24 december 2014

Sneeuwpret

Geen witte Kerst in Nederland dit jaar, maar elders op de wereld zijn er kleintjes die wel toegang hebben tot een flink pak sneeuw. Sleetje rijden, sneeuwballen maken, gangen graven en rollebollen door de sneeuw... niet alleen mensenkinderen vermaken zich met deze sneeuwactiviteiten: vogels doen het namelijk ook!

Een filmpje van een "snowboardende" kraai heb ik al eerder geplaatst (zie Spelende dieren en emoties) maar geniet ook van deze compilatie van spelende kraaien en raven:
Sneeuwtunnels - Foto door Bernd Heinrich

Dat kraaiachtigen door hun nieuwsgierigheid en vindingrijkheid in speelsituaties terecht kunnen komen zal voor mijn trouwe lezers niet als een verrassing komen. Nu is bekend dat kleinere zangvogeltjes ook niet vies zijn van wat sneeuwpret! Barmsijzen (Carduelis flammea) maken tunnels in de sneeuw en volgens onderzoekers heeft dat geen directe functie; ze doen het gewoon voor de lol!


Spel wordt gedefinieerd als gedrag zonder functie, maar spelen heeft volgens mij zeker wel nut: het maakt je blij en helpt om je vaardigheden te ontwikkelen. Samen spelen heeft ook een sociale functie. Daarnaast kan spelen in de sneeuw natuurlijk ook een reden hebben die we nog niet ontdekt hebben. Het rollen en graven in de sneeuw zou een poging kunnen zijn om zichzelf schoon te "wassen" en bij het pikken in een sneeuwbal krijgt de vogel mogelijk vocht binnen. De gemaakte tunnels zouden in koudere klimaten als schuilplaats kunnen dienen tegen de barre weersomstandigheden, hoewel de vogels in het onderzoeksgebied ze daar niet voor gebruiken kan het wel nuttig zijn om je bouwskills te oefenen als er sneeuw ligt. Het één sluit het ander ook niet uit: spelen is nuttig en leuk!

Als ik de weersvoorspelling mag geloven is er komend weekend kans op winterse neerslag. Hou die vogels in je tuin dus goed in de gaten en laat het me weten als je ze ziet spelen!

19 december 2014

Zwanger zonder seks?!

Volgens het Kerstverhaal schonk de maagd Maria op Kerstavond het leven aan de zoon van God, nadat de heilige geest haar bezocht had. Het kindeke Jezus was daarbij niet het product van een wilde nacht, maar een heus voorbeeld van onbevlekte ontvangenis of maagdelijke voortplanting.

Parthenogenese is een ander woord voor het ontwikkelen van een embryo uit een onbevruchte eicel, en ja: het bestaat echt! Bij sommige diersoorten is het zelfs meer regel dan uitzondering: bladluizen en wandelende takken bijvoorbeeld. Ook bij sommige soorten kevers en watervlooien komt het regelmatig voor. Bij mieren en bijen worden de mannetjes altijd geboren uit een onbevruchte eicel. Darren bezitten dan ook slechts de helft van het aantal chromosomen van vrouwelijke bijen.

Hoe werkt het?
Normaal gaat een eicel pas delen na bevruchting door een spermacel, maar soms kan een onbevruchte eicel toch gaan delen. Dit is anders dan bij hermafrodieten die zichzelf kunnen bevruchten (de rondworm C. elegans bijvoorbeeld), omdat er in dat geval wel sperma bij de eicel komt. Nakomelingen uit parthenogenese hebben altijd alleen een moeder en geen biologische vader.

Wanneer een onbevruchte eicel zich ontwikkelt tot een embryo is het resultaat een 'halve kloon'; een eicel bevat immers de helft van het genetische materiaal van de moeder. Bij de meeste diersoorten zijn haploïde individuen (met 1 set chromosomen) echter niet levensvatbaar. Parthenogenese verloopt bij de meeste diersoorten dan ook door de versmelting van 2 meiotische dochtercellen; het poollichaampje (de kleinere van de 2 dochtercellen) neemt dan de rol van de spermacel over. Hierdoor is een jong uit natuurlijke parthenogenese voor minstens 50% identiek aan het moederdier, maar een complete kloon (exacte kopie van het ouderdier) is ook mogelijk. In dat geval verloopt de meiose onvolledig waardoor de halvering van het aantal chromosomen niet plaatsvindt.


Toch moeten we terughoudend zijn bij het bestempelen van kleine wondertjes door parthenogenese. Sommige vrouwelijke dieren kunnen namelijk sperma gedurende lange tijd in hun lichaam opslaan. Bij twijfelgevallen kan DNA-onderzoek dan uitsluitsel geven. Zo werd enkele maanden terug een echt geval van parthenogenese bij een python bevestigd doordat de jonge slangetjes alleen DNA van hun moeder bleken te bezitten.

Voorbeelden
Vissen, Reptielen & Amfibieën
Eerder dit jaar werd in Burger's Zoo een adelaarsrog geboren zonder vader, het eerste bewezen geval van parthenogenese bij deze vissensoort! Ook bij haaien zijn levende parthenogenetische nakomelingen bekend. Ik noemde de python al, maar ook bij andere slangensoorten, hagedissen, salamanders en kikkers komt maagdelijke voortplanting voor. In 2006 werd voor het eerst parthenogenese bij twee Komodo varanen in verschillende dierentuinen beschreven. Dierentuinen zijn de uitgelezen plek om parthenogenese op te merken omdat mannelijke en vrouwelijke dieren vaak gescheiden worden gehouden en documentatie over elk individu nauwkeurig wordt bijgehouden.

Vogels
Ook bij vogels zijn gevallen bekend van parthenogenese. Vooral bij kalkoenen schijnt het relatief vaak voor te komen. Er zijn tevens gegevens bekend over duiven, kippen en zebravinken, hoewel bij deze soorten vrijwel alle parthenogenetische embryo's vroegtijdig afsterven. Er is slechts 1 geval bekend van een volwassen parthenogenetische kip, bij kalkoenen is het wel gelukt om meerdere volwassen exemplaren te kweken. 

Zoogdieren
Natuurlijke parthenogenese is bij zoogdieren zeldzaam, maar er worden wel experimenten gedaan met muizen waarbij kunstmatig parthenogenetische embryo's worden geproduceerd. Niet alleen omdat het ontzettend interessant is, maar ook omdat het mogelijk kan leiden tot verbeterde vruchtbaarheidstechnieken bij mensen met een kinderwens of bij moeilijk te fokken zeldzame dieren. Door het onderzoek is bekend dat parthenogenetische muizenembryo's altijd binnen 10 dagen sterven. Voor de verdere ontwikkeling van het embryo zijn genen van 2 ouders nodig. Het is Japanse wetenschappers wel gelukt om een levende muis te produceren door het DNA uit twee eicellen van twee verschillende muizen samen te voegen waarbij 1 van de eicellen genetisch gemanipuleerd werd. Een hoop gekunstel dus waarbij van de ongeveer 460 behandelde eicellen slechts 1 levend muisje het tot volwassenheid schopte. Natuurlijke parthenogenese lijkt bij zoogdieren dus vooralsnog in een vroeg stadium onvermijdelijk te stagneren.

En de mens?
Het komt ook bij mensen weleens voor dat een onbevruchte eicel zich toch gaat delen, maar net als bij muizen leidt dit tot niet-levensvatbare embryo's die vroegtijdig spontaan geaborteerd worden.

Kan Jezus dan wel echt door onbevlekte ontvangenis verwekt zijn? Met de huidige kennis zou ik zeggen van niet: ten eerste vanwege de resultaten uit muizenexperimenten, ten tweede zou hij dan logischerwijs vrouwelijk zijn geweest (diploïde parthenogenetische individuen zijn in de regel altijd vrouwelijk, met uitzondering van vogels, reptielen en amfibieën met het ZW-seksdeterminatie systeem of waarbij temperatuur het geslacht bepaalt). Maar zeg nooit nooit. En is dat niet juist een definitie van geloof: vertrouwen hebben in het ogenschijnlijk onmogelijke?

