symbiosis
december 2, 2012 Plaats een reactie
Deze kunnen biotisch of abiotisch zijn.
—Inter- en intraspecifieke relaties zijn biotische factoren die sturend zijn bij de soortsvorming.
—Door co-evolutie wordt een interspecifieke relatie steeds inniger.
Al jarenlang samen: Co-evolutie
Xanthopan mrganii praedicta and Angraecum sesquipedale
gouache paint
Bij mijn studie biologie was de eerste kennismaking met Darwin niet vanwege de evolutietheorie, maar omdat hij in zijn boek The Structure and Distribution of Coral Reefs (1842) heeft beschreven hoe een atol eiland ontstaat. Dit blijkt een langdurig proces te zijn wat weer een argument opleverde voor de ouderdom van de aarde.
In een ander boek Various Contrivances by which Orchids are Fertilised by Insectsand on the Good Effects of Intercrossing uit 1862 beschrijft hij een orchidee uit Madagascar met een bloemdiepte van 30 cm. Dit type orchidee wordt meestal bezocht door een soort motjes en Darwin leidde hieruit af dat er een mot moest bestaan met een enorm lange tong. Toen het dier uiteindelijk werd gevonden (20 jaar na Darwins dood!) kreeg het, vanwege deze voorspelling, de ondersoortnaam praedicta.
Vandaag de dag kennen we allerlei planten met hun insecten, gastheren met parasieten, algen samen met schimmels(korstmossen) en allerlei andere, meer of minder voordelige samenwerkingen die moeten zijn ontstaan vanuit een evolutionair process over miljoenen jaren. Dit proces van voortdurend aan elkaar aanpassen is een andere kracht in de evolutie en wordt, heel toepasselijk, co-evolutie genoemd.
Resultaat: Bloemen worden bestuift en de bijen krijgen nectar. Het bestaan van nectar alleen al is al helemaal te danken aan co evolutie.Dit ontstond door co-evolutie.
Een soort heeft baat bij een relatie als die meer nakomelingen oplevert.
er zijn verschillende mogelijkheden van relaties met verschillende kosten en baten.
samenleven van organismen , van verschillende soorten , met wederzijds voordeel.
Etymologisch zit er in het woord ‘symbiose’ trouwens geen enkel spoor van voor- of nadeel
(Gr. sun = samen; bios = leven).
mutualisme
commensalisme
parasitisme
een min of meer innig samenleven van twee (of meerdere) organismen.
Met symbiose worden allerlei vormen van samenleving tussen organismen bedoeld.
Raadpleging van diverse werken geeft ons volgend staaltje van vormen van symbiose :
De interactie is niet strikt noodzakelijk (b.v.. krab + anemoon)
Het houden van huisdieren , vee en het bedrijven van landbouw ( mensen , mieren ) zijn speciale gevallen van samenwerking gespreid over de levensfasen van de soorten —-> uitgestelde predatie , artificieele selektie etc … in ruil voor bescherming , verzorging etc
elke partner populatie in de associatie heeft voordeel.
De interactie is noodzakelijk voor het overleven en groeien van elke soort (meeste korstmossen)
—> Ossepikkers
één populatie heeft voordeel en de andere wordt niet beïnvloed (mussen, duiven + mens)
—>loodsmannetjes
Er kunnen ook ernstige nadelen onstaan wanneer de situatie en/of toestand van de gastheer veranderd
Commensalen op de huid en de darmflora kunnen bijvoorbeeld potentieel ernstige ziekten veroorzaken
Schimmel-insect-relaties
http://www.natuurinformatie.nl/ndb.mcp/natuurdatabase.nl/i000296.html
In dit artikel worden aan de hand van een aantal voorbeelden de verschillende typen symbiose tussen schimmels en insecten behandeld. Daarbij blijkt dat ook zeer goed onderzochte symbiosen, toch complexer blijken dan jarenlang gedacht.
Alleen op de wereld
In tegenstelling tot wat een bepaalde boektitel suggereert, zijn we niet alleen op de wereld. Elke dag weer hebben we te maken met onze medemensen. Ook andere organismen op deze planeet komen we dag in dag uit tegen. Dit geldt natuurlijk niet alleen voor ons Homo sapiens, maar ook voor al die andere levensvormen.
Zo gaan dieren, planten, schimmels, protisten en bacterieen dagelijks om met soortgenoten en niet-soortgenoten.
Sommige van deze interacties zijn zeer kortdurend, bijvoorbeeld in het geval van een leeuw die een antilope verschalkt. Langduriger interacties tussen verschillende soorten in elkaars directe nabijheid vallen onder de term symbiose.
De verschillende vormen van symbiose en de evolutie daarvan zijn intrigerende onderwerpen binnen de biologie.
Afb. 1. Een microscopische opname van de schimmel Laboulbenia op het oppervlak van een mier. |
Zoals bekend zijn er meerdere soorten symbiose, die verschillen in de voor- en nadelen die de samenleving de partners brengt. Commensalisme is een vorm van symbiose waarbij een van de partners een bepaald belang heeft bij de samenleving, maar waarbij de belangen van de tweede partner niet geschaad worden. Een voorbeeld hiervan is de associatie tussen de Laboulbeniales (een groep schimmels) en verschillende soorten insecten, vooral kevers. Deze schimmels leven op het exoskelet van de insecten, kiemen en groeien er en planten zich daar voort. Het insect is de gehele leefwereld van deze schimmels. Omdat de schimmel nauwelijks voedingsstoffen aan de kever onttrekt en ook geen hoge dichtheid bereikt, is er geen meetbaar, nadelig effect op het welzijn van het insect.
Parasitisme, ook één van de samenlevingsvormen, vindt in onze ogen meestal niet veel genade. Dat is begrijpelijk; een parasiet pleegt meestal een aanzienlijke aanslag op de energiehuishouding van de andere partner (de gastheer) en kan zelfs tot de dood leiden. Ook in onze samenleving bestaan profiteurs, die we wel met parasieten aanduiden. Denk echter niet dat parasieten gedegenereerde wezens zijn, die zich moeiteloos in leven houden op hun gastheer. In tegendeel; parasieten zijn zeer goed aangepast aan de gastheer en bezitten vaak speciale structuren of mechanismen die essentieel zijn voor hun manier van leven.
Zo is daar de schimmel Entomophthora muscae (letterlijk: insectendoder van de vlieg) die vooral in de herfst menig slachtoffer maakt en dan ook binnenshuis gevonden kan worden. De meeste slachtoffers maakt E. muscae onder huisvliegen, luisterend naar de Latijnse naam Musca domestica. Zo’n vliegje zweeft meestal wat rond, nipt her en der wat voedsel, zet mogelijk nog wat eieren af en komt bij dit alles met zeer veel in aanraking. E챕n van de dingen waar een huisvlieg mee in aanraking kan komen zijn de sporen van E. muscae. Deze sporen zijn van een speciale, zeer kleverige slijmlaag voorzien en blijven daarom makkelijk aan een nietsvermoedende huisvlieg plakken. Iedereen die huisvliegen een tijdje geobserveerd heeft, misschien vlak voor het doodslaan, weet dat vliegen zich om de zoveel tijd uitgebreid schoonmaken. E. muscae moet dus opschieten. De sporen kiemen en de schimmeldraad (hyfe) die uit de spore groeit, breekt met kracht door het exoskelet van de vlieg en groeit de vlieg in. Eenmaal binnen groeit de schimmel in het vliegenbloed, vermenigvuldigt zich daar snel en bereikt uiteindelijk de hersenen van het onfortuinlijke vliegje. Daar gekomen grijpt E. muscae de macht; hoe of wat precies is onbekend, maar de vlieg krijgt een uitgesproken voorkeur voor hoge, lichte plekken. Eenmaal aangekomen op de top van een grasspriet of de bovenkant van het vensterglas, begint de doodsstrijd. Eerst kleeft de vlieg met zijn zuigsnuit (proboscis) vast aan het oppervlak en op het moment dat de aanhechting verzekerd is, beginnen de stuiptrekkingen, waarbij zowel poten als vleugels betrokken zijn.
Nu begint de uitgroei van E. muscae. Op de zwakke, zachte plekken tussen de platen van het exoskelet komen sporendragende hyfen van de schimmel te voorschijn. De sporen worden met kracht weggeschoten en belanden in de omgeving van de dode vlieg. Deze sporen, klaar om de volgende vlieg te infecteren, vindt men vaak als een witte halo rondom het dode lichaampje (zie afbeelding 2). Om infectie van een volgende vlieg te waarborgen, zorgt E. muscae er via de stuiptrekkingen bovendien voor dat de vlieg sterft in een houding die volgens sommige onderzoekers duidt op sexuele ontvankelijkheid; onweerstaanbaar voor andere vliegen.
 |
Afb. 2. Een door Entomophthora muscae gedode huisvlieg, vastgekleefd
|
E. muscae is dus uitermate goed aangepast aan het parasiteren van vliegen; het signaleren van aanhechting, de mogelijkheid tot penetratie en het georkestreerde levenseinde zijn daarvan duidelijke voorbeelden. Toch heeft deze poppenspeler geen uitgewerkte plannen of kwaadaardige bedoelingen; de schimmel reageert alleen op de omgeving met bepaalde handelingen die in de evolutie voordelig bleken. En deze evolutie wordt niet beïnvloed door een moraal of bedoelingen.
Desondanks kan evolutie ook vorm geven aan een samenleving waar beide symbionten wat aan hebben, iets wat in onze cultuur veel beter staat aangeschreven. Een schitterend voorbeeld hiervan is de symbiose tussen parasol- of bladsnijmieren en hun tuinschimmel, vooral vanwege de parallel die men kan leggen met menselijke landbouw.
De mieren uit de geslachten Atta en Acromyrmex zijn al miljoenen jaren hoeders van bepaalde typen schimmels uit de familie der Lepiotaceae (het dichtstbijzijnde, bekende neefje daarvan is de champignon Agaricus bisporus). Dag in dag uit slepen de werksters stukjes vers plantenmateriaal naar het nest om hun schimmel te voeden. Ze zijn zo actief dat ze gedurende een nacht een halve plantage kunnen ontbladeren. Deze halve plantage wordt in kleine stukjes aan andere werksters aangeboden. Deze in het nest achtergebleven en meestal kleinere werksters snijden de bladeren in nog kleinere stukken en kauwen en likken de fragmenten intensief. Een deel van hun dieet verkrijgen de werksters uit de plantensappen die tijdens de behandeling vrijkomen.
Uiteindelijk wordt zo’n behandeld bladfragment toegevoegd aan de tuin. De tuin is een hoop plantenmateriaal dat door de schimmel verteerd wordt. Bovenaan voegen de mieren nieuw materiaal toe, onderaan worden de verteerde bladresten verwijderd. Zo wordt de tuinschimmel altijd voorzien van vers voedsel.
Nu bestaan de nesten van Atta- en Acromyrmex-soorten over het algemeen uit enige honderdduizenden tot enkele miljoenen individuen, dus zullen bovenstaande bezigheden wel niet zonder nut zijn. En dat zijn ze dan ook niet. De schimmel maakt aan het einde van zijn draden zeer voedselrijke structuren, een soort zwellingen die gongilydia genoemd worden. Deze gongilydia zijn zo voedzaam dat ze het enige voedsel voor de nimfen (mieren-larven) vormen. Ook de volwassen mieren zijn voor een deel afhankelijk van de gongilydia.
De schimmel krijgt dus voedsel en wordt door de uitvliegende maagdelijke koninginnen verspreid tegen de betaling van voedzame hyfetoppen. De mieren slepen moeilijk verteerbaar voedsel aan dat door de schimmel wordt omgezet in een vorm die voor mieren wel verteerbaar is. De grootte van de nesten is een indicatie voor het succes van de symbiose. Het is zelfs zo dat in sommige gebieden de Atta- en Acromyrmex-kolonies de dominante herbivoren (planteneters) zijn.
De voorstelling van zaken zoals boven gegeven is echter veel te simpel. De mieren brengen met de bladfragmenten ook duizend-en-één andere schimmels binnen, waarvan een hoop ook op bladeren groeien. Omdat ze echter geen voedsel aan de mieren leveren, moeten de laatsten dus voorkomen dat deze ongewenste schimmels in de tuin komen. De mieren lijken dit opgelost te hebben met zeer frequent poetsen en likken van de tuin en de inkomende bladeren. Onderzoek heeft aangetoond dat de frequentie en duur van likken beïnvloed wordt door de graad van vervuiling; als een stuk meer sporen bevat, wordt het ook vaker en langer gelikt.
