kennislink.nl maakt nieuwsgierig

Transcriptie

1 Page 1 of 6 kennislink.nl maakt nieuwsgierig Mijten mijden mijten Mijten zijn kleiner dan een speldenknop. Maar hun gedrag is zeker zo interessant als dat van grotere dieren. Mijten en insecten gebruiken informatiestoffen om hun vijanden te vermijden. Ze kunnen zelfs leren om specifieke vijanden te vermijden op basis van geurstoffen. Deze kennis kan mogelijk ook leiden tot nieuwe manieren van duurzame plaagbestrijding. Wij leven in een informatiemaatschappij. We worden de hele dag bestookt met informatie via de krant, radio, TV, via de telefoon, sms, en het internet. Mensen worden soms gek van de overdosis informatie. Of liever, mensen worden gek van al die informatie als ze die niet filteren: wat is essentieel en wat kan ik missen? Als je de radio of TV aanzet dan kun je filteren door een bepaald kanaal te kiezen. Alle andere honderden TV- en radioprogramma s gaan aan je voorbij omdat je er niet op afgestemd hebt. Stel dat in de TV-winkel iedere TV op een ander programma staat en je ze allemaal tegelijk zou willen volgen: dat is onmogelijk. Ook dieren staan bloot aan een enorme dosis informatie, namelijk chemische, visuele en akoestische informatie in de vorm van geuren, smaakstoffen, kleuren, patronen, geluiden. En ook dieren moeten filteren. Als een dier zich laat afleiden door niet-essentiële informatie, dan kan hem dat letterlijk de kop kosten. Als een predator hem op zo n moment bespringt kan hij niet ontkomen. Dieren moeten de hele dag beslissingen nemen: eten of doorlopen, om je heen kijken of er een vijand is of eten, paren met de partner die voorhanden is of zoeken naar een betere partner, enzovoorts. De belangrijkste levenstaak van een dier is: het produceren van zo veel mogelijk nakomelingen van goede kwaliteit. De afgeleide levenstaken die nodig zijn om dit doel te bereiken zijn: het vinden van goed voedsel, het vermijden van concurrentie, het vermijden van vijanden. Van deze drie is het ontlopen van vijanden verreweg het belangrijkste. Immers een dag zonder voedsel is nog wel te overleven, je voedsel delen met een concurrent ook, maar als je ten prooi valt aan een predator, dan kun je nageslacht verder wel vergeten. Predatoren groot en klein Een leeuw die zijn prooi besluipt, doet dat benedenwinds. Op die manier kunnen de antilopen hem niet ruiken. Niet alleen de grote predatoren moeten zorgen dat hun prooi hen niet voortijdig waarneemt, ook minipredatoren (zie afbeelding 1) lopen het risico dat hun prooi hen voortijdig waarneemt. De taferelen van de Serengeti met groepen prooien en hun grote predatoren spelen zich ook dicht bij huis af, in de eigen achtertuin. Insecten zijn overal op aarde. Ongeveer 60-80% van alle diersoorten loopt op zes poten en de zespoters komen voor van de polen tot in de tropen.