Rest mij alleen nog aan een ieder prettige feestdagen te wensen!


Referenties:
IFLScience.com: Virgin Birth Confirmed in World’s Longest Snake Species
NU.nl: Adelaarsrog zonder vader geboren in Burgers' Zoo
University of Wisconsin Animal Science: Parthenogenesis
Kono T. et al. (2004) Birth of parthenogenetic mice that can develop to adulthood. Nature, Vol. 428(6985): 860-864.
Schut E. et al. (2008) Parthenogenesis in a passerine bird, the Zebra Finch Taeniopygia guttata. Ibis, Vol.150: 197-199. (PDF)

8 november 2014

Moederskindjes

Een kind bestaat voor 50% uit DNA van de vader en 50% uit DNA van de moeder, toch? Mis! We krijgen allemaal net een beetje extra van onze moeder mee. Mitochondriaal DNA komt namelijk altijd alleen van de moeder. En recent is ontdekt dat baby's ook na de geboorte nog cellen van hun moeder kunnen krijgen: via de moedermelk!


Mitochondriën

Mitochondriën zijn de energiefabriekjes in onze cellen. Ze zorgen ervoor dat energie uit voedingsstoffen omgezet wordt in ATP (de brandstof waarop onze cellen kunnen werken). Zo hebben spiercellen heel veel mitochondriën, maar ook onze andere lichaamscellen hebben energie nodig om te kunnen werken. Spermacellen bevatten slechts enkele mitochondriën die de cel in staat stellen om te zwemmen, maar na de samensmelting tussen sperma- en eicel worden deze vernietigd. Zo blijven er in de bevruchte eicel alleen maternale mitochondriën over.

Stamcellen
Moedermelk bevat stamcellen; dat zijn cellen die het vermogen hebben om veel verschillende soorten weefsel te vormen - hun doel ligt nog niet vast. Onderzoek met muizen laat zien dat deze stamcellen bij zuigelingen via de maag in de bloedbaan terecht komen en naar verschillende plaatsen in het lichaam reizen. Ze worden onder andere gevonden in de lever, alvleesklier, milt, nieren en hersenen, waar ze ook -net als normale cellen- de voor dat orgaan specifieke functies uitvoeren. Wat voor mogelijke voordelen er aan het doorgeven van moedermelk-stamcellen kleven is nog niet bekend.

Dit betekent dus ook dat baby's die gezoogd worden door pleegmoeders, zoals vroeger bij de rijke Grieken, Romeinen en Middeleeuwse adel gebruikelijk was, niet alleen DNA van pa en ma hebben, maar ook van de pleegmoeder ook al is het dan maar een heel klein beetje. Mits het bij mensen hetzelfde werkt als bij muizen natuurlijk...

Referentie:

1 november 2014

Mag het alsjeblieft wat stiller?

Auto's, scooters, luid gepraat en bladblazers. Het leven in de stad gaat gepaard met een breed scala aan geluiden. Maar heb je er weleens bij stil gestaan dat dieren hier last van kunnen hebben?

Bij een recent onderzoek werd bijvoorbeeld gekeken naar het effect van achtergrondgeluid op de reactie van nestkuikens op roepjes van hun ouders. Als jong vogeltje is het heel belangrijk dat je gezien wordt als je ouders met voedsel naar het nest toe komen, maar dat je bij gevaar zo stil en onopvallend mogelijk blijft. Ouders informeren hun jongen over hun komst en uiten alarmroepen bij gevaar. Maar door alle herrie in de stad kunnen nestblijvers deze signalen niet altijd goed horen!

Dus, namens alle jonge vogeltjes, mag het alsjeblieft wat stiller? ;-)


Referentie
Acoustical Society of America. "Nestling birds struggle in noisy environments." ScienceDaily 

19 oktober 2014

Links- en Rechtshandigheid

Ongeveer 90% van de wereldbevolking is rechtshandig. Het is aannemelijk dat onze verre voorouders dezelfde voorkeur lieten zien. Zelfs foetussen van 12-15 weken oud bewegen hun rechterarm vaker dan de linker en zuigen het liefst op hun rechterduim. Dit wijst erop dat rechtshandigheid niet enkel een culturele oorsprong heeft. Ondanks de sterke voorkeur voor rechtshandigheid zijn de linkshandigen niet uitgestorven, wat suggereert dat linkshandigheid in sommige gevallen toch voordelen heeft.

Onderzoek
Momenteel loopt er een onderzoek bij de Rijksuniversiteit Groningen naar de verschillen tussen links- en rechtshandigheid. Zijn linkshandigen bijvoorbeeld creatiever, gezonder of beter in sport? Voor betrouwbare resultaten is het belangrijk dat zoveel mogelijk mensen (zowel links- als rechtshandigen!) de vragenlijst invullen. Je kunt nog meedoen met het onderzoek op: http://www.helpeenhandje.nl/

Dieren
Ook bij verschillende diersoorten is de voorkeur voor links of rechts getest. Bij de aan ons nauw-verwante chimpanzees, bonobo's en gorillas zien we eveneens een voorkeur voor rechtshandigheid, terwijl orang oetans juist voornamelijk linkshandig zijn.
De meeste padden gebruiken hun rechtervoorpoot om materiaal van hun kop te vegen. Zeeschildpadden begraven hun eieren vooral met hun rechterachterpoot. Papegaaien laten een voorkeur zien voor hun linkerpoot om voedsel mee op te pakken. Kippenkuikens gebruiken meestal hun rechterpoot om op een verhoging te stappen. En bij katten speelt geslacht een rol: katers gebruiken liever hun linkerpoot om snoepjes uit een pot te vissen terwijl poezen vaker een voorkeur hebben voor hun rechterpoot.

Verschil is wel dat de mate van voorkeur bij mensen veel sterker is dan bij dieren (90% vs. 60-70%). Waarom dat is weten we nog niet. Ik ben in ieder geval erg benieuwd wat voor resultaten dit grootschalige onderzoek gaat opleveren. Helpen jullie een handje mee?

Referentie:

4 oktober 2014

Huisdieren en onze gezondheid

Haren op de bank... poep opruimen... hoge dierenartskosten... oppas regelen tijdens vakanties... het houden van huisdieren vraagt soms om aardig wat offers. Toch worden er ruim 31 miljoen huisdieren gehouden in Nederland. De voordelen wegen voor veel mensen ruimschoots op tegen de nadelen. Het houden van huisdieren helpt tegen eenzaamheid en maakt ons gelukkiger, kinderen leren verantwoordelijkheidsgevoel en omgaan met rouw. Maar hoe zit het met de invloed op onze gezondheid?

Negatieve effecten
Er bestaan infectieziekten die van dieren op mensen kunnen worden overgedragen, zogenaamde zoönoses. Een bekend voorbeeld is de kattenkrabziekte (bartonellose), die door een krab of beet op de mens kan worden overgebracht. Veel katten zijn drager van deze ziekte, dat betekent dat ze wel besmet zijn met de bacterie Bartonella henselae maar zelf geen ziekteverschijnselen vertonen. Ze kunnen deze bacterie echter wel aan anderen overbrengen. Gezonde mensen merken meestal niet zoveel van een infectie met de Bartonellabacterie, maar voor mensen met een verminderde weerstand kan de ziekte wel gevaarlijk zijn en in extreme gevallen zelfs leiden tot de dood.
Een andere bekende kattenziekte is toxoplasmose, veroorzaakt door de parasiet Toxoplasma gondii. Een mens kan hiermee besmet raken via de ontlasting van de kat, bijvoorbeeld tijdens het schoonmaken van de kattenbak of het werken in de tuin. Vooral zwangere vrouwen moeten hiervoor oppassen, want de ziekte is erg schadelijk voor de ongeboren vrucht.

