Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 33 van 42

Het broed als reddingsboei

3 maart 2014 /

Mierenvlot drijft op larven en poppen

Als een nest van de mier Formica selysi onder water komt te staan, ontsnappen de dieren door van zichzelf een vlot te maken en weg te drijven. Het broed nemen ze mee. Het avontuur loopt vaak goed af, mede dankzij de aanwezigheid van larven en poppen, ontdekten Jessica Purcell en collega’s.

De mier Formica selysi leeft in de Alpen en de Pyreneeën en bouwt zijn nesten langs rivieren. In voorjaar en zomer willen die nog wel eens overstromen. De mieren van een ondergelopen nest bouwen dan van zichzelf een levend vlot door elkaar met poten en kaken vast te pakken. Zo blijft de kolonie bij elkaar totdat ze op een nieuwe plek stuiten. Ook de jonge generatie overleeft, want het broed – eitjes, larven en poppen – gaat mee.
Het mierenvlot dobbert op het water totdat het vaste grond raakt en de mieren weer op het land kunnen klimmen.

De mieren zullen hun kostbaarste en kwetsbaarste bezit – de koninginnen en het broed – een veilige plek geven op zo’n vlot, veronderstelden Jessica Purcell en collega’s. In het lab keek Purcell of dat zo was. Ze zette groepen mieren met koninginnen, larven en poppen op een platform, zette dat langzaam onder water en filmde de mierenvlotten die ontstonden van onder en van boven.

Broed onderop

Drijvende mierenvlotten bestaan uit drie of vier lagen van werksters. De koninginnen (bij deze mierensoort zijn er meerdere per nest) krijgen inderdaad een veilige plek in het centrum, waar ze aan alle kanten door werksters zijn omgeven.

Maar alle larven en de poppen komen onderop, zagen de onderzoekers tot hun verbazing. Het broed drijft direct op het water, de werksters die het broed in hun kaken houden zitten er op.

Werksters droog

Toch is dat de beste plek voor de larven en poppen, bleek uit nader onderzoek. Ze hebben namelijk een beter drijfvermogen dan volwassen mieren. De larven en poppen aan de onderkant van het vlot houden het hele zaakje drijvend.
Bovendien hebben de larven en poppen niet onder het avontuur te lijden. Al drijven ze uren op het water, dan nog hebben ze later een even grote kans om zich te ontwikkelen tot volwassen mieren als larven en poppen die geen watersnood meemaken.

Volwassen mieren overleven een paar uur op het water ook wel, maar als nat geworden werksters weer droge grond bereiken moeten ze eerst herstellen voordat ze in actie kunnen komen. Dat komt slecht uit omdat er juist dan veel werk te doen is: koninginnen en broed moeten snel het land op gedragen worden. Hoe meer werksters meteen kunnen helpen, hoe beter het is. Op een drijvende laag van larven en poppen blijven nagenoeg alle werksters droog, zodat ze na aankomst snel aan de slag kunnen.

Er zijn andere miersoorten die zulke vlotten bouwen als hun nest onder water komt te staan, waaronder de Zuid-Amerikaanse rode vuurmier, Solenopsis invicta.

Willy van Strien

Foto: Werksters van Formica selysi maken een vlot; Dumas Galvez

Een filmpje over het vlot van de rode vuurmier. En nog een dobberend vlot van de rode vuurmier op film.

Bronnen:
Purcell, J., A. Avril, G. Jaffuel, S. Bates, M. Chapuisat, 2014. Ant brood function as life preservers during floods. PLoS ONE 9(2): e89211, 19 februari . Doi: 10.1371/journal.pone.0089211
Adams, B.J., L.M. Hooper-Bùi, R.M. Strecker & D.M. O’Brien, 2011. Raft formation by the red imported fire ant, Solenopsis invicta. Journal of Insect Science 11: 171.
Mlot, N.J., C.A. Tovey & D.L. Hu, 2011. Fire ants self-assemble into waterproof rafts to survive floods. PNAS 108: 7669-7673. Doi: 10.1073/pnas.1016658108

Warm gezinsleven

24 februari 2014 /

Jonge oorwurmen krijgen aandacht van hun moeder en van elkaar

Oorwurmen groeien op in eenoudergezinnen. Bekend was al dat een oorwurmmoeder een tijdlang voor haar jongen zorgt, wat bij insecten maar weinig voorkomt. Nu melden Joachim Falk en collega’s dat de jongen ook elkaar steunen door voedsel te delen. 

Een vrouwtje van de gewone oorwurm, Forficula auricularia, legt in het najaar twintig tot veertig eitjes in een holletje in de grond. De hele winter bewaakt zij de eitjes; ze zorgt dat ze niet uitdrogen of beschimmelen. Als in het vroege voorjaar de jongen zijn uitgekomen, blijven ze nog een paar weken bij hun moeder. Zij beschermt ze, braakt voedsel voor hen op en begeleidt ze als ze ’s nachts zelf eten gaan zoeken.
Jonge oorwurmen zijn kleine versies van volwassen dieren, oftewel nimfen. De nimfen kunnen het zonder zorg redden. Ze zijn bijna meteen mobiel en kunnen zelfstandig voedsel zoeken. Maar ze doen het beter als hun moeder zich om hen bekommert.

Adoptie

Niet elk vrouwtje met eitjes overleeft de winter of het voorjaar. Nimfen die geen moeder meer hebben verlaten hun holletje en proberen zich aan te sluiten bij de jongen van een ander vrouwtje. Ze zoeken liefst een gastgezin waarin de nimfen kleiner zijn dan zijzelf. Een moeder neemt weesjes die zijn komen aanlopen meestal op: Joachim Falk en collega’s hadden eerder al ontdekt dat oorwurmweesjes worden opgevangen in adoptiegezinnen.