2 Page 2 of 6 Afb. 1: Een lieveheersbeestje is een minipredator van bladluizen. Het is opmerkelijk dat het vermijden van vijanden door insecten veel minder goed is bestudeerd dan het vinden van voedsel of het vinden van een seksuele partner. We weten dat plantenetende insecten zeer goed in staat zijn om hun voedselplant te vinden met behulp van geurstoffen. Bij een eerste hap van een plant kunnen ze waarnemen of de plant eetbaar is of dat hij giftige stoffen of verteringsremmers bevat. Ook zijn er spectaculaire voorbeelden van insecten die een seksuele partner over grote afstand kunnen waarnemen met behulp van sekslokstoffen (feromonen). Maar dat insecten en andere geleedpotigen ook informatie van hun vijanden kunnen waarnemen en zo hun vijanden kunnen vermijden, is veel recenter ontdekt. Dat daarbij geuren smaakstoffen een rol spelen werd door Wageningse onderzoekers aangetoond. Om hun vijanden te vermijden kunnen geleedpotigen gebruik maken van directe informatie, die door hun vijanden wordt afgegeven en van indirecte informatie, die door een ander organisme wordt vrijgegeven in reactie op een gemeenschappelijke. Dit wordt hieronder verder uitgelegd. Directe informatie leidt tot vermijding van vijanden Reageren op informatie die direct van je vijand afkomstig is, is natuurlijk de beste manier om te voorkomen dat je ten prooi valt. Nymfen (onvolwassen stadium) van eendagsvliegen laten zich bijvoorbeeld met de stroom meenemen als ze in het water geurstoffen van forellen waarnemen. Appelboorvliegen, die eieren leggen in vruchten zoals zuurbes of appel, stoppen met eileggen als ze geurstoffen van hun vijanden waarnemen. Ook ons onderzoek in Wageningen heeft voorbeelden opgeleverd. Spintmijten zijn circa 1 mm klein (zie afbeelding 2). Als zij de keuze krijgen tussen een blad van een bonenplant waarop roofmijten gelopen hebben en een blad waarop geen roofmijten gelopen hebben, kiezen voor het blad zonder roofmijtsporen. De roofmijten zijn geduchte vijanden die de spintmijten en hun nakomelingen aanvallen. Zelfs als de roofmijtsporen enkele dagen oud zijn, hebben ze nog een effect op het keuzegedrag van de spintmijten. Dit lijkt wel op de indianenverhalen van Karl May waarin paardensporen van enkele dagen oud nog waargenomen kunnen worden door geoefende spoorzoekers. Afb. 2: Twee volwassen vrouwtjes en een ei van de spintmijt Tetranychus urticae. Bron: Marcel Dicke, Wageningen Universiteit. Spintmijten zijn dus heel gevoelige spoorzoekers. Welke stoffen ze gebruiken om hun vijanden waar te nemen is (nog) niet bekend. De concentraties zijn heel laag. Toch weten we al wel iets over de aard van de stoffen die de spintmijten gebruiken zoals de volgende proef ons vertelt. We stelden bonenbladeren bloot aan