Denk nu niet dat alleen katten gevaarlijk zijn. Ook honden kunnen parasieten op ons overbrengen door te bijten of te likken of zelfs gewoon vanuit hun vacht. Dieren die buiten komen kunnen teken meebrengen die zich vervolgens kunnen vastbijten in het nietsvermoedende baasje. Zo kan het zomaar gebeuren dat je net in die ene zomer waarin je amper de natuur in bent geweest toch de Ziekte van Lyme krijgt (true story). Niet elke teek is besmet met de borreliabacterie (Borrelia burgdorferi) en wanneer de teek binnen 24 uur verwijderd wordt is de kans op besmetting klein. De meeste mensen merken de ziekte op door het verschijnen van een rode kring (de Erythema migrans) enkele dagen of weken na de tekenbeet. Lymeborreliose is goed te behandelen met antibiotica, maar het is wel belangrijk om vroegtijdig in te grijpen. Bij langdurige besmetting kunnen er zenuwuitval, gewrichtsklachten, huidaandoeningen en hartritmestoornissen ontstaan. Een hoop ellende door zo'n klein beestje!

Gevreesd onder vogelhouders is de Papegaaienziekte (psittacose), veroorzaakt door de bacterie Chlamydophila psittaci. In tegenstelling tot wat de naam doet vermoeden komt deze bacterie niet alleen voor bij kromsnavels. Ook hier kan een dier alleen drager zijn. Besmetting kan via inademing van stofdeeltjes waar deze bacterie op meelift en kan leiden tot longontsteking. Ouderen (en laten we toegeven: vogels houden is nog steeds vooral een oude mannensport) kunnen er zelfs dood aan gaan.

Verder kunnen vrijwel alle diersoorten ons besmetten met schurft(mijt) of schimmelinfecties die vervelende huidaandoeningen en abcessen tot gevolg kunnen hebben.
Het is bij een onduidelijk ziektebeeld dan ook belangrijk om aan je arts te melden dat je in nauw contact met dieren bent geweest. Hoewel ziek worden vaak een kwestie van pech is zijn er wel maatregelen die je kunt treffen om de kans op besmetting te verlagen. Goede hygiëne is daarbij heel belangrijk.

Positieve effecten
Voor kinderen is het overigens niet slecht om een beetje "vies" op te groeien; wanneer het immuunsysteem tijdens je eerste levensjaren met veel verschillende ziekteverwekkers in aanraking komt zal het een divers scala aan antistoffen kunnen aanmaken. Verder blijkt dat kinderen die voor hun eerste levensjaar met dieren opgroeien minder vaak last hebben van allergieën en astma. Recent werd nog gevonden dat kinderen die als baby op schapen- of paardenvacht sliepen minder vaak astma en andere longziekten ontwikkelen, waarschijnlijk door blootstelling aan bacteriën in de vacht. Ook is er een verband aangetoond tussen spelen in de zandbak en minder kans op het ontwikkelen van allergieën.

Behalve microben-gerelateerde effecten, zijn er ook directe effecten op onze gezondheid. Tijdens het aaien en knuffelen van onze harige vriendjes maakt ons lichaam oxytocine en endorfine aan, waardoor we ons gelukkiger voelen. Ook spelen deze hormonen een rol bij wondgenezing en pijnbestrijding. Het aaien van dieren werkt tevens bloeddruk- en hartslagverlagend. Verder ondervinden huisdiereigenaren minder hinder van stress (tenzij je kleine lieveling vermist of ziek is uiteraard!).
In ziekenhuizen en bejaardentehuizen knappen patiënten en bewoners zienderogen op tijdens bezoek met konijnen, honden of papegaaien. Ook kinderen met ontwikkelingsstoornissen zijn gebaat bij de aanwezigheid van dieren. Bij een onderzoek lieten kinderen met autisme in het bijzijn van cavia's meer sociaal gedrag zien dan wanneer er speelgoed aanwezig was.

Hulphonden kunnen veel betekenen voor de mindervalide medemens. Blindengeleidehonden zorgen dat hun baasjes veilig de dag doorkomen en invaliden kunnen met de hulp van hun hond zelfstandiger leven. Er zijn honden die een epilepsieaanval kunnen voorspellen en het baasje vantevoren waarschuwen. Ook mensen met suikerziekte kunnen door hun viervoeter gewaarschuwd worden bij te lage glucosewaarden in het bloed (hypo). Tegenwoordig worden honden tevens ingezet om kanker op te sporen. Door hun goede reukvermogen zijn ook ratten in staat om ziekten zoals tuberculose te herkennen.
Ook voor de gewone mens kan een hond een belangrijke rol vervullen. Het moeten uitlaten van een hond is een stimulans om zelf ook meer te bewegen en veel baasjes roemen de (nieuwe) sociale contacten die ze tijdens zo'n wandeling gemakkelijker op doen.

Het spinnen van katten heeft een speciale werking. Katten spinnen op een frequentie tussen de 25 en 150 Hz. Frequenties onder de 100 Hz worden in verband gebracht met pijnbestrijding en versnelde heling van botbreuken. Een spinnende kat in de nabijheid is daardoor niet alleen rustgevend maar zou ook een helende werking hebben en migraineklachten kunnen verminderen.

En daarnaast is het natuurlijk ontzettend gezellig om een diertje in huis te hebben. Ik zou zelf in ieder geval niet meer zonder kunnen!
Wat vinden jullie? Wegen de voordelen op tegen de nadelen?


Referenties:
RIVM: http://www.rivm.nl/
Lynch S.V., et al. (2014) Effects of early-life exposure to allergens and bacteria on recurrent wheeze and atopy in urban children. Journal of Allergy and Clinical Immunology, Vol. 134 (3):593-601. http://dx.doi.org/10.1016/j.jaci.2014.04.018
Science daily: Newborns exposed to dirt, dander, germs may have lower allergy, asthma risk
nu.nl: Slapen op dierenhuid vermindert kans op astma bij baby
National Geographic: 5 Animals With Spectacular Sniffers
von Muggenthaler E. (2001) The felid purr: A healing mechanism? The Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 110: 2666. http://dx.doi.org/10.1121/1.4777098

17 augustus 2014

Co-evolutie, handtekeningen en wachtwoorden

In "Broedparasitisme, Maffia-vogels en stinkbommen" heb je kunnen lezen over een positief effect van broedparasitisme, maar over het algemeen is de aanwezigheid van een koekoeksjong nadelig voor de pleegfamilie. Gastoudersoorten zijn echter niet compleet hulpeloos tegen het broedparasitisme van de koekoek.

Handtekening
Er is veel variatie in het uiterlijk van eieren. Ze verschillen qua grootte, kleur en eventuele tekening. Niet alleen eieren van verschillende soorten verschillen van elkaar, maar ook binnen eieren van dezelfde soort en zelfs die gelegd zijn door dezelfde moeder vinden we deze variatie. Uit onderzoek blijkt dat keepvrouwtjes (Fringilla montifringilla) toch feilloos hun eigen eieren kunnen herkennen, zelfs wanneer er weinig verschil is tussen eieren van verschillende kepen en relatief veel verschil tussen eieren van hetzelfde individu. Het pigmentpatroon op de eieren werkt als een soort handtekening! Eieren gelegd door een koekoek missen de juiste handtekening en worden rigoreus uit het nest gegooid.

Ornaatelfjes (Malurus cyaneus)

Wachtwoord
Behalve het uitstoten van vreemde eieren hebben sommige vogels nog een andere tactiek: ze gebruiken een wachtwoord!
Bij Ornaatelfjes (Malurus cyaneus) leren de jongen in het ei al een bepaald roepje. Terwijl ze zit te broeden herhaalt moeder dat roepje meerdere keren per dag. Na het uitkomen krijgt het jong dat het roepje het beste kan imiteren het meeste voedsel. Voor de jongen is het dus beter om het wachtwoord zo vaak mogelijk te horen, maar moedervogels die vaker geluid maken lopen meer risico om opgemerkt te worden door een roofdier. Het wachtwoord is waarschijnlijk bedoeld om eigen jongen te kunnen onderscheiden van broedparasieten.