Lange tijd heeft men aangenomen dat de mieren door dit wieden de tuinschimmel in monocultuur kweken (een reincultuur noemen microbiologen dat). Totdat een groep onderzoekers aantoonde dat tot 33% van de mierennesten een chronische infectie met de parasitaire schimmel Escovopsis aspergilloides of verwanten heeft. Escovopsis wordt als parasiet beschouwd, omdat het leeft op het door de mieren aangevoerde materiaal, maar ze daarvoor niets teruggeeft. Escovopsis is daardoor een bedreiging van het voortbestaan van de mierenkolonie. Toch gaan slechts enkele mierennesten ten onder aan de Escovopsis-infectie (zie afbeelding 3).
 |
Afb. 3. Links een gezonde schimmeltuin. Rechts wordt de schimmeltuin overgroeid door de witte draden van Escovopis. Overgenomen met toestemming van prof. dr. C. Currie. |
Hier doet de vierde deelnemer aan de symbiose zijn intrede. De mierenzijn namelijk bedekt met en witte poederachtige substantie. Deze substantie bleek te bestaan uit levende bacterieen van het geslacht Streptomyces in plaats van de klierafscheiding te zijn, waarvoor men het poeder altijd had aangezien (zie afbeeldingen 4 en 5). Het vinden van deze bacterie was voor de onderzoekers reden om enigszins opgewonden te worden. Dit omdat streptomyceten en hun verwanten voor de mens uiterst nuttige producenten van zeer diverse antibiotica en andere chemicali챘n zijn. Voorbeelden van antibiotica die door Streptomyces en verwanten geproduceerd worden zijn streptomycine, chloramphenicol en tetracycline, om de bekendste maar eens te noemen.
 |
Afb. 4. Een Trachymyrmex-soort met op haar borststuk de witte poederachtige substantie, bestaand uit een bacterie uit het geslacht Streptomyces. Overgenomen met toestemming van prof. dr. C. Currie. |
 |
Afb. 5. Een elektronenmicroscopische opname van het borststuk van Acromyrmex octospinosus. De bundel in het midden behoort tot het oppervlak van de mier. Aan weerszijden ervan bevinden zich de draden van de symbiotische Streptomyceet. De witte balk komt overeen met 10 mm. Overgenomen met toestemming van prof. dr. C. Currie. |
Als de streptomyceet een algemeen bestrijdingsmiddel tegen schimmels maakt, zou men verwachten dat ook de tuinschimmel zou worden aangetast. Onderzoek heeft echter uitgewezen dat de chemicali챘n die de streptomyceet maakt geen enkele schimmel, behalve Escovopsis remmen. Dit houdt in dat ook de tuinschimmel buiten schot blijft ( zie afbeelding 6). Blijkbaar is er een proces of structuur in Escovopsis aanwezig die de schimmel gevoelig maakt voor de bestrijdingsmiddelencocktail van Streptomyces. Het is helaas nog niet bekend welke structuur of welk proces dat is. Opvallend is wel dat Escovopsis in al die jaren van evolutie niet resistent geworden is voor de Streptomyces-bestrijdingsmiddelen. Resistentie is namelijk een veel voorkomend probleem bij het gebruik van antibiotica. Iedereen kent wel de MRSA-bacterie, de resistent geworden bacterie die vele ziekenhuizen plaagt en soms voor langdurige sluiting van een afdeling zorgt. Hoe de mieren in samenwerking met de streptomyceet deze resistentie voorkomen is tot nu toe helaas onbekend. Dit zou namelijk heel interessant zijn voor het onderzoek naar het voorkomen van antibioticaresistentie bij menselijke ziekteverwekkers.
 |
Afb. 6. Een petrischaal met in het midden Streptomyces. Aan de
|
Men is dus in de laatste jaren tot het inzicht gekomen dat ook op het eerste gezicht simpele samenlevingsvormen een nog ongekende complexiteit kunnen bezitten. Zo is onze kennis van de mier-schimmel-samenleving uitgebreid door de ontdekking van de parasitaire Escovopsis en de mutualistische Streptomyces. Ver voordat Homo sapiens de akkerbouw en antibiotica ontdekte, verbouwden sommige mieren al schimmels en bestreden ze het onkruid op de akkers met zeer specifieke chemicali챘n.
Nu zijn de aangehaalde voorbeelden van symbiose al redelijk complex, maar nog wel vrij simpel in te delen in parasitair, mutualistisch of commensalistisch. Er zijn ook associaties tussen organismen waarbij de indeling in parasitiar en mutualisch moeilijk is of behoorlijk wat onderzoek vereist. Dit is het geval bij de symbiose tussen de schimmel Septobasidium en schildluizen. De indeling van de schimmel in parasiet of mutualistische symbiont is sterk afhankelijk van de luis die precies gekeken wordt.
 |
Afb. 7. Een tak met daarop Septobasidium. Onder de beschermende bruine schimmelmat leven de luizen, waarvan een aantal door Septobasidium geparasiteerd worden. Overgenomen met toestemming van dr. M. Blackwell. |
De intrigerende samenleving kan als een viltachtige vlek gevonden worden op stengels van planten in Midden- en Zuid-Amerika (zie afbeelding 7). Septobasidium groeit in een dikke laag over het oppervlak van de plant en huisvest de insecten in kamers binnen die laag. Zo beschermd tegen sluipwespen kunnen de schildluizen naar hartelust plantensap zuigen en zich voortplanten. De huisvesting en bescherming door de schimmel zijn duidelijke voordelen voor de luizen. Maar heeft de schimmel iets aan de symbiose?
Bij het beantwoorden van die vraag ontdekte de mycoloog (schimmeldeskundige) Couch dat de schildluizen op macabere wijze hun huur voldoen. De al eerder ontdekte kleinere, steriele schildluizen die in kamertjes binnen de vilten laag opgesloten zitten, bleken namelijk hyfen van Septobasidium te bevatten. Met deze zeer gespecialiseerde hyfen verkrijgt de schimmel voedingsstoffen. Septobasidium gebruikt dus een aantal individuen in de luizenkolonie voor het aftappen van voedsel. Zagen we in het voorbeeld van Atta en Acromyrmex dat de schimmel plantenmateriaal omzet in voeding voor de insecten, hier is het omgekeerde het geval; de luis zet voedsel uit de plant om.
Terwijl de overige schildluizen onbekommerd leven onder het schimmeldak, worden familieleden bij het voldoen van de huur letterlijk uitgezogen. Volgens evolutiebiologen is dit een prachtig voorbeeld van zogenaamde kin selection of verwantschapsselectie waarbij een nadeel voor een individu in het niet valt bij de voordelen voor de verwanten van dit individu. Blijkbaar zijn de voordelen van de bescherming zo groot dat daar best een aantal verwanten voor opgeofferd kunnen worden. Op het niveau van de kolonie is de interactie met de schimmel voordeling. Men kan dan spreken van een mutualistische symbiose. Op individueel niveau kan de symbiose echter parasitair zijn.
Van wel meer symbiosen is het niet geheel duidelijk of ze parasitair, commensalistisch dan wel mutualistisch zijn. Soms verandert dit afhankelijk van de omstandigheden of de gezondheid van een gastheer. Duidelijk is wel dat onderzoek naar symbiosen soms verrassende en mogelijk ook belangwekkende informatie oplevert.
Definities
Symbiose: een tijdelijke of blijvende intensieve vorm van samenleving tussen leden van twee verschillende soorten organismen.
Parasitaire symbiose/parasitisme: symbiose waarbij een van de partners voordeel en de andere nadeel ondervindt.
Mutualistische symbiose/mutualisme: symbiose waarbij beide partners voordeel van elkaar ondervinden.
Commensalistische symbiose/commensalisme: symbiose waarbij een partner voordeel heeft zonder de ander schade te berokkenen.
Auteur: drs. H.J. Deelstra
Relevante links op het internet
Schimmels algemeen:
http://tomvolkfungi.net
Entomophthora muscae:
http://botit.botany.wisc.edu/toms_fungi/mar2000.html
http://www.uoguelph.ca/~gbarron/MISCELLANEOUS/entomoph.htm
Atta en Acromyrmex:
http://www.zi.ku.dk/personal/drnash/atta/Pages/Leafcut.html
Streptomyces:
http://www.vet.purdue.edu/depts/bms/courses/chmrx/intmicr.htm
Leaf Cutter Ants, Termites and Fungi
Termites and Fungi
Endosymbionts of Arthropods
Ambrosia Beetles, Bark Beetles and the Sirex Wood Wasp
één populatie heeft nadeel.
De andere wordt niet beïnvloed (Penicillium + bacteriecultuur)
beide populaties beïnvloeden mekaar nadelig
(Paramecium aurelia + Paramecium caudatum )
Fig 2: Paramecium aurelia en Paramecium caudatum. Paramecium caudatum (rechts) heeft 45 keer zoveel DNA in zijn genoom als Paramecium aurelia (links). Het genoom van Paramecium caudatum is ook 3 keer zo lang als dat van u (verondersteld dat u een mens bent, wat zo is)
http://www.evolutietheorie.ugent.be/node/210
van konkurenten( zevenblad )
competitie tussen soorten over bijvoorbeeld nestruimte, schuilplaatsen, voedsel.
Evolutionaire Oplossingen hiervoor zijn specialisatie
—> ecomorphen , opportunisme ( primaten , alleseters ).sympatrische radiatie
concurrentie tussen dieren van één soort onderling
competitie (concurrentie) om: gebied voedsel voortplantingsrelatie
—> jonge vogels die elkaar het nest uitduwen .
Erythrocebus patas
Sociaal gedrag
Huzaarapen leven in groepen van vijf tot vierendertig individuen, waarin één mannetje alle vrouwtjes voor zich alleen heeft. Het mannetje bewaakt zijn harem goed. Als hij een andere groep huzaarapen tegenkomt zorgt hij ervoor dat het andere mannetje er niet met zijn vrouwtjes vandoor gaat. De heren kunnen dan ook flink ruzie met elkaar maken. Tegen andere soortgenoten zijn mannetjes huzaarapen toleranter; zolang ze maar geen bedreiging voor het inkrimpen van hun vrouwenbestand betekenen. Bij bedreiging door bijvoorbeeld roofdieren is de huzaarapenman een echte held. Met gevaar voor eigen leven springt hij luidruchtig in de bomen en bosjes rond om de aandacht van zijn groep af te leiden. Als het nodig is slaat hij met de vrouwtjes op de vlucht om een veiliger heenkomen te zoeken.
competitie is een van de belangrijkste biotische dynamische oorzaken die uitmond in ( na lange periodes van ontwikkeling )
evenwichten in ecologische systemen
De evologie beschrijft immers samenlevingsverbanden maar dan in een grotere systemen waarin ook abiotische factoren een rol spelen =
Het situeert daardoor ook beter de plaats in het geheel van de zogenaamde symbiose
De niche is de rol die een soort in een ecosysteem speelt.
Het is het resultaat van aanpassing en selectie.
Elke soort bezet één niche en één habitat.
Soms is een habitat onderdeel van 챕챕n biotoop. Voor de soort in die habitat heerst daar voor hen het optimale microklimaat. Binnen de habitat vindt je de territoria van de verschillende individuen van een soort.
Een soort komt dan namelijk in een ander ecosysteem terecht en dat verstoort het ecosysteem omdat ze elk een ander netwerk van interspecifieke relaties hebben.
Kolonisten – na bijvoorbeeld een bosbrand vestigen ‘kolonisten’ (pioniersoorten) zich, die organische stof in de bodem brengen en het milieu stabiel maken.
Zij hebben daar zelf geen baat bij en verdwijnen door concurrentie.
Pioniersoorten groeien snel, produceren veel nakomelingen, worden meestal door wind of water verspreid en hebben een grote tolerantie voor wisselende (abiotische) omstandigheden.
Wanneer er een gevarieerd bos ontstaat dat nauwelijks meer verandert is het in een climaxstadium, dat duizenden jaren oud kan worden.
In dat stadium is de biodiversiteit aan soorten groot, maar zijn er veel minder individuen per soort dan in een pionierstadium.
Daardoor kunnen nieuwe soorten hun niche bezetten.
(= eerst pioniersoorten, gevolgd door soorten die elk hun niche innemen en een langere levensduur hebben).
Dispersie (verspreiding) en een goede ecologische infrastructuur bevorderen de biodiversiteit en kunnen een plaatselijk uitsterven voorkomen.
De mens helpt hierbij door corridors in het landschap in te richten, waarlangs planten en dieren zich kunnen verplaatsen.
Populatiegroei wordt afgeremd (negatieve terugkoppeling) door:
voedselgebrek ruimtegebrek (voor territoria) ziekten toename van het aantal vijanden
Populatieafname wordt geremd door:meer voedsel beschikbaar meer ruimte beschikbaar
minder stabiel sterk wisselende abiotische factoren toename in biomassa
stabiel : abiotische factoren veranderen matig : biomassa blijft gelijk
loofbossen
één populatie heeft voordeel.
De interactie is noodzakelijk voor het overleven van de predator.
Predator-prooi = de relatie tussen een jagend dier en een prooidier ; de ene soort profiteert ten koste van de ander: maar toch houd de rover de gezondheid van de prooidieren populatie op peil ( eliminatie van oude en zwakke dieren ) wat dan ook weer kan leiden tot ;
bepaalde richting word bereikt ( bijvoorbeeld de loopsnelheid van een cheetah zit dicht bij de bovengrens van wat nog mogelijk is )
Bomen vol vallen Mieren bouwen een hinderlaag voor grote insecten
http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/22070179/
Video
- Dat willen wij ook, afl 2.: Werken als een mier (breedband)
Een sprinkhaan krijgt door dat hij in de penarie zit…
Een uur later bijten de mieren hem overal
Een grote sprinkhaan hopt door het Zuid-Amerikaanse regenwoud. Groene bladeren, daar heeft hij trek in. En die zijn er volop. Bijvoorbeeld aan die boom daar. Lastig dat de takken zo harig zijn. Maar gelukkig, er zijn ook takjes zonder haren. De kust lijkt veilig, dus hop, eropaf! De sprinkhaan landt en wordt onmiddellijk bij zijn poten gegrepen. Hij probeert zich los te trekken, maar steeds meer kaken grijpen hem vast en trekken zijn lijf tegen de tak aan. Honderden piepkleine mieren storten zich op hem. Een paar uur later is er weinig meer van de sprinkhaan over.
Mieren zijn verbazingwekkende beestjes. Ze zijn oersterk, ze komen bijna overal op aarde voor en ze vormen kolonies waarin de taken strikt verdeeld zijn. Al miljoenen jaren kennen ze landbouw, veeteelt en stedenbouw. Biologen van de universiteit van Toulouse voegen nu een verbluffend staaltje van samenwerken aan die lijst toe. Zij ontdekten mieren die met z’n allen een val bouwen, waarmee ze insecten vangen die ze anders nooit te pakken zouden krijgen. De vondst staat beschreven in Nature van 21 april.
Hoe ging dat ontdekken in z’n werk? “We onderzoeken de evolutie van relaties tussen planten en mieren”, mailt onderzoeksleider J챕r척me Orivel.
“Toen we begonnen te kijken naar mieren van de soort Allomerus decemarticulatus, die leven op de tropische boom Hirtella physophora, viel het ons direct op dat ze tunnels vol gaten bouwen op de onderkant van de takken. Dat is wel eerder beschreven, maar waarom ze dat doen wist nog niemand. Al snel zagen we dat er af en toe grote insecten gestrekt op deze tunnels vastzaten. Dat bracht ons op de gedachte dat ze misschien als vallen dienen. We besloten experimenten te doen om dat te bewijzen, en om uit te vinden hoe de mieren hun vallen precies bouwen en gebruiken.”