3 Page 3 of 6 verschillende soorten mijten: (1) roofmijten die leven van spintmijten, (2) vlees- en bloedzuigende mijten die niet leven van spintmijten maar van andere insecten of van kippenbloed en (3) mijten die leven van stuifmeel. Spintmijten meden bladeren waar sporen opzaten van mijten die leven van spintmijten, maar ook bladeren die blootgesteld waren aan mijten die leven van andere dieren of van kippenbloed en die nooit een spintmijt zouden aanvallen. Spintmijten meden de stuifmeeletende mijten niet. Kortom, de spintmijten lijken mijten te mijden die van dieren leven, ongeacht of ze ook van spintmijten kunnen leven. Een heel interessant experiment was het volgende: er werden roofmijten gebruikt van een soort die zowel spintmijten kan eten, alsook stuifmeel. Eén groep roofmijten kreeg spintmijten te eten en de andere groep roofmijten van dezelfde roofmijtsoort kreeg stuifmeel te eten. Vervolgens werden bonenbladeren 24 uur lang aan de roofmijten blootgesteld waarna ze werden verwijderd. De spintmijten meden de bladeren waar spintmijt-etende roofmijten op rondgelopen hadden, maar niet de bladeren waar stuifmeeletende roofmijten van dezelfde roofmijtsoort hadden gelopen. Kortom, de spintmijten kunnen waarnemen of het om een carnivoor of een vegetariër gaat. Mogelijk gebruiken spintmijten daarvoor ingrediënten van de uitwerpselen van de roofmijten of andere uitscheidingsproducten. Indirecte informatie Het gaat niet altijd om informatie van de vijand. Ook informatie van andere dieren kan gebruikt worden. Zo scheiden veel insecten alarmstoffen af als ze aangevallen worden. Deze alarmstoffen kunnen andere dieren alarmeren die zich dan uit de voeten maken. Zo produceren bladluizen een alarmferomoon als ze aangevallen worden. Je kunt dit zien als een druppeltje vloeistof dat uit de zogenaamde siphonen (2 buisvormige uitsteeksels achter op het lichaam) komt. Anthonie van Leeuwenhoek tekende dit al rond 1700, maar wist nog niet wat de vloeistof voor functie had. Als dit alarmferomoon vrijkomt zullen andere bladluizen die in de buurt aan het eten zijn, stoppen met eten, en afhankelijk van de concentratie lopen ze weg of laten ze zich van de plant vallen. Ook insecten en mijten waarvan (nog) geen alarmferomoon bekend is lopen weg van een plek met verwonde soortgenoten. Spintmijten bijvoorbeeld vermijden plaatsen met doodgeprikte spintmijteieren of spintmijtvrouwtjes. Het is goed mogelijk dat ook alarmsignalen van niet-soortgenoten gebruikt worden, bijvoorbeeld als het gaat om twee soorten die een gemeenschappelijke vijand hebben. Leren herkennen van je vijanden Insecten kunnen uitstekend geurstoffen leren herkennen, op dezelfde manier als de honden van Pavlov dat konden. Zo zijn sluipwespen op dezelfde manier te conditioneren. De honden van Pavlov kregen eten als beloning maar bij sluipwespen is het aanbieden van een gastheer, bijvoorbeeld een rups, de beloning (zie afbeelding 3). Als een sluipwesp een gastheer aanvalt en daar een ei in legt in de aanwezigheid van een bepaalde geur en je laat de sluipwesp daarna kiezen tussen deze geur en nieuwe controlegeur, dan verkiest de sluipwesp de geur die geassocieerd is met de beloning. Dit systeem van associatief leren is heel handig voor de sluipwesp. Want daardoor kan de sluipwesp sneller nieuwe gastheren vinden en verhoogt ze dus de productie van nakomelingen.

4 Page 4 of 6 Afb. 3: Een sluipwesp valt rupsen van het koolwitje aan. De sluipwesp legt een groepje eieren in elke rups. De eieren komen uit en eten de rups van binnenuit leeg. Uit de rups komen vervolgens nieuwe sluipwespen en geen vlinder. Bron: Laboratorium voor Entomologie, Wageningen Universiteit. Spintmijten zijn dus heel gevoelige spoorzoekers. Welke stoffen ze gebruiken om hun vijanden waar te nemen is (nog) niet bekend. De concentraties zijn heel laag. Toch weten we al wel iets over de aard van de stoffen die de spintmijten gebruiken zoals de volgende proef ons vertelt. We stelden bonenbladeren bloot aan verschillende soorten mijten: (1) roofmijten die leven van spintmijten, (2) vlees- en bloedzuigende mijten die niet leven van spintmijten maar van andere insecten of van kippenbloed en (3) mijten die leven van stuifmeel. Spintmijten meden bladeren waar sporen opzaten van mijten die leven van spintmijten, maar ook bladeren die blootgesteld waren aan mijten die leven van andere dieren of van kippenbloed en die nooit een spintmijt zouden aanvallen. Spintmijten meden de stuifmeeletende mijten niet. Kortom, de spintmijten lijken mijten te mijden die van dieren leven, ongeacht of ze ook van spintmijten kunnen leven. Een heel interessant experiment was het volgende: er werden roofmijten gebruikt van een soort die zowel spintmijten kan eten, alsook stuifmeel. Eén groep roofmijten kreeg spintmijten te eten en de andere groep roofmijten van dezelfde roofmijtsoort kreeg stuifmeel te eten. Vervolgens werden bonenbladeren 24 uur lang aan de roofmijten blootgesteld waarna ze werden verwijderd. De spintmijten meden de bladeren waar spintmijt-etende roofmijten op rondgelopen hadden, maar niet de bladeren waar stuifmeeletende roofmijten van dezelfde roofmijtsoort hadden gelopen. Kortom, de spintmijten kunnen waarnemen of het om een carnivoor of een vegetariër gaat. Mogelijk gebruiken spintmijten daarvoor ingrediënten van de uitwerpselen van de roofmijten of andere uitscheidingsproducten. Indirecte informatie Op het eerste gezicht zou je denken dat het vermijden van je vijanden niet geleerd kan worden: immers als je ervaring met een predator opdoet dan heb je vaak geen tweede kans meer. Toch blijkt dat leren wel degelijk voor kan komen. Fruitvlieglarven die de geur van een verwonde soortgenoot waarnemen in combinatie met een geheel nieuwe geur vermijden die nieuwe geur in het vervolg. Op die manier vermijden ze bepaalde omgevingen die een hogere kans hebben op mortaliteit. Ook kunnen dieren door een combinatie van alarmstof van een soortgenoot met de lichaamsgeur van een predator specifieke predatoren leren vermijden. Zo konden garnalen getraind worden om de geur van goudvissen (die geen garnaal kwaad doen) te vermijden. Toepassing Op zich is het al interessant genoeg om te onderzoeken hoe dieren die kleiner zijn dan een speldenknop zich oriënteren op hun omgeving, net als grote grazers hun vijanden ontlopen en zelfs in staat zijn om te leren om