Toch lukt het een koekoekembryo weleens om het wachtwoord te kraken of weet een koekoekmoeder de ei-handtekening goed te vervalsen. Hierdoor blijven broedparasieten en gastouders elkaar continue drijven tot verbetering van hun methoden. Co-evolutie noemen we dat. Beide soorten veranderen door elkaars invloed.

Referenties:
Stoddard M.C., Kilner R.M. & Town C. (2014) Pattern recognition algorithm reveals how birds evolve individual egg pattern signatures. Nature Communications, 5. doi: 10.1038/ncomms5117.
Colombelli-Négrel D. et al. (2012) Embryonic Learning of Vocal Passwords in Superb Fairy-Wrens Reveals Intruder Cuckoo Nestlings, Current Biology, Vol. 22 (22): 2155–2160. doi: 10.1016/j.cub.2012.09.025

6 juli 2014

Dieren, Taal & Communicatie

Het is de droom van elk dierlievend kind om met dieren te kunnen praten. Neem nou een luidkeels zingend winterkoninkje; wat zou zo'n klein druktemakertje allemaal te vertellen hebben? En de hond van de buren met zijn urenlange geblaf? Of zoemende bijen?

Communicatie
is het overbrengen van een boodschap tussen een zender en een ontvanger. Lang werd gedacht dat diercommunicatie niet verder kwam dan betekenissen als "Pas op!" en "Ik ben hier!". Maar we komen er steeds meer achter dat communicatie tussen dieren helemaal niet zo simpel is...

Woorden
Woorden worden door taalkundigen gezien als de meest rudimentaire vorm van taal. Een woord is een signaal dat naar een bepaald concept refereert. Onder die definitie vallen verschillende geluiden die dieren gebruiken om informatie aan elkaar door te geven, zoals over gevaar of voedsel.
Stokstaartjes waarschuwen elkaar bij gevaar, maar wist je dat ze elkaar ook vertellen waarvoor ze bang zijn? Zo zijn er specifieke alarmroepen voor gevaar op de grond (slangen, jakhalzen) en voor gevaar uit de lucht (roofvogels). Ook olifanten, apen en vogels gebruiken verschillende waarschuwingsgeluiden voor verschillende soorten gevaar. Zo geven Amerikaanse Matkoppen informatie over de grootte van de predator aan elkaar door en passen hun zwermgedrag daar op aan. Verder is bij chimpansees en bonobo's ontdekt dat ze verschillende voedselbronnen kunnen benoemen. Ze hebben andere geluiden voor "appels", "vijgen" en "brood" en laten daarbij ook weten welk voedsel ze het lekkerste vinden.

Namen
Bij veel diersoorten zijn zogenaamde "signature calls" ontdekt, vergelijkbaar met ons gebruik van namen. Dolfijnen herkennen elkaar bijvoorbeeld aan hun unieke gefluit en paarden hebben elk hun eigen gebries. Vleermuizen hebben elk hun eigen roep en gebruiken deze onder andere om prooien te claimen.
Ook vogelkuikens hebben ieder hun eigen unieke roep waaraan de ouders hen individueel kunnen herkennen. Deze individuele roep blijkt -onder andere bij zwaluwen en dwergpapegaaitjes- niet genetisch vast te liggen, maar wordt door omgevingsfactoren gevormd. Kuikens die bij pleegouders uit het ei kruipen klinken namelijk meer zoals hun pleegouders dan als hun echte ouders. Bij dwergpapegaaitjes en dolfijnen is zelfs ontdekt dat de dieren niet alleen hun eigen naam uiten, maar ook elkaar bij naam kunnen noemen! "Sjors, waar ben je?"

Interspecifieke communicatie
Communicatie kan binnen 1 soort plaatsvinden (intraspecifiek), maar dieren kunnen ook met andere soorten communiceren (interspecifiek).
Verschillende soorten weidevogels broeden bij elkaar in de buurt. Als 1 van de vogels alarmeert, weten de anderen dat er gevaar dreigt. Stokstaartjes reageren ook op alarmroepen van vogels. De treurdrongo (een Afrikaanse zangvogel) maakt daar slim misbruik van. Door vals alarm te slaan kan hij het voedsel bemachtigen dat de stokstaartjes in de steek laten om te vluchten.
Verder staan raven en wolven bekend om hun speciale band. Raven volgen wolven om te profiteren van hun jachtsuccessen, maar leiden zelf ook wolven naar zwakke prooien of verse kadavers die te groot zijn om zelf te overmeesteren. Vergelijkbaar zijn de verhalen van menselijke jagers van de Inuit en Koyukon die tegen raven praten waarna deze hen soms naar een geschikte prooi leiden.

Dieren die mensentaal leren
Het verlangen om te kunnen communiceren met dieren leidde tot verschillende pogingen om dieren menselijke taal te leren gebruiken.
In 1931 werd een jonge chimpansee (Gua) tegelijk opgevoed met een mensenbaby (Donald). Hun ontwikkeling werd met elkaar vergeleken en men hoopte dat de chimpansee zoveel mogelijk menselijke eigenschappen zou kunnen leren, waaronder ook menselijke taal. Gua leerde ongeveer 100 woorden te begrijpen, maar kon ze niet uitspreken. Het experiment werd na 9 maanden stopgezet toen de baby chimpansee-geluiden begon te imiteren.
Huis-, dierentuin- en circusdieren die veel met mensen in aanraking komen hebben vaak wel enkele woorden geleerd. Vooral honden staan er bekend om dat ze veel kunnen leren. De meeste honden begijpen verschillende commando's zoals "Zit!", "Blijf!" en "Poot!". Sommige baasjes leren hun viervoeter om bepaalde voorwerpen te apporteren ("Pak bal" of "Pak kip"). Border collie Rico is hierin wel de koning: deze hond kent de namen van wel 200 verschillende voorwerpen!
Papegaaien zijn goed in het imiteren van geluiden, maar of ze ook snappen wat ze zeggen is een ander verhaal. De onderzoekers van Grijze Roodstaart papegaai Alex zijn er van overtuigd dat hij wel degelijk de betekenis begreep van de woorden die ze hem leerden. Alex kon 150 woorden gebruiken, gaf antwoorden op vragen en vroeg bijvoorbeeld om een banaan of om teruggebracht te worden naar zijn kooi. 

Vergelijkbaar met de kunsten van Alex is de chimpansee Sarah (130 woorden). Bonobo Kanzi begrijpt maar liefst 1000 woorden en kan 400 symbolen op een keyboard gebruiken. En met een woordenschat van meer dan 1000 woorden spant gorilla Koko de kroon! Koko leerde gebarentaal en kan meer dan 1000 woorden gebruiken in zinnen met gebruik van grammatica. Ook heeft ze zelf nieuwe woorden verzonnen door bekende woorden met elkaar te combineren (bijvoorbeeld vinger + armband = ring).

Lichaamstaal
Communicatie hoeft niet altijd door middel van geluid maar kan ook non-verbaal zijn. Zo zijn gezichtsuitdrukkingen en lichaamstaal bij mensen ook heel belangrijk om het juiste signaal door te geven. Ook gorilla's en chimpansees maken veel gebruik van lichaamshoudingen en gebaren om elkaar te laten weten wat ze bedoelen. In een recent onderzoek hebben onderzoekers de betekenis van 36 Chimpansee-gebaren kunnen vertalen.
Bij hagedissen zien we typische hoofdbewegingen en honden kwispelen met hun staart. Ook dansen kan een vorm van communicatie zijn. Met sierlijke baltsrituelen zeggen dieren dat ze elkaar leuk vinden, maar dans kan ook andere informatie doorgeven.