De mieren vastgelegd met een elektronenmicroscoop.
De mieren die het Franse team onderzocht, komen uitsluitend voor op deze ene boomsoort in de regenwouden van Frans Guyana en omstreken. Die bomen zijn daar helemaal op ingericht: er zitten bolletjes aan de bladstelen waarin de mieren hun nesten maken. In ruil voor de huisvesting beschermen de mieren hun boom tegen vraatzuchtige planteneters en leveren bovendien hun piepkleine poepjes, waar de boom voedingsstoffen uit kan halen. Er zijn wel meer mierensoorten die zo’n innige relatie met een boom hebben, maar zo creatief als deze gaat geen enkele andere soort te werk
- Tak vol vallen, waarin mieren klaarstaan om toe te slaan. Let ook op de bolletjes aan de bladstelen, waarin de mieren wonen. (Nature) De onderzoekers beschrijven in Nature hoe de mieren hun val bouwen: “Eerst hakken ze haren op de takjes weg, zodat er een pad ontstaat. De haren die blijven zitten, gebruiken ze vervolgens als pilaren, waarop ze een dak bouwen van de afgehakte haren. Die plakken ze aan elkaar met een vloeistof die ze uit hun mond uitscheiden. Later wordt deze structuur verstevigd door schimmeldraden.”In het afdak zitten ronde gaten, die zo groot zijn dat de mieren er net doorheen passen. Als het constructiewerk gedaan is, gaan ze in die gaten zitten wachten. Ze houden hun kop net onder de oppervlakte en hun kaken wijd opengesperd. Zodra een insect landt, komen de mieren in actie. Ze grijpen wat ze grijpen kunnen en slepen dat zo diep mogelijk de gaten in. Het slachtoffer wordt daardoor met zijn buik tegen de constructie aangetrokken, waarna een heel leger van mieren hem kan steken. Is de prooi eenmaal dood, dan vervoeren ze hem naar 챕챕n van hun woningen en hakken hem daar in mootjes.De schimmel die de bouwsels van de mieren verstevigt, wordt speciaal voor dat doel verbouwd, denken de Franse biologen. Op boompjes die zonder de mieren werden opgekweekt, kwamen ze niet voor. En als ze de mieren weghaalden van boompjes waarop al vallen waren gebouwd, werden die snel overwoekerd door de schimmels. Conclusie: de mieren doen aan tuinieren om hun vallen in topconditie te houden. Er zijn dus drie partijen bij deze samenwerking betrokken: bomen, mieren en schimmels spannen samen tegen vraatzuchtige indringers.Elmar VeermanAlain Dejean, Pascal Jean Solano, Julien Ayroles, Bruno Corbara en Jérôme Orivel: “Arboreal ants build traps to capture prey”, Nature, 21 april 2005
Beide partners halen voordeel uit deze samenwerking, het is een echte symbiose.
De mieren krijgen meestal voedsel en/of onderdak van de plant, terwijl de plant door de mieren beschermd wordt tegen planteneters of zelfs tegen andere planten.
Mierenplanten vinden we op alle continenten, meestal in de tropen. Er zijn mierenvarens, mierenbomen, mierenpalmen, mierenaronskelken en zelfs mierenorchidee챘n. In de loop van de evolutie is het samenwerkingsverband tussen planten en mieren dus herhaaldelijk opgetreden. Meestal is er een vast verband tussen de plantensoort en de mierensoort.
De mierenplanten in de koffiefamilie
Veel planten van de koffiefamilie (Rubiaceae) hebben een bijzondere relatie met mieren. In laaglandregenwouden nabij rivieren waar vaak overstromingen optreden en waar de bodem vochtig is bouwen verschillende mierensoorten hun nest hoog boven de grond. De wanden van het nest zijn gemaakt van halfvergane plantenresten, waarbij leem als cement gebruikt wordt om deze aan elkaar te lijmen. Als gastplant kiezen de mieren vaak een Rubiaceae-soort. Op deze planten vindt men vaak grote aantallen schildluizen die zich met plantensappen voeden en vloeistoffen met een hoge suikerconcentratie afscheiden. Deze vloeistoffen worden door de mieren als voedsel gebruikt, terwijl zij op hun beurt de luizen tegen vijanden beschermen.
Bepaalde Rubiaceae hebben zich zodanig aan bewoning door mieren aangepast, dat zij structuren gevormd hebben, waarin de mieren kunnen wonen. Deze structuren zijn zeer uiteenlopend en variëren van holle stengels tot zakjes of blaasjes aan de basis van de bladeren. De sterkste aanpassingen hebben plaatsgevonden bij de mierenplanten (Myrmecodia en Hydnophytum) Deze groeien van nature in tropisch Azië en Australië.
Myrmecodia tuberosa
http://titanarum.uconn.edu/plummer.html
Het zijn epifyten, ze vormen grote knollen aan de basis van hun stengel. Deze zijn hol en bevatten een netwerk van gangen en holten waarin mierenkolonies leven. De plant en de mieren hebben een symbiotische relatie die in hun beider voordeel werkt. De plant bezorgt de mieren een beschutte nestplaats, terwijl zij op hun beurt de plant beschermen tegen vraatzuchtige insecten. Daarnaast bezorgen de mieren de plant ook voedsel. In de opgezwollen knol heeft de plant kleine kliertjes die voedsel kunnen opnemen. Afgestorven mieren en brokjes organisch materiaal worden afgebroken en de voedingsstoffen worden uiteindelijk door de plant opgenomen.
In talrijke plantengroepen vinden we mierenplanten terug. Enkele voorbeelden.
De urnenplant
De urnenplant (Dischidia pectenoides) vormt holle bladeren die als nest voor de mieren kunnen fungeren.
De mieren slepen allerlei organisch materiaal aan dat ze opstapelen in hun nesten.
De plant vormt adventiefwortels die in de holle bladeren groeien. Zo kan hij mineralen opnemen uit het materiaal dat de mieren samenbrengen. De mieren krijgen een veilig nest.
http://farm2.static.flickr.com/1012/540004355_45a2fac293_t.jpg
De mierenvarens
De zuid-oost aziatische epifytische mierenvaren (Lecanopteris) vormt een stevige, holle wortelstok. Hierin komen mierenkolonies voor. Ook hier profiteert de plant van de mineralen uit het organisch materiaal dat de mieren in hun nest opstapelen. De mieren krijgen een prefab-nest
Lecanopteris crustacea Copel.
De stierenhoornacacia
De stierenhoornacacia (Acacia cornigera) is een pioniersboom uit Latijns-Amerika. In de holle doornen wonen agressieve mierensoorten.
Deze mieren houden de plant vrij van ongedierte, elk insect dat op de stierenhoornacacia terecht komt, wordt onmiddellijk opgegeten of verjaagd door de mieren. Ook klimplanten die op de acacia willen groeien, of zelfs planten die te dicht in de buurt van de boom staan worden vernietigd door de mieren.
Naast een nestplaats in de holle doornen biedt de acacia ook nog voedsel aan de mieren. Op de deelblaadjes ontstaan kleine uitgroeiingen die zeer rijk zijn aan proteïnen.
Acacia cornigera en Pseudomyrmex ferruginea, (Mexico /Central America. )Palo Verde National Park /Costa Rica.
Ook bij talrijke Afrikaanse en (ingevoerde)amerikaanse acaciasoorten treffen we deze vorm van symbiose aan.
http://www.biotunes.org/bioblog/2007/10/cool-bug-9-acacia-ants.html
De cecropia (Cecropia)
Deze tropisch Amerikaanse pioniersboom leeft samen met de zeer agressieve Azteca-mierensoorten. De mieren wonen in de holle stam. Als je op de stam klopt kan je duidelijk horen dat hij hol is. Boven de aanhechtingsplaats van de bladeren is de wand van de stam zeer dun, hier kan hij door mieren gemakkelijk doorboord worden zodat ze toegang krijgen tot de holtes. Net als bij de stierenhoornacacia verdedigen de mieren “hun” boom.
Ook de cecropia voedt “zijn” mieren. Aan de voet van de bladsteel ontstaan kleine staafjes die rijk zijn aan koolhydraten. Deze lichaampjes-van-Muller worden door de mieren gegeten.
Cecropia, een typische pioniersboom van het secundair bos
Mierenpalmen
Rotanpalmen zijn klimmende palmen uit de Aziatische regenwouden. Uit hun lange buigzame stengels worden rotanmeubels gemaakt. Onder deze rotanpalmen vinden we een aantal soorten die in symbiose leven met mieren.
De planten zijn vaak zwaar gewapend met stekels. Ze klimmen met behulp van lange uitgroeisels die bedekt zijn met gekromde weerhaken. Deze uitgroeisels zwiepen rond in de wind en hechten zich vast aan de begroeiing. Veel rotanpalmen hebben een vezelige schede rond hun groeitop. In deze schede wonen mierenkolonies. Deze zijn zeer agressief en bijten alles wat “hun” palm aanraakt.
Een mierenorchidee (Schomburgkia tibicinis)
De pseudobulben van de mierenorchidee zijn hol en bieden nestplaats aan mieren. Deze mieren brengen organisch afval aan voor de plant. Beide partijen doen er hun voordeel aan.
Een mierentillandsia (Tillandisia caput-medusae)
De bladbasissen van de mierentillandsia vormen een soort kamer. In deze holtes leven mieren-kolonies. Deze stapelen organisch afval op in hun nesten.
Mierenbroodjes
Veel zaden van bloemplanten hebben een vlezig uitgroeisel. Dit ontstaat uit een deel van de zaadhuid. Dit elaiosoom of “mierenbroodje” is zeer rijk aan vetten en koolhydraten. Mieren zijn er verlekkerd op.
Wanneer een mier een dergelijk zaad vindt dan sleurt ze het elaiosoom en natuurlijk ook het daaraan zittende zaad mee naar het mierennest. Na verloop van tijd laat het elaiosoom los en blijft het zaad alleen achter, voldoende ver van de ouderplant om zonder competitie te kunnen groeien.
Voorbeelden hiervan zijn ondermeer bosanemoon (Anemona nemorosa), stinkende gouwe (Chelidonium majus) en verschillende inheemse viooltjes. Bij de wonderboon (Ricinus communis), die vaak als eenjarige sierplant wordt gebruikt, is dit mierenbroodje zeer groot en goed te zien.
Ricinus communis
Grote grazers houden mier en accacia bij elkaar
10 januari 2008
– In een wonderlijke symbiose blijken grote grazers als olifanten en giraffes ervoor te zorgen dat bepaalde mierensoorten acacia-planten bevolken.
In het omslagartikel van het Amerikaanse weekblad Science (11 januari) beschrijven onderzoekers hoe de struiken paradoxaal genoeg verpieteren als de grazers er niet bij kunnen komen, bijvoorbeeld omdat ze omheind zijn.
Dat komt, melden ze, doordat de planten bepaalde mierensoorten niet meer onderhouden. Die blijken echter niet alleen de plant te verdedigen, maar die ook gezond en vol te houden, ondermeer doordat ze plantenetende mieren geen kans geven.
Acacia’s zijn struikachtige planten met dikke doorns, waarin drie soorten bijtende mieren kunnen huizen. Gezonde struiken hebben duizenden doorns en herbergen honderdduizenden mieren. Zodra de plant wordt aangevreten drommen die samen om de aanvaller waar mogelijk te bijten en verjagen. In ruil daarvoor eten de mieren van de nectar van de plant.
In veldproeven in Kenia gedurende tien jaar bleek dat met hekken afgeschermde acaciaplanten minder gezwollen doorns hebben en minder nectar produceren dan struiken die nu en dan wel door grazers worden aangevreten. Kennelijk wordt de investering in de mieren te kostbaar als de plant toch niet wordt aangevreten.
Vaak blijkt de struik zelfs te worden aangevreten door een andere mierensoort die leeft van hout en plantenvezels.
De onderzoekers spreken van een zekere ironie. De symbiose van mier en plant moet ooit zijn ontstaan om de acacia’s te beschermen tegen grazers; maar die heeft ze ook afhankelijk gemaakt van diezelfde grazers.
Tegelijk geeft het nieuwe inzicht te denken over natuurbescherming, zowel van grazers als van planten, aldus Science.
Hongerige olifanten die een acacia willen leegplukken, riskeren dat hordes boze mieren in hun slurf uitzwermen. En dus laten ze die bomen met rust. De mieren spelen op die manier een belangrijke rol in het ecosysteem, een rol die tot voor kort over het hoofd werd gezien.
David en Goliath
“Dit is een echt David en Goliath-verhaal”, glundert prof Todd Palmer van de University of Florida, een van de researchers. “Kleine miertjes, die elk zo’n vijf milligram wegen, nemen het op tegen reusachtige planteneters, waardoor ze bomen beschermen en een enorme invloed uitoefenen over hun leefwereld.”
Onderzoekers kwamen tot de bizarre ontdekking nadat ze vaststelden hoe één specifieke acaciasoort, de Acacia drepanolobium, slechts sporadisch door olifanten werd geteisterd. “Dat was interessant omdat olifanten zich zo graag tegoed doen aan andere bomen”, zegt Palmer.
De wetenschappers voerden vervolgens tests uit waarbij ze sommige ‘beschermde’ acaciasoorten miervrij maakten, en de mieren op een andere acaciasoort plaatsten. “Dat bewees dat de boomsoort niks te maken heeft met de appetijt van de olifanten”, legt de prof uit. “De giganten bleven gewoon weg van eender welke boom die mieren herbergde.”
Zwakke plek
De slurf van de olifanten blijkt de zwakke plek die hen extreem gevoelig maakt voor kleine aanvallers. De buitenkant van zo’n slurf is zeer sterk, maar de binnenkant is extreem gevoelig en zit vol zenuwuiteindes. “Begrijpelijk dat ze vermijden dat er massa’s beestjes in hun slurf kruipen”, zegt Palmer.