Tweedehandsvoedsel

Nu blijkt dat de nimfen uit een gezin elkaar helpen. Ze houden elkaar schoon en ze delen voedsel, zoals de onderzoekers het formuleren. Dat gebeurt alleen wel wat indirect – en een tikje onsmakelijk. De diertjes eten namelijk elkaars uitwerpselen op. Ze doen dat altijd, maar vooral als ze geen voedsel van de moeder krijgen. De onderzoekers lieten dat zien met proeven waarbij ze een nimf een dag apart hielden, geen eten gaven en daarna terugzetten bij zijn maatjes die op die dag gekleurd voedsel hadden gegeten. Omdat de beestjes doorschijnend zijn, konden ze zien hoe de kleurstof uit het voedsel dat de anderen gegeten hadden in de hongerige nimf verscheen.
Nimfen van een gezin vinden de uitwerpselen van de anderen natuurlijk toch wel. Het bijzondere is echter dat ze extra veel uitwerpselen voor elkaar produceren als er behoefte aan is. Ze eten die van de grond, of ze nemen het weg uit elkaars anus. Dat gaat allemaal gemoedelijk, zonder agressie.

Dat ‘tweedehands voedsel’ is waardevol. Nimfen groeien ervan, dus er zitten blijkbaar nog voedingsstoffen in; de eerste gebruiker heeft niet alles eruit gehaald. Vandaar dat de onderzoekers spreken van voedsel delen. Ze denken dat nimfen deze voeding makkelijk kunnen opnemen omdat het al is voorverteerd. Moeilijk afbreekbare stoffen, zoals cellulose, zitten er niet meer in. Bovendien kunnen de nimfen er bacteriën uit opnemen om een goede darmflora mee op te bouwen.

Kannibalisme

Maar als voedsel schaars is, komen nimfen voor zichzelf op en kunnen ze elkaar doden of zelfs opeten. Ze doden en eten dan eerder nimfen van een andere moeder dan eigen broertjes en zusjes, en de kleinere nimfen leggen het meestal af tegen grotere. Geadopteerde nimfen vormen in zo’n situatie een risicofactor. Ook de aanwezigheid van de moeder pakt verkeerd uit als er veel concurrentie om voedsel is: er gaan dan meer nimfen dood dan wanneer er geen moeder is.

Het gezinsleven heeft dus ook nadelen, met name in slechte tijden. Maar de voordelen wegen kennelijk zwaarder. Dat nimfen voedsel delen in goede tijden is zo’n voordeel. Deze samenwerking is misschien de opmaat naar ontwikkeling van een complexere sociale samenlevingsvorm, zoals bijvoorbeeld mieren, termieten en sommige bijen en wespen die hebben, denken de auteurs.

Willy van Strien

Foto: Joël Meunier

Bronnen:
Falk, J., J.W.Y. Wong, M. Kölliker & J. Meunier, 2014. Sibling cooperation in earwig families provides insights into the early evolution of social life. The American Naturalist, 12 februari online. Doi: 10.1086/675364
Wong, J.W.Y. & M. Kölliker, 2013. The more the merrier? Condition-dependent brood mixing in earwigs. Animal Behaviour 4: 845–850. Doi: 10.1016/j.anbehav.2013.07.027
Meunier, J. & M. Kölliker, 2012. When it is costly to have a caring mother: food limitation erases the benefits of parental care in earwigs. Biology Letters 8, 547-550. Doi:10.1098/rsbl.2012.0151
Dobler, R. & M. Kölliker, 2010. Kin-selected siblicide and cannibalism in the European earwig. Behavioral Ecology 21: 257-263. Doi:10.1093/beheco/arp184
Staerkle, M. & M. Kölliker, 2008. Maternal food regurgitation to nymphs in earwigs (Forficula auricularia). Ethology 114: 844-850. Doi: 10.1111/j.1439-0310.2008.01526.x

Geen strijd, wel broedsucces

18 februari 2014 /

Uitgekiende vermomming bij bonte vliegenvangers

Sommige mannetjes van de bonte vliegenvanger missen de typische mannenkleuren. Nu blijkt dat deze mannetjes – in de ogen van vogels – niet lijken op hun eigen vrouwtjes, maar op vrouwtjes van de withalsvliegenvanger. Sara Calhim en collega’s zoeken naar een verklaring.

Er zijn mannetjes van de bonte vliegenvanger die vermomd door het leven gaan. Ze hebben niet het typisch mannelijke zwart-witte verenkleed, maar de grijsbruine kleur van vrouwtjes. In het voorjaar komen deze vogels vanuit Afrika naar Europa om te broeden. In het broedgebied proberen mannetjes de beste nestplaatsen te veroveren, en dan zijn de onderlinge concurrentie en agressie hevig. Zwart-witte mannetjes die goed op kleur zijn hebben het overwicht.

Met rust gelaten

Maar mannetjes in vrouwenkleuren hebben ook een voordeel: zij ontkomen aan de agressie. Hoewel ze van vrouwtjes zijn te onderscheiden aan een witte vlek op hun voorhoofd, behandelen andere mannetjes hen toch als vrouwtjes en laten hen met rust. Zo kunnen ze zonder veel strijd een nestplaats vinden.

Dat lukt ook in gebieden waar de bonte vliegenvanger samen voorkomt met de withalsvliegenvanger: in een groot gebied in Midden-Europa en op een paar Zweedse eilanden. Bonte vliegenvangers en withalsvliegenvangers zijn nauw aan elkaar verwant en lijken op elkaar. ‘Withalsmannetjes’, die ook zwart-wit zijn, zijn de ‘bonte mannetjes’ de baas, maar ook zij laten grijsbruine bonte mannetjes met rust.

