Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 29 van 42

Droog en donker bewaren

13 oktober 2014 /

De notenkraker houdt zijn voedselvoorraad goed

Notenkrakers weten precies waar ze hun voorraad dennenzaden moeten opslaan om te voorkómen dat de zaden ontkiemen en voor consumptie verloren gaan, schrijven Eike Lena Neuschulz en collega’s.

Aan het eind van de zomer rijpen de zaden van de alpenden. Van deze tijdelijke voedselbron moeten de notenkrakers, kraaiachtige vogels uit de Alpen, het hele jaar leven. Het is nagenoeg hun enige voedsel. Ook de jongen die ze in het vroege voorjaar grootbrengen eten vooral zaden van de alpenden. Er zit voor de vogels dus maar één ding op: ze moeten een voorraad zaden opslaan waar ze tien maanden uit kunnen putten. En waarschijnlijk nog langer, want de dennen produceren in sommige jaren weinig zaden en dan zijn de vogels aangewezen op hun oude voorraden.
En dus gaat een notenkraker in het najaar hamsteren. Hij verzamelt zaden en begraaft ze op veel verschillende plaatsen in zijn territorium, hoog in de bergen. Terugvinden is geen probleem voor hem: 80 procent haalt hij weer op.

Juiste keus

Maar als in mei de sneeuw gesmolten is, kunnen begraven zaden ontkiemen en dan zijn ze voor de vogels niet meer eetbaar.

Nu blijkt dat de vogels dat risico beperken door hun opslagplaatsen heel zorgvuldig te kiezen. De onderzoekers observeerden notenkrakers in de Zwitserse Alpen om te zien op wat voor plaatsen ze hun zaden in de grond stoppen. En met zaaiproeven gingen ze na op wat voor soort plekken de dennenzaden goed ontkiemen.

Notenkrakers zoeken beschaduwde, droge plaatsen uit voor hun voorraden. En dat blijkt precies de juiste keus, want op zulke plaatsen komen maar weinig zaden tot ontkieming. Daar hebben ze juist licht en vocht voor nodig. Zo weten de vogels hun voorraden lange tijd goed te houden.

Enorm aantal

Voor de alpenden lijkt dat ongunstig. De notenkraker is het enige dier dat de zaden uit de harde kegels weet te krijgen en verspreidt. De boom is dus van de vogel afhankelijk voor zijn voortbestaan. En laat die de zaden nou uitgerekend naar plekken brengen waar de kans op ontkieming minimaal is.
Maar de dennen kunnen erg oud worden en produceren in hun leven een enorm aantal zaden. Ook al brengen notenkrakers de zaden naar moeilijke plaatsen, er ontkiemen er toch genoeg om een populatie alpendennen in stand te houden.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: notenkraker. Eike Lena Neuschulz
Klein: alpenden. Christof Berger (Wikimedia Commons)

Bron:
Neuschulz, E.L., T. Mueller, K. Bollmann, F. Gugerli & K. Böhning-Gaese, 2014. Seed perishability determines the caching behaviour of a food-hoarding bird. Journal of Animal Ecology, 22 september online. Doi: 10.1111/1365-2656.12283

Bijna allemaal dochters

6 oktober 2014 /

Sluipwespvrouwtjes verenigen hun krachten

Ruim dertig vrouwtjes op één mannetje: bij de sluipwesp Sclerodermus harmandi zijn de geslachten behoorlijk scheef verdeeld. Xiuyun Tang en collega’s geven daar een mogelijke verklaring voor: de vrouwtjes hebben elkaar hard nodig om grote gastheren met succes te kunnen aanvallen.

Sclerodermus harmandi is een uitzonderlijke sluipwesp. Sluipwespen leggen hun eitjes in of op andere insecten. De sluipwesplarven komen dan uit te midden van een grote voorraad voedsel, namelijk hun gastheer, die ze helemaal opeten. Een vrouwtje is het best af als de gastheren die ze gebruikt alleen haar nakomelingen aan boord hebben. Dan komen die nakomelingen niets te kort en hoeven ze niet met andere larven te concurreren om het voedsel. Dat geldt voor bijna alle soorten sluipwespen.

Joekel

Maar niet voor Sclerodermus harmandi.

Deze sluipwesp valt veel verschillende soorten gastheren aan. Daar zijn lastige jongens bij, zoals larven van de Japanse boktor Monochamus alternatus die in gangen in dennenhout leven. Als een sluipwespvrouwtje zo’n keverlarve vindt, zal ze hem eerst verlammen door een giftige stof te injecteren; vervolgens poetst ze hem schoon. De keverlarve verzet zich hevig en er is een kans dat het wespenvrouwtje haar poging om hem te overmeesteren niet overleeft. In elk geval kost het veel tijd, en pas na enkele dagen of weken kan ze tientallen eitjes op de keverlarve leggen.
Een keverlarve is klein of groot, afhankelijk van zijn leeftijd. Hoe groter de keverlarve, hoe meer sluipwesplarven ervan kunnen leven en hoe groter de nieuwe sluipwespen zijn die daar later, na verpopping, uitkomen. Maar een grote gastheer is ook moeilijk klein te krijgen. Het kost een vrouwtje veel tijd om zo’n joekel te verlammen, het risico dat ze erbij om het leven komt is groot en ze kan haar eitjes niet vlot kwijt.

Gedeelde zorg

Nu blijkt dat vrouwtjes die een grote keverlarve willen gebruiken er goed aan doen om hem samen met een groepje collega’s aan te pakken.

Experimenten van Xiuyun Tang en collega’s laten dat een vrouwtje op een kleine keverlarve de meeste nakomelingen voortbrengt als ze hem helemaal voor zichzelf heeft. Maar op een grote keverlarve heeft ze het meeste succes als andere vrouwtjes meedoen. Want in haar eentje is ze niet tegen hem opgewassen; als vrouwtjes met een stel zijn kunnen ze hem makkelijker verlammen en vlotter eitjes gaan leggen.

