Het was zo eenvoudig begonnen

Evolutie en Biodiversiteit

Pagina 38 van 42

Stippen verschijnen en verdwijnen

15 maart 2013 /

Oogvlekken van koraalvlinders hebben geen verdedigingsfunctie

Stippen en oogvlekken beschermen koraalvissen niet tegen roofvijanden, denken Jennifer Kelley en collega’s. Ze leiden dat af uit het gemak waarin ze tijdens de evolutie veranderen. De oogstreep beschermt wel.

Koraalvlinders of Chaetodontidae, een familie van vissen die leven op de koraalriffen van de Atlantische Oceaan, Indische Oceaan en Stille oceaan, hebben schitterende kleuren en patronen van lijnen en stippen. Hebben die kleurpatronen een functie?
Biologen hebben vaak geopperd dat de patronen bescherming bieden tegen roofvijanden. Grote stippen, en dan met name oogvlekken die bestaan uit een donkere cirkel met een lichte ring eromheen, zouden vijanden kunnen afschrikken omdat ze lijken op de ogen van hun eigen roofvijanden. Of ze zouden vijanden kunnen misleiden door de aandacht af te leiden van de echte ogen; als zo’n oogvlek aan de achterkant zit zal de vis bovendien net de andere kant op zwemmen als de roofvijand verwacht.
Een streeppatroon zou de vis moeilijker zichtbaar maken tegen een oneffen achtergrond van koralen en sponzen.

Een begrijpelijke gedachtegang – maar toch gaat het verhaal niet op, laten Jennifer Kelley en collega’s zien. In elk geval niet voor de stippen.

Stippen en vlekken

Ze bekeken de verspreiding van soorten met stippen over de stamboom van de koraalvlinders. Deze familie is ruwweg 50 miljoen jaar oud en telt 120 soorten. Zouden stippen en oogvlekken belangrijk zijn om roofvijanden te ontlopen, dan zouden ze al vroeg in de geschiedenis van de familie een keer ontstaan zijn en behouden gebleven bij alle soorten die van die vroege drager afstammen.
Maar in plaats daarvan zijn de stippen van de huidige vissen vrij jong (hooguit 8 miljoen jaar oud) en zijn ze op minstens 12 verschillende plaatsen verspreid over de hele stamboom ontstaan. Daaruit leiden de onderzoekers af dat de stippen gemakkelijk verschijnen en verdwijnen, wat niet strookt met een belangrijke verdedigingsfunctie.

Oogstreep

Wat wel vroeg in de evolutionaire geschiedenis van deze vissenfamilie is verschenen en bij veel soorten terug te vinden, is een streep over het oog. De onderzoekers vermoeden daarom dat die streep dient om het oog voor de roofvijanden te verbergen.

Zijn de opvallende stippen en oogvlekken er dan voor niets? Mogelijk spelen ze een rol bij de onderlinge communicatie tussen soortgenoten die elkaar aan hun kleurpatroon herkennen.

Willy van Strien

Foto: Juliana Buglia (Wikimedia Commons)

Bron:
Kelley, J.F., J.L. Fitzpatrick & S. Merilaita, 2013. Spots and stripes: ecology and colour pattern evolution in butterflyfishes. Proceedings of the Royal Society B, 20 februari online. Doi: 10.1098/rspb.2012.2730

Takken vol reptielen

11 maart 2013 /

Alle vierpotige dieren nu samen in interactieve stamboom

De evolutiestamboom van OneZoom groeit, en nu zijn de reptielen toegevoegd. De boom brengt de evolutie in beeld.

Sinds afgelopen zaterdag (9 maart) zijn de reptielen opgenomen in de interactieve online evolutiestamboom van OneZoom. Daarmee zijn de vierpotige dieren – amfibieën, zoogdieren, reptielen en vogels – compleet.

De kracht van deze prachtig vormgegeven evolutiestamboom is dat je vanaf het overzicht op het beginscherm naar hartenlust kunt inzoomen om op zoek te gaan naar groepen en afzonderlijke soorten. Met een beetje kennis van de soortgroepen vind je vlot je weg in de fractale structuur van takken en takjes.

Stamboom

De boom is gestaag gegroeid sinds de ontwerpers James Rosindell en Luke Harmon in oktober vorig jaar als eerste onderdeel de zoogdiertak lanceerden. En de groei zet door, is de bedoeling, tot ergens in 2014 alle soorten present zijn. Binnenkort worden de vissen eraan gehangen en dan de planten.
De stamboom is opgebouwd volgens de laatste wetenschappelijke inzichten.

Drie takken

Hij weerspiegelt dan ook dat de reptielen evolutionair gezien niet een echte groep zijn. Er is namelijk geen tak aan te wijzen waarop uitsluitend reptielen zitten en waarop tegelijkertijd alleen maar reptielen zitten, zoals dat voor amfibieën, zoogdieren en vogels wel kan.
In plaats daarvan bezetten de reptielen drie afzonderlijke takken: een tak van hagedissen en slangen, een tak van schildpadden en een tak van krokodillen die direct naast de vogeltak zit.

