien ook bescherming tegen plantenetende insecten die op groen afgaan. Of tegen het overvloedige zonlicht in de bergen.

Ook in Nederland komt een paar soorten zonnedauw voor, in vochtige heide en veengebied – met kleverige, rood aangelopen blad-vallen.

Willy van Strien

Foto:
Links Drosera spatulata, rechts Drosera arcturi. Andreas Jürgens

Bron:
Jürgens, A., T. Witt, A. Sciligo & A.M. El-Sayed, 2015. The effect of trap colour and trap-flower distance on prey and pollinator capture in carnivorous Drosera species. Functional Ecology, 22 februari online. Doi: 10.1111/1365-2435.12408

Natte hap

Slijkspringer neemt maaltijd op het droge dankzij watertong

Slijkspringers hebben een aparte manier van eten, schrijven Krijn Michel en collega’s. Dat moet ook wel, want als vis zijn ze er niet op gebouwd om op het land te foerageren  – en toch kunnen ze dat.

Gewervelde dieren op het land – amfibieën, reptielen, vogels, zoogdieren – hebben een gespierde tong waarmee ze voedsel naar de keel duwen en doorslikken. Zonder die tong lukt dat niet.
Voor vissen ligt dat anders. Zij hebben geen gespierde tong, maar slikken hun voedsel in door water naar binnen te zuigen en het voedsel in de zo opgewekte waterstroom mee nemen. Maar hoe zit het dan met slijkspringers? Deze vissen komen regelmatig op het land en vinden daar voedsel dat ze zonder problemen ter plekke opeten.

Spoelen en slobberen

Biologen wisten al dat deze vissen met amfibische neigingen hun bek en kieuwholten vol water hebben als ze de oever opkrabbelen. Krijn Michel en collega’s laten nu zien dat ze dat water niet voor niets met zich meedragen. Ze boden Berberse slijkspringers op een doorzichtige plaat een brokje garnaal aan en filmden met een hogesnelheidscamera en met een röntgen hogesnelheidscamera van onder en van opzij hoe ze zo’n hapje naar binnen werken.

Dat was de moeite waard, want slijkspringers blijken een aparte manier van eten te hebben. Als ze zich over een hapje buigen, persen ze water uit hun bek. Vlak voordat hun kaken het eten bereiken, spoelt het water er op en overheen. En op het moment dat de kaken zich sluiten, zuigen ze pijlsnel het water met het voedselbrokje op. Zo slobberen ze hun hap op. Om water naar buiten te persen verkleinen de vissen hun bekholte, en om de watermassa terug naar binnen te trekken maken ze die weer groter.
Berberse slijkspringers, ongeveer 10 centimeter lang, leven langs de westkust van Afrika en langs kusten in Zuidoost Azië.

Absorberende ondergrond

Dat de slijkspringers de watervoorraad in hun bek inderdaad nodig hebben om voedsel te kunnen inslikken blijkt uit een proef waarbij de onderzoekers het stukje garnaal op een absorberende ondergrond legden, en wel een stukje maandverband. Dat zoog het water dat de vissen over de hap uitstortten meteen op. De dieren konden hun hapje garnaal nog wel pakken, maar niet wegwerken: het bleef voor in de bek steken.
Slijkspringers gebruiken het water in hun bek als tong, is de conclusie. Ze hebben een tong van water. Daarmee kunnen ze op het droge meerdere happen na elkaar nemen en inslikken.

Deden de eerste vissen die 350 miljoen jaar geleden aan land gingen en zich tot amfibieën ontwikkelden het ook zo? Het is een mogelijkheid. Maar of het echt zo gegaan is….. daar is niets van te zeggen.

Willy van Strien

Foto: Bjørn Christian Tørrissen (Wikimedia Commons)

Onderzoek gefilmd: slijkspringer op het droge eet een hapje

Bron:
Michel, K.B., E. Heiss, P. Aerts & S. Van Wassenbergh, 2015. A fish that uses its hydrodynamic tongue to feed on land. Proc. R. Soc. B 282: 20150057, 18 maart online. Doi: 10.1098/rspb.2015.0057

Liefdespijl is schadelijk

In slakken woedt een harde strijd tussen mannelijk en vrouwelijk

Elkaar eerst met een dolk bewerken en dan paren: seks is heftig bij de slak Bradybaena pellucida, net als bij veel andere soorten slakken. Na een serie steken leven slakken korter en krijgen ze minder nakomelingen, ontdekten Kazuki Kimura en collega’s. Toch bestoken ze elkaar. Ze moeten wel.