Bijendans
Afbeelding via
beebrooklyn.tumblr.com
De bijendans is een prachtig voorbeeld van diercommunicatie door middel van beweging. Wanneer een werkster voedsel heeft gevonden, keert ze terug naar de bijenkorf en legt door middel van een dans aan de andere bijen uit waar het voedsel zich bevindt. Voor bloemen die dichtbij de bijenkorf zijn (op minder dan 50 meter afstand), danst ze de 'rondedans' en voor bloemen die verderweg zijn (meer dan 150 meter) de meer gedetailleerde 'kwispeldans'. Voor voedselbronnen tussen de 50 en 150 meter afstand voert ze de 'sikkeldans' uit, een soort tussenvorm van beide dansen. De kwispeldans bestaat uit het dansen in de vorm van een 8 en hoe langer het rechte kwispel-gedeelte is, des te verder weg bevinden de bloemen zich. De richting wordt aangegeven door de 8-figuur schuin of minder schuin uit te voeren. Bijen oriënteren zichzelf hierbij ten op zichte van de zon. Dr. Karl von Frisch beschreef in 1967 de betekenis van de bijendans.

Andere communicatiemethoden
Er zijn nog veel meer voorbeelden van non-verbale communicatie. Veel dieren maken bijvoorbeeld gebruik van signalen door middel van geur. Denk aan het afzetten van het territorium door katachtigen of het uitzetten van een feromonenspoor door mieren.
Sommige vissen kunnen communiceren door middel van elektroreceptie. Meervallen en nijlsnoeken hebben speciale zenuwcellen (elektroreceptoren en elektrocyten) in de huid die stroom kunnen detecteren en uitzenden.
Veel diepzeedieren maken gebruik van bioluminescentie; het uitzenden van licht. Deze communicatievorm komt bijvoorbeeld ook voor bij vuurvliegjes.
Kleur kan ook als signaal dienen, bijvoorbeeld bij kameleons en inktvissen die de kleur van hun huidcellen kunnen veranderen.

Plant-communicatie
Zelfs planten kunnen met elkaar communiceren! Wanneer een plant door een rups wordt aangevreten, verspreidt hij chemische alarmsignalen via de lucht. Planten die in de buurt staan reageren daarop met de productie van insektwerende stoffen, een snellere groeisnelheid, stevigere/dikkere bladeren of stofjes die rupspredatoren lokken om de rupsen te doden. Ook via de wortels kunnen planten alarmsignalen aan elkaar doorgeven. Bij een experiment stonden planten in verschillende potten door middel van hun wortels met elkaar in contact. Wanneer de eerste pot in de keten te droog werd, reageerden de andere planten daar ook op door hun stomata (huidmondjes) te sluiten. Hoewel deze planten zelf nog niet te maken hadden met droogte, bereidden ze zichzelf wel alvast voor door waterverlies door verdamping tegen te gaan. Planten waarschuwen elkaar dus voor gevaar en kunnen hier adequaat op reageren, hoe cool is dat?!

Het analyseren van dieren- en plantentaal staat veelal nog in de kinderschoenen, maar dit is een onderzoeksgebied waar vast nog veel te ontdekken valt!


Referenties:
Templeton C.N., Greene E. & Davis K. (2005) Allometry of Alarm Calls: Black-Capped Chickadees Encode Information About Predator Size, Science, Vol. 308 (5730): 1934-1937. doi:10.1126/science.1108841
Clay Z. & Zuberbühler K. (2009) Food-associated calling sequences in bonobos, Animal Behaviour, Vol. 77(6): 1387–1396. doi:10.1016/j.anbehav.2009.02.016
Chimp "Dinner Conversation" Proof of Ape Speech? - National Geographic News
Soltis J, King LE, Douglas-Hamilton I, Vollrath F, Savage A (2014) African Elephant Alarm Calls Distinguish between Threats from Humans and Bees. PLoS ONE Vol.9(2): e89403. doi:10.1371/journal.pone.0089403
Wright, G.S. et al. (2014) Social Calls Predict Foraging Success in Big Brown Bats, Current Biology, Vol. 24(8): 885 - 889. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.02.058
Reers H. et al. (2014) Parent-environmental interactions shape acoustic signatures in tree swallows: a cross-fostering experiment, Journal of Avian Biology, Vol. 45(2): 123:130. doi:10.1111/j.1600-048X.2013.00201.x
Dolphins Call Each Other By Name - Discovery News
Can It Be? Parrots Name Their Children And Those Names, Like Ours, Stick For Life - NPR
Berg K.S. et al., (2011) Vertical transmission of learned signatures in a wild parrot, Proc R Soc B, doi:10.1098/rspb.2011.0932 
African Bird 'Cries Wolf' to Steal Food - Science/AAAS News
Flower T.P. et al. (2014) Deception by Flexible Alarm Mimicry in an African Bird, Science, Vol. 344 (6183): 513-516. doi: 10.1126/science.1249723
Heinrich B. (2000), Mind of the Raven: Investigations and Adventures With Wolf-Birds. HarperCollins Publishers.
Researchers Translate Chimpanzee "Language" - IFLScience
Hobaiter, C. & Byrne R.W. (2014) The Meanings of Chimpanzee Gestures, Current Biology
http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.05.066
The Dance Language of the Honey Bee - NCSU Apiclture
Elektrische zintuigen bij vissen - Kennislink.nl
Plant Talk - The Scientist

19 mei 2014

Kleurafwijkingen bij vogels

Albino kauw (Corvus monedula)
Foto via www.dailymail.co.uk
Ze zijn zeldzaam, maar soms kom je ze weleens tegen: vogels met een andere kleur dan hun normale soortgenootjes. We kennen natuurlijk de albino's (witte dieren met rode ogen), maar er zijn nog veel meer variaties mogelijk. Vogelkwekers hebben er een sport van gemaakt om vogels in een bepaalde kleurslag te kweken en tonen trots hun successen op vogeltentoonstellingen. Maar ook in het wild komen deze pareltjes door een speling der natuur weleens voor.

In 2006 zat er zo'n bijzonder gekleurde merel bij mijn vader in de tuin. Het was een grijs mannetje. Tot mijn grote vreugde zag ik dit jaar een pas uitgevlogen merel met precies diezelfde kleurmutatie! Ik acht de kans dat deze twee grijze merels genetisch aan elkaar verwant zijn zeer groot.


Pigmenten
De belangrijkste pigmenten die de kleur van vogelveren bepalen zijn eumelanine en phaeomelanine. Eumelanine zorgt voor een zwarte, grijze of donkerbruine kleur en phaeomelanine is verantwoordelijk voor roodbruin tot lichtgeel. De twee pigmenten samen kunnen een scala aan kleurenpracht tot stand brengen, maar er zijn ook vogelsoorten die alleen eumelanine bezitten. In ogen en huid komt bij alle vogels alleen eumelanine voor. De mogelijkheid voor de kleurcellen om melanine aan te maken is genetisch bepaald. Deze kleurmutaties kunnen dan ook overerven op het nageslacht.

Albino putter (Carduelis carduelis)
Daarnaast zijn er ook vogels die (delen van) hun verenpracht danken aan carotenoïden. Het eten van voedsel dat caroteen bevat leidt dan tot geel tot rood gekleurde veren. Een bekend voorbeeld hiervan is de flamingo die door het eten van garnaaltjes een prachtig roze verenkleed krijgt dat anders gewoon wit zou blijven. In onze volières gebruiken kleurkanariekwekers datzelfde foefje door rode kleurstoffen aan het voer toe te voegen. Maar bijvoorbeeld ook de oranje snavel van merelmannetjes wordt door carotenoïden beïnvloed. Mannetjes met de meest fel gekleurde snavel laten daarmee zien dat ze goed in conditie zijn. Een afwijking in deze carotenoïde-gebaseerde kleuren komt dan ook meestal niet door een erfelijke mutatie, maar door gebrekkig voedsel.