Reptielen en vogels samen vormen wel een eigen exclusieve tak, dus een evolutionaire groep: de Sauropsida. En alle vierpotige dieren bij elkaar vormen ook een evolutionaire groep.

Willy van Strien

Foto: Trebol-a (Wikimedia Commons)

Informatie over OneZoom
Zoek alle vierpotigen in de boom

Zie ook:
Zoomboom dijt uit
Boom om te zoomen
Schildpadpuzzel

Woelige nachten

6 maart 2013 /

Anemoonvis druk in de weer om zijn gastheer van zuurstof te voorzien

De relatie tussen de tweebandanemoonvis en de tepelanemoon is vooral ’s nachts intiem. Dan zorgt de vis dat de anemoon voldoende vers water krijgt, laten Joseph Sczcebak en collega’s zien.

Het partnerschap dat zeeanemonen en anemoonvissen hebben is een bekend voorbeeld van samenwerking. De anemonen, aan kwallen verwante dieren, schieten hun netelcellen niet af op de anemoonvisjes, zodat die zich veilig tussen de tentakels van de anemonen kunnen terugtrekken als er roofvissen verschijnen. Op hun beurt verjagen de anemoonvisjes de koraalvlinders, vissen die graag aan de tentakels van de anemonen komen knabbelen. De visjes leveren de anemonen ook nog wat voedingsstoffen, en de anemonen kunnen rommeltjes van de visjes plukken en eten.
Een mooi koppel is bijvoorbeeld de tweebandanemoonvis (Amphiprion bicinctus, ook wel bekend als Rode Zee-clownvis) en de tepelanemoon (Entacmaea quadricolor). De dieren leven in de Rode Zee, de Indische Oceaan en de Stille Oceaan.

Maar waarom worden deze twee ’s nachts het meest intiem? Waarom kruipen de visjes dan extra diep weg tussen de tentakels van de anemoon?

Water in beweging

Toen Joseph Szczebak en collega’s zich op die vraag wierpen, ontdekten ze een nieuw aspect aan de samenwerking: de vissen voorzien hun anemonen ’s nachts van vers water. Ze blijven de hele nacht heftig tussen de tentakels wringen en draaien. Zo houden ze daar het water in beweging, en daarmee krijgt de anemoon voortdurend zuurstof toegevoerd. En – al is het nog niet zeker of dat de functie van het onrustige gedrag is – die voortdurende toevoer is belangrijk, want ’s nachts is het zuurstofgehalte in het water erg laag. Nu kan de anemoon toch de hele nacht ‘ademen’.
Bovendien worden zijn afvalstoffen met de waterbeweging afgevoerd.

Niet alle aangevoerde zuurstof gaat overigens naar de anemoon. Want door al die activiteit heeft de anemoonvis zelf ook aardig wat extra zuurstof nodig.

Willy van Strien

Foto: Albert Kok (Wikimedia Commons, public domain)

Bekijk de woelende tweebandanemoonvis en de tepelanemoon op YouTube

Bron:
Szczebak, J.T., R.P. Henry, F.A. Al-Horani & N.E. Chadwick, 2013. Anemonefish oxygenate their anemone hosts at night. The Journal of Experimental Biology 216: 970-976. Doi: 10.1242/jeb.075648

Behaaglijke slaapzak

28 februari 2013 /

Vleermuis is welkome gast in bekers van vleesetende plant

In bekers van de bekerplant Nepenthes hemsleyana slaapt het vleermuisje Kerivoula hardwickii graag. Als tegenprestatie laat hij zijn urine en uitwerpselen in de beker vallen, schrijven Caroline Schöner en collega’s. Daar is de plant weer mee geholpen.

Het vleermuisje Kerivoula hardwickii hardwickii op Borneo heeft overdag een heel bijzondere slaapplaats, ontdekten Caroline en Michael Schöner en hun collega’s: het diertje rust dan in de bekers van een vleesetende plant, meestal Nepenthes hemsleyana. Daar is het droog, niet te heet en lekker vochtig, en het beestje is er veilig voor roofvijanden. In ruil voor die fijne plek levert de vleermuis voedingsstoffen aan de plant door zijn slaapzak ook als toilet te gebruiken.

Dat komt de plant goed uit. Nepenthes-soorten, of bekerplanten, groeien op bodems die arm zijn aan voedingsstoffen.

Slapende vleermuis

Die hebben ze natuurlijk wel nodig, en daarom vangen ze insecten in hun bekers. De prooien worden gelokt met een lekker geurtje, kruipen de beker in, glijden langs de gladde wand naar beneden en plonzen in een vloeistof die ze verteert. Daarbij komen voedingsstoffen vrij die de plant vervolgens uit de verteringsvloeistof kan opnemen. De insecten zijn vooral belangrijk als bron van stikstof.
Maar Nepenthes hemsleyana is maar een slechte insectenvanger, zagen Caroline en Michael Schöner. Hij bemachtigt veel minder prooien dan andere bekerplanten. Ze vroegen zich af hoe hij dan toch aan voldoende stikstof komt.

