Vijandige luchtjes

Een parasitaire Cotesia wesp die zijn eieren in een rups legt nadat hij een verlammende steek geeft.
Albert Mans/Minden Pictures/Getty Images

Wanneer de rups van een koolblad eet komen er uit het blad geurstoffen vrij. Er bestaat dan een goede kans dat een sluipwesp daarop afkomt. Deze sluipwesp legt vervolgens zijn eieren in het lichaam van de rups. De eieren ontwikkelen zich tot larven die de levende rups van binnenuit opeten. Daarna perforeren de larven de huid van de rups en kruipen eruit om poppen te vormen waaruit later de volwassen sluipwespen voortkomen. Intussen is de kool gered.

Nu heeft ook deze sluipwesp een vijand, en wel een secondaire sluipwesp. Deze komt ook af op de geur van de aangevreten kool en legt zijn eieren in de larven of poppen van de primaire sluipwesp. Ook deze worden op hun beurt van binnenuit opgevreten.

Erik Poelman van de Universiteit van Wageningen en collega’s werkten met het koolwitje. Zij bestudeerden daarmee het netwerk van de verschillende parasieten. De rups van dit vlindertje wordt door twee parasitaire wespen aangevallen. Het zijn beide primaire sluipwespen; Cotesia rubecula en Cotesia glomerata. Deze worden op hun beurt aangevallen door de secondaire sluipwesp Lysibia nana. C. rubecula legt één ei per rups en de larve is enorm groot. C. glomerata legt meerdere eieren in een rups en de larven zijn wat kleiner. L. nana doet er daarom goed aan voor de larven van C. glomerata te gaan die haar meer nageslacht oplevert per rups en dat is zoals we zullen zien precies wat er gebeurt.

Koolplanten (1) worden aangevreten door rupsen van koolwitjes (2) die op hun beurt worden geparasiteerd door sluipwespen (3). Hyperparasitoiden (4) leggen hun eitjes in de poppen van sluipwespen. Deze hyperparasitoiden vinden de poppen van sluipwespen door de planten geuren die vrijkomen bij vraatschade van geparasiteerde rupsen.

De primaire wespen onderdrukken het immuunsysteem van de rups en regelen het metabolisme en de groei van de rups naar hun eigen voordeel. Als bijverschijnsel* wordt ook de samenstelling van het speeksel van de rups veranderd. C. glomerata (veel kleine larven) induceert deze verandering sterker dan C. rubecula (één grote larve). Dit verschil in verandering van speeksel zorgt ervoor dat ook de plant andere chemicaliën afscheidt. L. nana kan dat verschil ruiken en kan de voorkeur geven aan de rups die geparasiteerd wordt door C. glomerata. Uit studies op cocons in koolvelden bleek dat slechts 5 tot 15 % van de poppen van C. rubecula door L. nana geparasiteerd was terwijl dat voor C. glomerata 20 tot 55 % van de poppen was. Het is mogelijk dat de poppen van C. rubecula vrij onopgemerkt blijven voor L. nana omdat zij zo evolueerden dat ze minder aan de samenstelling van het speeksel van de rups veranderden. Na de accidentele introductie van deze wesp in Verenigde Staten blijkt deze veel meer gehyperparasiteerd te worden dan in Europa. Misschien hebben de larven van C. rubecula nog geen manier geëvolueerd om onopgemerkt te parasiteren.

De kool heeft nu het probleem dat zijn geurstoffen zijn eigen bodyguards optrommelt, maar lokt daarmee ook hun hyperparasieten.
Primaire parasieten worden ook wel ingezet in de landbouw om rupsen te bestrijden. Het is daarom van belang de secondaire parasieten goed te kennen om ze uit te kunnen schakelen. Deze studie heeft vast nog een mooi vervolg.

Hieronder is een filmpje te zien waarin primaire en secondaire parasieten te werk gaan.  Hier wordt ook besproken dat de primaire parasiet of primaire sluipwesp een virus meebrengt dat het zenuwstelsel van de rups zodanig beïnvloedt dat hij meehelpt de cocons van de primaire wespen te beschermen tegen de aanval van secondaire wespen. Maar dat is een heel ander verhaal.

Darwin had veel empathie met de rups en beschouwde het verhaal van de sluipwesp en de rups als een voorbeeld de wreedheid van de natuur. Hij kende vast de secondaire parasieten nog niet die het fenomeen nog complexer maken.

Darwin in een brief uit 1860 aan Asa Gray (een Amerikaans botanicus):

I cannot persuade myself that a beneficent and omnipotent God would have designedly created the Ichneumonidae with the express intention of their feeding within the living bodies of caterpillars or that a cat should play with mice… On the other hand, I cannot anyhow be contented to view this wonderful universe, and especially the nature of man, and to conclude that everything is the result of brute force. I am inclined to look at everything as resulting from designed laws, with the details, whether good or bad, left to the working out of what we may call chance.

Uit: PLOS, Ed Yong, Universiteit van Wageningen

*Je kunt je dus afvragen of deze verandering van speeksel wel een bijverschijnsel is.

Mycelium

Vooruitlopend op de herfst, die naar het schijnt al aardig huishoudt in Nederland, een bericht met het laatste wetenschappelijke nieuws over schimmels.

De aarde en aardbodem is vergeven van schimmels. Loop je door een bos dan is de veerkracht van de bodem deels te danken aan het uitgebreide netwerk van mycelium dat daarin groeit. Schimmels oftewel zwammen behoren tot een apart rijk. Het zijn geen planten en geen dieren. Planten gebruiken zonlicht om te kunnen leven en te groeien. Dieren eten andere dieren of planten. Schimmels daarentegen zijn vaak parasitair of symbiotisch, in de meeste gevallen met planten. Ze zijn meer verwant met dieren dan met planten en worden ook wel samen met de dieren in de groep Opisthokonta geplaatst.