Albino's, Lutino's en Ino's
Albino merel (Turdus merula)
Foto via www.telegraph.co.uk
Albino's missen beide soorten melanine, waardoor de veren kleurloos zijn en de ogen -doordat de bloedvaten doorschijnen- rood kleuren. Vogelsoorten waarbij delen van het vederpak door carotenoïden wordt gevormd kunnen echter nog wel gekleurde veren hebben, zoals bij de albino putter. Albino's leven in het wild meestal niet lang, omdat hun ogen erg lichtgevoelig zijn waardoor ze minder goed kunnen zien. Ze vallen daardoor gemakkelijker ten prooi aan roofdieren, mogelijk ook door hun gebrek aan schutkleur.

Lutino halsbandparkiet
(Psittacula krameri)
Lutino's zijn vogels die het pigment eumelanine missen, maar de phaeomelanine-productie is normaal. Hierdoor hebben ze gele of rode veren en rode ogen.

Er bestaan echter ook vogels waarbij niet al het pigment ontbreekt, maar die wel een sterk verminderde melanineconcentratie laten zien. Deze vogels hebben roodachtige ogen en een licht gekleurd verenpak. Een ino kan compleet wit lijken wanneer de veren door de zon nog meer gebleekt zijn. Omdat er nog wel wat pigment overgebleven is hebben ino's minder last van slechtziendheid dan albino's.

Leucisme/bont-mutatie
De meest voorkomende kleurafwijking die we in het wild zien is een bont, vlekkerig uiterlijk van zwarte en witte veren. In dit geval is er vaak sprake van leucisme: in sommige veren wordt geen melanine gevormd, terwijl in andere veren de pigment-depositie normaal is. Hierin bestaan veel gradaties: van bijna helemaal normaal gekleurde vogels met een enkel wit veertje tot compleet witte vogels, maar wel allemaal met zwarte ogen. Witte veren in een zwart verenpak kunnen echter ook komen door een ongezonde levensstijl. We zien het bijvoorbeeld vaak bij kauwen die op het station uit de prullenbak snoepen. Wanneer er tijdens de veerontwikkeling een gebrek aan voedingsstoffen is, of mogelijk door aanwezigheid van bepaalde gifstoffen, kan er geen pigment aangemaakt worden. Bij deze vogels zien we dan ook vaak een overgang van licht/donker binnen één veer, terwijl bij leucistische vogels de gehele veer wit is.

Leucistische merel (Turdus merula)
© Anita Bannink Fotografie
Leucistische kievit (Vanellus vanellus)
© Henk van der Meer

Andere kleurmutaties
Er zijn nog veel meer kleurafwijkingen mogelijk waarbij veren vaak lichter, maar soms ook juist donkerder kleuren dan normaal. Oogkleur is bij al deze mutaties gewoon zwart.

Melanistische koereiger (Bubulcus ibis)
© Warwick Tarboton
We spreken van melanisme wanneer een hogere concentratie pigment in de cellen aanwezig is, wat leidt tot donkerdere kleuren. Hierbij kan enkel de eumelanine- of zowel de eumelanine als de phaeomelanine-concentratie verhoogd zijn.

Het tegenovergestelde van melanisme is dilutie: een verdunning van de kleur door een lagere concentratie van pigmenten. Ook hier kan de afwijking alleen in de eumelanine-productie (isabel) of in beide melaninesoorten (pastel) tot uiting komen. Het hierboven besproken ino is eigenlijk ook een vorm van dilutie, maar deze mutanten hebben door hun rode ogen een eigen benaming gekregen.

Bruinmutatie kraai (Corvus corone)
Behalve een verschil in concentratie (meer of minder pigmentgranules) kan er ook een kleurverschil optreden door een onvolledige oxidatie van deze pigmenten. We noemen dit de bruinmutatie. Deze kleurvervaging wordt nog versterkt wanneer de veren verbleken door de zon, wat soms zelfs vrijwel witte veren tot gevolg heeft. Veren van vogels met de bruinmutatie bevatten wel evenveel eumelanine-korrels, maar deze worden niet compleet omgezet naar zwart of donkerbruin.
Bruinmutatie huismus (Passer domesticus) © Donna@GWGT

Grijsmutatie Canadese gans
(Branta canadensis)
Bij de grijsmutatie is de eumelanine-productie normaal, maar phaeomelanine is compleet geblokkeerd. Zo heeft de Canadese gans op de foto hiernaast een normaal gekleurde kop en nek, maar het lichaam mist de bruine kleuren.

Wat is er nu aan de hand bij de grijze merels? Waarschijnlijk is dit een voorbeeld van dilutie. Merels hebben alleen eumelanine in hun verenkleed; een verminderde eumelanine-concentratie heeft dan een verdunde (grijze) kleur als resultaat. Net als bij de grijze meerkoet op onderstaande foto:

Dilutie meerkoet (Fulica atra) © Chris van Rijswijk
Dilutie ekster (Pica pica) © Chris Fisher
Dilutie brandgans
Foto via www.backyardchickens.com

Nog meer bijzonder gekleurde dieren zien? Kijk dan ook eens op mijn blog over chimeren: Echt of gephotoshopt

Referenties:
Grouw van, H. 2006, Not Every White Bird Is An Albino - Sense And Nonsense About Colour Aberrations In Birds, Dutch Birding, 28: 79-89.
Grouw van, H. 2012, Geen kraai zo bont of er zit wel een vlekje aan - Het fenomeen ‘witte veren’ in kraaiachtigen, het Vogeljaar, Vol. 60 (1): 3-20.

24 april 2014

Broedparasitisme, Maffia-vogels en stinkbommen

Iedereen kent het verhaal van de koekoek wel: deze vogel legt zijn ei in het nest van andere vogels. Broedparasitisme noemen we dat.

Kleine karekiet met koekoeksjong (Fotograaf onbekend)

We onderscheiden twee soorten van broedparasitisme: interspecifiek (=tussen soorten; zoals door koekoeken, koevogels en wida's) en intraspecifiek (=binnen 1 soort; bijvoorbeeld wanneer een spreeuw eieren in een nest van een andere spreeuw legt). Intraspecifiek broedparasitisme valt eigenlijk pas op als we DNA onderzoek gaan doen, maar interspecifiek broedparasitisme levert soms bizarre plaatjes op, waarbij een klein oudervogeltje een monsterlijk groot jong voert!
Ook andere diersoorten maken zich weleens schuldig aan het dumpen van hun kroost; bij vissen gebeurt dit bijvoorbeeld door de koekoekmeerval en bij insekten door doodgravers.

In de natuur is een constante wedloop gaande tussen deze "broedparasieten" en "gastouders". Koekoeken en andere broedparasieten verbeteren hun dumpmethode en gastouder-soorten verfijnen hun technieken om broedparasitisme tegen te gaan. Want waarom zou je energie steken in het grootbrengen van een jong dat niet jouw genen deelt? Vooral wanneer dit ook nog eens nadelige gevolgen heeft voor je eigen kroost. Dit laatste kan redelijk onschuldig door extra concurrentie om voedsel en/of nestwarmte, of behoorlijk agressief zoals wanneer het koekoeksjong de andere jongen of eieren uit het nest werkt.


Links: gastouder; Rechts: koekoekswever
Veel broedparasieten specialiseren zich op 1 gastoudersoort: ze zorgen dat hun eieren zoveel mogelijk lijken op die van de gastoudersoort en de jonge broedparasieten leren hun pleegbroertjes en -zusjes te imiteren. Dit om te voorkomen dat de gastouder de verstekeling opmerkt en het ei of jong afwijst. De gastouder wordt voor de gek gehouden en denkt dat het om een van zijn eigen nakomelingen gaat.