Mannetjes met het uiterlijk van vrouwtjes kunnen dus zonder stoer gedoe aan een nestplaats komen. Omdat ze minder opvallen worden ze bovendien minder vaak gegrepen door roofvogels.

Een nadeel is er ook: vrouwtjes hebben graag een zwart-witte partner.

Mimicry

Sara Calhim kwam op het idee om na te gaan op welke vrouwtjes de grijsbruine bonte-vliegenvangermannetjes eigenlijk lijken. Ze bekeek de samenstelling van de kleurpigmenten in de veren en bepaalde hoe de veerkleuren voor vogels zijn. Vogels zien, anders dan wij, ook ultraviolet.

Vrouwtjes van de bonte vliegenvanger blijken voor vogels een andere kleur te hebben dan vrouwtjes van de withalsvliegenvanger, ook al zien ze er voor ons hetzelfde uit. Dat kleurverschil komt door een andere pigmentsamenstelling.
En de bonte mannetjes met een vrouwelijk uiterlijk? Hun grijsbruine kleur verschilt van die van hun eigen, bonte vrouwtjes, zo blijkt. In plaats daarvan lijken deze mannetjes sprekend op withalsvrouwtjes. Een opmerkelijk geval van mimicry: sommige mannetjes hebben de kleur van vrouwtjes van een andere soort.

Toch herkend

Dat lijkt een goede strategie. Om de agressie van mannetjes te ontlopen, maakt het namelijk niet uit op welke vrouwtjes de grijsbruine mannetjes lijken. Maar voor het succes bij vrouwtjes maakt het wel uit. Dankzij de withalskleur kunnen bonte vrouwtjes de grijsbruine bonte mannetjes goed herkennen als mannetjes. Ze behandelen die mannetjes dan niet als vrouwelijke rivalen, waar ze agressief tegen zijn, maar als mogelijke partners.
Een als vrouwtje vermomd bont mannetje kan dus scoren bij vrouwtjes van zijn eigen soort. Waar bonte en withalsvliegenvangers samen voorkomen, hebben veel bonte vrouwtjes zelfs een voorkeur voor deze grijsbruine mannetjes. Daarmee hebben ze namelijk zeker een mannetje van de goede soort te pakken. Zouden ze met een withalsmannetje paren – en zo’n vergissing gebeurt soms – dan levert dat wel jongen op, maar die hebben geen succes. De dochters van een gemengd paar zijn onvruchtbaar, de zonen onaantrekkelijk voor vrouwtjes.

Erfelijk

Vrouwtjes withalsvliegenvanger kennen alleen zwart-witte mannen (volwassen withalsmannen in broedkleed zijn nooit grijsbruin) en willen alleen zwart-witte mannen. Die zullen in een bruingrijze bonte man nooit een partner te zien.

De kleur van het verenkleed van bonte vliegenvanger-mannetjes (zwart-wit of grijsbruin-wit) is erfelijk bepaald. Waar de vogels samen voorkomen met withalsvliegenvangers is de concurrentie tussen mannen om nestplaatsen hevig en de kans op vergissing voor een vrouwtje groot. Daar komen meer grijsbruine bonte mannetjes voor dan in gebieden zonder withalzen.

Willy van Strien

Foto: Zwart-wit mannetje bonte vliegenvanger. Lars Falkdalen Lindahl (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Calhim, S., P. Adamik, P. Järvistö, P. Leskinen, J. Török, K. Wakamatsu & T. Laaksonen, 2014. Heterospecific female mimicry in Ficedula flycatchers. Journal of Evolutionary Biology, 3 februari online. Doi: 10.1111/jeb.12328
Qvarnström, A., A.M. Rice & H. Ellegren, 2010. Speciation in Ficedula flycatchers. Phil. Trans. R. Soc. B 365: 1841-1852. Doi: 10.1098/rstb.2009.0306
Slagsvold, T., S. Dale & A. Kruszewicz, 1995. Predation favours cryptic coloration in breeding male pied flycatchers. Animal Behaviour 50: 1109-1121. Doi: 10.1016/0003-3472(95)80110-3
Sætre, G.-P., S. Dale & T. Slagsvold, 1994. Female pied flycatchers prefer brightly coloured males. Animal Behaviour 48: 1407-1416. Doi: 10.1006/anbe.1994.1376

Alsjeblieft, voor jou!

10 februari 2014 /

Spinnenman maakt indruk met mooi ingepakt cadeau

Mannetjes Paratrechalea ornata, een spin, geven bun partner een bruidsgift. Het beste is het, wanneer de heren hun bruidsgift eerst inspinnen: de dames zijn dol op een in witte zijde verpakt cadeautje, schrijven Mariana Trillo en collega’s.

Zodra een mannetje van de spinnensoort Paratrechalea ornata een vrouwtje een smakelijke vlieg voorhoudt, heeft hij haar belangstelling. En als het dan tot een paring komt, zal die lekker lang duren. Een vrouwtje eet tijdens de paring de prooi op die haar minnaar haar aanbiedt. Hoe groter zijn geschenk is, hoe gewilliger zij ervan wordt en hoe langer de paring duurt.
En daar profiteert hij van, want hij kan dan meer sperma overbrengen. Aangezien spinnenvrouwtjes met meerdere mannetjes paren zullen zijn zaadcellen het moeten opnemen tegen de zaadcellen van rivalen. Hoe meer sperma hij heeft kunnen geven, hoe meer jonge spinnetjes straks van hem zullen zijn.

Niet alleen de grootte van het geschenk doet ertoe, maar ook de verpakking telt mee, blijkt nu uit onderzoek van Mariana Trillo en collega’s. Een mannetje dat iets wits bij zich heeft vinden vrouwtjes interessanter dan een mannetje zonder iets wits.