Slakken zijn hermafrodiet, dat wil zeggen man en vrouw tegelijk. Bij de paring geven ze elkaar met hun penis een portie sperma, net zoals andere dieren. Maar veel slakken maken er tegelijk een wapengevecht van. Voordat ze sperma overdragen, doorboren ze hun partner met een harde, scherpe pijl. Bij sommige soorten schieten beide partijen die pijl in elkaars lijf waar hij tot na de paring blijft zitten; bij andere soorten gebruiken ze hem als dolk waarmee ze elkaar meermalen steken.
De pijl staat bekend als liefdespijl, maar die naam is misleidend.

Manipulatie

Biologen wisten al dat de pijl de belangen dient van de slak die hem hanteert. Hij helpt het mannelijke deel van die slak in de strijd met zijn rivalen. De pijl zit namelijk vol slijm dat een kwalijke invloed heeft op de ontvanger. Die slaat een klein deel van het sperma dat hij krijgt op om er later eitjes mee te bevruchten; de rest verteert hij. Hij kan sperma van verschillende leveranciers bewaren. Een met slijm geïnjecteerde slak zal minder snel weer een keer paren, zodat het sperma van de afzender minder concurrentie krijgt van andermans sperma. Of hij zal meer sperma opslaan en minder verteren. Door de spermaontvanger zo te manipuleren verzekert de spermagever zich ervan dat hij straks van veel jonge slakjes de vader is (zie Ruige steekpartij).
De ontvanger is in het nadeel: hij is niet meer geheel baas over zijn vrouwelijke functie.

Korter leven

Nu schrijven Kazuki Kimura en collega’s dat de schiet- of steekpartij daarbij ook ronduit schadelijk is voor de getroffene: het verkleint zijn vrouwelijke vruchtbaarheid en bekort zijn leven. In elk geval bij de slak Bradybaena pellucida, een soort waarbij parende partners elkaar herhaaldelijk steken voordat ze sperma uitwisselen.
De onderzoekers hielden een groot aantal exemplaren van deze soort in afzonderlijke potjes en brachten ze eens in de week in contact met een andere slak, zodat ze konden paren. Ze maakten handig gebruik van het feit dat slakken pas een pijl aanmaken na hun eerste seksuele ervaring. Ze lieten proefslakken ofwel steeds met een maagdelijke partner paren die dus geen pijl had, ofwel steeds met een ervaren slak die wel over een pijl beschikte.
Dat gebeurde vier keer (in de natuur paren deze slakken tot vijftien keer in hun leven). Daarna hielden de onderzoekers bij hoeveel eitjes elke proefslak legde totdat hij dood ging.

Slakken die vier keer met een pijl waren bewerkt, leefden korter dan slakken die daarvan gevrijwaard waren. Ze legden wat minder vaak eitjes en per legsel was het aantal eitjes kleiner. Over hun hele leven produceerden ze al met al veel minder eitjes dan ongeschonden slakken. Kimura wijt dat aan de schade die de steekpartijen veroorzaken.

Strijd

Ironisch genoeg dupeert de stekende spermagever zichzelf ook, want er komen minder slakjes waarvan hij de vader is. Maar daar gaat het evolutionair gezien niet om. Het gaat erom dat hij van meer nieuwe slakken de vader is dan zijn rivalen. Hij moet zijn partner dus wel steken en manipuleren om succesvol te zijn in zijn mannelijke rol. Ook al is dat schadelijk voor zijn partner – die op zijn beurt hem ook toetakelt, want de slakken paren als man én als vrouw tegelijk. Binnen slakken woedt een hevige strijd: een strijd der seksen.

Willy van Strien

Foto: Shiho Ijima

Zie ook: Ruige steekpartij

Stekende slak op film: hij steekt in dit geval steeds mis

Bron:
Kimura, K. & S. Chiba, 2015. The direct cost of traumatic secretion transfer in hermaphroditic land snails: individuals stabbed with a love dart decrease lifetime fecundity. Proc. R. Soc. B 282: 20143063, 11 maart online. Doi: 10.1098/rspb.2014.3063

Veel te verliezen, daarom bang

Vruchtbaarste heremietkreeftman neemt geen risico

De ene heremietkreeft toont meer bravoure dan de andere. Onder de mannetjes zijn de meest vruchtbare individuen bepaald geen lefgozers, ontdekten Danielle Bridger en collega’s tot hun verbazing.

Heremietkreeften hebben altijd een schuilplaats bij zich. Ze meten zich namelijk lege slakkenhuizen aan waarin ze hun zachte achterlijf veilig kunnen onderbrengen en dragen die tweedehands-huisjes steeds met zich mee. Bij onraad trekken ze zich er bliksemsnel helemaal in terug en dan sluiten ze de opening af met hun vergrote schaar. Aan de Nederlandse kust zijn gewone hermietkreeften (Pagurus bernhardus) te vinden, in slakkenhuisjes van onder meer alikruiken.