Blijft nog de vraag hoe de olifanten op voorhand weten op welke bomen er mieren zitten. Maar ook daarvoor hebben de reseachers een verklaring: de olifanten ruiken de aanwezigheid van de diertjes. “Nu we dat weten, kunnen we overwegen om de geur van mieren in te zetten bij de bescherming van bepaalde gewassen”, zeggen de onderzoekers. (hlnsydney/tw)
Insecten en planten verkeren in voordurende interactie met elkaar.
Docenten van Entomologie (<klik)< p=”p”>
Plantenetende insecten zijn geheel afhankelijk van planten als voedsel, voor natuurlijke vijanden van de planteneters is de plant een informatiebron over de aanwezigheid van planteneters.
Insect – plant interacties zijn geëvolueerd als onderdeel van een voedselweb en een daarmee samenhangend informatieweb en dit vormt het uitgangspunt in het onderzoek om deze interacties te begrijpen.
De meeste plantenetende insecten en ook vele soorten parasitoïden die de planteneters als voedsel benutten, zijn specialisten; ze accepteren slechts een klein aantal verwante plantensoorten of gastheersoorten als voedsel en als eilegsubstraat.
Vragen die binnen het insect-plant -en tritrofische interactie – onderzoek een hoofdrol spelen zijn:
- Welke (bio)chemische eigenschappen van zowel insect als plant spelen een rol bij het zoeken, localiseren en accepteren van planten? Welke stoffen verschaffen informatie?
- Op welke mechanismen berust gedragsspecialisme; welke relaties zijn er tussen de fysiologische eigenschappen van smaak- en reukzintuigen en gedrag?
- Hoe wordt sensorische informatie verwerkt in de hersenen van insecten? Welke rol speelt eerder opgedane ervaring in het keuzegedrag?
- Is het uitwisselen van informatie tussen planten en natuurlijke vijanden van plantenetende insecten van voordeel voor beide partners in de interactie?
De functie en werking van signaalstoffen in informatienetwerken zijn hoofdthema’s bij de andere takken van het onderzoek: chemische ecologie van parasitoïden en predatoren van plantenetende insecten (zie ook Marcel Dicke) en van bloedzuigende parasitaire insecten, met name malariamuggen (zie ook Willem Takken).
Sensorische basis van waardplantselectie-gedrag
Waardplantselectiegedrag van plantenetende insecten lijkt te berusten op een subtiele balans van stimulering en remming die voor verschillende potentiële waardplanten verschilt. Koolwitjes, de planteneters in het modelsysteem cruciferen – koolwitjes – sluipwespen behoren in dit opzicht tot de best bestudeerde insecten door het electrofysiologisch onderzoek dat op Entomologie aan deze insecten is gedaan.Wat is het ‘chemosensorische beeld’ dat deze vlindersoorten van de plantewereld krijgen en welke mate van detail is mogelijk? Hoe wordt dit vertaald in gedrag? Verschillende doses van glucosinolaten (plantenstoffen karakteristiek voor cruciferen die eileg- en vraatgedrag stimuleren) en cardenoliden (plantenstoffen uit bepaalde cruciferen die eileg-en vraatgedrag remmen) worden aangeboden aan tarsale sensillen van beide soorten en de zintuigcelrespons wordt gekwantificeerd met behulp van een personal computer die de signalen ‘on-line’ inleest en die uitgebreide analysemogelijkheden biedt. De tijd is rijp om deze vergelijkende benadering aan nauw-verwante soorten ook toe te passen op andere insect-plant combinaties. Gelden dezelfde principes? Waarin verschillen specialisten en generalisten?
- monofage/oligofage stippelmotten (Yponomeuta-soorten) en de gedragsmatige en sensorische interacties hun waardplanten uit de familie van de Rosaceae (roosachtigen) en Celastraceae (kardinaalsmuts-achtigen); in samenwerking met de Universiteit van Amsterdam
- oligofage kevers, Diabrotica soorten (rootworms), leven op komkommerachtigen (Cucurbitaceae) en bepaalde grassen Gramineae; in samenwerking met het Institute of Ecology, Xalapa, Veracruz, Mexico
- Helicoverpa soorten (armyworms), generalisten en wereldwijd de belangrijkste plaaginsecten op vele gewassen; in samenwerking met het Institute of Zoology, Beijing, China.
Orientatiegedrag van roofinsecten via geurwaarneming
Voor vele insectensoorten is aangetoond dat zij hun waardplant, gastheer of prooi niet “op goed geluk” zoeken maar op afstand reageren op geuren, die vaak afkomstig blijkt van de plant waarop de prooi zich bevindt (zie onder Onderzoek) of van de combinatie van waardplant en gastheer/prooi, welke kan leiden tot een geori챘nteerde beweging naar de geurbron toe, een typisch voorbeeld van adaptief gedrag dat het zoekproces effici챘nter doet verlopen. Welke geuren zijn in staat om een dergelijke gerichte gedragsrespons op te wekken? Hoe kritisch is de samenstelling van aantrekkelijke geurmengsels? Is het mogelijk om dergelijke geuren te ‘maskeren’? Maken natuurlijke vijanden van plantenetende insecten gebruik van dezelfde of van andere geuren om hun gastheren of prooi op te sporen? In dit onderzoek wordt een geautomatiseerde meetopstelling gebruikt, de loopbol. Roofwantsen, snel lopende predatoren, worden losgelaten op een loopbol waardoor hun voortbewegingsgedrag nauwkeurig kan worden gekwantificeerd middels de analyse van het looppatroon welke on-line wordt verricht. Op welke geurstoffen reageren de roofwantsen, welke gedragsveranderingen treden op na ervaring (positief en negatief); leren de roofwantsen?
Mutualisme in plant – parasitoid interacties – kosten –baten analyse van communicatie tussen het eerste en derde trofische niveau
Wanneer een rups geparasiteerd is, blijken de voedselopname en de groeisnelheid geremd te zijn. Dit fenomeen van ‘gastheerregulatie’ kan bestudeerd worden met betrekking tot voor-/nadeel voor de plant waarop de geparasiteerde rups leeft. Bekend is dat door rupsenvraat beschadigde planten andere geurmengsels afgeven dan intacte planten. Het veranderde geurboeket wordt door sluipwespvrouwtjes benut om rupsen te lokaliseren. De plant kan er voordeel bij hebben om zo sterk mogelijk parasitaire wespen te lokken, omdat parasitering de vraatschade beperkt.Kan een effect op de fitness van de plant (gemeten als zaadproductie) worden aangetoond wanneer de voedselopname van de rups is geremd vergeleken met een plant die een niet-geparasiteerde rups moet voeden of compenseert de plant de vraatschade? Dit kan onderzocht worden aan de crucifeer Arabidopsis thaliana (zandraket) en andere cruciferen (Brassica soorten). De zandraket heeft een korte generatietijd en er zijn verscheidene groeimutanten bekend
Vijgen en Wespen
Een recente studie toont aan dat de vijgen wesp zich binnen 48 uur over 160 km kan verplaatsen. Veel vogels en andere dieren zijn afhankelijk van de vijg als voedsel. Het is daarom belangrijk dat de vijg zich in de tropische regenwouden staande houdt. Door de versnippering van de wouden als gevolg van kapping en landbouw, komen de vijgenbomen verder uit elkaar te staan, maar omdat ze voor bevruchting van deze snelreizende wesp afhankelijk zijn, kunnen ze toch goed overleven.
De vijgen wesp (fam. Agaonidae) is een klassiek voorbeeld van co-evolutie. De vijg en de
 |
| Van internet: uitvliegende vrouwtjeswespen |
wesp zouden niet zonder elkaar kunnen bestaan. De relatie is zo nauw dat deze ook wel verplicht mutualisme genoemd wordt. De vijgenbloem is eigenlijk een bolletje (een syconium; hier kun je wat foto’s zien.) Het bevruchtte vrouwtje, dat vol met stuifmeel zit van een andere vijg, gaat door een gaatje van de holle bloem naar binnnen, waar zich de vrouwelijke bloemen bevinden. Deze bloemen worden met stuifmeel bevrucht en ze laat eitjes achter in de zaadknoppen. Dan sterft ze. Wanneer de eitjes uitkomen doen de larven zich te goed aan het groeiende zaad. Vervolgens ontpoppen de larven zich in volwassen wespen. De mannetjes paren met de vrouwtjes, terwijl deze nog zich nog in het cocon bevinden. Daarna kruipen de vrouwtjes de inmiddels rijpe vrucht uit waarbij ze pollen verzamelen van deze vijg. De mannetjes sterven, ze hebben immers geen vleugels. De vrouwtjes leven slechts 48 uur en binnen die tijd moeten ze een andere vijgenboom zien te vinden en bevruchten.
 |
| uit eigen archief: vijgenboom in de tuin (juni 2008) |
Nu zijn deze wespen eigenlijk niet zo’n goede vliegers. Ze laten zich bij het uitvliegen opnemen door een luchtkolom en transporteren door de wind. Zodra ze een vijgenboom ruiken laten ze zich zakken tot dichtbij de grond en zoeken de bloemen op. De onderzoekers richtten zich op de Afrikaanse vijg (ficus sycomorus), die bevrucht wordt door de wesp ceratosolen arabicus, en volgden de bevruchting van 79 vijgenbomen over een smalle landstrook van 250 km. Het DNA van de bomen en van hun zaad werd getest. Zo konden ze de kruisbestoven zaden onderscheiden en ook de afstand bepalen waarover de wespen gevlogen hadden. De kortste afstand was 14 km en de langste 164 km.
De wespen zijn bijzonder klein. Dat zal ook wel de reden zijn dat ze door de wind getransporteerd kunnen worden. Het doet denken aan de verspreiding van pollen door de wind. Maar de wesp zorgt ervoor dat er maar weinig pollen geproduceerd hoeft te worden, dat dan ook nog eens precies op de juiste plant terecht komt. Tussen de knapperige pitjes van de vijg zitten heel wat wespenlijkjes, smakelijk eten!
In het korte filmpje hieronder licht David Attenborough de levenscyclus van de vijgenwesp toe:
Bron: ScienceDaily, Wikipedia
Standvastige wespen
Vijgenwespen en vijgenbomen zijn al 34 miljoen jaar een team
http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/43615581/
Uitvergroting van de in kalksteen vereeuwigde fossiele vijgenwesp met bij de rode pijl de stuifmeelzakjes. [foto Natural History Museum]
Uitvergroot stuifmeelzakje van de gefossiliseerde vijgenwesp. [foto Natural History Museum]
Vergroting met de elektronenmicroscoop van een huidige vijgenwesp met bij de rode pijl een van de stuifmeelzakjes. [foto Natural History Museum]
Uitvergroting van een van de stuifmeelzakjes van de vijgenwesp. [foto Natural History Museum]
Scan uit de laserscanmicroscoop van de in barnsteen vereeuwigde vijgenwesp met bij de rode pijl een van de stuifmeelzakjes. [foto Natural History Museum]
Evolutie is een continu ontwikkelend proces, maar niet bij de vijgenwesp. Volgens nieuw onderzoek is dit kleine insect in tientallen miljoenen jaren niet veranderd. Sterker nog, hij werkt al even lang ongewijzigd samen met de vijgenboom om elkaars soorten in stand te houden.
De vijgenwesp is een opmerkelijk insect. De 1,5 millimeter lange wespjes hebben een specifieke lichaamsvorm waarmee ze vijgen binnen kunnen kruipen om actief de bloemetjes binnenin de vijg te bevruchten. Bijzonder is dat ze daarvoor op eigen houtje stuifmeel verzamelen, dat ze meenemen in speciale zakjes onderaan hun lichaam, en vervolgens naar de plaats van bestemming brengen. Handig voor de vijgenboom, maar ook van nut voor de wesp, want die legt meteen eitjes die optimaal gedijen in een bevruchte vijg.
Deze samenwerking tussen vijgenboom en wesp, het resultaat van gezamenlijke evolutie, is volgens Britse onderzoekers al tientallen miljoenen jaren onveranderd aan de gang. Die conclusie trokken ze na grondige analyse van twee 34 miljoen jaar oude in kalksteen gefossiliseerde vijgenwespen. De resultaten staan deze week beschreven in Biology Letters.
Een mier, eh, wesp
De twee fossielen zijn de oudst bekende vijgenwespen. Ze werden al in de jaren twintig ontdekt op het eiland Wight, voor de zuidkust van Engeland. Maar het Natural History Museum in Londen classificeerde de wespen aanvankelijk als mieren. Dat is niet zo heel vreemd, want ze zijn nauw aan elkaar verwant en behoren beide tot de wespachtigen.
Dr Mikhail Kozlov ontdekte de fout tijdens onderzoek bij het Natural History Museum, waarna fossielenexpert dr. Steve Compton van de University of Leeds werd ingeschakeld. Hij en zijn onderzoeksteam onderwierpen de fossielen met de elektronenmicroscoop aan een gedetailleerd onderzoek. Omdat de vijgenwespjes zo klein zijn, werden ze twee tot vijftienhonderd keer uitvergroot.
De onderzoekers waren stomverbaasd dat de gefossiliseerde vijgenwespen tot in detail nagenoeg identiek waren aan nu levende exemplaren. Als controle-exemplaar kocht Compton via internet nog een twintig miljoen jaar oude vijgenwesp, vereeuwigd in een stukje barnsteen. Dit piepkleine insect werd in het barnsteen gescand met een laserscanmicroscoop, en bleek eveneens exact dezelfde kenmerken te hebben.
Klimaatverandering
Zo ontdekte het onderzoeksteam onderaan het lichaam van de verschillende wespen stuifmeelzakjes, compleet met vijgenstuifmeel. Dat betekent dat de wespjes al actief stuifmeel verzamelden. En de relatief korte lengte van de legbuis suggereert dat deze vijgenwespen alleen de mannelijke varianten van tweeslachtige vijgenbomen konden bevruchten. In de vrouwelijke exemplaren en bij eenslachtige vijgenbomen is de stamper namelijk langer, waardoor de legbuis er niet in past.
