Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 28 van 44

Ma als reserve

10 juni 2015 /

Verdwijnt het mannetje pijlgifkikker, dan springt het vrouwtje in

Pijlgifkikker Allobates femoralis met jongen

Een vrouwtje van de kikker Allobates femoralis heeft geen omkijken naar haar jongen. Pa zorgt wel voor hen. Maar valt hij weg, dan neemt zij de ouderlijke taak zonder mankeren over, ontdekten Eva Ringler en collega’s.

Bij de pijlgifkikker Allobates femoralis zijn de ouderlijke taken duidelijk verdeeld. Nou ja, verdeeld….. de mannetjes nemen alle zorg voor hun rekening.
Het kleine kikkertje leeft op de grond in regenwouden in het Amazonegebied. Mannetjes zitten dagelijks te roepen vanuit het territorium dat ze bezetten. Daarmee houden ze andere mannetjes uit hun terrein en lokken ze vrouwtjes naar zich toe.

Als zo’n mannetjes succes heeft, komt er een vrouwtje op hem af om zo’n twintig eitjes te leggen in een nest tussen de afgevallen bladeren op de grond. Hij bevrucht ze en zij stapt op, de verdere zorg aan hem overlatend. Als na een kleine drie weken de kikkervisjes uitkomen, staat hij voor een belangrijke opgave: de dikkopjes moeten naar een plek toe waar ze kunnen uitgroeien tot kikkers. Dat mag een meer zijn, een poel of een plasje tussen de boomwortels – als het maar water is. Op het droge gaan ze dood.
Hij neemt ze op zijn rug, in porties van ongeveer acht, en brengt ze weg. Een werkje waar hij een paar uur mee zoet is.

Taakovername

Het vrouwtje is helemaal vrijgesteld en laat zich niet meer zien. Na acht dagen is ze zover dat ze een nieuw legsel kan produceren. Dan bezoekt ze weer een mannetje, soms hetzelfde als de vorige keer, maar meestal een ander. En weer laat ze de zorg voor de nakomelingen aan hem over.
Maar hoewel de zorgtaken bij de mannetjes liggen, troffen Eva Ringler en collega’s bij veldwerk in Frans-Guyana soms toch een vrouwtje aan dat kikkervisjes op haar rug had. Dat was vreemd.

Inmiddels zijn ze er achter wat er in zo’n geval aan de hand is: een kikkermoeder bekommert zich om de kikkervisjes als de vader om de een of andere reden weg is – doodgegaan of uit zijn territorium vertrokken.
Ze zagen dat in het lab, waar ze de kikkers in paren in terraria hielden. De twee kikkers in zo’n bak zochten elkaar op, het vrouwtje legde eitjes en trok zich terug. Zo gauw de kikkervisjes waren uitgekomen bracht het mannetje ze naar de kom water die de onderzoekers hadden klaargezet. Het vrouwtje bemoeide zich daar geen moment mee.
Maar haalden ze het mannetje weg, dan nam het vrouwtje zijn taak zonder mankeren over.

Dagelijkse roep

In het veld, waar de biologen de kikkerpopulatie nauwgezet volgden, lijkt het precies zo te gaan. Loopt er een vrouwtje met kikkervisjes op haar rug, dan is het mannetje niet in zijn territorium te vinden. Kennelijk houdt ma vanaf haar vaste plek – die wel twintig meter verderop kan zijn – in de gaten of pa er is om zijn werk te doen. Als hij weg is, komt ze in actie. Ze vergist zich niet, blijkt uit dna-onderzoek. Een mannetje kan legsels van verschillende vrouwtjes onder zijn hoede hebben, maar een vrouwtje haalt alleen haar eigen kikkervisjes op.

Het is maar goed dat de kikkermoeder inspringt als het nodig is, want anders zouden haar jongen sterven. Maar het is wonderbaarlijk dat ze het kan. Waarschijnlijk heeft ze door dat het mannetje verdwenen is doordat ze zijn dagelijkse roep niet meer hoort. Ze weet dan kennelijk precies wanneer haar kikkervisjes uitkomen en waar ze hen terug kan vinden.