En het werk is nog niet afgelopen als de eitjes zijn gelegd. Een vrouwtje bewaakt haar eitjes en zet ze terug op de gastheer als ze eraf gevallen zijn. Komen de sluipwesplarven uit, dan maakt ze gaatjes in de huid van de keverlarve waardoor haar larfjes hun gastheer kunnen leegzuigen. En zitten de larven te dicht op elkaar, dan verplaatst zij ze. Af en toe spuit ze opnieuw gif in om de gastheer rustig te houden. Door die zorg hebben haar nakomelingen een grotere overlevingslans. Als meerdere vrouwtjes dezelfde keverlarve gebruiken, delen ze ook de zorg voor de jongen.
De nakomelingen van een vrouwtje dat met een groep opereert om een grote gastheer aan te pakken moeten deze voedselvoorraad delen met de anderen. Toch houdt zij er gemiddeld meer nakomelingen aan over dan wanneer ze zou proberen hem in haar eentje te benutten.

Dochters

Omdat meerdere vrouwtjes nodig zijn om grote keverlarven de baas te kunnen, denken de onderzoekers, doen de sluipwespmoeders er goed aan om zoveel mogelijk dochters te maken. Vrouwtjes hebben geen vleugels en die dochters blijven dus makkelijk bij elkaar. De moeders maken net voldoende zoons om alle dochters te bevruchten – en daar zijn er maar enkele voor nodig. Ze kunnen het geslacht van hun nakomelingen regelen door het sperma dat ze na een paring opslaan te doseren, want bevruchte eicellen leveren een dochter op, en onbevruchte een zoon. Vandaar die scheve geslachtsverhouding.

In de praktijk

Is deze verklaring bevredigend? Misschien, maar het verhaal is nog niet helemaal rond. Zo is het nog de vraag of sluipwespvrouwtjes in de praktijk samenwerken als ze met een grote gastheer geconfronteerd worden – in de experimenten hadden ze geen keus, want de onderzoekers stelden steeds een kleine of een grote keverlarve bloot aan een enkel sluipwespvrouwtje of een groepje. En zijn er echt zó veel dochters nodig om te verzekeren dat zij, indien nodig, genoeg partners kunnen vinden voor een gezamenlijke aanval?

Hoe dan ook: op de een of andere manier moet het voor vrouwtjes de beste optie zijn om bijna uitsluitend dochters voort te brengen. Anders zou een vrouwtje dat meer zonen maakt dan haar metgezellen via haar zonen een groter aantal kleinkinderen krijgen, en die erven haar neiging om meer zoons te produceren. Dan zou het snel zijn afgelopen met de gewoonte om zo idioot veel dochters te produceren.

Willy van Strien

Foto: Sclerodermus harmandi: enkele vrouwtjes en hun larven op een keverlarve. Baoping Li.

Bronnen:
Tang, X., , L. Meng, A. Kapranas, F. Xu, I.C.W. Hardy & B. Li, 2014. Mutually beneficial host exploitation and ultra-biased sex ratios in quasisocial parasitoids. Nature Communications 5:4942, 12 september. Doi: 10.1038/ncomms5942
Hu, Z., X. Zhao, Y. Li, X. Liu & Q. Zhang, 2012. Maternal care in the parasitoid Sclerodermus harmandi(Hymenoptera: Bethylidae). PLoS ONE 7: e51246. Doi:10.1371/journal.pone.0051246
Liu, Z., B. Xu, L. Li & J. Sun, 2011. Host-size mediated trade-off in a parasitoid Sclerodermus harmandi. PLoS ONE 6: e23260. Doi:10.1371/journal.pone.0023260

Oproepkracht

29 september 2014 /

Zaagbaars ‘weet’ wanneer murene kan helpen een prooi te vangen

Vissen zijn niet zo dom als ze misschien lijken. Kijk bijvoorbeeld hoe slim een jagende zaagbaars een murene inschakelt als hij het niet alleen af kan. Hij beoordeelt goed wanneer hij hulp nodig heeft en van welke murene hij die kan verwachten, blijkt uit onderzoek van Alex Vail en collega’s.

De zaagbaars Plectropomus leopardus jaagt boven koraalriffen in het westelijk deel van de Stille Oceaan op kleine vissen. Als die zich verschansen in spleten en kieren van het rif, kan de zaagbaars ze niet pakken.
Maar daar heeft hij een oplossing voor: hij haalt er dan een gemarmerde murene bij. Deze palingachtige vis kan zich wel in smalle ruimtes wringen. Aan het koppel kan een prooivis moeilijk ontkomen. In zijn schuilplek is hij niet meer veilig, want de murene probeert hem in een hoek te drijven en te pakken. En vlucht hij naar open water, dan zet de zaagbaars een snelle achtervolging in. De twee rovers hebben een deal: wie de prooi vangt, slikt hem in.

Kop omlaag

Zaagbaars en murene vullen elkaar dus goed aan, wat een gezamenlijke aanval kansrijk maakt. Voor de zaagbaars betekent dat winst. Hij krijgt de buit weliswaar niet altijd, maar zonder hulp van een bondgenoot zijn prooien die schuilen in het rif allemaal onbereikbaar. En de murene zou ongevraagd niet overdag op jacht zijn gegaan; hij rust dan in een schuilplaats. De opbrengst van de gezamenlijke jachtpartij is voor hem een extraatje.

Alex Vail, Redouan Bshary en collega’s hadden al beschreven hoe een zaagbaars een jachtmaatje rekruteert. Als hij het voorzien heeft op een visje dat zich tussen het koraal heeft teruggetrokken, bijvoorbeeld na een mislukte achtervolging, en hij ziet een murene in de buurt, dan benadert hij die met bepaalde trillingen van zijn lijf en bewegingen van zijn rugvin. Hij stoot de murene ook weleens aan. En soms wijst hij naar de plaats waar de prooi zit door daar te gaan staan met zijn kop omlaag.

Heeft hij geluk, dan komt de murene uit zijn schuilplaats om de prooi op te jagen.
Een deel van dit werk is overigens gedaan aan een andere zaagbaarssoort, de Rodezeewrakbaars. Die jaagt op dezelfde manier als Plectropomus undulatus (die geen Nederlandse naam heeft), maar dan met de reuzenmurene als partner.