Conditie

Wit zien ze waarschijnlijk beter, want Paratrechalea ornata, een spin uit Zuid-Amerika die langs stromen en rivieren leeft, is alleen actief als het donker is. Maar los daarvan hebben vrouwtjes een goede reden om de cadeauverpakking te waarderen, laten de onderzoekers zien. Ze brachten een aantal mannetjes in contact met het spinsel van een vrouwtje (een trigger om op de versiertoer te gaan) en gaven hen een prooi. Sommige mannetjes hadden ze de dagen daarvoor volop te eten gegeven, andere mannetjes hadden ze twee weken laten vasten.
De meeste weldoorvoede mannetjes deden veel moeite om de prooi netjes in te spinnen. Hongerige mannetjes maakten er weinig werk van.

Een mannetje dat aan komt zetten met een mooi wit pakje is dus zeker een mannetje in goede conditie. Hier was die conditie een gevolg van de proefopzet, maar doorgaans wijst een topconditie op een goede erfelijke kwaliteit. Omdat de jongen van een sterke vader iets van zijn goede eigenschappen  zullen erven, doet een vrouwtje er goed aan om langdurig met zo’n mannetje te paren.

Een mannetje dat een vrouwtje benadert met een onverzorgd pakje en geweigerd wordt, kan maar één ding doen: zijn geschenk alsnog keurig inpakken. En dat doet hij dan ook meestal.

Willy van Strien

Foto: Mannetje Paratrechalea ornata met een ingepakt cadeau. Mariana C. Trillo

Bronnen:
Trillo, M.C., V. Melo-González & M.J. Albo, 2014. Silk wrapping of nuptial gifts as visual signal for female attraction in a crepuscular spider. Naturwissenschaften, 15 januari online. Doi: 10.1007/s00114-013-1139-x
Klein, A.L., M.C. Trillo, F.G. Costa & M.J. Albo, 2014. Nuptial gift size, mating duration and remating success in a Neotropical spider. Ethology Ecology & Evolution 26: 29-39. Doi: 10.1080/03949370.2013.850452
Albo, M.J. & F.G. Costa, 2010. Nuptial gift-giving behaviour and male mating effort in the Neotropical spider Paratrechalea ornata (Trechaleidae). Animal Behaviour 79: 1031-1036. Doi: 10.1016/j.anbehav.2010.01.018

Slang maakt glijvlucht

4 februari 2014 /

Paradijsslang verandert in een beweeglijke vleugel

Een paradijsslang vervormt zich om te kunnen vliegen, schrijven Daniel Holden, Jake Socha en collega’s. Hij maakt van zichzelf een flexibele vleugel.

Hij heeft geen vleugels, en ook geen huidplooien of vliezen die hem kunnen dragen. Niets. En toch kan de paradijsslang vliegen, althans: hij kan een indrukwekkende glijvlucht uitvoeren. Hoe doet hij dat, wilden Daniel Holden, Jake Socha en collega’s weten.


De paradijsslang leeft in Zuidoost-Azië, net als een handvol andere soorten ‘vliegende slangen’ die aan hem verwant zijn. Hij begint een vlucht meestal met een sprong vanaf een boomtak. Dan laat hij zich een stuk omlaag vallen voordat hij overgaat op een langzaam dalende glijvlucht. Die duurt een paar seconden; met een snelheid van 10 meter per seconde legt een vliegende paradijsslang rustig 20 meter af. Hij kan in de lucht van richting veranderen en landt netjes op de grond of in de vegetatie, zonder ongelukken.

Afgeplat

Wat opvalt is dat de slang tijdens zijn vlucht de vorm van zijn lichaam verandert door zijn ribben (slangen hebben tientallen paren ribben tussen kop en staart) naar voren en naar boven te draaien. Hij heeft dan geen cilindervorm meer: op dwarsdoorsnede is hij niet rond, maar breed en hol van onderen en bol van boven.
De onderzoekers maakten een kunststof staaf naar het model van zo’n afgeplatte slang, lieten die zakken in een watertunnel loodrecht op de stroomrichting en keken hoe de staaf de waterstroom vervormde. De stroming van water is vergelijkbaar met die van lucht.
De afgeplatte vorm bleek goede ‘aerodynamische’ eigenschappen te hebben, oftewel: hij levert genoeg draagkracht en niet te veel weerstand voor een glijvlucht.

Veranderlijke S

Als de paradijsslang vliegt, houdt hij zijn lijf in een S-vorm, meestal met drie of vier bochten. Grote delen van het dier staan dan loodrecht op de vliegrichting en die delen leveren de draagkracht.

Daarmee is de vliegende paradijsslang nog niet helemaal begrepen. Want er valt nog iets op. Terwijl de slang door de lucht zeilt, maakt hij ook zijwaartse golfbewegingen die vanaf de kop naar achteren lopen, zodat de S-vorm steeds verandert. Bovendien zwaait hij op een complexe manier met zijn achterlijf. Ongetwijfeld is dat van belang voor zijn vliegprestatie, maar het is nog de vraag hoe. Dat willen de onderzoekers nu gaan uitvogelen.

Willy van Strien

Foto’s: Jake Socha

Filmpje van vliegende paradijsslang
Hoe komt de vliegende paradijsslang aan draagkracht? De onderzoekers leggen het uit op video (in het Engels).

Bronnen:
Holden, D., J.J. Socha, N.D. Cardwell & P.P. Vlachos, 2014. Aerodynamics of the flying snake Chrysopelea paradisi: how a bluff body cross-sectional shape contributes to gliding performance. The Journal of Experimental Biology 217: 382-394. Doi: 10.1242/jeb.090902
Socha, J.J., 2011. Gliding flight in Chrysopelea: turning a snake into a wing. Integrative and Comparative Biology, 51:  969-982. Doi: 10.1093/icb/icr092

Stank voor dank

30 januari 2014 /

Voor zijn motten komt een luiaard uit de boom

Er leven motjes in de vacht van luiaards, en volgens Jonathan Pauli en zijn collega’s profiteren deze motjes en luiaards van elkaar. Het beeld van wederzijdse samenwerking dat zij schetsen is nog wat onzeker, maar het zou best eens kunnen kloppen.