Maar de bruinkopkoevogel (Molothrus ater) gebruikt een andere tactiek: deze vogel legt zijn ei in het nest van wel 140 andere vogelsoorten! Het ei lijkt dan ook in de meeste gevallen totaal niet op die van de gastouder. Toch wordt het ei meestal niet uit het nest verwijderd. Daar zijn twee mogelijke verklaringen voor bedacht: 1) de gastoudersoorten hebben nog niet geleerd om vreemde eieren af te stoten, of 2) de maffia hypothese. Volgens de maffia hypothese accepteren de gastouders noodgedwongen de vreemde eieren omdat ze bang zijn dat de koevogel anders wraak zal nemen en hun hele nest vernietigt. Klinkt misschien erg ver gezocht, maar er zijn wel koevogels waargenomen die, nadat hun ei uitgestoten was, terugkeerden naar het nest en alle andere eieren kapot pikten!

Koevogel ei. Foto door Stuart Parker
Toch is er recent ook een positief effect van broedparasitisme voor de gastoudersoort aangetoond: Kraaiennesten met een koekoeksjong hebben minder last van predatie. Het koekoeksjong (Clamator glandarius) scheidt namelijk een vieze, stinkende vloeistof af waar predatoren liever bij uit de buurt blijven. Hierdoor hebben kraaien met een pleegkind juist meer kans om eigen jongen groot te krijgen, ondanks dat ze een extra mond te voeden hebben.
Zo zien we hier weer een voorbeeld waarbij de grens tussen parasitisme en mutualisme vervaagd. Lees ook: Parasitisme of mutualisme

Meer over methodes om broedparasitisme tegen te gaan in: Co-evolutie, handtekeningen en wachtwoorden.
Ook interessant: Moordlustige en Kannibalistische Kids, blog over siblicide.

29 maart 2014

Spermacompetitie

Als man wil je er zeker van zijn dat jouw genen worden doorgegeven aan het nageslacht. Vooral bij dieren waarbij het mannetje een rol speelt bij de opvoeding is het heel belangrijk dat de jongen waar hij zoveel energie in steekt niet van een andere man zijn.

Ten eerste is er competitie tussen mannen om toegang tot vrouwtjes. Maar ook na de paring gaat de strijd door! Vrouwtjes kunnen immers ook paren met andere mannen. Belangrijk is dan om er als man voor te zorgen dat jouw sperma de meeste kans heeft om haar eicellen te bevruchten. En daar hebben verschillende diersoorten verschillende methodes voor gevonden.

Verwijderen
Veel vogels kunnen sperma opslaan in een deel van de eileider. Sommige vogels, zoals Japanse kwartels en heggenmussen, kunnen zodoende ejaculaat weer naar buiten werken. De tweede partner pikt aan de cloaca van het vrouwtje, waarna er een druppel ejaculaat uitgescheden wordt.
De meeste insecten hebben ook een orgaan om sperma in op te slaan (de spermatheca). Mannelijke libellen en waterjuffers verwijderen met hun penis zoveel mogelijk van het eerder opgeslagen sperma voordat ze hun eigen goedje deponeren. Ze hebben speciaal voor die taak borstels op hun penis, waarmee ze het sperma van andere mannetjes gemakkelijker weg kunnen schrapen. Er is een krekel die ongeveer hetzelfde doet, met het verschil dat hij het sperma van de concurrent na het verwijderen nog opeet ook!
Andere insecten (zoals strontvliegen) gebruiken een speciale techniek om het sperma van andere mannetjes te verwijderen: ze spoelen als het ware met hun eigen ejaculaat het voortplantingsorgaan van het vrouwtje schoon.
Maar er zijn ook libellensoorten die delen van hun penis kunnen opblazen. Hierdoor kunnen ze sperma van anderen naar het einde van de spermatheca duwen, waar het minder kans heeft om gebruikt te worden voor de bevruchting.
Niet alleen de mannen, ook de vrouwtjes zelf kunnen invloed uitoefenen. Zo kunnen vrouwtjes van sommige soorten fruitvliegen met hun pootjes het sperma van een ongewenste minnaar naar buiten knijpen.

Afsluiten
Er zijn ook dieren die -na de daad- het voortplantingskanaal afsluiten door middel van een zogenaamde 'copulatory plug' of 'mating plug'; een blokkade die voornamelijk uit ejaculaat en slijm bestaat. Deze methode komt onder andere voor bij kangoeroes, schorpioenen, vlinders, spinnen, bijen, slangen, vleermuizen, eekhoorns, cavia's, ratten, muizen en primaten. Er zijn zelfs spinnen waarbij de penis na de copulatie af breekt en in het vrouwtje achter blijft.
Minder prettig voor het vrouwtje is de tactiek van sommige sabelsprinkhanen en zaadkevers. Bij deze soorten wil het mannetje weleens het voortplantingsorgaan verwonden, om de kans dat ze nogmaals met een andere partner paart zoveel mogelijk te verkleinen.

Kans
Soms heeft degene die het laatste met het vrouwtje gepaard heeft sowieso meer bevruchtingskans dan de eerste. Bij fruitvliegen bijvoorbeeld heeft nummer 2 minstens 85% bevruchtingssucces. Hoe dat precies werkt weten we nog niet. Mogelijk komt dit door het verdrijven van onbekend sperma door de nieuwe lading, of geeft het vrouwtje de voorkeur aan verser sperma.
Bij vogels is daarnaast aangetoond dat het sperma van een man die genetisch het meeste van het vrouwtje verschilt, voorrang krijgt. Het MHC (Major Histocompatibility Complex) is hierbij van belang. Dit systeem is onderdeel van het immuunsysteem en zorgt voor het identificeren van ziekteverwekkers. Bij de mens speelt het MHC ook een rol bij partnerkeuze: mensen vallen over het algemeen op individuen met een andere genetische opmaak. Hierdoor is er bij de nakomelingen meer variatie in MHC-eiwitten, waardoor ze in staat zijn om meer verschillende soorten micro-organismen te herkennen die infectieziekten kunnen veroorzaken.
Ook bij mensen zien we verschillen in bevruchtingssucces. Niet alleen de kwaliteit van het sperma is daarbij van belang, maar ook de kwaliteit van de daad. Een vrouw die in korte tijd met meerdere mannen het bed heeft gedeeld heeft de meeste kans om zwanger te worden van de man die haar tot een orgasme heeft weten te brengen.

Soldaten
Er zijn theorieën over het bestaan van kamikaze of killer-sperma. Deze groep van spermacellen zou als doel hebben om sperma van andere mannen op te zoeken en tegen te werken. Er is echter nog geen direct bewijs voor het bestaan van deze aparte groep spermacellen.
Bij vlinders en motten zijn wel twee soorten spermacellen ontdekt die duidelijk van elkaar verschillen: grote vruchtbare en kleinere onvruchtbare cellen zonder celkern. De functie van deze onvruchtbare spermacellen is nog onduidelijk, maar ze zouden een rol kunnen spelen bij spermacompetitie.

Rood en groen fruitvliegsperma (Foto: Scott Pitnick)

Ook interessant: Travestie bij dieren

Referenties:
Birkhead T.R. & Hunter F.M. 1990. Mechanisms of Sperm Competition, Trends in Ecology & Evolution, Vol. 5(2): 48-52.
Ben-Ari E.T. 1999. Paternity Battles - How males compete for fatherhood via sperm competition, BioScience, Vol. 49(12): 951-956. doi: 10.1525/bisi.1999.49.12.951
Løvlie et al. 2013. Cryptic female choice favours sperm from major histocompatibility complex-dissimilar males, Proceedings of the Royal Society B, Vol. 280(1769). doi: 10.1098/rspb.2013.1296
Baker R.R. & Bellis M.A. 1993. Human sperm competition: ejaculate manipulation by females and a function for the female orgasm, Animal Behaviour, Vol 46(5): 887–909. doi: 10.1006/anbe.1993.1272

19 februari 2014

Dieren onder invloed

Misschien herinner je je mijn blog over Alcohol- & Drugsgebruik door dieren nog.
Hier nog twee voorbeelden van drugsgebruik in de natuur.