Oefening

Nu laten Vail en collega’s zien hoe slim de zaagbaars Plectropomus undulatus het aanpakt. Alleen als de prooi op een plaats zit waar hij niet bij kan, nodigt hij een murene uit om mee toe doen. En hij krijgt snel in de gaten welke murene daar wel en welke daar niet voor te porren is. Niet elke murene gaat namelijk op het verzoek in, wisten de onderzoekers uit waarnemingen in zee.

Ze vingen een aantal zaagbaarzen bij het Groot Barrièrerif bij Australië en namen die mee naar het lab om ze te testen in een grote ronde bak met zeewater waarin ze verschillende situaties in scène zetten. In een doorzichtige perspex cilinder bevond zich bij wijze van prooi een dood visje. Er zat een visdraad aan vast, zodat de onderzoekers hem in beweging konden brengen. De cilinder bevatte ook een brok koraal, waaronder de ‘prooi’ zich kon verschansen.
In de eerste serie proeven was de prooi in zijn cilinder ofwel onder het koraalbrok te zien, ofwel erboven, in het open water. In de bak lag een koker waaruit de kop van een murene-model stak, een geplastificeerde foto die de onderzoekers ook via een vislijn konden bewegen. De zaagbaarzen, een voor een in het aquarium gezet voor de test, moesten laten zien in welke situatie ze die ‘murene’ bij de jacht probeerden te betrekken.

Dat deden de baarzen voornamelijk als het nodig was, als de prooi onder het brok koraal lag. Na enige oefening, waarbij terechte hulpvragen werden beloond met een hapje eten, beslisten ze nog wat beter en sneller.

Bereidwillig

In de tweede serie proeven waren twee murene-modellen in kokers present. Een van hen was bereid om mee te werken als dat gevraagd werd; de onderzoekers trokken hem dan aan de visdraad met de baars mee. De ander verdomde het; de onderzoekers lieten hem wel te voorschijn komen, maar vervolgens de verkeerde kant op zwemmen.
De zaagbaarzen kregen snel door op welke van de twee ze konden rekenen als ze assistentie zochten en wendden zich tot dit bereidwillige exemplaar.

De onderzoekers zijn onder de indruk van de manier waarop de zaagbaarzen de situatie beoordelen en een bereidwillige partner voor de jacht rekruteren als dat nodig is. Ik vermoed dat vissen eigenlijk slimmer zijn dan we denken.
Het werk is opgezet vanuit het perspectief van de zaagbaars. Ik ben nu benieuwd waarom murenen wel of niet op een uitnodiging tot samenwerken ingaan. Doen ze dat bijvoorbeeld alleen op dagen dat ze zelf ook behoefte aan prooi hebben, bijvoorbeeld als ze hongerig zijn na een nacht die weinig vangst heeft opgeleverd?

Willy van Strien

Foto’s: ©Alex Vail

Het onderzoek naar zaagbaars en murene op twee filmpjes van de onderzoekers:
Wel of geen murene inschakelen?
De ene murene werkt mee, de andere niet.

Zie ook: Goed georganiseerde jachtpartij

Bronnen:
Vail, A.L., A. Manica & R. Bshary, 2014. Fish choose appropriately when and with whom to collaborate. Current Biology 24: R791-R793. Doi: 10.1016/j.cub.2014.07.033
Vail, A.L., A. Manica & R. Bshary, 2013. Referential gestures in fish collaborative hunting. Nature Communications 4: 1765. Doi: 10.1038/ncomms2781
Bshary, R., A. Hohner, K. Ait-el-Djoudi & H. Fricke, 2006. Interspecific communicative and coordinated hunting between groupers and giant moray eels in the Red Sea. PLoS Biol 4: e431. Doi: 10.1371/journal.pbio.0040431

Ware teamgeest

23 september 2014 /

Mannenduo van langstaartmanakins brengt een strak duet ten gehore

Een vrouwtje van de langstaartmanakin blijft koud onder de zang van een enkel mannetje. Ze heeft alleen interesse in een duet van twee heren. Dat duet moet vaak en goed klinken, blijkt uit onderzoeken van Dugan Maynard en Jill Trainer en collega’s. Als het duo vervolgens ook nog een mooie dans uitvoert, zal de oudste van de twee met haar paren. De ander moet nog wat jaartjes geduld hebben.

Er zijn veel soorten vogels waar alleen de vrouwtjes voor de jongen zorgen. Dan zijn de mannetjes druk in de weer om vrouwtjes te verleiden, hoe meer hoe liever. Omgekeerd kunnen de vrouwtjes vrijelijk kiezen met welk mannetje ze paren. Ze gaan voor de beste, want zijn kwaliteit zal erfelijk zijn en gezonde, sterke nakomelingen opleveren. Sommige mannetjes zijn zeer succesvol, andere komen niet of nauwelijks aan de bak.
Zo is het ook bij de langstaartmanakin.

Maar deze zangvogel uit Midden Amerika is uniek omdat er een mannenduo nodig is om vrouwtjes te verleiden.

Een man alleen hoeft het niet te proberen.

Vrouwtjes lokken

De mannetjes opereren in teams van drie à vijftien individuen, waarvan de hoogste twee, de alfaman en de bètaman, het verleidingswerk doen. De andere teamleden, vaak jongere mannetjes, doen niet serieus mee, maar oefenen soms als er geen vrouwtjes in de buurt zijn.
Het topduo begint vrouwtjes te lokken met een duet waarin beide partners steeds tegelijk een drietonig ‘toledo’ laten horen. Komt daar een belangstellende vrouw op af, dan voeren de twee mannen een dans uit. Als het vrouwtje ook dat mooi vindt, zal het alfamannetje, de oudste en meest dominante van de twee, met haar paren.

Om te achterhalen aan welke eisen de toledo-duetten moeten voldoen, maakten Dugan Maynard en collega’s geluidsopnamen van tientallen mannenduo’s en analyseerden die. Met video-opnamen volgden ze hoe vaak er een vrouwtje op de duo’s af kwam.