Sommige soorten motten leven maar op één plek, en een gekke plek bovendien: ze wonen in de vacht van luiaards.
Dat de luiaardmotten van de luiaards profiteren was al duidelijk. In de vacht van luiaards, die de hele dag bijna onbeweeglijk in een boom hangen en bladeren eten, zitten de motten rustig en zijn ze onvindbaar voor hongerige vogels. De gastheren leveren bovendien voedsel voor hun rupsen. Die leven namelijk van verse luiaardmest. Ze verpoppen daar en als er een nieuwe generatie motjes verschijnt, zoeken die onmiddellijk een vacht op waarin ze zich kunnen vestigen.

Mest voor algen

Nu beweren Jonathan Pauli en collega’s dat de luiaards iets terugkrijgen voor hun gastvrijheid. Als de motjes dood gaan, worden ze afgebroken door schimmels die ook in de vacht leven en daarbij komen stikstof en fosfaat vrij. Dat zijn voedingsstoffen voor de algen die op de haren van de luiaards groeien (hun vacht is een heus ecosysteem). En die algen zijn een welkome aanvulling op hun dieet. Want boombladeren zijn lastig verteerbaar, weinig voedzaam en soms zelfs giftig; vandaar dat luiaards op een laag pitje leven en inderdaad lui zijn. De algen uit hun vacht zijn veel voedzamer en makkelijk verteerbaar. De luiaards gebruiken die algen als voedingssupplement, denken de onderzoekers, en de motjes helpen dat ‘gewas’ te bemesten.

De onderzoekers troffen de algen inderdaad aan in de maag van luiaards die ze onderzochten in Costa Rica. Dat waren twee soorten: de kapucijnluiaard en de Hoffmannluiaard.

De twee soorten gaan verschillend met hun bewoners om.

Poepexcursie

De kapucijnluiaard, die behoort tot de drievingerige luiaards, maakt het de motten extra aangenaam. Hij biedt zijn kleine gasten niet alleen onderdak en rupsenvoer, maar hij stemt ook zijn stoelgang op hen af. Eens per week ontlast hij zich. Zou hij dan alles gewoon maar laten vallen, dan zou het in losse flodders uiteenspatten. Dat doet hij niet. In plaats daarvan sleept hij zich uit zijn boom om op de grond te gaan poepen. In zo’n mooie verse hoop leggen de vrouwelijke motten graag hun eitjes. Zij komen er bovendien vanzelf bij. Ze hoeven maar af te stappen als hun gastheer bezig is.
Voor een luiaard is dit een groot offer. De tocht naar beneden en weer terug omhoog is een enorme inspanning. Het is bovendien gevaarlijk, want op de grond is hij een makkelijke prooi voor roofdieren. Veel luiaards komen zo om het leven.

Maar die inspanning en dat risico hebben de kapucijnluiaards ervoor over, want het levert een nieuwe generatie motten op. Omdat ze weer in dezelfde boom terugklimmen, pal boven hun hoop, zullen die jonge motten bij hen terecht komen, denken de onderzoekers. Eigenlijk is het anders niet te begrijpen waarom kapucijnluiaards de poepexcursie ondernemen.

De Hoffmannluiaard, een soort uit de groep tweevingerige luiaards, komt zijn gasten minder tegemoet. Hij komt meestal niet naar beneden om zijn behoefte te doen, maar laat de poep vanuit zijn hangplek vallen. Dat verklaart, denken de onderzoekers, dat er op deze luiaard minder motten leven.

Afhankelijkheid

Ze telden luiaardmotten (Cryptoses choloepi) op een aantal kapucijnluiaards en Hoffmannluiaards. De Hoffmannluiaards hadden er gemiddeld 4 (en maximaal 21), terwijl de kapucijnluiaards er gemiddeld 15 hadden (maximaal 39). Doordat er minder motjes zijn, is het stikstofgehalte in de vacht van Hoffmannluiaards lager en groeit er minder alg.

Maar dat is niet erg, want de Hoffmannluiaards hebben de algen minder hard nodig. Ze hebben namelijk een rijker dieet dan de kapucijnluiaards; niet uitsluitend bladeren, maar ook vruchten en zelfs dierlijk materiaal staan op het menu. Ze zijn dan ook niet zo sterk van hun motten afhankelijk als kapucijnluiaards en hebben minder voor hen over.
Dankzij dat rijkere dieet zijn ze ook wat minder lui. Ze verhuizen veel vaker naar een andere boom, zodat de motten die zich in de mest van een Hoffmannluiaard ontwikkelen vaak niet bij diezelfde luiaard terecht komen. Ook daarom is het niet de moeite of het risico waard om een nette hoop op de grond te deponeren.

Ook nog kevers

De vergelijking tussen de twee soorten maakt het verhaal sterker: hoe afhankelijker een luiaard is van de algen in zijn vacht, hoe meer moeite hij doet en hoe meer risico hij neemt voor zijn motten, hoe meer motten in zijn vacht leven en hoe meer algen dat oplevert. Kapucijnluiaard en mot zijn sterker aan elkaar gebonden dan Hoffmannluiaard en mot.