Toen ze tot hun verrassing in een aantal bekers een vleermuisje zagen dat er hing te pitten, zochten en vonden ze daarin de oplossing van het raadsel.

Comfortabel

Meestal troffen ze één diertje aan, soms een moeder met haar jong.
Het viel hen op dat de bekers van Nepenthes hemsleyana comfortabele slaapplaatsen voor de gasten zijn. Ze zijn veel langer en smaller dan de bekers van andere bekerplanten en er staat maar een klein laagje verteringsvloeistof in. Zo passen er twee vleermuizen, ongeveer vier centimeter lang, boven elkaar. Halverwege de beker is er een verdikte rand die een vleermuis steun geeft, zodat hij zich niet aan de glibberige wand vast hoeft te houden.
Alles wijst er dus op dat de vleermuis een welkome gast is.

En dat is hij ook: de onderzoekers lieten zien dat de plant stikstof haalt uit de urine en uitwerpselen die de logés in de verteringsvloeistof laten vallen. Plant en vleermuis profiteren van elkaar.

Andere beker minder fijn

Het vleermuisje slaapt overdag nergens anders dan in bekers. Het vindt niet alleen onderdak in bekers van Nepenthes hemsleyana, maar ook in bekers van Nepenthes bicalcarata. Maar die hebben niet zijn voorkeur, en met recht. In deze bekers zijn temperatuur en vochtigheid overdag minder stabiel, wat minder behaaglijk is.
Bovendien kunnen de vleermuizen er parasieten oplopen die hun eitjes op de wand van de slaapplek leggen. In de bekers van Nepenthes hemsleyana glijden die eitjes de vloeistof in, maar de bekers van Nepenthes bicalcarata hebben minder gladde wanden waar de parasieteneitjes op blijven plakken. Vleermuisjes die tijdens het onderzoek van het Schöner-paar alleen in hemsleyana-bekers sliepen, hadden minder parasieten bij zich.
De hemsleyana-slapers waren ook wat zwaarder; dat is misschien te danken aan die lagere parasietenlast. Maar het kan ook zijn dat de zwaarste dieren de favoriete plaatsen weten in te nemen. De onderzoekers denken dat de vleermuizen alleen uitwijken naar bicalcarata als er geen geschikte hemsleyana-bekers beschikbaar zijn. Nepenthes bicalcarata komt meer voor en heeft meer bekers per plant.

Gast is niet nuttig

Overigens profiteert bicalcarata niet van de gasten. De vleermuizen kiezen van deze plant om de een of andere reden alleen bekers waarin geen verteringsvloeistof meer zit, zodat de plant de stikstof uit hun urine en uitwerpselen niet kan opnemen. Bicalcarata heeft een andere, ook bijzondere methode om aan extra stikstof te komen: daarvoor schakelt deze plant mieren in.

Er groeien op Borneo nog drie soorten bekerplanten die hun stikstof uit zoogdierpoep halen, maar op een andere manier dan hemsleyana, liet Lijin Chin een paar jaar geleden zien. De bergtoepaja (een boomspitsmuis) komt af op de nectar die de deksels van de bekers van deze planten aan de onderkant afscheiden. Om dat lekkers af te likken, moet hij boven de beker gaan staan, en zo vallen zijn uitwerpselen daarin.

Willy van Strien

Foto: Ch’ien C. Lee

Snoepende bergtoepaja op YouTube

Zie ook:
Mieren die in de pot pissen

Bronnen:
Schöner, C.R., M.G. Schöner, G. Kerth & T.U. Grafe, 2013. Supply determines demand: influence of partner quality and quantity on the interactions between bats and pitcher plants. Oecologia, 23 februari online. Doi: 10.1007/s00442-013-2615-x
Grafe, T.U., C.R. Schöner, G. Kerth, A. Junaidi & M.G. Schöner, 2011.A novel resource-service mutualism between bats and pitcher plants. Biology Letters 7: 436-439. Doi: 10.1098/rsbl.2010.1141
Chin, L., J.A. Moran & C. Clarke, 2010. Trap geometry in three giant montane pitcher plant species from Borneo is a function of tree shrew body size. New Phytologist 186: 461-470. Doi: 10.1111/j.1469-8137.2009.03166.x

Klaar? Af!

21 februari 2013 /

Zeenaaktslak gebruikt voor elke paring een nieuw stukje penis

De penis van zeenaaktslak Chromodoris reticulata is maar één keer bruikbaar. Maar geen nood: hij werpt het gebruikte deel af en rolt een nieuw stukje uit, laten Ayami Sekizawa en collega’s zien.

Dat zullen Ayami Sekizawa en collega’s nooit hebben verwacht toen ze het seksuele gedrag van de zeenaaktslak Chromodoris reticulata gingen observeren. De beestjes werpen na de daad hun penis af! Toch paren ze na een etmaal weer – met een nieuwe.
De onderzoekers wilden natuurlijk meer weten over deze ‘wergwerppenis’. Ze bekeken het mannelijk orgaan onder de microscoop om enig idee te krijgen van het hoe en waarom.