Synchroon en zuiver

Hoe meer toledo’s mannen laten horen, hoe meer vrouwtjes ze mogen verwachten, zo bleek. Een van de koppels presteerde het om er in één uur maar liefst 883 te laten horen, dus bijna 15 per minuut.
Daarbij is het belangrijk dat ze goed gelijk zingen. Een toledo duurt 0,6 seconden, het tweede mannetje valt na 0,1 seconde in. Hoe beter de twee samen opgaan, hoe vaker ze damesbezoek krijgen. Grofweg dan: een goede synchronisatie is geen garantie voor succes. Jill Trainer onderzocht een andere populatie, en daar bleken de vrouwtjes er gespitst op te zijn dat de twee partners in een duo op dezelfde toonhoogte zingen, zodat de zang niet vals klinkt.

Wat zoekt een vrouw bij een mannenkoppel dat veel en goed gecoördineerd zingt, dat wil zeggen mooi synchroon en zuiver? Alleen mannen in goede conditie kunnen veel toledo’s per uur produceren. En een goede coördinatie is een teken dat de twee al lang samenwerken, liet Trainer zien. Dan moeten ze oud zijn, en oude mannetjes hebben bewezen dat ze overlevers zijn, dus sterk.
Een alfaman is zelfs stokoud. Waar vrouwtjes gaan broeden in hun tweede levensjaar, moeten mannetjes jaren wachten voor ze seks hebben, als dat er al ooit van komt. Zij krijgen pas een volwassen verenkleed als ze vier jaar zijn. Jonge mannen sluiten zich nu eens bij het ene, dan weer bij het andere team aan en langzamerhand krijgen ze een steeds vastere plek. Als ze geluk hebben, worden ze daar bètaman; dan zijn ze meestal acht jaar oud. Dan kunnen ze een paar jaar later promoveren tot alfaman. Van alle jonge mannen zal slechts 8 procent het uiteindelijk tot alfaman schoppen – en jongen kunnen verwekken.

Kortom, vrouwtjes die afgaan op een strak duet, kiezen voor een energieke en sterke man, een man van hoge kwaliteit.

Wachttijd

De bètaman ploetert even hard als de alfaman om vrouwtjes te lokken en te verleiden. Maar terwijl de alfaman meteen profiteert van het succes – hij mag paren -, heeft de bètaman het nakijken. Als hij verwant was aan de alfaman zou hij nog een beetje mee profiteren, dan zou het succes in de familie blijven. Maar alfa en bèta zijn geen familie van elkaar, zo hebben de onderzoekers achterhaald. Waarom slooft de bètaman zich dan zo uit?

Voor hem is er winst op de lange termijn. Terwijl hij met alfa samenwerkt, leert hij om de timing en toonhoogte van zijn zang af te stemmen op die van zijn partner, zodat het duet synchroon en zuiver wordt. Hoe beter dat gaat, hoe populairder het duo is. Als de bèta later alfa wordt omdat de huidige alfa wegvalt, erft hij de plek en een van de ondergeschikte mannen wordt de nieuwe bèta. Vrouwtjes die van het vorige duo gecharmeerd waren, komen terug naar die plaats en dankzij de bedrevenheid van de oude bèta/nieuwe alfa kan ook het nieuwe duo daar succesvol worden.
Dan betaalt die lange wachttijd zich eindelijk uit.

En af en toe heeft een bèta het geluk om een keer voortijdig te kunnen paren, als alfa even niet oplet. Maar zo’n buitenkansje is heel erg zeldzaam.

Willy van Strien

Foto: Steve Garvie (Wikimedia Commons, Creative Commons CC BY-SA 2.0)

Zo klinkt een geslaagd toledo-duet

Bekijk een dansend mannenduo

Bronnen:
Maynard, D.F., K-A.A. Ward, S.M. Doucet & D.J. Mennill, 2014. Telemetric and video assessment of female response to male vocal performance in a lek-mating manakin. Behavioral Ecology, 9 september online. Doi: 10.1093/beheco/aru137
Trainer, J.M., D.B. McDonald & W.A. Learn, 2002. The development of coordinated singing in cooperatively displaying long-tailed manakins. Behavioral Ecology 13: 65-69. Doi: 10.1093/beheco/13.1.65
Trainer, J.M. & D.B. McDonald, 1995. Singing performance, frequency matching and courtship success of long-tailed manakins (Chiroxiphia linearis). Behav Ecol Sociobiol 37: 249-254. Doi: 10.1007/BF00177404

Kleine, maar dappere schildwacht

15 september 2014 /

Geringde zeeanemoon wordt fel verdedigd door pistoolgarnaaltje

Een geringde zeeanemoon is goed af als er een rode pistoolgarnaal bij hem inwoont. Deze kleine garnaal verdedigt de anemoon namelijk doeltreffend tegen roofzuchtige vuurwormen. Amber McCammon en collega’s filmden de confrontatie.

De geringde zeeanemoon (Bartholomea annulata) – een grote en veelvoorkomende bewoner van koraalriffen in de Caribische Zee en de Golf van Mexico – heeft een goede verdediging tegen roofvijanden: vele netelcellen die draadjes met giftige inhoud op belagers afschieten. Anemonen zijn verwant aan kwallen, waar je niet op moet trappen omdat zij zulke netelcellen ook hebben.

Pistool

Maar de prachtige vuurworm Hermodice carunculata is er immuun voor. Die eet de anemoon rustig op, met netelcellen en al. Tegen deze roofvijand is de geringde anemoon kansloos. Tenzij….. er een rode pistoolgarnaal (Alpheus armatus) tussen zijn tentakels leeft, laten Amber McCammon en collega’s zien.

Deze garnaal is klein, maar goed bewapend: een van de scharen is vergroot, zowel bij mannetjes als bij vrouwtjes. Als die schaar dichtslaat klinkt er een knal en spuit er een straal water uit. De garnalen gebruiken hun ‘pistool’ om hun territorium te verdedigen tegen soortgenoten. Maar hij komt ook prima van pas om hun gastheer te beschermen tegen rovers, blijkt nu. Rode pistoolgarnalen leven bij voorkeur tussen de tentakels van geringde anemonen en als een garnaal zich eenmaal bij een anemoon heeft gevestigd, dan blijft hij er levenslang wonen. Geen wonder dus dat hij zijn anemoon fanatiek verdedigt.