Vijgenwespen en vijgenbomen moeten al minimaal 34 miljoen jaar lang, heel gespecialiseerd samenwerken. Het onderzoeksteam vermoedt zelfs al zestig miljoen jaar. Ze vinden het geruststellend dat het samenspel tussen wespen en vijgenbomen stand heeft gehouden tijdens klimaatveranderingen op aarde. Dat geeft hoop voor de toekomst, want vijgen zijn voor zoogdieren en vogels belangrijker dan elke andere fruitsoort.
Paul Schilperoord
Stephen G. Compton e.a., ‘Ancient fig wasps indicate at least 34 Myr of stasis in their mutualism with fig trees’, in Biology Letters, 16 juni 2010
De interactie is noodzakelijk voor het overleven van de parasiet.
De echte parasiet moet echter verhinderen dat zijn voedselbron ( de gastheer ) uitsterft ( zich niet meer kan voortplanten en/ of te vroeg afsterft … )
—-> Cytoplasma parasieten ;Wolbachia-bacterieën( regelen zelfs de voortplantingtypes van hun gastheer )
volwassen Toxocara canis( leeft in de darmen )
.GIF)
Cyclus van Toxocara canis .
.GIF)
Cycle Trichinella spiralis. bron : CDC
En dan zou je vraag kunnen stellen:
En het wederzijdse voordeel ontstond in een later stadium.
Ze lijken een beetje op superlippenstiften, de kokerwormen. Ze kunnen bijna drie meter lang worden. (Credit: University of Delaware College of Marine Studies)zie site
Dossiers
Zwarte spuiters
Oasen in zee
‘Giant Deep-Sea Tubeworm’s Meal Ticket Comes in as a Skin Infection’, persbericht op de website van Penn State, 19 mei 2006.
Gedurende de ontwikkeling van het leven op Aarde heeft zich een uiterst langzame verandering voorgedaan in de samenstelling van de atmosfeer. Het giftige zuurstof, dat zich vormde als gevolg van fotosynthese, dreigde het reeds bestaande anaerobische leven in de kiem te smoren. Rond 1980 is er nabij de onderzeese vulkanische schoorstenen (black smokers) een reusachtige worm ontdekt die met een zeer bijzonder molecuul van hemoglobine giftige gassen kan vasthouden en door het lichaam kan transporteren, totdat deze door de juiste symbiotische micro-organismen verwerkt kunnen worden.
De eerste organismen, die dus zonder zuurstof leefden, waren waarschijnlijk hyperthermophile bacteriën die waterstofsulfide (H2S) oxideerden dat op kwam borrelen uit ‘black smokers’. Het is mogelijk dat deze specifieke omgeving, die nu beperkt is tot bepaalde regio’s van de oceaanbodem, toen overheersende condities vormden. De atmosfeer bestond toen overwegend uit waterdamp, koolzuurgas (10%), waterstofsulfide (5 – 7%) en kleinere hoeveelheden stikstof, terwijl de atmosfeer nu uit 20% zuurstof en bijna 80% stikstof bestaat.De eerste twee miljard jaar op Aarde, waarin zich ook de eerste levensvormen ontwikkelden, bestond het molecuul zuurstof (O2) nog niet. Atomen van zuurstof maakten vooral deel uit van water (H2O), kooldioxide (koolzuurgas of CO2) en gesteenten. De eerste levensvormen ‘ademden’ waterstofsulfide (H2S) uit hydrothermale bronnen, terwijl zuurstof, dat extreem electronegatief is en alle chemische stoffen onmiddelijk oxideert, dit leven meteen in de kiem gesmoord zou hebben.
In het boek ‘Atom’ van Lawrence Krauss, wordt de interessante hypothese geopperd dat hemoglobine, of de voorouderlijke versies ervan, als beschermend molecuul voor de giftigheid van zuurstof en waterstofsulfide diende. Hemoglobine is een eiwit bestaand uit meerdere subeenheden. Elke subeenheid bevat een ijzerion in het centrum dat binnen de rode bloedlichaampjes in de moderne organismen zuurstof (van de longen naar de weefsels) of koolzuurgas (van de weefsels naar de longen) transporteert. De reusachtige kokerworm bevat moleculen hemoglobine die uit wel 144 subeenheden kunnen bestaan. Het hemoglobine bindt de giftige gassen met een bepaalde affiniteit die
 |
| Van Internet: Hemoglobine |
voorkomt dat deze allerlei moleculen in de weefsels kunnen oxideren. Het molecuul ontwikkelde zich dus niet uitsluitend om de efficiëntie van transport te verhogen, maar beschermde in eerste instantie ook tegen de giftigheid van gassen die in- en uitgeademd werden. De worm, die geen mond en maag heeft, vervoert de giftige zuurstof- en sulfidegassen, met dit enorme hemoglobine, naar de symbiotische bacterën die in zijn lichaam leven. Daar worden ze vervolgens door de bacteriën gebruikt om energie op te wekken en carbohydraten aan te maken. De worm kan in twee jaar tijd 1,5 meter lang worden. Het is het snelst groeiende ongewervelde zeedier, hetgeen aantoont dat dit metabolisme uiterst efficiënt is. Deze hypothese is bijzonder interessant; hemoglobine wordt vaak gewoon gezien als een vervoermiddel voor zuurstof en koolzuurgas, maar het is een boeiend idee deze molecuul te zien als bescherming van de weefsels en van het metabolisme voor giftige gassen. De aanwezigheid van deze hemoglobinen in de worm tonen ook aan dat het vroege leven niet tegen zuurstof opgewassen was en bevestigt daarmee dat de Aarde in eerste instantie een gereduceerde planeet was, die vervolgens, met de ontwikkeling van de cyanobacteriën, omgevormd werd tot een geoxideerde planeet.
Bron: Wikipedia; Atom van Lawrence Krauss :vertaald als ‘De levens van een atoom’ te verkrijgen bij bol.com
Interessante links :
* David Gallo on life in the deep oceans
*Zeelamp DE ZEELAMP
Klik op het plaatje om terug te keren naar het voorblad “Vergeten Eters”
De vissers van de Koeoro-eilandengroep in het zuidelijke deel van Melanesië noemen hem de zeelamp. Deze naam heeft overigens niets van doen met het lampekapachtige uiterlijk van dit wezen, of liever gezegd, deze wezens, want men vindt geen lampekappen op de Koeoro-eilanden. Wat de vissers bedoelen is de lichtschittering, die zij in de diepte van de zee zien, wanneer zij hun netten uitwerpen. Deze lichtschittering is afkomstig van de weerkaatsing van het zonlicht, of op heldere nachten met volle maan van het maanlicht, op de luchtbel in de kap van de zeelamp.
De zeelamp is niet één maar een meervoud aan dieren; hij is een symbiose tussen een kwal, twee kreeften en een in elkaar geknoedelde kokerworm.
Waar en hoe deze symbiose tot stand komt is een geheim gehuld in het diepe duister van de Bougainvilletrog tussen de Koeoro-eilanden en Nieuw Guinea.
Het bestaan van de zeelamp als een symbiotische levensgemeenschap is nog maar pas recentelijk bekend als gevolg van oceanografisch onderzoek. De kokerworm was al bekend als een zeldzaam souvenir in de toeristische handel. De reden van de zeldzaamheid is gelegen in het feit, dat de dode levensgemeenschap doorgaans wegzinkt in de diepte en maar bij uitzondering op stranden aanspoelt. Ook in het laatste geval is het kwal- en het kreeftgedeelte allang vergaan. Als de locale bevolking dan de overgebleven schaal van de kokerworm vindt, wordt deze verkocht.
De voedingswijze van de zeelamp is niet bar ingewikkeld. Hij leeft van plankton, dat door de kokerworm met behulp van de rijen “borstels”, zichtbaar in het midden onder de kap, uit het omringende zeewater gezeefd wordt.
De kokerworm geeft een deel van het voedsel door aan de kwal en de kreeften. Verder vormt hij een beschermende schaal van verkalkte buizen om de lijven van de twee kreeften. De laatsten zorgen met hun eendrachtig wuivende staarten voor een draaiende beweging, waardoor de zeelamp zich verplaatst en de kokerworm van een voortdurende stroom voedselrijk water voorzien wordt. De zeer bewegelijke schaarpoten van de kreeften zorgen voor actieve bescherming door vanuit openingen in het kokerpantser bliksemsnelle, happende uitvallen te doen naar mogelijke vijanden.
De voornaamste bijdrage van de kwal schijnt de verschaffing van drijfvermogen te zijn. De kwal is met stevige strengen aan de kalkkokers bevestigd. Een luchtbel onder de kap garandeert voldoende opwaartse druk om het gewicht van kreeften.en kokerworm te compenseren.
De kokerworm heeft gasproductie als bijwerking van zijn stofwisseling en zorgt voor de instandhouding van de luchtbel onder de kap.
De kwal lijkt de meest kwetsbare van de symbionten. Ook hij beschikt over een verdedigingsmechanisme. Bij gevaar opent zich een ventiel boven in de kap, lucht ontwijkt, de kap trekt zich samen en de zeelamp zinkt snel als een baksteen in de diepte. Als het gevaar geweken is, zorgt de gasproductie door de kokerwormen voor een nieuwe luchtbel en drijfvermogen, en de zeelamp stijgt naar boven. Tijdens de opstijging zet de luchtbel uit. Het teveel wordt langs een buisje in de kap juist nog zichtbaar links iets boven het midden, geloosd. Inderdaad, de zeelamp is terdege op alle eventualiteiten voorbereid
Nancy Moran onderzoekt de symbiose tussen bacteriën en de cicaden (snavelinsecten). Deze cicaden zuigen plantensappen die voornamelijk uit water bestaan. Zouden ze niet in symbiose leven met de bacteriën dan zouden ze niet kunnen overleven. Hetzelfde geldt voor de bacteriën. Hun genoom is zo gereduceerd dat ze niet buiten hun gastheer kunnen leven. Hier volgt een kort verslag van het interview van Carl Zimmer met Nancy Morgan.
Zowel bladluizen als cicaden bevatten endosymbiotische bacteriën. Deze bevinden zich in zogenaamde bacteriocyten, speciale organen aan weerszijde van het abdomen waarvan de cellen de bacterie bevatten. De sharpshooter (een cicade) voedt zich met de plantensappen, die vooral uit water en slechts een paar aminozuren en wat mineralen bestaan. De symbiotische bacteriën maken aminozuren en vitaminen aan en verrijken het dieet van de cicade.
Uit wikipedia: sharpshooter
De bacteriën worden ‘verticaal’ overgeërfd: ze worden via de eicellen doorgegeven aan de volgende generatie.
Het zijn zogenaamde primaire symbionten; ze kunnen niet buiten de gast leven en worden als zodanig in het laboratorium bestudeerd. Er zijn fylogenetische stambomen gereconstrueerd van zowel de cicade als de bacteriën waaruit blijkt dat de vertakkingen exact overeenkomen. Er heeft zich duidelijk co-evolutie voorgedaan. De sharpshooter heeft twee symbionten. De oudste heeft een stamboom die teruggaat naar 270 miljoen jaar geleden en is symbiont van vele verwante insecten. De tweede is jonger, slechts zo’n 40 miljoen jaar oud en is specifiek voor de sharpshooter.
Deze symbionten hebben enorm veel genen verloren. Terwijl een bacterie als E. coli 5000 genen heeft die allemaal nodig zijn voor de celdeling en het metabolisme, heeft een symbiont er veel minder nodig. Door mutaties en deleties worden gedeelten van het genoom verloren. Veel van deze mutaties worden voornamelijk veroorzaakt door genetische drift omdat de populaties erg klein zijn.
De kleinste van de twee symbionten heeft een genoom van slechts 145 kb (ongeveer 160 genen) tegen een genoom van 5000 kb in E. coli en is daarmee het kleinste genoom dat er bestaat.
De twee symbionten maken samen precies de 10 essentiële aminozuren aan en zijn daarin exact complementair.
Carl Zimmer vraagt uiteindelijk of er een parallel getrokken kan worden tussen de mitochondriën en deze bacteriën. Er is immers een vergelijkbaar verlies van genen, een snelle evolutie van het genoom en genetische drift. Maar de mitochondriën zijn veel ouder en maakten deel uit van de eerste eucaryotische cel. In het geval van de cicaden gaat het om meercellige organismen waar de symbiont alleen in enkele gespecialiseerde cellen te vinden is.
Bovendien was er sprake van overdracht van genen van de eerste mitochondriën naar het genoom van de gastcel. De producten van de gastcel gaan weer terug naar het mitochondrium. In het geval van de cicaden is dat niet zo.
De onderzoekers zijn nog niet zeker of deze symbionten het kleinste genoom hebben dat er bestaat. Het kan zijn dat mettertijd nieuwe soorten nog kleinere symbionten ontdekt worden.
Het interview van Carl Zimmer met Nancy Moran waarin nog meer fantastische details ter sprake komen kan hier beluisterd worden.
Uit: PNAS, Plosgenetics, wikipedia.
Het hologenoom
De darmflora helpt in het afbreken van voedingsstoffen, het stimuleren van het immuunsysteem en regelt zelfs de gezondheid van de bloedvaten.
Andere voorbeelden zijn bladluizen en cicaden met hun endosymbiotische bacteriën die in deze gevallen ook overgeërfd worden. De micro-organismen zijn hier zo gespecialiseerd dat ze alleen nog maar met hun specifieke gastheer kunnen samenleven. Ze worden via de eicellen doorgegeven aan de volgenden generatie. Ook de gastheer is dusdanig gespecialiseerd dat hij niet zonder deze microbiota zou kunnen leven.
Zowel de gastheer als de symbiont hebben genen verloren, waardoor ze onlosmakelijk verbonden zijn. Symbiotische bacteriën kunnen dus de fitness van de holobiont vergroten.