Chromodoris reticulata, een zeenaaktslak die leeft op koraalriffen in de Stille Oceaan, is een hermafrodiet: zowel man als vrouw. Als twee dieren paren, komt bij beide een penis naar buiten die ze bij elkaar inbrengen om sperma over te dragen. Dat duurt gemiddeld een minuut of tien. Twintig minuten nadat ze uit elkaar gegaan zijn, vallen de penissen af.

Andermans zaad uitschrapen

Een gebruikte en afgeworpen penis zit vol met kleine weerhaakjes, zagen de onderzoekers. En tussen die weerhaakjes troffen ze veel sperma aan.
Ze denken nu dat de beestjes tijdens het paren het zaad van hun voorgangers met die weerhaakjes verwijderen. De dieren slaan namelijk na elke paring zaad op in een speciale opslagplaats. Er zijn veel meer zaadcellen opgeslagen dan er eicellen zijn die bevrucht moeten worden, dus slechts een deel van de zaadcellen wordt benut. Door het zaad van de voorgangers uit te schrapen zorgt de nieuwe partner ervoor dat zijn zaad meer kans maakt.

Doorschuiven

Vanwege die weerhaakjes kan het dier zijn penis na gebruik echter niet meer naar binnen halen, en hij werpt hem dus af.
Of eigenlijk: hij werpt het stuk af dat buitenboord hangt.
Want binnenin zit nog een eind, zagen de onderzoekers. Als een zeenaaktslak een tijdlang niet gepaard heeft, is de totale penis 3 centimeter lang. Het binnenste deel ligt opgerold. Bij de paring komt het laatste stukje, één centimeter lang, naar buiten terwijl het binnenste deel afrolt. Kort na de paring is het buitenste deel eraf en is het binnenste deel ontrold. Maar een dag later is de oude situatie hersteld en kan de zeenaaktslak weer paren.

Het verhaal is nog niet helemaal af. De onderzoekers weten niet of de penis continu kan blijven aangroeien en doorschuiven.

Willy van Strien

Foto: Stephen Childs (Creative Commons)

Bron:
Sekizawa A., S. Seki, M. Tokuzato, S. Shiga & Y. Nakashima, 2013. Disposable penis and its replenishment in a simultaneous hermaphrodite. Biology Letters 9, 13 februari online. Doi: 10.1098/rsbl.2012.1150

De kolonisten

13 februari 2013 /

Voorouder van duizendpoten en miljoenpoten kwam al heel vroeg aan land

Veel eerder dan voor mogelijk was gehouden kwamen er dieren het water uit om op het droge te gaan leven, laten Omar Rota-Stabelli en collega’s zien.

Een beestje dat de voorouder zou worden van de duizendpoten en miljoenpoten krabbelde vijfhonderd miljoen jaar geleden als eerste aan land. Daar begonnen toen net de planten  op te komen – en misschien kwamen die zelfs nog wat later.
Na deze pionier volgden de voorouder van de insecten, de voorouder van de spinachtigen en het allereerste aaltje (Nematode, klein, wormachtig beestje).

Deze vier kolonisten zouden voor stuk succesvol worden; insecten alleen al maken driekwart uit van alle diersoorten. Ze vormen samen met de eveneens succesvolle schaaldieren (kreeften, krabben en garnalen) en wat kleinere groepen een enorm grote tak aan de evolutionaire stamboom: de Ecdysozoa. De naam betekent: dieren die een omhulsel van taai materiaal om zich heen hebben dat ze af en toe afwerpen om te kunnen groeien.

Omar Rota-Stabelli en collega’s achterhaalden hun evolutionaire geschiedenis door veel kennis over fossielen en over het erfelijk materiaal van deze soorten te combineren.

Aan land

Het leven begon in zee, en daar ligt dan ook de oorsprong van de Ecdysozoa. De groep is volgens de onderzoekers een slordige zeshonderd miljoen jaar oud. Als eerste splitste de tak van de aaltjes zich af. Daarna verschenen de spinachtigen, vervolgens de duizendpoten plus miljoenpoten en tenslotte de schaaldieren en de insecten.

De meest verrassende conclusie van hun werk, schrijven de onderzoekers, is dat enkele van deze diertjes zich al vijfhonderd miljoen jaar geleden op het land waagden.

Gezelschap

Ze leiden dat af uit de analyse van erfelijk materiaal. Ze vinden het verrassend vroeg omdat er van zulke oude landdiertjes geen fossielen zijn.

Het duurde nog zo’n honderd miljoen jaar voordat nakomelingen van het allereerste insect de lucht in gingen. In die tijd – dat is nu vierhonderd miljoen jaar geleden – ontstonden er ook bossen.
Nog weer miljoenen jaren later, 340 miljoen jaar terug, kregen de kruipende en vliegende aardbewoners gezelschap van een heel andere groep dieren: de amfibieën verschenen. Daaruit zouden zich later zoogdieren, reptielen en vogels ontwikkelen.