Algen

McCammon observeerde het gedrag van de dieren buiten op het rif, maar ook in een aquarium in het lab, waar ze filmopnamen maakte. Nadert een vuurworm een anemoon waar zo’n garnaal leeft, dan schiet die te voorschijn. Hij klapt zijn schaar dicht of knipt er zelfs mee in de vuurworm. Diens giftige haren lijken de garnaal niet te deren. En de vuurworm druipt af.

Geringde zeeanemoon en rode pistoolgarnaal leven in een samenwerkingsverband waarin beide partijen aan de kost komen, zo was al bekend. De anemoon eet zoöplankton en kleine ongewervelde dieren die hij verlamt met zijn netelcellen, maar hij heeft ook eencellige algen in zijn lijf die, net als planten, energie uit zonlicht vastleggen en gebruiken om koolhydraten te maken. Die koolhydraten vormen een aanvulling op het dieet van de anemoon. Een rode pistoolgarnaal die tussen de tentakels leeft bemest de algen met zijn stikstofrijke uitscheidingsproducten, wat de anemoon extra voeding oplevert.
Omgekeerd eet de pistoolgarnaal overtollig slijm en dood weefsel van de anemoon weg.

Bij de anemoon is de pistoolgarnaal bovendien veilig voor zijn roofvijanden, die door de tentakels worden afgeschrikt. McCammon wilde weten of die bescherming wederzijds is, en dat blijkt zo te zijn: de garnaal houdt hongerige vuurwormen op afstand.
De twee partners profiteren dus dubbel van elkaar: ze bieden elkaar voedsel en veiligheid.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: geringde zeeanemoon Bartholomea annulata. Cephalopodcast (via Flickr, Creative Commons)
Klein: vuurworm Hermodice carunculata. Nick Hobgood (Wikimedia Commons)

Bekijk de confrontatie tussen vuurworm en rode pistoolgarnaal in een filmpje van de onderzoekers: Marine gladiators

Bron:
McCammon, A.M. & W.R. Brooks, 2014. Protection of host anemones by snapping shrimps: a case for symbiotic mutualism? Symbiosis, 29 augustus online. Doi: 10.1007/s13199-014-0289-8

Voltreffers

12 september 2014 /

Hoe een schuttersvis zijn prooi de volle laag geeft

De schuttersvis weet zijn waterstraal nauwkeurig te richten. Maar dat is niet alles. Hij bouwt die straal ook nog zo op dat die de prooi met maximale kracht treft, schrijven Stefan Schuster en collega’s.

Een schuttersvis spuugt een straal water naar een krekel die niets vermoedend op een tak boven het wateroppervlak zit. Pats! Raak! De krekel is kansloos. Hij tuimelt omlaag en plonst in het water waar de schuttersvis inmiddels klaar ligt om hem te grijpen en op te eten.

Hier is een scherpschutter aan het werk, dat is duidelijk.

De schuttersvis Toxotes jaculatrix leeft in scholen in brakke mangrovemoerassen in Zuidoost Azië. Zijn talent om prooien met een welgemikte waterstraal neer te halen is onovertroffen. Hij gaat net onder het wateroppervlak hangen, schuin onder zijn doelwit, en spuit een straal water omhoog via een ‘pijp’ die bestaat uit een gleuf in zijn monddak en een harde rand op zijn tong.

Opdoffer

Hij treft zijn slachtoffers met een kracht die veel groter is dan wat de spieren kunnen leveren die hij inschakelt om te spugen. Alberto Vailati beschreef twee jaar geleden hoe de vis dat voor elkaar krijgt. Hij liet schuttersvissen schieten op een prooi op ongeveer 10 centimeter afstand en maakte video-opnamen met een hogesnelheidscamera.

De vis, zo bleek, spuugt het laatste stuk van de waterstraal met een hogere snelheid uit dan het eerste stuk. Het achterste deel van de straal loopt dus in op het voorste deel en voegt zich daarbij. De straal krijgt zo een dikke kop, die ook nog eens extra vaart krijgt door het snellere water dat erbij komt. Het speelt zich allemaal af in milliseconden. Door aangroei en versnelling van de kop van de straal krijgt een prooi – insect, spin of kleine hagedis – uiteindelijk een opdoffer die krachtig genoeg is om hem omver te kegelen. Al houdt hij zich nog zo stevig vast.

Afstand

Nu laten Stefan Schuster en collega’s zien dat de schuttersvis dat kunstje perfect beheerst. Hij blijkt rekening te kunnen houden met de afstand waarop zijn prooi zit. De onderzoekers lieten getrainde schuttersvissen mikken op doelwitten op 20, 40 en 60 centimeter hoogte boven het wateroppervlak, en ook zij maakten opnamen met een hogesnelheidscamera. Een schuttersvis kan overigens prooien tot op een paar meter afstand raken.

De schuttersvis bouwt zijn waterstraal zo op dat de massa aan de kop altijd vlak voor de inslag zijn maximale omvang bereikt. Zit de prooi op 20 centimeter, dan moet die maximale omvang sneller zijn bereikt dan wanneer de prooi op 60 centimeter zit. En dat lukt: de schuttersvis stemt zijn schot af op de afstand door de snelheid van het eerste en laatste deel van de straal aan te passen. Dat kan hij regelen via zijn mondopening. Die wordt, als de vis spuugt, eerst groter tot de maximale omvang is bereikt en vanaf dat moment weer kleiner. Het tijdschema waarmee de vis zijn mondopening vergroot en verkleint bepaalt hoe de waterstraal tijdens de vlucht vervormt.

Bewegend doel

De groep van Schuster had eerder al laten zijn dat de schuttersvissen hun waterschot ook afstemmen op de grootte van de prooi waar ze op mikken: hoe groter de prooi, hoe meer water ze schieten. Bovendien mikken ze niet alleen op stilstaande beestjes, maar kunnen ze ook leren om een snel bewegend doel te onderscheppen.