Jaguars
Dat veel huiskatten gevoelig zijn voor kattenkruid wisten we al. Maar hun grotere familieleden kunnen er ook wat van! Jaguars in Zuid-Amerika gaan actief op zoek naar de Caapi plant (Banisteriopsis caapi). Deze plant bevat stoffen met een hallucinerende werking. Bekijk onderstaand filmpje maar eens om te zien wat er gebeurt als ze kauwen op de bladeren van deze plant.


Dolfijnen
Ook dolfijnen hebben in hun leefgebied een manier gevonden om 'high' te worden. Documentairemakers van de BBC maakten voor het eerst opnamen van dolfijnen die leken te spelen met kogelvissen. Tijdens het spel voelt de kogelvis zich bedreigd en scheidt gifstoffen af. En juist daar is het de dolfijnen om te doen! Door de gifstoffen raken ze namelijk in een soort van trance. Vergelijkbaar met het voorbeeld van de maki's met miljoenpoten dus!


12 februari 2014

Oxytocine - het knuffelhormoon

Je kunt natuurlijk een leuk jurkje aandoen, romantische muziek opzetten en zorgen voor lustopwekkende versnaperingen. Of je koopt Oxytocine neusspray! Even bij je Valentijn in de neus spuiten zorgt er namelijk voor dat je partner je aantrekkelijker vindt.

Tijdens knuffelen, zoenen en seksuele opwinding maakt je lichaam het hormoon oxytocine aan. Samen met andere hormonen als endorfine, dopamine en serotonine zorgt het voor verliefdheid en geluksgevoel.

Monogamie
Oxytocine speelt een rol bij monogamie. Vooral bij woelmuizen is veel onderzoek gedaan naar de biologie achter monogamie en polygamie. Zoals de meeste zoogdieren zijn bergwoelmuizen (Microtis montanus) polygaam. Maar de nauw verwante prairiewoelmuis (Microtus ochrogaster) is monogaam en daardoor zijn beide soorten zeer geschikt als diermodel. Men heeft onder andere het aantal oxytocine-receptoren in de hersenen van beide soorten met elkaar vergeleken en vond een hogere dichtheid bij de monogame woelmuizensoort. Vrouwelijke prairiewoelmuizen met extra veel oxytocine-receptoren hechten zich sneller aan hun partner, en na het uitschakelen van deze receptoren werd de partnerkeuze geblokkeerd. Maar, bergwoelmuizen die experimenteel meer oxytocine-receptoren hadden gekregen gingen zich niet monogaam gedragen. Er spelen dus meerdere aspecten een rol.

Moeder-kind band
Niet alleen de paarband, maar ook de band tussen ouder en kind wordt beïnvloed door oxytocine. Tijdens de geboorte van je baby is het oxytocine-gehalte in je bloed hoog, waardoor je op slag verliefd wordt op je kindje. Zowel bij moeders als bij kersverse vaders werd een hoog oxytocine-gehalte aangetoond.
Maar ook tijdens het aaien van huisdieren maken je hersenen oxytocine aan. En ja: in de hersenen van je hond gebeurt hetzelfde!

Autisme
Onderzoek heeft verder uitgewezen dat het snuiven van oxytocine sociaal gedrag bij kinderen met autisme kan verbeteren. Toch zijn artsen nog terughoudend bij het gebruik van Oxytocine neusspray omdat er nog te weinig bekend is over bijwerkingen en lange termijn effecten.

Referenties:
Ross et al. 2009. Variation in Oxytocin Receptor Density in the Nucleus Accumbens Has Differential Effects on Affiliative Behaviors in Monogamous and Polygamous Voles, The Journal of Neuroscience, Vol. 29(5): 1312-1318. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5039-08.2009
Gordon et al. 2013. Oxytocin enhances brain function in children with autism, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, Vol. 110(52): 20953-20958. doi: 10.1073/pnas.1312857110

11 januari 2014

Gezichtsherkenning door dieren

Kan jouw huisdier je gezicht herkennen? Misschien wel!
Foto via Wikimedia Commons

Het is al lang bekend dat honden de gezichten van hun baasjes kunnen herkennen. Nu blijkt dat ze dit zelfs van foto's kunnen! In een experiment werden de oogbewegingen van honden geregistreerd die naar een scherm keken met daarop voor hen bekende of onbekende gezichten. Honden blijken langer te kijken naar gezichten van mensen die ze kennen. En net als mensen letten ze daarbij vooral op het gebied rond de ogen.

Ook andere dieren zoals paarden, schapen, chimpanzees, makaken, duiven en kraaien kunnen mensen individueel herkennen aan hun gezichtskenmerken.
Bij kraaien werd dit getest door de vogels te benaderen met verschillende maskers op. Enkele kraaien werden gevangen en geringd, terwijl de onderzoekers een bepaald "slecht" masker droegen. Wanneer deze kraaien later mensen zagen die het "slechte" masker droegen scholden ze hen uit of vielen hen aan, terwijl andere maskers met rust werden gelaten. Zelfs jaren later wisten de kraaien het "slechte" masker er nog uit te pikken. En nog indrukwekkender: kraaien die zelf niet in contact waren geweest met het "slechte" masker gingen toch alarmeren als ze hem zagen! Dit is een voorbeeld van sociaal leergedrag: door elkaar te observeren leren kraaien van elkaar wie er gevaarlijk is.

Foto via Cracked.com

Gezichtsherkenning wordt over het algemeen bestempeld als een complexe cognitieve taak die alleen door intelligente dieren uitgevoerd kan worden. Die gedachtengang moet misschien bijgesteld worden na recente onderzoeken met insecten. Zo blijkt dat ook honingbijen getraind kunnen worden om menselijke gezichten van elkaar te onderscheiden.

Het valt op dat vooral dieren die gedomesticeerd zijn of in dierenparken worden gehouden menselijke gezichten uit elkaar kunnen houden. Maar één bekend huisdier mist in dit rijtje: de kat!
Het lijkt er op dat katten niet in staat zijn om gezichten van mensen te herkennen.
Wist je trouwens dat er ook mensen zijn die dit niet kunnen? Deze mensen lijden aan Prosopagnosie (gezichtsblindheid). Maar er zijn ook andere mogelijkheden om individuen te herkennen, bijvoorbeeld aan hun geur, geluid of lichaamshouding. Op die manier weet je kat (of je vriend met Prosopagnosie) toch wie je bent!


Referenties:
Marzluff et al. (2010) Lasting recognition of threatening people by wild American crows, Animal Behaviour, Vol. 79 (3): 699–707. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.anbehav.2009.12.022

Cornell, H.N., Marzluff, J.M., & Pecoraro, S. (2012). Social learning spreads knowledge about dangerous humans among American crows. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, Vol. 279(1728): 499-508. doi:  http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2011.0957
Stephan, C., Wilkinson, A. & Huber, L. (2012) Have we met before? Pigeons recognise familiar human faces, Avian Biology Research, Vol. 5 (2): 75-80. doi: http://dx.doi.org/10.3184/175815512X13350970204867
ScienceDaily (2013) Dogs Recognize Familiar Faces from Images: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/12/131218095847.htm
S.G. Lomber & P. Cornwell (2005) Dogs, but not cats, can readily recognize the face of their handler, Journal of Vision, Vol. 5 (8): 49. doi: 10.1167/5.8.49
Peirce et al. (2001) Human face recognition in sheep: lack of configurational coding and right hemisphere advantage, Behavioural Processes, Vol. 55 (1): 13–26. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0376-6357(01)00158-9
K. Wong (2013) Honeybees Can Recognize Individual Human Faces: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=face-recognition-honeybees