Willy van Strien

Foto: Kevin Collins (Wikimedia Commons)

Bron:
Rota-Stabelli, O., A.C. Daley & D. Pisani, 2013. Molecular timetrees reveal a Cambrian colonization of land and a new scenario for Ecdysozoan evolution. Current Biology, 31 januari online. Doi: 10.1016/j.cub.2013.01.026

Ruige steekpartij

6 februari 2013 /

Slakken bestoken elkaar met dolken en pijlen

Tijdens de paring steken partners elkaar bij het Japanse slakje Euhadra quaesita, laten Kazu Kimera en collega’s zien. Andere soorten slakken schieten een liefdespijl af. Het doel is om de partner te manipuleren en zo het eigen voortplantingssucces te vergroten.

Probeer je maar niet voor te stellen hoe het voor een slak is om te paren. Het gaat er bij veel soorten namelijk heel ruig aan toe.
Bijvoorbeeld bij het Japanse slakje Euhadra quaesita, bijna 3 centimeter groot. Net als andere slakken is hij hermafrodiet, tegelijk man en vrouw. Als twee slakken paren, brengen ze bij elkaar hun penis in om sperma over te dragen; die penis komt naast de ogen naar buiten. Maar voor het zover is, trekken ze een dolkje waarmee ze elkaar flink steken. Niet één maal, maar tientallen keren.
Alleen slakken die voor het eerst van hun leven paren laten de akelige steekpartij achterwege.

Waarom gaan de dieren zo hard tekeer?

Lustremmend slijm

Om toekomstige rivalen minder kans te geven, ontdekten Kazu Kimura en collega’s. De dolkjes, gemaakt van de kalkverbinding aragoniet, zijn met slijm bedekt en bij iedere steek dringt een nieuwe portie slijm de partner binnen.
Dat heeft een dramatische uitwerking: een slak die met een dolk is bewerkt wacht twee keer zo lang voordat hij aan een volgend partijtje begint dan een slak die gepaard heeft met een maagd, die niet toestak. Hij heeft pas na twee weken weer seks in plaats van na één week.
Experimenten waarbij de onderzoekers wat slijm in slakken injecteerden bevestigden dat het goedje inderdaad een lustremmend effect heeft.

Het rijk alleen

Dat is winst voor de spermagever. Zijn partner slaat namelijk een klein deel van het ontvangen sperma langdurig op om er eitjes mee te bevruchten. Komt er vervolgens sperma van een rivaal binnen, dan blijft ook daarvan een deel bewaard. Het sperma van beide spermagevers kan dan eitjes bevruchten en er breekt als het ware een concurrentiestrijd uit.
Aangezien de partner na een steekpartij langer wacht voordat hij nog eens paart, heeft het sperma van een stekende spermagever langer het rijk alleen. Daardoor zal hij van meer nieuwe slakjes de vader zijn.
De mannelijke kant van het slakje heeft dus baat bij de steekpartij; de vrouwelijke kant wordt door het slijm gemanipuleerd.

Liefdespijl

Iets vergelijkbaars was al langer bekend van andere slakken, waaronder de segrijnslak en de gewone tuinslak die in Nederland voorkomen. Zij schieten bij de paring een ‘liefdespijl’ in de partner – soms is het raak, soms niet. Na elke paring maken ze een nieuwe pijl aan in een speciale pijlzak.

Met een beetje moeite kun je afgeschoten pijlen wel vinden. Als je ’s morgens twee slakken dicht tegen elkaar ziet zitten, hebben die waarschijnlijk de nacht ervoor gepaard. In de loop van de dag glijden ze van elkaar weg, op zoek naar een koele en vochtige plaats. Er blijven dan vaak een of twee pijlen achter op de plaats waar ze gezeten hebben; ze zijn wit, dun en bijna een centimeter lang. Soms zie je zelfs nog een pijl in zo’n slak zitten.

Sperma-opslag

Ook deze pijlen dienen om slijm in te brengen, en ook dit slijm vergroot het succes van de spermagever, hebben onderzoekers laten zien.
Maar het werkt anders. Slakken bewaren maar een klein deel van het ontvangen sperma om te gebruiken voor bevruchting; de rest verteren ze. Het slijm van de segrijnslak en de tuinslak heeft als effect dat de ontvanger twee keer zoveel sperma opslaat. Een succesvolle schutter zal daardoor aan vaderschap winnen.

Het slakkenslijm op pijlen en dolken kan dus verschillende functies hebben. Een getroffen segrijnslak of tuinslak zal extra veel sperma bewaren; een bestookte Japanse slak Euhadra quaesita zal extra lang wachten voordat hij met een ander paart.
En misschien heeft het slijm beide effecten tegelijk – tot extra voordeel van de spermagever. Want niemand heeft nog gekeken of het bij Euhadra quaesita de sperma-opslag beïnvloedt; en niemand heeft onderzocht of het bij de segrijnslak en de gewone tuinslak de lust om snel nog eens te paren remt.