Bewonderenswaardig!

Willy van Strien

Foto: Stefan Schuster

Een filmpje van de onderzoekers met schietende schuttersvis in slow motion op YouTube

Bronnen:
Gerullis, P. & S. Schuster, 2014. Archerfish actively control the hydrodynamics of their jets. Current Biology, 4 september online. Doi: 10.1016/j.cub.2014.07.059
Vailati, A., L. Zinnato & R. Cerbino, 2012. How archer fish achieve a powerful impact: hydrodynamic instability of a pulsed jet in Toxotes jaculatrix. PLoS One 7: e47867. Doi: 10.1371/journal.pone.0047867
Schuster, S., 2007. Archerfish. Current Biology 17: R494-R495. Doi: 10.1016/j.cub.2007.04.014

Kleine schooiers

10 september 2014 /

Rendierkalfjes drinken niet alleen bij hun eigen moeder

Een rendiermoeder zoogt haar eigen kalf – maar vaak ook kalfjes van andere vrouwtjes. Vergist zij zich dan? Misschien, soms….. maar volgens Sacha Engelhardt en collega’s gebeurt het vooral doordat kalveren melk proberen te stelen van vreemde vrouwtjes.

Het is voor zoogdiermoeders een uitputtingsslag om hun jongen te zogen. Ze laten dan ook alleen hun eigen kinderen van hun kostbare melk drinken, zou je verwachten.
Toch gaat dat niet altijd op. Bijvoorbeeld niet bij rendieren. De vrouwtjes leven in groepen, en alle rendierkalfjes drinken wel eens bij een vrouwtje dat niet hun moeder is; elke rendiermoeder heeft wel eens een jong aan de uier dat niet het hare is. Sacha Engelhardt en collega’s vroegen zich af hoe dat kan. Ontfermen rendiermoeders zich dan over kalfjes die niet hun jongen zijn, maar wel familie? Of kunnen ze hun eigen jongen niet goed herkennen? Of bietsen kalfjes, als ze de kans krijgen, melk bij willekeurige vrouwtjes, melk dus die niet voor hen bestemd is?

Besnuffelen

Ze pakten de vraag aan door een kudde halfgedomesticeerde rendieren in Finland te observeren.

Rendierjongen gaan meestal (drie van de vier keer) gewoon naar hun eigen moeder voor een voeding, zagen ze, maar melden zich ook regelmatig bij een ander vrouwtje. Daar zijn ze minder welkom. Bij hun eigen moeder mogen ze meestal drinken, bij een ander vrouwtje worden ze vaak weggestuurd. Rendiermoeders herkennen hun jongen dus wel.
Toch komen de kalveren bij een vreemde moeder nog aardig aan hun trekken: de helft van de keren dat ze het proberen kunnen ze gaan zuigen. Het lukt een vreemd kalf vooral als het erbij komt wanneer het eigen jong van zo’n vrouwtje gaat drinken. Het gaat dan zó staan dat de moeder hem niet kan besnuffelen om erachter te komen of ze met een vreemd kalf te maken heeft. Een eigen kalf vermijdt het gesnuffel van zijn moeder niet.

Extraatje

Uit dit alles leiden de onderzoekers af dat het ‘vreemd gaan’ niet ontstaat doordat moeders familieleden willen helpen of zich vergissen. Maar het gaat uit van de jongen. Zij drinken bij hun eigen moeder, zoals het hoort, maar proberen daarnaast bij andere vrouwtjes een slok te halen. De schooiers pakken het slim aan door tegelijk te komen met het echte kind van zo’n moeder en buiten bereik van haar snuit te gaan staan.
Ze drinken bij een vreemd vrouwtje per keer gemiddeld maar half zo lang als bij hun moeder. Maar het is toch een mooi extraatje.

Willy van Strien

Foto: Sacha Engelhardt

Bron:
Engelhardt, S.C., R.B. Weladji, Ø. Holand, C.M. de Rioja, R.K. Ehmann & M. Nieminen, 2014. Allosuckling in reindeer (Rangifer tarandus): Milk-theft, mismothering or kin selection? Behavioural Processes 107: 133-141. Doi: 10.1016/j.beproc.2014.08.013

Weg van die kou

28 augustus 2014 /

Meeste trekvogels ontvluchten de barre winter

Zijn Amerikaanse trekvogels van oorsprong zuidelijke soorten die in het rustige noorden gingen broeden, of noordelijke vogels die hun overwinteringsgebied verlegden naar het warmere zuiden? Het antwoord dat Benjamin Winger en collega’s geven gaat in tegen de meest populaire opvatting.

Er zijn nogal wat soorten vogels die tweemaal per jaar een indrukwekkende tocht ondernemen. Ze vliegen van de streek waar ze ’s zomers broeden naar hun overwinteringsgebied en terug.
Die neiging zit er bij vogels, evolutionair gezien, van oudsher al ingebakken, maar is niet dwingend: er zijn vogels die trekken, maar ook vogels die honkvast zijn. Veel trekvogels stammen af van een standvogel, een vogel die het hele jaar op dezelfde plaats leeft; omgekeerd stammen veel blijvers af van een trekker.

Waar ligt de oorsprong van trekvogels die afstammen van standvogels? Leefden hun niet-trekkende voorouders jaarrond in een warm klimaat? En hebben zij op een goed moment de gewoonte ontwikkeld om in het voorjaar hun concurrenten te verlaten om te gaan broeden in een gematigde of koele streek, waar ’s zomers volop voedsel is en de dagen lang zijn? Of zaten ze oorspronkelijk juist in een gematigde streek en zijn ze in de subtropen of tropen gaan overwinteren om de kou en honger van de winter te ontvluchten?

Overwinteringsgebied verschoven

De eerste mogelijkheid – dat migranten hun broedgebied verlegden ten opzichte van (sub)tropische voorouders – sprak biologen het meest aan. Want de tropen tellen veel meer soorten vogels dan de gematigde streken, dus dan lijkt het logisch dat trekvogels van oorsprong tropische vogels zijn die ’s zomers de drukte zijn gaan ontlopen.
Toch ligt het anders, melden Benjamin Winger en collega’s. In elk geval voor Amerikaanse trekkers. De meeste van hen hebben niet hun broedgebied, maar hun overwinteringsgebied verschoven; ze stammen af van soorten uit gematigd of koel Noord-Amerika.