Het lijkt verleidelijk voor het mannetje om hier misbruik van te maken. Zou hij het legsel in de steek laten of doen alsof hij weg is door zich niet te laten horen, dan hoeft hij niet met de jongen op stap en kan hij er op vertrouwen dat het toch goed komt met ze. Makkelijk.

Verantwoordelijkheid

Maar dat gebeurt niet, denken de onderzoekers. Een territorium is een groot goed dat een mannetje niet zal willen verlaten. En als hij zich stil houdt, komen er andere mannetjes die gaan proberen zich het territorium toe te eigenen. Bovendien komen er dan geen vrouwtjes om hem van nieuwe legsels te voorzien. Nee, hij doet er beter aan om te blijven en zijn verantwoordelijkheid te nemen.
In geval van overmacht staat het vrouwtje reserve.

Willy van Strien

Foto: Mannetje Allobates femoralis met kikkervisjes op zijn rug. Andrius Pašukonis

Bronnen:
Ringler, E., A. Pašukonis, W.T. Fitch, L. Huber, W. Hödl & M Ringler, 2015. Flexible compensation of uniparental care: female poison frogs take over when males disappear. Behavioral Ecology, 29 mei online. Doi:10.1093/beheco/arv069
Ringler, E., A. Pašukonis, W. Hödl & M. Ringler, 2013. Tadpole transport logistics in a Neotropical poison frog: indications for strategic planning and adaptive plasticity in anuran parental care. Frontiers in Zoology 10: 67. Doi:10.1186/1742-9994-10-67
Ringler, E., M. Ringler, R. Jehle & W. Hödl, 2012. The female perspective of mating in A. femoralis, a territorial frog with paternal care- a spatial and genetic analysis. PLoS ONE 7: e40237. Doi:10.1371/journal.pone.0040237

Nieuw licht op slangenevolutie

4 juni 2015 /

Voorouder was een giftige, nachtelijke sluipmoordenaar

Wurgslangen als bloedpython ontstonden later dan gifslangen

Er zijn meer dan 3400 soorten slangen met uiteenlopende levenswijzen. Hoe hebben zij zich uit hun gemeenschappelijke voorouder ontwikkeld? Wat was die allereerste slang voor een dier? Onderzoek van Allison Hsiang en collega’s werpt daar nieuw licht op.

Er zijn slangen die overdag actief zijn en slangen die zich ’s nachts roeren. Er leven slangen op de grond, ondergronds, in bomen en in water. Sommige slangen wurgen hun prooi, andere vergiftigen die. Hoe zat dat met de allereerste slang? Was dat een dagdier of een nachtbraker? Landdier of waterdier? Een wurger of een gifslang?
Veel was tot nu toe onduidelijk omdat er weinig fossiele slangen bewaard zijn gebleven. Zo waren biologen het oneens over de vraag waar de allereerste slang geleefd heeft. Volgens sommigen ligt de oorsprong van de slangen in zee, anderen dachten dat ze afstammen van een ondergronds levende voorouder.

Fossielen

Maar de laatste jaren is een aantal nieuwe fossielen ontdekt. Bovendien zijn er tegenwoordig dna-technieken beschikbaar. Vergelijking van het erfelijk materiaal van bestaande soorten helpt om hun stamboom te kunnen tekenen. Allison Hsiang en collega’s veegden al die gegevens bij elkaar om een beeld van de vroegste slangen te reconstrueren.