Dapper

Mark Briffa en collega’s hadden al ontdekt dat deze beestjes een ‘persoonlijkheid’ hebben: er zijn dappere types en bangeriken. De onderzoekers kunnen het lef van de heremietkreeften meten door ze uit het water te halen, even op hun kop te houden en dan weer terug te leggen met de opening van hun huisje naar boven. Na een aantal seconden komen de heremietkreeften weer te voorschijn. Sommige heremietkreeften kruipen bij herhaalde testen consequent sneller weer rond dan andere, en zijn dus dapperder van aard.

Nu wilden Danielle Bridger en collega’s weten of de dapperheid van mannetjes samenhangt met hun vruchtbaarheid. Hun veronderstelling was dat de mannen met het meeste sperma in voorraad het meest dapper zouden zijn. Zij hebben immers al veel geïnvesteerd in hun voortplanting en zouden er alles aan doen om zo snel mogelijk een vrouwtje te vinden waarmee ze die investering kunnen ‘verzilveren’- en bereid zijn daarvoor risico’s te nemen. Dat patroon staat  bekend als de strategie van het snelle levenstempo: een hoge voortplantingsnelheid gepaard aan ondernemend en riskant gedrag dat de levensverwachting bekort.

De vruchtbaarheid van de mannetjes is, net als hun lef, makkelijk te meten. Mannetjes verpakken hun sperma in pakketjes, de spermatoforen, en hoe groter die zijn, hoe vruchtbaarder de man. De veronderstelling was dus goed te toetsen.

Voorzichtig

En bleek verkeerd….. De mannetjes met de grootste spermatoforen waren juist het angstigst. Hoe kleiner de spermatoforen, hoe dapperder de man. Het patroon van het snelle levenstempo gaat bij deze dieren dus niet op. Een mannetje dat veel sperma heeft aangemaakt volgt een andere strategie, is de conclusie: hij neemt weinig risico om zijn grote spermavoorraad niet in gevaar te brengen. Hij heeft immers veel te verliezen. Wordt hij slachtoffer van een hongerige krab, dan is zijn investering voor niets geweest.
Een grote vruchtbaarheid gaat niet samen met bravoure, maar met voorzichtigheid. Als het goed is, kiezen heremietkreeftvrouwtjes dus voor laffe mannetjes. Een mooie hypothese voor nieuw onderzoek.

Willy van Strien

Foto: Thomas Bresson (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Bridger, D., S.J. Bonner & M. Briffa, 2015. Individual quality and personality: bolder males are less fecund in the hermit crab Pagurus bernhardus. Proc. R. Soc. B 282: 20142492, 11 februari online. Doi: 10.1098/rspb.2014.2492
Briffa, M., S.D. Rundle & A. Fryer, 2008. Comparing the strength of behavioural plasticity and consistency across situations: animal personalities in the hermit crab Pagurus bernhardus. Proc. R. Soc. B 275: 1305-1311. Doi:10.1098/rspb.2008.0025

Kieskeurige plant

Heliconia-bloem accepteert niet van elke kolibrie stuifmeel

Bloemen van Heliconia tortuosa laten zich alleen bevruchten met stuifmeel dat door hun favoriete kolibriesoorten is afgeleverd. Stuifmeel dat door andere bezoekers is gebracht negeren ze. Matthew Betts en collega’s achterhaalden het hoe en waarom van deze kieskeurigheid.

Kolibries voeden zich met nectar uit Heliconia-bloemen, die ze vinden in opvallende, felgekleurde schutbladen. Vliegend van bloem naar bloem bestuiven ze deze planten. Want als de vogeltjes nectar drinken, plakt er wat stuifmeel aan hen vast dat ze afschudden bij de volgende bloem die ze bezoeken. Op de stamper van die bloem kunnen de stuifmeelkorrels ontkiemen; vanuit de korrels groeit er dan een stuifmeelbuis het vruchtbeginsel in om daar een eicel te bevruchten.

Ontkieming

Maar toen Matthew Betts en collega’s in Costa Rica de kolibries wilden nadoen en met de hand stuifmeel aanbrachten op bloemen van Heliconia tortuosa, constateerden ze tot hun verrassing dat er nauwelijks stuifmeelbuizen verschenen. Een bloem staat ontkieming van stuifmeelkorrels kennelijk niet altijd toe Het leek erop dat een bloem alleen stuifmeel accepteert dat door kolibries is gebracht.