Willy van Strien

Foto’s: Kazu Kimura

Hoe zit een slak in elkaar?

Bronnen:
Kimura, K., K. Shibuya & S. Chiba, 2013. The mucus of a land snail love-dart suppresses subsequent matings in darted individuals. Animal Behaviour, 21 januari online. Doi: 10.1016/j.anbehav.2012.12.026
Koene, J.W. & S. Chiba, 2006. The way of the samurai snail. The American Naturalist 168: 553-555. Doi: 10.1086/508028
Chase, R. & K.C. Blanchard, 2006. The snail’s love-dart delivers mucus to increase paternity. Proceedings of the  Royal Society B 273: 1471-1475. Doi: 10.1098/rspb.2006.3474
Koene, J.M. & R. Chase, 1998. Changes in the reproductive system of the snail Helix aspersa caused by mucus from the love dart. The Journal of Experimental Biology 201: 2313-2319.

Hulp in moeilijke jaren

1 februari 2013 /

Kinderloze staartmezen zorgen voor neefjes en nichtjes

Staartmezen die hun nest verloren zien gaan, kunnen het seizoen nog een beetje redden door familieleden te helpen om het broed groot te brengen, stellen Ben Hatchwell en collega’s. Tenzij het een regelecht rampjaar is.

Familiehulp is bij staartmezen de gewoonste zaak van de wereld. In de drukke periode dat de jongen in het nest zitten te piepen om eten krijgen veel ouders hulp met voeren.
Ben Hatchwell en collega’s volgen al sinds 1995 een populatie staartmezen in Engeland van 25 à 75 paartjes om te achterhalen welke vogels hulp geven, welke gezinnen hulp krijgen en onder welke omstandigheden dat gebeurt.

Staartmezen leven in groepen en vormen paartjes die in maart gaan broeden. Ze leggen ongeveer tien eitjes; de jongen die daar uitkomen geven ze kleine insecten te eten.
Zolang alles goed gaat, tenminste.
Veel staartmeesparen zien hun nest mislukken doordat het wordt geplunderd door een ekster, Vlaamse gaai, kraai, wezel of hermelijn. Speelt dat drama zich vroeg in het seizoen af, dan kunnen ze nog een nieuwe poging wagen. Maar naarmate de zomer dichterbij komt heeft een tweede legsel steeds minder kans van slagen en op een gegeven moment beginnen ze er niet meer aan. Het broedseizoen dreigt compleet te mislukken.

Of toch niet helemaal.

Familiehulp

Sommige pechvogels, vooral mannetjes, maken er namelijk het beste van door een broer of zus die wel jongen heeft te hulp te schieten. Ze herkennen dat familielid aan zijn contactroep – en de onderzoekers herkenden de vogels doordat ze elk van hen een unieke combinatie van gekleurde pootringen hadden gegeven.
Dankzij de hulp groeien de neefjes en nichtjes beter en maken ze een grotere kans om volwassen te worden en zelf te kunnen gaan broeden. Zo boekt een kinderloze oom (en soms tante) toch nog wat voortplantingssucces.

De onderzoekers wilden nu weten onder welke omstandigheden die familiehulp gegeven wordt. Ze maten daarom elk jaar de hoeveelheid hulp op twee manieren: het percentage volwassen vogels dat helper werd en het gemiddelde aantal helpers op de geholpen nesten. Die cijfers brachten ze in verband met verschillende kenmerken die ze elk jaar genoteerd hadden, zoals het percentage nesten dat verloren ging.
Ze kregen resultaten die goed in het verhaal passen.

Goede en slechte jaren

De hoeveelheid hulp bleek samen te hangen met de hoeveelheid leeggeroofde nesten.
In goede jaren ging ‘slechts’ de helft van de nesten verloren. Dan waren er in verhouding weinig kinderloze vogels, en dan was er dus ook weinig hulp beschikbaar. De meeste paartjes die hun nest behielden brachten hun jongen zonder hulp groot.
In jaren dat er meer nesten te gronde gingen, kwamen er meer helpers vrij en werd dus meer hulp geboden. De verleende hulp was maximaal in jaren dat ongeveer driekwart van de nesten aan roofvijanden verloren ging; dat is voor de staartmezen overigens een gemiddeld jaar wat nestverlies betreft.

Rampjaren

Was de toestand nog dramatischer, dan nam de hoeveelheid hulp weer af. Er waren in zulke rampjaren wel veel pechvogels die zouden kunnen helpen, maar er waren weinig nesten over waar ze hun diensten konden aanbieden. In de aller-slechtste jaren bleef maar 15 procent van de nesten intact. Veel van die nesten krijgen hulp, maar de meeste potentiële hulpkrachten blijven werkeloos.