In de vacht van luiaards – het kan niet op – leven ook kevers met eenzelfde levenscyclus als de motten. Hun larven ontwikkelen zich in luiaardmest. Misschien helpen ook deze kevers de algen te bemesten, en misschien komen kapucijnluiaards ook voor hen uit de boom om te poepen.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Kapucijnluiaard, Stefan Laube (Wikimedia Commons)
Klein: Hoffmannluiaard, Leyo (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Pauli, J.N., J.E. Mendoza, S.A. Steffan, C.C. Carey, P.J. Weimer & M.Z. Peery, 2014. A syndrome of mutualism reinforces the lifestyle of a sloth. Proc. R. Soc. B 281: 20133006, 22 januari online. Doi: 10.1098/rspb.2013.3006
Gilmore, D.P., C.P. Da Costa & D.P.F. Duarte, 2001. Sloth biology: an update on their physiological ecology, behavior and role as vectors of arthropods and arboviruses. Brazilian Journal of Medical and Biological Research 34: 9-25. Doi: 10.1590/S0100-879X2001000100002

Desnoods een klauterpartij

20 januari 2014 /

Keizerspinguïns zoeken het hogerop als zee-ijs tegenvalt

Wat onbeholpen schuifelen de keizerspinguïns over de bevroren zee rond Antarctica, het continent aan de Zuidpool. Het idee was dat de pinguïns nooit op het hooggelegen vaste ijs kunnen komen. Maar ze kunnen het wél, blijkt uit waarnemingen van Peter Fretwell en collega’s.

Keizerspinguïns broeden in de gure Zuidpoolwinter. Dan bevriest de zee rond Antarctica tot een enorme vlakte waarop de vogels hun broedkolonies vestigen. In maart en april (als het najaar op het zuidelijk halfrond begint) maken ze een kilometerslange tocht over het zee-ijs om een goede plaats te bereiken. Ze vormen paren en in mei of begin juni leggen de vrouwtjes een ei.

Terwijl de mannetjes dat uitbroeden gaan de vrouwtjes naar zee om voedsel te zoeken. Pas twee maanden later komen ze terug met een voorraadje vis in hun maag voor de kleintjes. Die zijn dan meestal net uitgekomen en hongerig – net als hun vaders die al die tijd hebben moeten vasten. De mannetjes vertrekken om te eten, en daarna wisselen man en vrouw elkaar af.
Als de kuikens groter zijn, kunnen de ouders tegelijk weg en blijven de kuikens in de kolonie achter. Pas in december zijn de jongen volgroeid en gaan ze mee naar zee. Dan is het inmiddels bijna zomer en is het zee-ijs op grote schaal aan het afkalven.

Stevig zee-ijs

De pinguïnkolonies zijn aangewezen op een goed stuk zee-ijs om succesvol te kunnen broeden. In april, als de vogels beginnen aan hun broedseizoen, moet er al ijs zijn waarop ze terecht kunnen. Het ijs moet dik en stevig worden en een flink stuk van het niet-bevroren zeewater verwijderd zijn, zodat het in stand blijft tot de jongen naar zee gaan.
In sommige jaren is zulk vroeg en stevig zee-ijs er op sommige plaatsen niet. De steile, hoge muren van de vaste ijskap verderop lijken een niet te nemen barrière. Men was er daarom van overtuigd dat de keizerspinguïns het broeden dan een jaar moeten overslaan.

Klimmen

Maar Peter Fretwell en collega’s zagen tot hun verbazing op satellietbeelden en luchtfoto’s dat keizerspinguïns in zulke jaren wel bovenop de vaste ijskap weten te komen. Ook al moeten ze daarvoor tientallen meters klimmen. De beelden lieten loopsporen zien in inhammen in het ijs. Via zulke inhammen hobbelen de dieren kennelijk omhoog. Het moet een pittige tocht voor ze zijn en boven is de kou nog ijziger dan op de bevroren zee. Geen fijne plek, maar het biedt een uitkomst als er weinig zee-ijs is.

De onderzoekers weten niet of de keizerspinguïns pas de laatste jaren nieuwe broedplekken zijn gaan opzoeken nu er door klimaatverandering soms minder zee-ijs is. Het kan ook zijn dat ze ook vroeger al de ijskap opklauterden als dat nodig was, maar dat niemand dat ooit had opgemerkt.

Willy van Strien

Foto: Dbush (Wikimedia Commons)

Bron:
Fretwell, P.T., P.N. Trathan, B. Wienecke & G.L. Kooyman, 2014. Emperor penguins breeding on iceshelves. PLoS ONE 9(1): e85285, 8 januari online. Doi: 10.1371/journal.pone.0085285

Stinkende adem

15 januari 2014 /

Rups van tabakspijlstaart verjaagt hongerige spin met nicotinewalm

De wolfspin Camptocosa parallela zou een rups van de tabakspijlstaart wel lusten. Maar als zo’n rups van een tabaksplant gegeten heeft, bedankt de spin ervoor. Om de rups hangt dan een nicotinegeur waar hij niets van moet hebben, schrijven Pavan Kumar en collega’s.

Nicotine is gif. Tabaksplanten maken het aan om planteneters uit te schakelen, en de meeste bladetende insecten laten deze planten dan ook met rust.
Zo niet de rupsen van de tabakspijlstaart, een nachtvlinder uit Amerika. Zij doen het juist uitstekend op wilde tabak, net als op tomaat en aardappel. De nicotine die de rupsen binnenkrijgen als ze van tabaksbladeren eten passeert hun darmen en wordt uitgepoept zonder dat ze er enige schade van oplopen.

Hongerige spin

Ze weten er zelfs goed gebruik van te maken, ontdekte Pavan Kumar. Niet alle nicotine verdwijnt namelijk met de ontlasting. De rupsen nemen er een beetje van op in de hemolymfe, een soort bloed, en transporteren het naar een stelsel van luchtbuisjes. De buisjes hebben openingen aan de zijkant van het lijf; door die gaatjes kunnen de rupsen ademhalen. Als ze uitademen, gaat de nicotine, een vluchtige stof, mee naar buiten. De rups is gehuld in een nicotinewalm.