De onderzoekers kwamen daar achter door uit te gaan van de evolutiestamboom van een grote groep zangvogels, bestaande uit onder meer Amerikaanse zangers, mussen, gorzen, troepialen, kardinalen en tangaren. Hun gezamenlijke voorouder kwam ooit Noord-Amerika binnen via de toenmalige Beringlandbrug tussen Siberië en Alaska. Bij elkaar zijn er nu ruim 800 soorten die van die pionier afstammen.
De onderzoekers onderscheidden standvogels uit Noord-Amerika (dat zijn er maar een paar), standvogels uit Midden- en Zuid-Amerika (dat zijn de meeste) en trekkers (120 soorten), en gaven die indeling aan op de stamboom. Het klinkt eenvoudig, maar het vereiste een pittige computerklus.

Troepialen

Het resultaat is een duidelijke patroon. Er zijn trekkers die afstammen van Noord-Amerikaanse standvogels, en er zijn trekkers die afstammen van Midden- en Zuid-Amerikaanse blijvers. Maar die eerste groep is veel groter – tegen de oude gedachte in.

De Amerikaanse zangers en troepialen vormen een goed voorbeeld. Ze vormen een grote groep soorten die afstammen van een Noord-Amerikaanse standvogel die, lang geleden, zijn overwinteringsgebied verlegde naar het warme zuiden en de uitputtende en riskante tocht op de koop toe nam.
De zangers en troepialen die van die vroege migrant afstammen zijn niet allemaal trekkers gebleven. Veel soorten vertoeven jaarrond in Midden- en Zuid-Amerika. Kennelijk gaf een deel van de migranten hun reis op om het hele jaar in de warme tropen te blijven. Dat is één van de redenen, denkt Winger, dat de tropen zo rijk aan soorten zijn. Van die tropische soorten heeft een klein aantal later het broedgebied naar het noorden verlegd; deze vogels gingen weer trekken.

Al met al een dynamisch plaatje. Het laat zien dat vogels, op evolutionaire schaal bekeken, vrij gemakkelijk kunnen overgaan tot trekgedrag, of daar weer van afstappen.

Zouden ook vogels die trekken tussen Europa en Afrika voornamelijk afstammen van noordelijke soorten die de winter ontvluchtten? Ik ben benieuwd. Het zou leuk zijn als iemand dat eens uitzocht.

Willy van Strien

Foto: Blauwvleugelzanger, Vermivora cyanoptera, een Amerikaanse trekvogel. Wolfgang Wander, Wwcsig (Wikimedia Commons)

Bron:
Winger, B.M., F.K. Barker & R.H. Ree, 2014. Temperate origins of long-distance seasonal migration in New World songbirds. PNAS 111: 12115-12120. Doi: 10.1073/pnas.1405000111

Uit de droom

22 augustus 2014 /

Onwerkelijk beestje Hallucigenia is een vroege fluweelworm

Als eersten onderwierpen Martin Smith en Javier Ortega-Hernández de poten van het vreemde vroege diertje Hallucigenia aan een gedetailleerde studie en gaven hem overtuigend een plaats op de evolutiestamboom.

Hallucigenia stond aanvankelijk te boek als het meest bizarre schepsel ooit. Het beestje, een paar centimeter groot, leefde ruim vijfhonderd miljoen jaar geleden tijdens het Cambrium, de periode waarin meercellige dieren in de oceanen verschenen. Charles Doolittle Walcott had in het begin van de twintigste eeuw fossielen van het beestje gevonden in de Burgess Shale, een geologische formatie in de Rocky Mountains van Canada, samen met fossielen van vele andere dieren. Simon Conway Morris maakte de eerste uitvoerige beschrijving, veertig jaar geleden.

Ondersteboven en achterstevoren

In dat eerste beeld stond het dier op zeven paar stokstijve poten, had het een rij tentakels op zijn rug en een bolle kop. Een mislukt experiment van de evolutie, zo leek het. Er was geen enkele gelijkenis met enig dier van nu.
Maar na nieuwe vondsten bleek Hallucigenia toch een acceptabele verschijning. Ze hadden hem in eerste instantie alleen ondersteboven en achterstevoren gehouden. Het dier had twee rijen ‘tentakels’ in plaats van één, en die tentakels waren in werkelijkheid zijn poten. De stijve ‘poten’ van de oorspronkelijke beschrijving werden harde stekels die het dier op de rug droeg als verdediging tegen roofvijanden. En de bolle kop bleek een dik achterwerk.

Een herkenbaar beestje, bij nader inzien. Maar waar Hallucigenia op de stamboom thuishoorde was niet meteen duidelijk. Vermoedelijk bij de fluweelwormen (Onychophora), dachten biologen, een kleine groep dieren uit tropische en subtropische bossen, tot 20 centmeter groot en met 10 à 40 paar poten. Maar er was nog geen duidelijk kenmerk genoemd dat Hallucigenia ondubbelzinnig tot fluweelworm bestempelt, schrijven Martin Smith en Javier Ortega-Hernández.

Klauwtjes

Zij brengen nu zo’n kenmerk naar voren: de klauwtjes die Hallucigena aan de poten had, twee per poot. Elk klauwtje was een stapel van drie lagen hard materiaal die in elkaar genest waren. Ook de harde stekels van Hallucigenia, zo had Smith al eerder beschreven, waren op die manier gelaagd; er staken tot 5 exemplaren in elkaar als Russische poppen.
Dezelfde gelaagdheid hebben de harde klauwtjes en kaken van fluweelwormen. De dieren vervellen regelmatig tijdens de groei en werpen dan hun oude huidje af. Daarmee raken ze ook de buitenste laag van klauwen en kaken kwijt. Maar daarna beschikken ze meteen weer over nieuwe exemplaren.
Conclusie: Hallucigenia was een vroege fluweelworm. De onderzoekers denken dat de gezamenlijke voorouder van de fluweelwormen harde stekels ter verdediging had. De hedendaagse fluweelwormen hebben die niet meer.