De evolutie van de schimmels is niet helemaal duidelijk. Ze zouden al 1,3 miljard jaar geleden als waterorganismen ontstaan zijn. Paul Stamets, een bekend mycoloog, beweert dat ze als eerste organismen aan land gingen. Maar aangezien hun huidige levenswijze voornamelijk symbiotisch of parasitair is, zou je verwachten dat er eerst andere organismen aan land gegaan zijn waarna de zwammen zich konden voeden op de (dode) organismen. Hij legt uit dat het mycelium als eerste landorganisme de rotsen heeft afgebroken en bodem gevormd heeft door de productie van onder andere oxaalzuur en enzymen die de rots afbreken, waarna de schimmel de mineralen kan gebruiken.

Schimmels zijn tegenwoordig nauwelijks zichtbaar behalve wanneer ze ‘bloeien’ en een paddenstoel maken. In het Siluur-Devoon, zo’n 400 miljoen jaar geleden, werd het landschap daarentegen gedomineerd door enorme zwammen van wel 1 meter dik en 8 meter hoog:

Prototaxiden

de prototaxiden. Er wordt ook wel beweerd dat het hier om een lycheen (korstmos) gaat, een symbiose tussen schimmel en blauwalg.

Paul Stamets ziet voor de schimmels een belangrijke rol weggelegd in het oplossen van veel problemen. Ze zijn allang bekend voor hun antibiotica, maar hij laat in dit filmpje Six ways mushrooms can save the world zien dat ze ook antivirale eigenschappen hebben. Hij heeft ook patent aangevraagd op de eigenschap die sommige schimmels hebben om termieten voorgoed uit een huis te verjagen. Ze kunnen olie afbreken (!) en brandstof produceren.

Psilocybe semilanceata

Volgens Terence McKenna hebben de schimmels een belangrijke rol gespeeld in de evolutie van de mens. De evolutie van met taal uitgeruste Homo Sapiens of, zoals hij het noemt, de Homo Spiritualis, kon volgens hem geschieden door het gedrag van zijn voorouders, de Homo Erectus. Op zoektocht naar voedsel oogstten ze, misschien in eerste instantie ‘per ongeluk’, ook schimmels of paddo’s die hun in staat stelde geestverruimende ervaringen te ondergaan waardoor ze in staat werden gesteld gedachten beter te formuleren en zelfs spraak te ontwikkelen waardoor hun brein geëvolueerd zou zijn. Deze vreemde en onwetenschappelijke theorie (uit 1992) is beschreven in ‘The stoned ape-theory of human evolution‘ van McKenna.

Uit: Scienceblogs.com ‘Universe‘.

Bijensterfte, de oorzaak?

Half november j.l. luidde het europarlement de noodklok over de bijensterfte. Dit probleem bestaat al meerdere jaren en begint na Amerika nu ook in Europa belangrijk te worden. Zonder bijen raken bloemen niet bevrucht met als resultaat minder planten, groenten en fruit. (Zie ook artikel nrc)

Albert Einstein zei: „Mocht de bij uitsterven, dan heeft de mens nog slechts vier jaar te leven. Zonder bijen geen bestuiving. Geen bestuiving, geen dieren. Geen dieren, geen mensen.”

Bij op de meidoorn (mei 2008)

Velen waarschuwen dat de bijensterfte weleens een groter probleem zou kunnen zijn dan de klimaatveranderingen en CO2-stijging. De oorzaken zouden kunnen liggen bij ziekten veroorzaakt door parasieten, virussen en/of schimmels of bij het grof gebruik van pesticiden. De schuld wordt ook gezocht bij genetisch gemodificeerde en behandelde zaden (gmo). Ook wordt de bijensterfte toegeschreven aan het gebruik van GSM-zenders die de bijen zouden laten verdwalen.

De bijensterfte wordt gekenmerkt door het feit dat meer dan de helft van de bijen niet terugkomt naar de korf; daar worden slechts enkele dode en zieke bijen aangetroffen.
Vanaf vandaag tot en met 26 januari wordt er een congres van bijentelers gehouden in Sorrento, Italië. (Voor de bloggers uit Italie: zie ook artikel Corriere della Sera). Het blijkt nu dat plantenzaden (vooral van maïs) die met pesticiden als neonicotinoids behandeld zijn, planten voortbrengen die zeer schadelijk zijn voor de bijen. Dit niet alleen vanwege het feit dat het nectar en stuifmeel van deze planten gebruikt wordt (zoals tot nu toe gedacht werd), maar omdat de bijen de guttatie en dauw van deze planten drinken. Ze krijgen daardoor veel hogere doses neonicotinoids binnen dan gedacht werd en sterven binnen 2-10 minuten als ze deze vloeistof drinken, of na 20-40 minuten als ze de vloeistof alleen maar ‘proeven’. Deze druppels bevatten concentraties die uitgedrukt worden in ppm (parts per million) terwijl de letale dosis duizend keer lager ligt (ppb of parts per billion).

Dit bewijst maar weer dat de effecten van pesticiden veel te oppervlakkig onderzocht worden. Maar mochten deze pesticiden de schuld zijn van de wereldwijde bijensterfte dan is het tenminste duidelijk wat ertegen gedaan kan worden, al zal de landbouw een effetief pesticide niet zomaar willen opgeven.
Misschien komt er in de loop van de week nog meer nieuws over dit onderwerp uit Sorrento.

Bijgewerkt 28-01-2009: Nu is er ook een bericht in de volkskrant. Hetzelfde probleem doet zich voor in Nederland. En meer op 1 Mei 2009.