Hethologenoom wordt door Eugene Rosenberg gedefinieerd (pdf) als
het genoom van de gastheer plus dat van zijn microbiotische symbionten.
Het genoom van de gastheer varieert volgens de standaard wetten van overerving, dat wil zeggen door mutaties, crossing-over tijdens meiose en seksuele recombinatie. Het genoom van de symbiotische micro-organismen kan variëren door mutaties, conjugatie en horizontale gentransfer. Het hologenoom kan dus op vele manieren variëren.
Ook de verschillende symbiotische micro-organismen van de gastheer kunnen veranderen, waardoor het hologenoom weer een andere samenstelling krijgt. De soorten symbiotische micro-organismen kunnen immers relatief toe- of afnemen of zelfs compleet veranderen. Dit zijn veranderingen op korte termijn waardoor de variatie van het hologenoom erg snel kan gaan. Natuurlijke selectie, de drijfkracht van evolutie, wordt volgens Rosenberg uitgeoefend op de holobiont of op het hologenoom als geheel. Dit snel variërende hologenoom is natuurlijk een erg interessant gegeven maar Rosenberg gaat verder. Dit ‘gebruiken en niet gebruiken’ van de micro-organismen wordt overgeërfd door de holobiont. Deze hologenoomtheorie van evolutie van Rosenberg stelt dat er Lamarckiaanse overerving (2) is binnen het raamwerk van Darwiniaanse evolutie omdat er wordt voldaan aan Lamarck’s principe van overerving van verworven eigenschappen. Dit is een erg sterke conclusie waar misschien nog veel over gediscussieerd gaat worden.
De hologenoomtheorie van evolutie van Rosenberg bracht hem tot een interessant onderzoek. Hij toont daarin aan dat het type symbiotische bacteriën van fruitvliegjes varieert naar gelang het dieet dat de vliegjes voorgeschoteld krijgen. Dit dieet bepaalde welk soort bacteriën symbionten van het fruitvliegje worden. Naar gelang het type symbiont produceerden de fruitvliegjes andere feromonen en dit bepaalde hun partnerkeuze. De verandering in feromonen en partnerkeuze verifieerden zich reeds na de eerste generatie en duurde voort tot 17 generaties. De partnerkeuze bepaalt de ontwikkeling van de soorten en er zou dus gesteld kunnen worden dat bacteriën de soortvorming van de fruitvliegjes bepalen.
Dit bericht maakt deel uit van de groep(en)
(1) ing St Hawk *
Ik vind het toch een flinke stap om de bacteriën in je darmen een” eigenschap” te noemen.
Zou het niet eerder een besmetting moeten heten ?
En dan één waar we afhankelijk van zijn geworden, we kunnen immers niet zonder. of
Is het eigenlijk zo dat sommige bacteriën zo essentieel zijn dat ieder mens op aarde ze móet hebben om te overleven, of zou er sprake kunnen zijn van totaal verschillende flora’s ?
1)- kenmerk is misschien beter ?
2.)- Alle soorten van (onzichtbare ) symbiose zijn als ” besmetting “begonnen zijn, zoals ook de symbiose in de darmflora van bladluizen en cicaden.
Dat is voor de menselijke darmen niet anders lijkt mij.
3.- De darmflora van ‘ verschillende mensen’ ( en zeker van mensen die ander voedsel eten ) kan misschien wel verschillend zijn al zullen er vast onmisbare soorten bij zitten die iedereen heeft. ( in een grotere (continentale of zelfs ras-achtige )populatie toch , of zelfs universeel ?)
De verhoudingen liggen bij ieder mens waarschijnlijk anders.
°°°°°Onze darmbacteriën /darmflora gaat beslist gedeeltelijk veranderen, als we anders gaan eten….en misschien heeft het zelfs invloed op onze partnerkeuze….
Voorbeeld : Japanners “ruiken” ( althans dat bewxeren ze ) de ” blanke ” zuivel-eter …
Bovendien spelen feronomen ( die we dus niet bewust ruiken en inwerken op ons vosnomeraal orgaan ) een belangrijke rol bij de partnerkeuze en worden die geur-cocktails mede bepaald door onze symbionten(overigens niet noodzakelijk uitsluitend darmbacterieen )
Het feit dat we veel van die stoffen dagelijks wegwassen veranderd niets aan de sexuele genetische voorbeschiktheid op die triggers te reageren :=
Mannelijke zweetgeurtjes zijn voor vruchtbare ( dus jonge) vrouwen aantrekkelijk , mannen vinden geurtjes van andere (jonge) mannen stinkend ..en vice versa voor vrouwen
Het is een kwestie van beleefdheid en samenlevingsetikete om die geurtjes te maskeren
Overigens zal het aanbrengen van allerlei parfums ( in feite van oorsprong seks-geurtjes van dierlijke en plantaardige herkomst )die de vele wasbeurten moeten compenseren ,ook door cultuurgebonden aangeleerd gedrag … bijvoorbeeld : Waarom de opgebrachte muskus van dieren maatschappelijk aanvaardbaar is en die van mensen ,( in bepaalde niet intieme omgevingen ) niet ….
(2) * Wel verrassend dat Lamarck er weer bijgehaald wordt. Ik kan me niet aan de indruk onttrekken dat de auteur aandacht wil trekken voor zijn theorie, al zit er wel wat in gezien vanuit de holobiont.
-Overigens wordt Lamarck er ook al bijgesleurd wanneer het over de “evolutie van ” memen ” gaat ( Daniel Dennett doet dat bijvoorbeeld )
Een opmerkelijke symbiose
Tussen de zandkorrels van de zeebodem leeft een platworm die in de jaren 70 ontdekt werd. Het diertje heeft geen mond en verteringskanaal. Het was tot nu toe een mysterie hoe deze dieren aan voedsel kwamen. Nu heeft men ontdekt dat deze Paracatenula reeds 500 miljoen jaar geleden een symbiose aanging met een bacterie. Daarmee is het de oudste symbiose tussen dier en een chemoautotrofe bacterie.
Paracatenula
Er bestaan op de oceaanbodem nabij de hydrothermale bronnen reuzenwormen zonder mond die ook gebruik maken van symbiose met bacteriën. Deze bacteriën oxideren sulfide (H2S) waarbij de energie die daarbij vrijkomt gebruikt wordt voor het fixeren van CO2, iets wat ook de planten doen door middel van fotosynthese met gebruik van licht. De symbionten staan deze koolstofcomponenten af aan de gastheer die daarvan leeft.
Er zijn vele dieren die een dergelijke symbiose aangaan. Maar ondanks de grote verscheidenheid aan gastheren waren de symbionten gelimiteerd tot gamma- en epsilon-proteobacteriën. In het geval van onze platworm Paracatenula, is de symbiont een alfa-proteobacterie, die ook wel Riegeria genoemd wordt. Nu zijn er organellen in onze cellen (van alle planten en dieren), de mitochondriën, die afstammen van deze alfa-proteobacteriën. Blijkbaar is deze bacterie erin geslaagd verschillende keren en op verschillende manieren een symbiont te worden, zowel buiten als binnen de cel van de gastheer. In Paracatenula leeft de symbiont Riegera in bacteriocyten, dus in gespecialiseerde organen in de platworm. De bacterie maakt voor 50% deel uit van het totale weefsel van de platworm.
Het bijzondere is ook dat de symbiont, die door de ouderworm wordt doorgegeven aan het nageslacht, nooit veranderd is gedurende de laatste 500 miljoen jaar !
Uit Physorg.com
Resultaat: Bloemen worden bestuift en de bijen krijgen nectar. Het bestaan van nectar alleen al is al helemaal te danken aan co evolutie.Dit ontstond door co-evolutie.
Baars en murene wijzen elkaar prooi aan
De reuzenmurene (Gymnothorax javanicus) en de Rode Zee wrakbaars (Plectropomus pessuliferus) werken graag samen tijdens hun zoektocht naar een prooi. Een dergelijke samenwerking is in de vissenwereld niet eerder opgemerkt.
Plectropomus pessuliferus.
Grondige observatie van het duo heeft aangetoond dat de twee diersoorten met elkaar communiceren en de gezamenlijke jacht coördineren. Zwitserse, Britse en Duitse biologen schrijven deze week over de samenwerking in het tijdschrift PLoS Biology.
De twee hebben verschillende leefpatronen die ze aan elkaar aanpassen wanneer de honger toeslaat. De murene jaag doorgaans ’s nachts en vangt zijn prooi tussen de riffen. De baars daarentegen gaat overdag op zoek naar eten en vangt het zwemmend boven de zandvlakte.
De verschillende tactieken van de dieren vullen elkaar aan. Wanneer een prooi ontsnapt aan de baars en zich richting het rif begeeft, wijst de baars hem aan voor de murene. Als de potenti챘le prooi van de murene ontsnapt uit het rif en naar de open vlakte zwemt, mag de baars hem oppeuzelen.
De vissen hebben verschillende manieren ontwikkeld om iets aan elkaar duidelijk te maken. Zo schudt de baars met zijn hoofd boven de plek waar een prooi zich tussen het rif heeft verstopt om aan te wijzen waar de murene zijn volgende maal moet zoeken.
Het gebeurt niet vaak dat twee verschillende diersoorten zo nauw met elkaar samenwerken. Sommige zoogdieren en enkele vogelsoorten werken ook met andere diersoorten samen tijdens de jacht, maar vechten vervolgens om de prooi.
De reuzenmurene en de wrakbaars zijn een stuk eerlijker tegenover elkaar. Degene die de prooi vangt, mag hem ook opeten. Erg verschillend van bijvoorbeeld de samenwerking tussen hyena’s en leeuwen; zij vechten om hun prooi, soms tot de dood er op volgt.
Jagen tussen de ganzen levert voor (zilver)reigers meer veldmuizen op
18 maart 2008
Tijdens zijn bezoeken aan de Eempolder nabij Baarn ontdekte Prop dat er zich opvallend veel grote Grote zilverreiger/Egretta alba, nabij de groepen grazende Kolgans(zen) /Anser albifrons, ophielden.
Soms zaten er meer dan twintig van die opvallende witte reigers tussen de ganzen, terwijl er in de hele Eempolder naar schatting niet meer dan veertig zilverreigers leven. Meer dan de helft van de zilverreigers die Prop door zijn kijker waarnam in de maand januari zat in de buurt van ganzen.
Prop volgde groepjes reigers met en zonder ganzen en stelde vast dat reigers tussen de ganzen veel meer veldmuizen vingen dan soortgenoten die verspreid in de polder jaagden: gemiddeld 3,3 muis per uur tegen 1,8 muis per uur. De veldmuis is in de wintermaanden een belangrijke prooi voor de grote zilverreiger.
Waarom het vangstsucces groter is tussen ganzen weet Prop niet precies. Hij vermoedt dat muizen rondlopende zilverreigers minder snel opmerken door de flinke herrie die de kolganzen soms met meer dan duizend vogels tegelijk maken. Een sterke aanwijzing hiervoor is dat zilverreigers nauwelijks worden aangetrokken door groepen knobbelzwanen en kleine zwanen, die veel minder luidruchtig zijn.
Zilverreigers volgen de groepen kolganzen niet altijd, ontdekte Prop. Als de ganzen grazen in de centrale delen van de polder, haken de reigers af. Dat is heel berekenend, schrijft Prop, want daar zitten veel minder veldmuizen als gevolg van een hoge waterstand.
De voorkeur van zilverreigers voor jagen tussen de ganzen wordt ook gemeld op andere plaatsen in Nederland, bijvoorbeeld in de Ooijpolder bij Nijmegen. In zuidelijke landen scharrelen zilverreigers bij voorkeur tussen het vee, op zoek naar opgejaagde insecten.
Ook de Blauwe reiger(Ardea cinera) lijkt het ‘ganzeneffect’ ontdekt te hebben.
Sluipwespen die virussen gebruiken als insecticiden. Echt een zin die je 2 keer moet lezen.
De sluipwesp Cotesia congregata zoekt een mooi plekje uit op zijn gastheer de pijlstaartrups Manduca sexta om zijn eitjes in te leggen. De sluipwesp is vele malen kleiner dan de rups. Je ziet hier de rups van de zijkant. klik op de afbeelding voor een grotere versieFranse wetenschappers ontdekten dat sommige sluipwespen zelf ook hulp in roepen.
Zodra de larfjes van de sluipswesp groot genoeg zijn kruipen ze naar buiten om daar op de achterkant van de rups te verpoppen. Linksboven zie een close-up van de witte sluipwespencoconnetjes. copyright Science klik op de afbeelding voor een grotere versieDe wetenschapper Eric Espagne en collega’s maken aannemelijk dat de sluipwesp in symbiose leeft met het bracovirus. Beide profiteren.
De levenscyclus van een polydnavirus. Het virus zit in de sluipwesp verpakt als DNA in alle cellen van de sluipwesp. Maar de assemblage van nieuwe virusdeeltjes vindt alleen plaats in de eierstokken. Deze levenscyclus is uniek voor polydnavirussen.klik op de afbeelding voor een grotere versieEspagne bestudeerde het genoom van het bracovirus grondig en ontdekte een paar opmerkelijke zaken. Het genoom van dit bracovirus bestond uit 567.670 basenparen en is daarmee het grootste beschreven virusgenoom. Ook is het genoom niet verpakt in 1 stuk maar bestaat het uit dertig losse cirkels met zo’n 156 coderende gebieden. Normaal gesproken is viraal DNA erg compact en bestaat het voornamelijk uit coderende stukken. Maar het bracovirus bestaat maar voor 27 procent uit coderende stukken. Nog een opmerkelijk feit is dat het genoom erg lijkt op eukaryoot genoom: het bevat namelijk intronen. De wetenschappers vermoeden dat de virus al miljoenen jaren mee evolueert met de sluipwesp. Vandaar dat het virale genoom ook stukken insecten DNA bevat en het eigenlijk helemaal niet lijkt op andere virale genomen. Als laatste noemen de wetenschappers het feit dat 43 procent van de gevonden genen nog nooit eerder beschreven zijn. Hiervan weten ze dan ook niet wat de functie is.