Seizoenslengte

Daarnaast speelde de lengte van het broedseizoen een rol. Het begin van het seizoen hangt af van de voorjaarstemperatuur, maar het eind ligt vast. De lengte van het broedseizoen kan daardoor van jaar tot jaar een paar weken verschillen. Hoe korter het seizoen, hoe minder kans gedupeerde ouders hadden om een tweede legsel te beginnen en eerder ze ertoe overgingen om een ander te gaan helpen.

De staartmezen kennen moeilijke jaren: veel verlies aan roofvijanden, geen tijd om een nieuw nest te beginnen. Dan slagen maar weinig staartmeesparen erin om jongen groot te brengen. Maar de jongen die in zulke jaren uitvliegen zijn er beter aan toe omdat ze extra zorg kregen.

Willy van Strien

Foto: Motacilla (Wikimedia Commons)

Bronnen:
Hatchwell, B.J., S.P. Sharp, A.P. Beckerman & J. Meade, 2013. Ecological and demographic correlates of helping behaviour in a cooperatively breeding bird. Journal of Animal Ecology, 24 januari online. Doi: 10.1111/1365-2656.12017
Nam, K.-B., M. Simeoni, S.P. Sharp & B.J. Hatchwell, 2010. Kinship affects investment by helpers in a cooperatively breeding bird. Proceedings of the Royal Society B 277: 3299-3306. Doi: 10.1098/rspb.2010.0737
Meade, J., K.-B. Nam, A.P. Beckerman & B.J. Hatchwell, 2010. Consequences of ‘load-lightening’ for future indirect fitness gains by helpers in a cooperatively breeding bird. Journal of Animal Ecology 79: 529-537. Doi: 10.1111/j.1365-2656.2009.01656.x

Zaadlozing in zee

28 januari 2013 /

Verrassende langeafstandsbevruchting bij een eendenmossel

De eendenmossel Pollicipes polymerus blijkt een nog onbekende bevruchtingsmethode te praktiseren. De diertjes laten hun sperma los in zee, ontdekten Marjan Barazandeh en collega’s; een ander kan het dan opvissen.

Biologen dachten dat ze allang alles wisten over de voortplanting van eendenmossels. Deze immobiele dieren bevruchten hun buren of zichzelf, was het idee. Maar dat is niet alles, blijkt uit onderzoek van Marjan Barazandeh en collega’s.

Eendenmossels zijn geen schelpdieren (dus geen mossels), maar schaaldieren, net als kreeften, krabben en garnalen. Ze zien er echter heel anders uit dan die verwanten: ze staan met een steel op de bodem vast. Hun lichaam zit ondersteboven in een pantser van kalkplaten en zolang ze onder water staan steken ze hun zes paar veervormige pootjes naar buiten om voedsel, zoals plankton, te pakken. Als ze droogvallen, sluiten ze hun platen. Ook een manier van leven.
De consequentie is wel dat ze niet op pad kunnen om een soortgenoot te zoeken voor een intiem moment. Toch hebben ze een seksleven, al is dat wat ongewoon.

Lange penis

Ze steken een lange penis uit en tasten daarmee om zich heen; voelen ze een ander, dan steken ze hun penis in diens pantser en leveren hun sperma af. Biologen spreken van pseudo-copulatie. Sommige soorten eendenmossels hebben een buitengewoon lange penis om dat klaar te spelen.
Lukt het niet, dan kunnen ze in theorie zichzelf bevruchten, want ze zijn hermafrodiet, dus zowel man als vrouw.
Zo was het vaststaande idee van eendenmosselseks: de dieren bevruchten een ander met een lange penis of ze bevruchten zichzelf.

Maar Barazandeh en collega’s realiseerden zich dat dit niet het hele verhaal kon zijn – in elk geval niet voor Pollicipes polymerus. Deze eendenmossel, met een culinair gewaardeerde vlezige steel die tien centimeter lang kan zijn, leeft aan de westkust van Canada en Noord Amerika op rotsen die aan hevige golfslag blootstaan.
Zijn penis is, naar eendenmosselmaatstaven, maar een klein dingetje, ‘slechts’ de helft van zijn lichaamslengte. Daar kunnen de dieren wel wat mee, want ze zitten meestal in groepen dicht op elkaar.

Opborrelend sperma

Maar sommige individuen staan ergens in hun eentje, buiten penisbereik van een ander. Ook die eenzame eendenmossels blijken vaak bevruchte eitjes te dragen. De geijkte verklaring – dat ze zichzelf zaad hebben geleverd – lijkt niet op te gaan, want in het lab hebben dieren van deze soort nog nooit aan zelfbevruchting gedaan.

De onderzoekers zagen nog iets raars: bij sommige eendenmossels borrelt sperma naar buiten.

Zij verbonden het een met het ander en opperden dat de dieren misschien zaad in het water lozen om niet alleen hun buren, maar ook soortgenoten verderop te kunnen bedienen.

Vreemde ouder

Dat zou wel bijzonder zijn, want geen enkel ander schaaldier laat zijn sperma zomaar in zee lopen. Anderzijds: andere dieren die vast zitten, zoals sponzen en koralen, doen dat wel.