Bekend was al dat slangen hagedissen zijn. Dat wil zeggen: op de evolutiestamboom vormen ze een tak tussen de hagedissen. Ze zijn het meest nauw verwant aan de varanen, hazelwormen, korsthagedissen en leguaanachtigen (leguanen, agamen, anolissen en kameleons).
De bijzondere hagedis waar alle slangen van afstammen, de ‘oerslang’, leefde zo’n 128 miljoen jaar geleden, zo concludeert Hsiang uit haar vergelijkend onderzoek. Het moet een dier geweest zijn zonder voorpoten, maar met nog wel kleine achterpootjes. Het leefde in een warme, vochtige en weelderig begroeide omgeving, op het land; de biologen die meenden dat de oerslang in zee leefde krijgen dus ongelijk. ’s Nachts kroop hij over de grond om zijn prooien te besluipen, en misschien ging hij wel ook ondergronds.

Gifklieren

Er ontstonden vrij snel verschillende typen slangen. Maar pas toen de dinosauriërs van het toneel waren verdwenen werd het aantal soorten echt groot. Er kwamen slangen die overdag op jacht gingen en slangen die naar zee verhuisden.

Hsiang en collega’s noemen het niet, maar de allereerste slang had gifklieren om zijn prooien te overmeesteren. Dat blijkt uit onderzoek van Bryan Fry uit 2006: gifklieren waren ontstaan bij de voorouder die slangen delen met de varanen, hazelwormen, korsthagedissen en leguaanachtigen. Die voorouderlijke hagedis had kleine gifzakjes in zowel onder- als bovenkaak. Ze produceerden een cocktail van negen eiwitten die prooien weerloos maakten doordat ze de bloeddruk verlaagden, darmkrampen veroorzaakten en spieren lam legden.
Zowel de slangen als de aan hen verwante hagedissen erfden deze gifklieren. Bij de slangen zijn de klieren in de onderkaak verloren gegaan, terwijl die in de bovenkaak bij veel moderne slangen complexe organen zijn geworden. Deze gifslangen hebben speciale tanden waarmee ze het gif diep in de prooien kunnen inbrengen.
Er zijn ook slangen die de gifklieren helemaal hebben afgeschaft, bijvoorbeeld slangen die eieren eten.

Ook slangen die hun prooien wurgen kunnen het zonder gifklieren af. Die compleet andere manier om prooien de baas te worden had de eerste slang niet. Het is een latere uitvinding die boa’s en pythons succesvol toepassen.

Willy van Strien

Foto: De bloedpython, Python brongersmai, uit Thailand. Fotograaf: ‘Tigerpython’ (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Hsiang, A.Y., D.J Field, T.H. Webster, A.D.B. Behlke, M.B. Davis, R.A. Racicot & J.A. Gauthier, 2015. The origin of snakes: revealing the ecology,behavior, and evolutionary history of early snakes using genomics, phenomics, and the fossil record. BMC Evolutionary Biology 15:87. Doi: 10.1186/s12862-015-0358-5
Fry, B.G. en anderen, 2006. Early evolution of the venom system in lizards and snakes. Nature 439: 584-588. Doi:10.1038/nature04328

Levensreddend salto

28 mei 2015 /

Mier ontsnapt uit mierenleeuwenkuil met een kaaksprong

Mier Odontomachus brunneus springt met zijn kaken

Poten heb je om te staan, te lopen en te springen. Kaken om voedsel te grijpen en te vermalen. Duidelijk. Maar sommige mieren springen met hun kaken. Een rare gewoonte misschien, maar de mieren redden hun leven ermee, schrijven Fredrick Larabee en Andrew Suarez.

De kaken van de mier Odontomachus brunneus vallen op omdat ze zo groot en breed zijn. Maar wat je niet meteen ziet is dat ze ook bijzonder krachtig zijn. De mier zet zijn kaken wijd open door de kaakspieren aan te spannen en ze in die stand vast te zetten. Zo staan de kaken op scherp. Laat hij de spieren los, dan klappen de kaken met een ongekende snelheid en kracht dicht. Het is een doeltreffend wapen om prooien te vangen.
Maar de mier doet meer met zijn kaken. Hij kan zichzelf ermee lanceren.