De belangrijkste genen die het bracovirus heeft schoppen het imuunsysteem van de rups in de war. Volgens Espange zijn deze genen goed bruikbaar om planten weerbaar te maken tegen plaaginsecten. Door deze “insecticide-genen” in gewassen te stoppen met behulp van biotechnologie kun je gewassen krijgen die bestand zijn tegen de vraatzuchtige rupsen. Op dit moment worden er al transgene gewassen gemaakt en onderzocht met dit soort genen. Deze gewassen zijn veel beter bestand tegen de vraatzuchtige pijlstaartrupsen. Zo zie je maar dat niet alle virussen vervelend zijn. Zowel de sluipwesp als de mens zijn blij met die wonderlijke polydnavirussen.
Met dank aan Mathew Turnbull die het plaatje van de levenscyclus leverde
Economische biologie van pratende planten en spionerende sluipwespen (Kennislink artikel van prof. dr. Marcel Dicke)
Ontsnappende virussen (Kennislink artikel van John J. L. Jacobs)
Sluipwespen – JOTA!
Sluipwespen leggen hun eitjes liever niet in rupsen die op door wortelvraat aangetaste planten leven. Bovendien zijn rupsen op gezonde buurplanten juist aantrekkelijker als gastheer. Dat zijn de conclusies van ecologe Soler Gamborena, die op 30 oktober in Wageningen promoveerde.
Geur helpt bij kiezen
Maar ook in de aarde liggen kapers op de kust. Larven van de wortelvlieg, bijvoorbeeld, doen zich tegoed aan de wortels van planten. De plant reageert op de vraat door een gif te produceren die de groei van de larven belemmert. Maar daarmee schrikt hij ook zijn potentiële beschermers af. Het gif heeft in dat geval een averechts effect voor de plant.
De larve van de wortelvlieg. bron: geocities Een moedersluipwesp kiest zorgvuldig een slachtoffer die haar kan helpen bij het grootbrengen van haar nageslacht. Daarbij gebruikt ze ook haar reukorgaan. Want de gifstoffen die bij de wortels aangevreten planten uitscheiden, doen het sluipwespvrouwtje besluiten niet te kiezen voor een rups op deze plant als broedplaats voor haar eitjes. Dit schrijft Soler Gamborena, onderzoekster aan het Nederlands Instituut voor Ecologie, in haar proefschrift.
Het gif dat de plant uitscheidt na wortelvraat is een mix van vluchtige stoffen die de groei van plantenetende rupsen vertraagt. Kleine rupsen vormen een kleinere voedselbron voor sluipwesplarven en de moeder legt haar eitjes dan ook liever elders. Helaas voor de plant werkt zijn afweersysteem daardoor uiteindelijk tegen hem. Ondergrondse vijanden schakelt hij weliswaar uit, bladetende rupsen boven de grond blijven in leven doordat sluipwespen ze niet meer gebruiken als gastheer voor hun eitjes.
Biologische bestrijding
Planten die in de buurt van het gifverspreidende exemplaar staan hebben voordeel van de tegenaanval van hun soortgenoot, zo bleek uit het onderzoek. De rupsen op hun bladeren waren extra aantrekkelijk geworden voor sluipwespmoeders in sp챕. Zo werden de rupsen op hun bladeren uitgeschakeld.
Volgens onderzoekster Soler Gamborena zijn de conclusies van haar proefschrift van groot belang bij onderwerpen als natuurontwikkeling en biologische bestrijding. ‘De oorzaak van een bovengronds probleem kan ondergronds liggen’.
Soler Gamborena is op 30 oktober gepromoveerd aan het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW), vestiging Wageningen. Hetzelfde instituut dat enkele weken geleden een publicatie had in het wetenschappelijke tijdschrift Nature (zie onder), ook over relaties tussen soorten in een ecosysteem. Toen werd een model voor het bepalen van de stabiliteit van ecosystemen gepubliceerd.
Model voorspelt stabiliteit ecosysteem (Kennislink artikel)
Virus als insecticide (Kennislink artikel)
De geur van de daad (Kennislink artikel van Bionieuws)
Sluipwesp als speurneus (Kennislink artikel van Bionieuws)
Hoe overleeft een plant in zijn omgeving? (Kennislink artikel ism NIBI)
Vriend virus
Wesp onafscheidelijk met ziektekiem
7/10/2004
http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/19434424/
Als u dacht dat een virus altijd narigheid betekent – wetenschappers hebben een schoolvoorbeeld gevonden van het tegendeel. Al miljoenen jaren lang blijkt een virus broederlijk op te trekken met een wesp
De wesp ‘Cotesia congregata’. Het dier komt alleen voor in sommige tropische landen.
.
Het virus en de wesp. Geef toe, het is een nogal bizar duo. Toch blijkt de tropische wesp ‘Cotesia congregata’ het op een akkoordje te hebben gegooid met een virus genaamd PDV. Al zo’n zeventig miljoen jaar lang maakt het duo de tabaksrups het leven zuur. Zo’n stabiele en langdurige vriendschap tussen een insect en een virus is nog niet eerder ontdekt, melden Franse biologen deze week in het blad Science.
De wesp plant zich voort door eitjes te injecteren in de rups. Komen de eitjes eenmaal uit, dan vreten de wespenlarven zich een weg naar buiten en bouwen ze een cocon op de rug van de rups. Daar komen uiteindelijk wespen uit. Maar voor het zover is, voeden de larven zich met rupsenvlees.
De tabaksrups ‘Manducya sexta’, plus wespencocons. (Science)
Uiteraard worden de larven aangevallen door het immuunsysteem van de rups. En daar komt het virus van pas. De wesp spuit het samen met de eitjes in, als een natuurlijk pesticide. Het virus verzwakt de afweer van de tabaksrups. De rups wordt zodoende getroffen door dubbel onheil: niet alleen groeien er wespen uit zijn lijf, hij wordt ook nog eens ziek.
Dat de symbiotische relatie tussen de wesp en het virus al zo lang stand houdt, is maar een halve verassing. Er zijn meer voorbeelden bekend van samenwerking tussen virussen en levende wezens. Zo is het feit dat mensen zetmeel proeven als zoet te danken aan een ‘retrovirus’ dat zich lang geleden heeft ingebouwd in ons DNA. En de suikerbietziekte rhizomanie wordt veroorzaakt door een virus dat een verbond heeft gesloten met een grondschimmel.
Niet eerder werd de vriendschap met een virus echter in zoveel detail bestudeerd als nu. Eric Espagne van de Universiteit van Tours en collega’s analyseerden het DNA van het wespenvirus en ontdekten dat het nauwelijks meer het predikaat ‘virus’ verdient. Het virus is aan alle kanten doordrenkt met stukken wespen-DNA. Zodoende is het bijna letterlijk verlengstuk geworden van de wesp. “De organisatie van het genoom lijkt meer op die van een eukaryoot (een wezen met een celkern – red.) dan van een virus,” aldus de Fransen.
Dat doet denken aan een ander beroemd geval van symbiose – die tussen planten en dieren en hun ‘mitochondri챘n’, de energieproducerende lichaampjes die ook wij in onze cellen hebben. Ooit waren mitochondri챘n zelfstandig levende bacillen die op een zeker moment in onze cellen gingen wonen. Ook tussen celkernen en mitochondri챘n bestaat tot op de dag van vandaag een levendige uitruil van genen.
De zaak van de wesp en het virus kan nog handig zijn voor de landbouw. Wat een wesp kan, kan een mens natuurlijk ook. Het virus wordt al enige jaren onderzocht op zijn merites als landbouwgif. Zo bestaan er al genetisch gemodificeerde gewassen die een gen ingebouwd hebben dat afkomstig is van het wespenvirus. De planten hebben inderdaad minder last van rupsen.
Een andere mogelijkheid is dat de DNA-overdracht nog eens van pas kan komen in de geneeskunde. Daar zit men immers te springen om goede ‘vectoren’: virussen die stukjes DNA kunnen bezorgen in onze cellen, als daar een defect is ontstaan. Wie weet kan de mens het ook op een akkoordje gooien met het wespenvirus.
(Maarten Keulemans)
Eric Espagne, Catherine Dupuy, Elisabeth Huguet, Jean Michel Drezen et al.: “Genome sequence of a polydnavirus: insights into symbiotic virus evolution.” In: Science, Vol. 306, 286-289 (2004).
Wesp temt virus
http://images.vpro.nl/img.db?41457046+s(400)
Een parasitaire wesp staat op het punt om het leven van een rups drastisch te veranderen. Met dank aan een getemd virus. (Foto Alex Wild/myrmecos.net
Wespen die eitjes in rupsen leggen, gebruiken al honderd miljoen jaar virusachtige deeltjes om de slachtoffers hun wil op te leggen.
Echte virussen zijn deze polyDNAvirussen niet, schrijft een groep van voornamelijk Franse onderzoekers in Science. In de deeltjes zitten namelijk niet de erfelijke instructies om meer van zulke virussen te maken, zoals bij een normaal virus, maar DNA dat codeert voor eiwitten die de hele stofwisseling van de rups aanpassen aan de wensen van de wespenlarven. Dat is raar, want waar komen die virusdeeltjes dan vandaan?
Ze blijken door de wespen zelf gemaakt te worden. De recepten voor de virale eiwitten zitten in het wespen-DNA. Ze moeten daar ooit terecht zijn gekomen toen een echt virus probeerde toe te slaan. Door verschillende soorten wespen te bekijken, kwamen de onderzoekers erachter dat dit zo’n honderd miljoen jaar geleden gebeurd moet zijn. Sindsdien hebben beide partijen voordeel van de samenwerking, en zijn de rupsen de pineut.
De insecten gebruiken dus virussen om DNA naar keuze in cellen van een ander te brengen, iets wat in de gentherapie al jaren met weinig succes wordt geprobeerd. Misschien kunnen artsen de kunst wel van de wespen afkijken, want die doen het al miljoenen jaren zonder problemen.
Elmar Veerman
28 januari 2008– Goedaardige bodembacteriën helpen de Zandraket -plant ( Arabidopsis thaliana )zich te verweren tegen ziekteverwekkende bacteriën en schimmels.
Uit het promotieonderzoek van bioloog Sjoerd van der Ent blijkt dat de bodembacteri챘n die op de wortels van de plant leven, de zandraket in een continue verhoogde staat van paraatheid brengen.Wanneer de plant daadwerkelijk wordt aangevallen door een ziekteverwekkende bacterie of schimmel, komt de immuunreactie van de plant hierdoor sneller op gang. De schade aan de zandraket blijft dan beperkt.Zandraket // Veel bacteriën en schimmels zijn voor hun energiebehoefte afhankelijk van suikers die door planten worden gevormd. Vandaar dat planten continu worden aangevallen door deze micro-organismen. Om zich te verweren tegen dit soort aanvallen wordt de zandraket geholpen door de goedaardige bodembacteriePseudomonas fluorescens ( Pseudomonas )Deze leven op het oppervlak van de plantenwortels, omdat daar voedingsstoffen lekken. Wanneer er voldoende van deze goedaardige bacteriën zijn, brengen ze in de plant de eerder genoemde staat van paraatheid.
Priming
Deze verhoogde staat van paraatheid wordt ‘priming‘ genoemd. Bij priming, zo ontdekte Van der Ent, spelen transcriptiefactoren een grote rol. Transcriptiefactoren regelen de activiteit van het afweersysteem. De goedaardige Pseudomonas-bacteri챘n laten de hoeveelheid van deze transcriptiefactoren toenemen.
Zodra een plant wordt aangevallen, worden de transcriptiefactoren geactiveerd en beschikt de plant over een verhoogde afweercapaciteit. De plant is dan beter in staat om zich te verdedigen tegen belagers.
naar klimaat, energie en duurzaamheid en nanomaterialen valt hier ook onder.
(c) ANP
GEEF ME DAN MAAR TWEE INFECTIES bionieuws 12, 10-07-2010 © bionieuws
Organismen wapenen zich tegen ziekteverwekkers met resistentiegenen. Soms is het evolutionair echter voordeliger om een symbiont te adopteren die de verdediging op zich neemt. Zo beschermt de bacterie Spiroplasma de vlieg Drosophila neotestacea met succes tegen nematode-infecties, een mooi voorbeeld van adaptatie via symbiose (Science, 9 juli).
Defensieve symbionten verpreiden zich zeer snel in een populaties via natuurlijke selectie en vormen daarmee een alternatieve evolutieroute. Infectie met nematoden maakt vliegen normaal gesproken steriel, maar een gelijktijdige Spiroplasma-infectie herstelt de vruchtbaarheid. De nuttige bacterie zat dertig jaar geleden slechts in 10 procent van de vliegenpopulatie, maar dat is nu al gestegen tot 80 procent, aldus het artikel.
Ongeveer de helft van alle insectensoorten is vegetariër. Dat wil zeggen dat er meer soorten plantenetende insecten (500.000 – 3.000.000) zijn dan plantensoorten (300.000). Kortom, een plant ontkomt niet aan vegetarische insecten en doet er goed aan zich daar tegen te wapenen. Immers, insecten kunnen vraatzuchtig zijn en planten volledig kaal eten. Planten laten zich niet zomaarkaal eten en zijn meesters in het maken van chemische wapens om hun belagers te bestrijden. Daarnaast zijn planten ook heel slimme strategen die hun verdediging deels overlaten aan anderen. Het principe ‘de vijand van mijn vijand is mijn vriend’ volgend hebben planten diverse strategieën ontwikkeld om vleesetende insecten in te schakelen als een soort ‘lijfwacht’ die hen beschermt tegen vegetarische insecten.
Stel je eens voor dat je een plant bent en voor je overleving afhankelijk bent van insecten als lijfwachten. Hoe zou je dat doen? De lijfwachten inhuren als je belaagd wordt? Jezelf continuomringen met lijfwachten? Hoe beloon je die lijfwachten en watkost dat? Hoe krijg je de beste lijfwachten? Dit zijn allemaalvragen waar planten zich voor gesteld weten. Uiteraard denkenplanten niet en liggen ze niet wakker over dit soort vragen.