Ze hadden het bij het rechte eind. Barazandeh analyseerde DNA en daaruit bleek dat embryo’s van alleenstaande eendenmossels niet alleen erfelijk materiaal van hun ‘moeder’ hadden, maar ook van een andere ‘ouder’. Er is dus vreemd sperma in het spel. Kennelijk kunnen deze eendenmossels soortgenoten op afstand bevruchten, ook al hebben ze geen extreem lange penis. Ze vertrouwen hun sperma aan de golven toe.
Aan deze mogelijkheid hadden biologen nog nooit gedacht.

De onderzoekers weten nog niet of deze bevruchting door lozing in zee een grote rol speelt in verhouding tot pseudo-copulatie. Ze schrijven dat andere soorten eendenmossels misschien ook stiekem deze bevruchtingsmethode toepassen en zijn zelf al op zoek naar zulke soorten.

Willy van Strien

Foto’s: Pollicipes. Richard Palmer.
Klein: hier borrelt sperma naar buiten

Filmpje van de eendenmossels in de branding van Marjan Barazandeh

Bron:
Barazandeh, M., C.S. Davis, C.J. Neufeld, D.W. Coltman & A.R. Palmer, 2013. Something Darwin didn’t know about barnacles: spermcast mating in a common stalked species. Proc. R. Soc. B 280, 16 januari online. Doi: 10.1098/rspb.2012.2919

Flirtende oudjes

24 januari 2013 /

Hoe groter een wenkkrab-mannetje, hoe meer hij zwaait

Bij de porselein wenkkrab Uca annulipes sloven oude mannetjes zich nog meer dan jonge mannetjes uit om een vrouwtje te verleiden. Logisch, want ze hebben er meer succes mee, schrijven Catherine Hayes en collega’s.

Als het eb is en de kust is veilig, kunnen wenkkrabbetjes te voorschijn komen uit hun eenpersoons holletjes. Dan moeten de mannetjes hun slag slaan. Letterlijk en figuurlijk, want om een vrouwtje te verleiden beginnen ze te zwaaien met een potsierlijk grote schaar. Die schaar is een sterk vergrote voorpoot; vrouwtjes hebben twee gewone voorpootjes.
De mannen moeten flink hun best doen, want de vrouwen vallen voor fanatieke wuivers. Catherine Hayes en collega’s waren nieuwsgierig of ook mannen op leeftijd zich nog inspannen om in de smaak te vallen.

Ze verdiepten zich in het gezwaai van de porselein wenkkrab, Uca annulipes, een diertje van gemiddeld één centimeter breed dat leeft op de modderige bodem van mangrovebossen.

Enthousiaster

Aan de kust van het Tanzaniaanse eiland Zanzibar zetten ze een vrouwtje in een doorzichtige plastic cilinder voor het hol van een mannetje en keken wat er gebeurde als dat mannetje naar buiten kwam. Ze maten tenslotte man en vrouw op, en ze herhaalden dat alles met verschillende krabbetjes. Omdat deze diertjes blijven groeien zolang ze leven, is de grootte een maat voor hun leeftijd.

Grote, dus oude mannen waren niet alleen nog actief, maar gingen zelfs enthousiaster te keer dan jonge mannen. Ze hadden een grotere neiging om naar het vrouwtje te gaan wenken. Ze hielden het bovendien langer vol en maakten meer zwaaibewegingen.

Meer succes

Wenkkrabben sloven zich dus meer uit naarmate ze ouder worden.

Dat is wel begrijpelijk. Het steeds weer optillen en neerlaten van de enorme schaar is een zware klus die veel energie vraagt. Dat gaat ten koste van de groei. Omdat vrouwen kleine mannetjes toch zonder meer links laten liggen, kunnen die hun energie beter niet verspillen aan gezwaai, maar gebruiken om te groeien zodat ze snel groot genoeg zijn om ook een kans te maken.

Bovendien: hoe groter het mannetje is, hoe meer de belangstelling van een vrouwtje hem kan opleveren. Een vrouwtje dat wil paren volgt namelijk het mannetje van haar keuze naar zijn hol; binnen paren ze en daar blijft zij terwijl de eitjes zich ontwikkelen tot larven. Een grotere man maakt een groter hol waar een groter vrouwtje in past. En hoe groter een vrouwtje, hoe meer jongen ze maakt waar hij dan de vader van is. Dus hoe ouder een man, hoe meer succes hij kan hebben. Dat is wel een flinke inspanning waard.

Willy van Strien

Foto: Ria Tan (Creative Commons)

Wenkende krabben zijn te zien op YouTube.

Bronnen:
Hayes, C.L., I. Booksmythe, M.D. Jennions & P.R.Y. Backwell, 2013. Does male reproductive effort increase with age? Courtship in fiddler crabs. Biology Letters 9: 20121078, 16 januari online. Doi: 10.1098/rsbl.2012.1078

« Oudere berichten Nieuwere berichten »

© 2024 Het was zo eenvoudig begonnen

Thema gemaakt door Anders Noren — Boven ↑