Beerdiertjes op andere tak

Fluweelwormen vormen een tak aan de evolutiestamboom met de geleedpotigen (Arthropoda: de grote groep van spinnen, insecten, duizendpotigen, schaaldieren) en de beerdiertjes (Tardigrada, microscopisch kleine diertjes die in water en vochtige omgevingen leven). Samen vormen ze de Panarthropoda. De tak is zo’n 500 miljoen jaar oud.
De geleedpotigen en de beerdiertjes hebben geen gelaagde klauwtjes. Dat is dus een specifiek kenmerk van fluweelwormen. Op grond van die kenmerkende klauwtjes splitsen de onderzoekers die tak van Panarthropoda in tweeën, met de fluweelwormen aan de ene kant en de beerdiertjes plus geleedpotigen aan de andere kant.

Dat gaat in tegen de meest gehoorde opvatting dat de fluweelwormen dichter bij de insecten staan dan de beerdiertjes. Maar het klopt met overeenkomsten die er zijn tussen beerdiertjes en geleedpotigen in de bouw van kop, zenuwstelsel en spieren.

Willy van Strien

Tekening: Hallucigenia sparsa, Apokryltaros (Wikimedia Commons)
Foto’s:
Fluweelworm (Wikimedia Commons)
Beerdiertje: Bob Goldstein en Vicky Madden (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Smith, M.R. & J. Ortega-Hernández, 2014. Hallucigenia’s onychophoran-like claws and the case for Tactopoda. Nature, 17 augustus online. Doi:10.1038/nature13576
Caron J-B., M.R. Smith & T.H.P. Harvey, 2013. Beyond the Burgess Shale: Cambrian microfossils track the rise and fall of hallucigeniid lobopodians. Proc. Roy. Soc. B 280: 20131613. Doi: 10.1098/rspb.2013.1613

Ei op kleur

15 augustus 2014 /

Vogelembryo krijgt wat daglicht, maar geen ultraviolette straling

Vogeleieren hebben hun kleuren en spikkelpatronen niet voor niets, denken Golo Maurer en collega’s. Dankzij de kleurstoffen op de eischaal kan de juiste hoeveelheid daglicht van de juiste kleur het embryo bereiken.

Een vogelembryo in een ei leeft niet in complete duisternis, want de eischaal laat wat licht door. En dat beetje licht doet ertoe. Daglicht bevordert een goede hersenontwikkeling. De groene component uit het licht komt de groeisnelheid ten goede. En dankzij blauw licht pikt het embryo een dag- en nachtritme op. Maar licht is ook gevaarlijk, met name de ultraviolette straling die DNA kan beschadigen.
Golo Maurer en collega’s wilden weten hoeveel licht de eischalen van verschillende soorten vogels passeert, en van welke kleur. Ze maten eischalen van 74 Europese soorten door; het waren schalen van leeggeblazen eieren uit een museumcollectie.

Eischalen laten over het algemeen vooral licht van langere golflengtes door, constateerden ze, dus in verhouding weinig blauw en veel rood. Maar er zijn grote verschillen van soort tot soort, en die hebben te maken met de kleur van de eischaal, zowel van de achtergrond als van de spikkels daarop.

Kleurstoffen

Oorspronkelijk, is het idee, waren vogeleieren effen wit, net als de eieren van reptielen waar vogels van afstammen. Maar vogeleieren kregen in de loop van de tijd verschillende kleuren en spikkelpatronen. Daar zijn twee kleurstoffen verantwoordelijk voor: het blauwgroene biliverdine en het roodbruine protoporphyrine. Het zijn andere pigmenten dan de stoffen die veren, snavel en poten kleuren.
De hoeveelheid van de twee kleurstoffen in een eischaal, laten de onderzoekers zien, bepaalt hoeveel licht erdoorheen komt en filteren het op kleur. Beide kleurstoffen blokkeren schadelijke ultraviolette straling.

Niet altijd optimaal

Maurer vroeg zich ook af of de eischalen het licht in de juiste mate doseren. Daar lijkt het tot op zekere hoogte wel op. Vogels die duistere nesten hebben, bijvoorbeeld in boomholten of nestkasten, leggen namelijk meestal effen witte of lichtblauwe eieren. Deze kleuren laten het beetje licht dat het nest binnenkomt het best door. De eieren van vogels met open nesten zijn vaak wat donkerder.
Verder laten eischalen van vogels die lang moeten broeden voordat de kuikens uitkomen minder ultraviolet licht door dan die van vogels met een korte broedperiode. Zo blijft de hoeveelheid ultraviolet waar de kwetsbare embryo’s aan blootgesteld worden beperkt, ondanks de lange embryonale periode.

Toch zal de eischaal ei niet altijd de optimale kleur hebben om de juiste hoeveelheid licht door te laten. Want ten eerste hangt de hoeveelheid licht die het embryo bereikt niet alleen van de kleur van het ei af. Als de ouders constant op de eieren zitten, liggen de embryo’s steeds in het donker. Dan maakt de kleur van de eischaal niets uit voor het lichtregime in het ei.
Ten tweede hebben de pigmenten ook andere functies. Ze kunnen de eieren camoufleren, of ze zorgen ervoor dat vogels hun eieren kunnen herkennen en onderscheiden van koekoekseieren. Ook daar moeten de kleuren dan op zijn afgestemd.

Willy van Strien

Foto: nest van eidereend met eieren en dons. Finn Rindahl (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Maurer, G., S.J. Portugal, M.E. Hauber, I. Mikšík, D.G.D. Russell & P. Cassey, 2014. First light for avian embryos: eggshell thickness and pigmentation mediate variation in development and UV exposure in wild bird eggs. Functional Ecology, 29 juli online. Doi: 10.1111/1365-2435.12314
Maurer, G., S.J. Portugal & P. Cassey, 2011. Review: an embryo’s eye view of avian eggshell pigmentation. J. Avian Biol. 42: 494-504. Doi: 10.1111/j.1600-048X.2011.05368.x

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