Onverwachte voordelen van voedselconcurrenten | Max Planck Society

Bij het leggen van eieren accepteren tabakshaviken kevers die strijden om voedsel om veilig te zijn voor sluipwespen.

Een onderzoeksteam van het Max Planck Instituut voor de Chemische Ecologie ontdekte dat tabak-enthousiaste vrouwtjes bij het leggen van eieren een ongebruikelijke voorkeur tonen voor stekelige appelplanten die daadwerkelijk worden verspreid door bladkevers. De kevers en hun larven concurreren eigenlijk met de larven van de tabaksbuizerd om voedsel. Planten die besmet zijn met kevers geven een ander aroma af met alfa-copaen en maken ze aantrekkelijker voor tabaksliefhebbers. Ondanks de voedselconcurrentie lijken rupsen baat te hebben bij het kiezen van dergelijke waardplanten omdat ze beter beschermd zijn tegen sluipwespen, die planten vermijden die naar kevers ruiken. De onderzoekers konden bij tabaksliefhebbers ook de geurreceptor identificeren die dit gedrag regelt.

Door de best mogelijke legplaats te kiezen, bepalen veel insecten de weg naar de best mogelijke groei voor hun nakomelingen: er moet voldoende voedsel zijn en de larven die uit de eieren komen, moeten zo veilig mogelijk zijn voor ziekteverwekkers en roofdieren.

In een eerdere studie heeft een onderzoeksteam onder leiding van Marcus Kenadin en Bill Hanson van Afdeling Ontwikkelingsneuroanatomie Het is nu al bewezen dat tabaksliefhebbers hun eieren niet leggen op planten waar ze de uitwerpselen van andere soorten kunnen ruiken. “Dus ze willen natuurlijk voedselconcurrentie vermijden. Dus vroegen we ons af of de motten ook planten vermijden waar andere herbivore insecten mee besmet zijn”, zegt eerste auteur Jin Zhang, die de onderzoeksvraag in het huidige onderzoek samenvat.

door kever aangetaste mijten

Gedragsexperimenten met doornappelplanten Datura mijn boekColoradokever familie daturaphila .logo Ze waren besmet, maar met volledig onverwachte resultaten: het is duidelijk dat de vrouwelijke tabaksbuizerds er zelfs de voorkeur aan gaven om daar hun eieren te leggen, in vergelijking met planten waar de kevers ze niet aantasten. “Eerlijk gezegd waren we in het begin een beetje gefrustreerd omdat we verwachtten dat de experimenten onze oorspronkelijke hypothese zouden bevestigen, namelijk dat eierleggende vrouwelijke tabakshaviken de concurrentie om voedsel vermijden. Maar in ons geval was het onverwachte resultaat plotseling logisch. We ontdekten dat met kevers geïnfecteerde planten ruiken heel anders.En sluipwespen, die vaak plantengeuren gebruiken om hun gastheerinsecten te vinden, zijn minder efficiënt in het opsporen van tabakshaviklarven op door kever aangetaste planten, legt onderzoeksleider Marcus Kenadin uit.

In de natuur is het niet altijd mogelijk om alle bedreigingen te vermijden en tegelijkertijd een plek te kiezen met veel eten. Studies gaan ervan uit dat tot 90 procent van de tabakshaviklarven afkomstig zijn van wespen Cotesia conigligata opdringerig zijn. Dit soort sluipwespen leggen hun eitjes in larven en brengen ook ziekteverwekkers over. Parasitaire larven sterven uiteindelijk en de nakomelingen van de wesp komen uit.

De geur van geïnfecteerde planten is anders

De onderzoekers gebruikten deze kennis om het gedrag van tabaksliefhebbers te onderzoeken, wat op het eerste gezicht vreemd leek. Ze analyseerden de geur van stekelige appelplanten die waren aangetast door Coloradokevers en vergeleken deze met controleplanten zonder de besmetting. Bovenal was er een ongebruikelijke toename van alfa-copaen in het aromatische boeket van planten.

De volgende vraag van het team was hoe motten deze geur waarnemen en verwerken. Aangezien tabaksliefhebbers ongeveer 70 reukreceptoren hebben die kandidaten kunnen zijn voor het alfa-copaen-spoor, kan het erg lang duren om alle kandidaten afzonderlijk te testen. In plaats daarvan stelde een combinatie van complexe moleculair-biologische benaderingen hen in staat om het aantal potentiële reukreceptoren te verminderen van ongeveer 70 tot 6 en uiteindelijk te identificeren dat Or35 waarschijnlijk betrokken is bij het leggen van eieren en geactiveerd wordt door alfa-copaen.

De onderzoekers onderzochten ook het gedrag van sluipwespen die geur bestrijden. Experimenten waarbij wespen tussen twee geuren kozen, lieten enerzijds een voorkeur zien voor Cotesia conigligata Om de planten te ruiken waarmee de larven zich voeden. Aan de andere kant toonden ze ook aan dat wespen de geur vermijden van planten die ook besmet zijn met coloradokevers. Deze bevindingen kunnen ook worden bevestigd door gedragsexperimenten in een testtent waar alleen stekelige appelplanten werden besmet met tabaksbuizerds of tabaksbuizerds en Coloradokevers.

Kosten-batenanalyse

Hoewel tabakshaviklarven niet zo goed groeien op door kever aangetaste planten als op niet-geïnfecteerde planten, zijn vrouwelijke motten ontvankelijk voor dit defect bij het leggen van eieren, omdat het voordeel van bescherming tegen sluipwespen duidelijk overheerst. Deze kosten-batenanalyse, ook wel ’trade-off’ genoemd, speelt een belangrijke rol in milieu-interrelaties. Onze resultaten laten zien dat eenvoudige verklaringen vaak ontoereikend van aard zijn. Tabaksliefhebbers moeten niet alleen nadenken of de plant geschikt is als voedsel voor hun kroost, maar ook of er inderdaad potentiële concurrenten zijn en of hun aanwezigheid de gevaren van roofdieren helpt vermijden, vat Bill Hanson samen.

Andere studies zullen aantonen waarom stekelige appelplanten verschillende geuren afgeven, afhankelijk van de insecten die ze eten. Zowel de larven van tabaksbuizerds als de larven van de coloradokeversoort daturaphila .logo Het zijn insecten die kauwen en soortgelijke schade aan plantenweefsels veroorzaken. Aangenomen wordt dat micro-organismen een rol spelen bij de orale afscheiding van de dieren. Interdisciplinaire benaderingen, die zich bijvoorbeeld ook richten op de rol van micro-organismen in deze complexe interacties, helpen om andere opwindende aspecten van de diverse interacties tussen organismen te onthullen.