Mierenleeuw

Die manoeuvre had Sheila Patek al eerder met een hogesnelheidscamera op video vastgelegd voor de mier Odontomachus bauri, die diezelfde kaken heeft. Als die met één van zijn snel dichtklappende kaken tegen de grond slaat, krijgt hij een oplawaai die hem al draaiend een paar centimeter de lucht in stoot. Het is moeilijk om precies te zien hoe het gebeurt, maar duidelijk is wel dat de mier zich opzettelijk met de kaken afzet. Hij lijkt de richting waarin hij wegschiet en de manier waarop hij landt niet helemaal te beheersen.
De vraag was waarom de mier dat doet. Misschien om aan roofvijanden te ontsnappen, was de suggestie.

En dat klopt, laten Fredrick Larabee en Andrew Suarez nu zien voor Odontomachus brunneus. De twee soorten mieren, bauri en brunneus, zijn nauw aan elkaar verwant en komen allebei voor in Noord- en Midden-Amerika en het Caribisch gebied.
De grote vijanden van deze mieren zijn de larven van mierenleeuwen. Volwassen mierenleeuwen zijn sierlijke insecten die wat op libellen lijken, maar de larven zijn dikke, gedrongen vreetzakken.

Onder het zand

Een mierenleeuwlarve maakt een trechtervormige valkuil in het zand van een paar centimeter diep en graaft zich in de bodem in; alleen zijn kaken steken uit. De wanden van de valkuil zijn zo steil dat ze op instorten staan. Dus wat gebeurt er als er een beestje op de rand loopt? Hij tuimelt in een zandlawine naar beneden. Zo nodig gooit de mierenleeuwlarve wat zand naar de ongelukkige om die lawine op gang te helpen.
Een insect dat in de valkuil is gegleden kan nauwelijks of niet naar boven krabbelen. Meestal eindigt hij tussen de kaken van de mierenleeuw, die hem onder het zand trekt en leeg zuigt.
Er komen wereldwijd zo’n tweeduizend soorten mierenleeuwen voor, waarvan twee in Nederland.

De lucht in

Ook Odontomachus brunneus lukt het meestal niet om na een slippartij uit een mierenleeuwenkuil te klimmen. Maar dan kan hij ontsnappen dankzij de ‘kaaksprong’ die Patek beschreef, laten Larabee en Suarez zien. Zij voerden een serie observaties en experimenten uit in het lab, waarbij mieren in bakjes met een bemande mierenleeuwenkuil zetten.
Een mier die gevangen zit in een valkuil schiet zichzelf hoog de lucht in door zich met zijn dichtslaande kaken tegen de bodem af te zetten. Soms valt hij na zijn salto weer terug in de kuil, maar in veel gevallen landt hij ernaast en heeft de kaaksprong zijn leven gered.
De onderzoekers lijmden van een aantal mieren de kaken aan elkaar vast. Deze hadden veel minder kans om een val in een mierenleeuwenkuil te overleven.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Odontomachus brunneus, werkster. Nathan Burkett-Cadena (Wikimedia Commons)
Klein: mierenleeuw Myrmeleon mobilis. R. Curtis (Creative Commons)

Fredrick Larabee vertelt over de levensreddende salto van Odontomachus brunneus

Bronnen:
Larabee, F.J. & A.V. Suarez, 2015. Mandible-powered escape jumps in trap-jaw ants increase survival rates during predator-prey encounters. PLoS ONE 10: e0124871. Doi:10.1371/journal.pone.0124871
Patek, S.N., J.E. Baio, B.L. Fisher & A.V. Suarez, 2006. Multifunctionality and mechanical origins: ballistic jaw propulsion in trap-jaw ants. PNAS 103: 12787-12792. Doi: 10.1073/pnas.0604290103

Stoorzenders

22 mei 2015 /

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

15 mei 2015 /

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

6 mei 2015 /

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

24 april 2015 /

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

10 april 2015 /

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

2 april 2015 /

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

26 maart 2015 /

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

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2025 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