5 Page 5 of 6 hun vijanden te herkennen. Het meeste onderzoek begint met het uitzoeken van iets omdat je gefascineerd bent. Al gauw rijst de vraag of de nieuwe kennis ook toegepast kan worden. Misschien is het mogelijk om de stoffen van de vijanden te identificeren en na te maken om daarmee plaaginsecten te weren van plaatsen waar we ze niet hebben willen: in je keukenkastje, in de kamerplant, in een landbouwgewas, of in je slaapkamer. Voordat het zo ver is, moeten er nog wel een aantal belangrijke vragen opgelost worden. Bijvoorbeeld: welke stoffen gebruiken de dieren, hoe makkelijk zijn die door ons na te maken en wennen de dieren aan de stoffen als die niet langer geassocieerd zijn met gevaar? Dit zijn interessante vragen voor een boeiend vervolg, waar we op de Universiteit van Wageningen aan werken. Bronnen Dicke, M. & Grostal, P Chemical detection of natural enemies by arthropods: an ecological perspective. Annual Review of Ecology and Systematics 32: Grostal, P. & Dicke, M Direct and indirect cues of predation risk influence behavior and reproduction of prey: a case for acarine interactions. Behavioral Ecology 10: Grostal, P. & Dicke, M Recognizing one s enemies: a functional approach to risk assessment by prey. Behavioral Ecology and Sociobiology 47: Minks, A.K. & Dicke, M Insekten en Chemische Communicatie: Sex, Spionage en Samenwerking. In: P. Koomen, W.N. Ellis & L.P.S. van der Geest (Eds.) Insecten onderzoeken. Een overzicht van vijftig jaar entomologisch onderzoek in Nederland, Nederlandse Entomologische Vereniging, Amsterdam, pp Schutten, J.P Ruik eens wat ik zeg. De taal van planten en dieren. Querido, Amsterdam. Zie ook: Website van het laboratorium voor Entomologie van Wageningen Universiteit SOS-signalen van planten Economische biologie van pratende planten en spionerende sluipwespen (Kennislinkartikel van Prof. Dr. Marcel Dicke) Voor vragen of opmerkingen n.a.v. dit artikel kunt u mailen met: Expertise Centrum Biologie, NIBI Auteur prof. dr. Marcel Dicke Gepubliceerd door Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI)

6 Page 6 of 6 Publicatiedatum zaterdag, 9 augustus april 2009 Kernwoorden bestrijding, biologie, communicatie, diergedrag, dierkunde, ethologie, feromonen, feromoon, gedrag, geurstoffen, insecten, lokstof, mijt, plantkunde, predator, roofmijt, smaakstoffen, vermijding van vijanden en spintmijt Dit is een achtergrondartikel van Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI). Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI), sommige rechten voorbehouden.