Voor een hongerige wolfspin, die ’s nachts op jacht gaat, is dat een sein om meteen rechtsomkeert te maken. Want voor hem is nicotine wel giftig, en rupsen die het opgenomen hebben zijn oneetbaar geworden. De rupsen van de tabakspijlstaart zijn dus niet alleen ongevoelig voor het giftige nicotine van tabaksplanten, maar weten dat gif ook nog in te zetten om zichzelf te beschermen tegen een van hun roofvijanden.

Willy van Strien

Foto: Ignodth (Wikimedia Commons)
Rups van tabakspijlstaart, hier op tomaat. De luchtgaatjes zijn zichtbaar als stippen op de zijkant.

Bron:
Kumar, P., S.S. Pandit, A. Steppuhn & I.T. Baldwin, 2014. Natural history-driven, plant-mediated RNAi-based study reveals CYP6B46’s role in a nicotine-mediated antipredator herbivore defense. PNAS, 30 december online. Doi: 10.1073/pnas.1314848111

Elke dag wat acrobatische toeren

9 januari 2014 /

De behendigste mannen stelen de show bij de goudkraagmanakin

Mannetjes van de goudkraagmanakin voeren een uitputtende show uit om indruk te maken op vrouwtjes. Dat kunnen ze elke dag opbrengen, maar ze houden het niet lang vol, schrijven Julia Barske en collega’s.

Pijlsnel schiet een klein vogeltje van stengel naar stengel. Onderweg klapt hij zijn vleugels tegen elkaar. Pats!, alsof er een zweep zwiept. Soms maakt hij een laag snorrend geluid door razendsnel een aantal keer met zijn vleugels te slaan.
Het vogeltje is een mannetje goudkraagmanakin, en het opgewonden springen en vleugelklappen is zijn manier om een vrouwtje te imponeren.
Een uitputtingsslag lijkt het, als je het beestje zo energiek in de weer ziet. En het is zeker een forse inspanning: het hartje klopt duizend keer per minuut, twee keer zo veel als voor dit vogeltje overdag normaal is. Tijdens een vleugelklap werkt het hart zelfs extreem hard, met meer dan 20 slagen per seconde!

Toch stoppen de mannetjes maar weinig energie in de balts, ontdekten Julia Barske en collega’s tot hun verrassing. Want de vogels vertonen hun kunsten elke dag maar even.

Verder niets te doen

De onderzoekers wisten al hoe behendig de mannetjes zijn. De vogels baltsen boven een schoongemaakt stukje bosgrond waarop wat stengels staan. Om hun pijlsnelle sprongen tussen die stengels precies te kunnen volgen, maakten de onderzoekers opnamen met een hogesnelheidscamera.
Zo zagen ze dat de vogels, als ze landen, bliksemsnel omdraaien en hun kop naar het midden van de baltsplaats richten. Ze nemen dan een ‘bevroren’ houding aan, waarbij de lange gele veren van hun keel naar voren steken. Het is frappant dat de dieren in volle vaart komen aansuizen en dan ogenblikkelijk, zonder ook maar even hun evenwicht te verliezen, doodstil zitten. Menselijke acrobaten en turners weten hoe moeilijk dat is.
Na een serie sprongen landt een mannetje vaak op de grond om vervolgens al snorrend recht omhoog te springen naar een stengel.

Alles wat de mannetjes in de voortplantingstijd te doen hebben is deze acrobatische toeren uithalen; de zorg voor de jongen komt helemaal op rekening van de vrouwtjes.

Behendigheid

Die kiezen het meest bedreven mannetje om mee te paren, want dat zal gezonde jongen opleveren. De vrouwtjes komen naar baltsplaatsen waar een aantal mannetjes in de weer is en kijken van bovenaf onbewogen toe. Zelden toont een vrouwtje interesse. Slechts enkele mannetjes vallen in de prijzen, en zij worden dan door meerdere vrouwtjes uitverkoren.
Wie zijn deze gelukkige mannetjes? De vlotte jongens die de meeste vleugelklappen laten horen, het snelst in positie zitten na een landing en het rapste weer weg springen. Ook de felle kleur van hun gele kraagveren telt mee.

De vrouwtjes beoordelen de mannetjes dus op hun behendigheid.

Niet veel energie

Die is indrukwekkend. Maar de mannen steken er niet veel energie in, blijkt nu. De meest actieve kereltjes voeren hun kunstje 140 keer per dag op. Elke vertoning duurt tien seconden. Dat betekent dat de toppers maar twintig minuten per dag aan het springen en vleugelklappen zijn. Het kost ze 5 procent van de energie die ze dagelijks verbruiken.
Een gemiddeld mannetje baltst per dag 5 minuten en besteedt er 1,2 procent van zijn energie aan.

Dat valt reuze mee.

Over het geheel genomen leven goudkraagmanakins, die voorkomen in Panama, Colombia en Costa Rica, op een laag pitje, net als andere tropische vogels. De vrouwtjes leggen slechts een of twee eieren per nest en het duurt lang voor de jongen zelfstandig zijn. Goudkraagmanakins hebben een lage stofwisseling, verouderen langzaam en bereiken een hoge leeftijd voor hun formaat van 10 centimeter: ze kunnen wel veertien jaar worden.
Dat de mannetjes zich dagelijks even flink inspannen maakt weinig uit; de rest van de dag verloopt in hun trage levenstempo. Vandaar dat ze het met gemak kunnen volhouden gedurende het lange tropische broedseizoen van 7 maanden.