Dat is inderdaad zo, merkten ze toen ze vogels loslieten bij de met de hand bestoven bloemen; ze zorgden dat die vogels zelf geen stuifmeel bij zich hadden. Het was nu voor de plant alsof de vogels het stuifmeel van de onderzoekers hadden afgeleverd. En jawel, dan ontkiemden de stuifmeelkorrels beter.

Vreemd verhaal

Maar niet alle kolibries gaven een even goed resultaat. Betts gebruikte zes kolibriesoorten uit Midden-Amerika en bracht ze afzonderlijk in contact met de hand-bestoven planten. De bloemen reageerden vooral goed op twee van die soorten: de groene heremietkolibrie en de violette sabelvleugel. Ze waardeerden het stuifmeel dat ze van deze twee kolibries ‘dachten’ te krijgen het meest en lieten vooral dat stuifmeel ontkiemen.

Het is een vreemd verhaal. Hoe weet een bloem welke vogel stuifmeel heeft aangedragen? En waarom heeft het stuifmeel van zijn favoriete soorten de voorkeur boven het stuifmeel dat door andere vogels (of mensen) is gebracht?

Snavellengte

Het antwoord op de eerste vraag schuilt in het gedrag van de vogels. De favoriete bestuivers hebben zeer lange en kromme snavels die als buigzame rietjes alle nectar uit de lange, gebogen bloemen van Heliconia tortuosa opzuigen, tot op de bodem. De andere vier kolibriesoorten hebben kortere en rechtere snavels en krijgen niet alle nectar eruit. Er blijft wat achter. Daar blijkt de plant op te reageren: hoe meer nectar een kolibriesoort weghaalt, hoe meer stuifmeelkorrels na zijn bezoek ontkiemen.
De onderzoekers konden mooi bewijzen dat het zo werkt door planten met de hand te bestuiven en alle nectar met een pipetje weg te zuigen: de met de hand opgebrachte stuifmeelkorrels ontkiemden dan goed.

De plant onderscheidt de kolibries dus op hun snavellengte. Maar – tweede vraag – waarom laat hij alleen stuifmeelbuizen groeien na bezoek van een langsnavelige soort? Of omgekeerd: wat is er mis met het stuifmeel dat de andere kolibries afleveren?

Grote afstand

Dat heeft te maken met de erfelijke kwaliteit van het nageslacht van de planten, veronderstellen de auteurs. De kolibries met kortere en rechtere snavels zijn allemaal kleine, territoriale soorten die zich in een klein gebied ophouden. Het stuifmeel dat zij brengen komt daardoor altijd van de plant zelf of van een buurplant. Buurplanten zijn genetisch aan elkaar gelijk of bijna gelijk, dus bestuiving door territoriale kolibries leidt tot inteelt. De planten negeren daarom hun stuifmeel.

De groene heremietkolobrie en de violette sabelvleugel daarentegen zijn grote kolibries die veel voedsel nodig hebben. Over een flinke afstand gaan ze regelmatig vele Heliconia-planten af. Ze hebben dus stuifmeel bij zich dat van ver komt en van een groot aantal bloemen. Zij brengen ‘vers bloed’ naar een plant: stuifmeel met erfelijk materiaal dat anders is en gevarieerd. Dat zorgt voor een sterk nageslacht. Vandaar dat de planten zich wel laten bevruchten door stuifmeel dat van deze vogels komt.

Zijn er meer?

Hoewel Heliconia tortuosa door zes soorten kolibries wordt bestoven, verzorgen slechts twee soorten het merendeel van de bevruchtingen. De plant gebruikt vrijwel alleen hun stuifmeel. Hij is kieskeurig.

Een kieskeurige plant: dat is een heel nieuwe bevinding die allerlei onderzoeksvragen oproept. Zou de plant ook zo kieskeurig zijn als er maar weinig stuifmeel wordt gebracht? Geeft hij meer eigen stuifmeel mee met zijn favoriete bestuivers om bloemen verderop te laten bestuiven? Zijn er meer kieskeurige plantensoorten? Wie weet wat zulk onderzoek nog oplevert.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: groene heremietkolibrie. Matthew Betts
Klein, midden: Heliconia tortuosa. Jayesh Patil (Creative Commons)
Klein, onder: violette sabelvleugel. Matthew Betts

De onderzoekers filmden het bezoek van de groene heremietkolibrie

Bron:
Betts, M.G., A.S. Hadley & W.J. Kress, 2015. Pollinator recognition by a keystone tropical plant. PNAS, 2 maart online. Doi: 10.1073/pnas.1419522112

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