Tijdens de evolutie, echter, hebben die planten die zich het beste wisten te verdedigen tegen plantenetende insecten meer nakomelingen gekregen dan soortgenoten die dat minder goed deden. Om tot een effectieve bescherming door lijfwachten te komen, zullen planten het de lijfwachten ook naar de zin moeten maken. De lijfwachten zijn een soort werknemers en die moet je helpen hun werk zo goed mogelijk te verrichten. Planten zorgen op diverse manieren voor hun werknemers.
Leaf Cutter Ants, Termites and Fungi
Termites and Fungi
Endosymbionts of Arthropods
Ambrosia Beetles, Bark Beetles and the Sirex Wood Wasp
De koolmees en de vliegenvanger
Verschenen in de Groene Amsterdammer, Geen reacties
De krekel en de mier kunnen het niet met elkaar vinden, volgens de klassieke fabel. De krekel maakt veel te veel herrie en verzet geen werk, en als de winter gekomen is en de krekel het koud heeft weigert de mier om haar voedsel te delen. Zo bestaan er nog talloze fabels: de schildpad en de haas, de vos en de raaf — dierenrivaliteit doet het goed in fictie.
Dierenrivaliteit is ook aan de orde van de dag voor de evolutiebioloog.
Soorten leven en evolueren immers niet in een vacuüm, maar met andere dieren, planten, schimmels en bacteriën. Soms zijn twee soorten zo nauw met elkaar verbonden dat we spreken van co-evolutie: het evolutionaire traject van de een is niet los te zien van dat van de ander.
Vaak gaat het hier om parasieten en hun gastheer: de gastheer evolueert resistentie tegen de parasiet, maar de parasiet weet die vervolgens weer te omzeilen. Het is een evolutionaire wapenwedloop geworden, soms met fabelachtige elementen.
Zo zijn er de koolmees (Parus major) en de bonte vliegenvanger (Ficedula hypoleuca). Van twee zo vergelijkbare vogelsoorten zou je misschien verwachten dat het samenleven enkel een wedstrijdje voedsel verzamelen zou zijn, maar zo simpel ligt het hier niet. Nieuw onderzoek uit Finland laat zien hoe de vliegenvanger een manier heeft gevonden om de koolmees voor zijn karretje te spannen: koolmezen, die relatief vroeg nesten, worden door de vliegenvanger als indicator gebruikt voor de kwaliteit van een nestgebied — regelrecht informatieparasitisme. Hoe meer eieren er in het nest liggen, hoe beter de omstandigheden vermoedelijk zijn; een vliegenvanger die halflege koolmeesnesten tegenkomt zal dus eieren voor zijn geld kiezen en een betere locatie willen.
Zijn de nesten echter vol, dan zoekt de vliegenvanger een leuk plekje in een naburige boom. De koolmees heeft nu competitie bij het eten vergaren, en dat terwijl ze net een flinke hoeveelheid kroost heeft geproduceerd. Daarbij is een gebied met veel vogelnesten ineens een interessante plek geworden voor predators. Kortom, de koolmees ondervindt enkel nadelen van de nieuwe buren, terwijl deze tactiek voor de vliegenvanger juist erg nuttig is.
Onder die omstandigheden zet de koolmees natuurlijk de verdediging in: ook hier moet een evolutionaire wapenwedloop voor balans zorgen. Met allerlei nestmateriaal worden de eieren door de mezen bedekt, zodat nauwelijks nog te zien is hoeveel er gelegd zijn. De vliegenvanger wordt bedot, en de koolmees heeft weer rust.
Dat gedrag was al langer bekend, maar niemand wist precies waarom de mezen dit deden. De Finse onderzoekers hebben het aan de wapenwedloop kunnen koppelen door een experiment: ze stelden de koolmezen bloot aan de zang van zowel vliegenvangers als pestvogels (Bombycilla garullus). De mezen die de vliegenvangers hoorden, verzamelden ineens aanzienlijk meer materiaal om over de eieren heen te leggen dan de controlegroep, die pestvogels hoorde. De pestvogels zijn minder geïnteresseerd in het succes van de koolmezen, en hun aanwezigheid maakte andersom op de mezen ook weinig indruk.
De vliegenvangers zijn een informatieparasiet, en de nestbedekking is de resistentie van de koolmees. De vliegenvanger is nu weer aan zet, en het lijkt erop dat ze een plan hebben: de onderzoekers zagen sommige vliegenvangers de mezennesten binnendringen, om daar bedekking te stelen. Hier gaat de fabelvergelijking dan eindelijk mank: de co-evolutie van de vliegenvanger en de koolmees kent wellicht een moraal, maar voorlopig nog geen einde.
bonte vliegenvanger, door Tatiana Bulyonkova op Flickr (licentie CC BY-NC-SA 2.0).
(maar ook ook de struktureel veranderde plantenwortel met de schimmel noemt wel eens
“mycorrizha” —> letterlijk : zwam(schimmel)-wortel )
schimmels , zaden en/ of sporen die worden “overgeerfd ” als besmetting , of aanwezig zijn in de
groeibodem
zakelijk zijn ( voor het voortbestaan en soms de voortplanting ) van bepaalde planten en die
behoren tot dezelfde systematische groepen die ook de wortelschimmels leveren …
Bijvoorbeeld de schimmels op de sporen van bepaalde varens die anders niet vruchtbaar zijn …of de zaden van
orchideeen bijvoorbeeld ( in het wild )of zelfs het stuifmeel dat anders niet in staat is de bevruchting uit te
voeren ….
symbionten in die planten ; bijvoorbeeld stokstofbindende bacteria )….
noch de speciale verbanden zoals ze bijvoorbeeld aangaan in kefir en yoghurt
voorkomen —> “Kefir korrels ” ( een symbiose van meer dan dertig microbionten ) bijvoorbeeld zijn een paradepaardje
—-> “ZWAMMEN , Paddestoelen en Andere Schimmels
—-> zie het artikel Rhizobium
Tim van OijenVERSCHENEN IN
Vakpagina BiologiePUBLICATIE DATUM
11 november 2004In het lichtgevend orgaan van de inktvissoort Euprymna scolopes huizen miljoenen lichtgevende bacteri챘n. Amerikaanse onderzoekers ontdekten dat de symbiotische bacteri챘n de ontwikkeling van het lichtgevend orgaan be챦nvloeden door de productie van een gifstof: tracheaal cytotoxine. Deze stof veroorzaakt bij mensen schade aan weefsels maar de inktvis kan niet zonder, zo concluderen wetenschappers deze week in het tijdschrift Science.
Sommige inktvissen zoals Euprymna scolopes hebben een lichtgevend orgaan dat aan de onderkant zit. Met het lichtgevende orgaan draait de inktvis – die ’s nachts jaagt – zijn eigen vijanden een loer. Het licht dat het orgaan geeft, wist als het ware de schaduw uit die de inktvis op de bodem werpt als hij bij maanlicht naar voedsel zoekt. De inktvis geeft eigenlijk zelf geen licht. Het licht wordt geproduceerd door lichtgevende bacteri챘n die in het orgaantje wonen.
De inktvissoort Euprymna scolopes is ongeveer acht centimeter lang en komt alleen bij Hawa챦 voor (foto: R.R. Holcom).
klik op de afbeelding voor een grotere versieInktvissen worden daarom niet geboren met een lichtgevend orgaan. De ontwikkeling ervan is aardig ingewikkeld. Kort nadat een jonge inktvis uit zijn ei is gekomen, neemt het dier bacteri챘n van de soort Vibrio fischeri uit het water op via de mantelholte. De bacteri챘n blijven plakken aan een slijmerige met trilhaartjes bezette bekleding aan de ingang van holtes van het lichtgevende orgaan. Vervolgens worden de bacteri챘n naar die holtes getransporteerd en daar vermeerderen ze zich. Die kolonisatie brengt de infiltratie van macrofaag-achtige bloedcellen in de bloedvaten van de met trilharen bedekte gebieden op gang. Dit leidt daar tot grote celsterfte; binnen vier dagen na het begin van de kolonisatie zijn de gebieden geheel verdwenen. Dit is belangrijke stap in de verandering van een orgaan dat bacteri챘n kan invangen naar een volgroeid lichtgevend orgaan.
De onderzoekers namen onder de loep welke stoffen de bacterie maakt die tot deze grote verandering leiden. Ze wisten al dat een paar stoffen op de buitenkant (celwand) van de bacterie – om precies te zijn peptidoglycaan en lipopolysaccharide – een rol speelt. Maar toediening van stukjes bacteriecelwand aan inktvissen leidde niet tot een even sterke afbraak van de gebieden met trilharen als de toevoeging van levende bacteri챘n. De onderzoekers vermoedden dat de bacteri챘n expres nog een stof produceren die vrijkomt in de inktvis. Na uitgebreid speurwerk vonden ze inderdaad nog een gifstof: het zogenaamde tracheaal cytotoxine (TCT). Dit stofje is een onderdeel van het peptidoglycaan. Hoewel onder invloed van TCT dus dood en verderf wordt gezaaid, hoort dit proces bij een gezonde, normale ontwikkeling van het lichtgevend orgaan. Naast TCT. Bij mensen zijn bacteri챘n die TCT produceren de verwekkers van ziektes als kinkhoest en gonorroe! Deze en andere vergelijkbare bacteri챘le moleculen worden daarom gezien als ziekteverwekkende verbindingen. De auteurs vinden dat hierin verandering moet komen omdat deze stoffen juist belangrijk zijn voor een gezonde ontwikkeling van het lichtgevend orgaan bij de inktvis.
Rechtsboven een tekening van Euprymna scolopes, gezien vanaf de buikzijde. Het zwarte onderdeel is het lichtgevend orgaan. Daaronder de molecuulstructuur van het tracheaal cytotoxine (TCT)
copyright Science
Bij de ziektes kinkhoest en gonorroe worden weefsels beschadigd door een directe interactie tussen TCT en de weefsellaag. Dat is echter bij de ontwikkeling van het lichtgevend orgaan van Euprymna scolopes niet het geval. De onderzoekers vragen zich daarom af waar in de holtes van het lichtgevend orgaan receptoren zitten voor TCT en welke tussenliggende stappen uiteindelijk leiden tot het verdwijnen van bepaalde stukken weefsel. Ook moet meer onderzoek gedaan worden om te bekijken hoe het kan dat de schade door TCT in de inktvis beperkt blijft.
Meer weten?
Koraal & bodyguard
Onderzoekers hebben ontdekt dat koraal zodra het bedreigd wordt, hulp inschakelt. Het geeft een stofje af en zijn bodyguards – vissen – snellen te hulp, rekenen af met de dreiging en redden het koraal zo van een gewisse dood.
Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology ontdekten dat toen ze het koraal Acropora nasuta bestudeerden. Ze brachten het zeewier Chlorodesmis fastigiata naar het koraal toe en keken wat er gebeurde. Het zeewier is giftig voor het koraal en kan op lange termijn dodelijk zijn. Maar zover kwam het niet: binnen enkele minuten nadat de onderzoekers het zeewier bij het koraal hadden gebracht snelden twee soorten visjes toe: Gobiodon histrio en Paragobiodon enchinocephalus. Ze begonnen direct met het weghalen van het zeewier.
Belangrijk
“Deze kleine visjes kwamen en begonnen het zeewier weg te maaien zodat het het koraal niet raakte,” vertelt onderzoeker Mark Hay. “Dat gaat allemaal heel snel en dat betekent dat het heel belangrijk moet zijn voor zowel het koraal als de vis.”
Signaal
Maar hoe wisten de vissen dat het koraal hulp nodig had? De onderzoekers verzamelden twintig minuten nadat het zeewier door de vissen was weggehaald wat water nabij het zeewier en op plaatsen waar het zeewier en koraal contact hadden gehad. Vervolgens lieten ze dat water los bij ander koraal. Het water dat ze verzameld hadden op plaatsen waar het zeewier en koraal met elkaar in contact waren geweest, riep direct een reactie op. De visjes snelden weer toe. “We demonstreerden dat het koraal een soort signaal afgeeft dat de vissen die het zeewier verwijderen, aantrekt. De vissen reageren dus niet op het zeewier zelf.”
Rif met het Acroporid-koraal. Foto: Joao Paulo Krajewski / Georgia Tech.
Verschil
Uit verdere experimenten bleek dat de visjes echt het verschil maakten. Koraal dat door zeewier werd aangevallen, maar hulp kreeg van de vissen, liep aanzienlijk minder schade op dan koraal dat het zonder de vissen moest doen. De vissoorten die het koraal te hulp schieten, bleken overigens elk hun eigen manier van hulpverlening te hebben. De ene soort – Gobiodon histrio – eet het zeewier op. Doordat het giftig is, is deze vis daarmee ook direct minder interessant voor roofdieren. De andere vis – Paragobidon enchinocephalus – bijt het zeewier weg, maar eet het niet op.
Bescherming
Maar wat krijgen de vissen voor hun manhaftige optreden terug? Veel. Als onheil dreigt, verschuilen de vissen zich in het koraal. Het is een mooie wisselwerking. “De vissen krijgen bescherming in de vorm van een veilige plek om te leven en te eten. Het koraal krijgt een bodyguard in ruil voor een klein beetje voedsel. Het is vergelijkbaar met het betalen van belasting in ruil voor politiebescherming.”
De onderzoekers hopen in de toekomst te achterhalen of er nog meer koralen en vissen zijn die er zo’n bijzondere samenwerking op nahouden. “Deze interacties moeten we beter leren begrijpen, omdat ze ons iets vertellen over de druk waar deze koralen door de tijd heen met te maken hebben gehad.”
Bronmateriaal:
“Corals attacked by toxic seaweed use chemical 011 to summon help” – Gatech.edu
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Danielle Dixson / Georgia Tech.
WIST U DAT…
Over tsjok45
Tsjok's blog 
Recente reacties