Willy van Strien

Foto: Nick Athanas (Antpitta.com)

Bekijk de balts van een goudkraagmanakin op YouTube

Bronnen:
Barske, J., L. Fusani, M. Wikelski, N.Y. Feng, M. Santos and B.A. Schlinger, 2014. Energetics of the acrobatic courtship in male golden-collared manakins ( Manacus vitellinus). Proc. R. Soc. B281: 20132482, 18 december online. Doi: 10.1098/rspb.2013.2482
Barske, J., B.A. Schlinger, M. Wikelski & L. Fusani, 2011. Female choice for male motor skills. Proceedings of the Royal Society B 278: 3523-3528. Doi: 10.1098/rspb.2011.0382
Fusani, L., M. Giordano, L.B. Day & B.A. Schlinger, 2007. High-speed video analysis reveals individual variability in the courtship displays of male golden-collared manikins. Ethology 113: 964-972. Doi: 10.1111/J.1439-0310.2007.01395.X

Oude juwelen

20 december 2013 /

Ribkwallen – niet sponzen – waren de eerste dieren

De oudste meercellige dieren zijn de ribkwallen, blijkt uit uitgebreid DNA-onderzoek van Joseph Ryan en collega’s. Een onverwacht resultaat, want de meeste biologen hadden gedacht dat de sponzen, die eenvoudiger zijn, zich eerder hadden ontwikkeld.

Toen meer dan 550 miljoen jaar geleden in zee de meercellige dieren waren verschenen, splitsten zij zich in relatief korte tijd op in vijf takken. Verreweg de grootste groep vormen de tweezijdig symmetrische dieren (Bilateria), oftewel de dieren met een rechter- en een linkerkant. Daarnaast zijn er de neteldieren (Cnidaria: kwallen, poliepen, zeeanemonen, koralen), de ribkwallen (Ctenophora), de sponzen (Porifera) en het piepkleine en obscure groepje van de simpele plakdiertjes (Placozoa; slechts één of enkele soorten).

Afgezien van de plakdiertjes zijn de sponzen het meest eenvoudig; ze hebben geen spieren en geen zenuwstelsel. Het was dan ook een vanzelfsprekende gedachte dat zij als eerste zouden zijn ontstaan en op de stamboom van de dieren het verst van ons af staan.
Waar de ribkwallen thuis hoorden was nog geen uitgemaakte zaak.

Eerste tak

Joseph Ryan en collega’s hebben de ribkwallen nu op hun plaats gezet. Zij brachten het volledige genoom (al het DNA) in kaart van een ribkwal-soort, de Amerikaanse ribkwal Mnemiopsis leidyi. Van verschillende dieren van de andere groepen was het genoom al bekend. Door het genoom van de Amerikaanse ribkwal met de genomen van die diersoorten te vergelijken konden de biologen de evolutionaire geschiedenis van de meercellige dieren achterhalen.

De plaats die zij de ribkwallen geven is de plaats die misschien wel het minst was verwacht. Ze laten de ribkwallen namelijk als eerste aftakken van de meercellige dieren. Pas na hen komen de sponzen, en vervolgens de plakdiertjes, daarna de neteldieren en tenslotte de tweezijdig symmetrische dieren.

Zenuwstelsel

De ribkwallen en niet de sponzen zijn dus de oudste dieren. Maar is dat niet vreemd als je bedenkt dat de ribkwallen complexer van bouw zijn? Zij hebben een eenvoudig zenuwstelsel en spiercellen, sponzen hebben dat niet.
Ryan en collega’s geven een verklaring voor deze ongerijmdheid. De genen die zijn betrokken bij het eenvoudige zenuwstelsel van ribkwallen komen ook voor bij de andere groepen: sponzen, neteldieren en tweezijdig symmetrische dieren. De verrassende conclusie is dat de gemeenschappelijke voorouder van alle meercellige dieren al een eenvoudig zenuwstelsel lijkt te hebben gehad. De sponzen hebben dat stelsel verloren, maar de erfelijke aanleg is er deels nog.

Spiercellen

De genen die betrokken zijn bij de spiercellen van ribkwallen verschillen van de genen die betrokken zijn bij de spieren van tweezijdig symmetrische dieren. Sponzen en netelcellen hebben geen spiercellen. Ryan en collega’s denken daarom dat de voorouder van de meercelligen geen spiercellen had, en dat de ribkwallen en de tweezijdig symmetrische dieren pas spiercellen ontwikkelden nadat ze van de andere diergroepen waren afgesplitst, elk op eigen wijze.

Acht kammetjes

Ribkwallen zijn sierlijke, doorschijnende dieren: juweeltjes. Ze zwemmen door golfbewegingen in acht kammetjes die over hun lijf lopen. Ze eten kleine diertjes, die ze vangen met plakkerige tentakels.
Er zijn zo’n tweehonderd soorten ribkwallen bekend. De Amerikaanse ribkwal is een grote; het dier wordt ongeveer tien centimeter lang. Het leefde oorspronkelijk aan de oostkust van Amerika, maar komt nu op veel meer plaatsen voor, sinds 2006 ook langs de Nederlandse kust. Op Nederlandse stranden vind je vaak aangespoelde exemplaren van een andere, kleinere soort: de zeedruif.

Willy van Strien

Foto’s:
Groot: Amerikaanse ribkwal. Vidar A (Wikimedia Commons)
Klein: zeedruif. Bj. Schoenmakers (Wikimedia Commons)

Bron:
Ryan, J.F., K. Pang, C.E. Schnitzler, A.-D. Nguyen, R.T. Moreland, D.K. Simmons, B.J. Koch, W.R. Francis, P. Havlak, NISC Comparative Sequencing Program, S.A. Smith, N.H. Putnam, S.H.D. Haddock, C.W. Dunn, T.G. Wolfsberg, J.C. Mullikin, M.Q. Martindale & A.D. Baxevanis, 2013. The genome of the ctenophore Mnemiopsis leidyi and its implications for cell type evolution. Science 342: 1242592, 13 december online. Doi: 10.1126/science.1242592

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