Hoe vuurvliegjes hun fraaie lichtshows coördineren

Een unieke Mexicaanse vuurvliegsoort kan zijn ‘knipperlicht’ afstemmen op dat van soortgenoten. Hoe slagen deze insecten erin hun bioluminescente signalen te coördineren?

dinsdag, 28 mei 2019,
Door Douglas Main

Elke zomer geeft een unieke vuurvliegsoort even buiten het Mexicaanse dorpje Nanacamilpa een ongelooflijke lichtshow weg.

De insecten behoren tot het twaalftal vuurvliegsoorten die hun lichtsignalen kunnen synchroniseren. Wanneer de mannetjes rondvliegen om de vrouwtjes het hof te maken, laten ze tegelijkertijd een heldergeel licht knipperen, dat in golven door het donkere woud pulseert.

De soort, Macrolampis palaciosi, werd pas zeven jaar geleden voor het eerst beschreven en over de biologie van het vliegje is weinig bekend.

Horden toeristen komen in juni en juli naar de deelstaat Tlaxcala in oostelijk Centraal-Mexico om de vuurvliegjes te bewonderen. Nadat hij in 2017 in de National Geographiceen artikel over de vuurvliegjes en hun rol in de plaatselijke toerismesector had gelezen, besloot documentairemaker Blake Congdon naar het gebied af te reizen om de gebeurtenis te filmen.

Het duurde een maand voordat de perfecte combinatie van omstandigheden zich voordeed: een regenachtige dag – met een droge periode in de vooravond – tijdens een maanloze nacht die niet te warm en niet te koud was. Toen begon de magie.

“Ik was absoluut verbluft,” zegt Congdon. De show was volgens hem nog spectaculairder dan het lichtspektakel dat door andere synchroniserende vuurvliegjes wordt opgevoerd in de Amerikaanse nationale parken van de Smoky Mountains en Congaree.

“Je vraagt je af waarom deze diertjes dat doen? Voor mij is dit schoonheid: dit raadselachtige, zeldzame fenomeen.”

Veel wetenschappers vragen zich hetzelfde af: hoe slagen de vuurvliegjes erin om hun bioluminescente lichtsignalen te coördineren en waarom doen ze dat?

De magie van vuurvliegjes

Naar het waarom werd in de jaren zestig al gespeurd door twee onderzoekers die in Thailand werkten: John en Elisabeth Buck. Zij opperden dat synchroniserende vuurvliegjes hun signalen op elkaar hebben afgestemd door de timing van hun signaal telkens iets aan te passen aan de signalen van de dichtstbijzijnde soortgenoten. Die afstemming wordt beïnvloed door de aanwezigheid van andere vuurvliegjes en ook door kunstlicht.

De minieme aanpassingen die in de loop der tijd door afzonderlijke vuurvliegjes werden uitgevoerd, zorgde er uiteindelijk voor dat ze hun signaal allemaal op elkaar afstemden, zegt Steven Strogatz, een wiskundige die is gespecialiseerd in synchroniciteit en manifestaties daarvan in de wilde natuur. (Lees meer over het glimvermogen van vuurvliegjes.)

In een wetenschappelijk artikel dat Strogatz in 1990 samen met een collega publiceerde, werd aangetoond dat vuurvliegjes die knipperlichtsignalen afgeven, zogenaamde ‘gekoppelde trillingen’ veroorzaken. Daarbij organiseert de hele groep zich op basis van minieme aanpassingen van afzonderlijke vliegjes in een gesynchroniseerd geheel. Hetzelfde algemene principe is van toepassing op de afzonderlijke pacemakercellen van het hart, die zich allemaal tegelijkertijd moeten samentrekken.

Maar veel vragen blijven nog onbeantwoord. Bijvoorbeeld: als de mannetjes juist willen opvallen, waarom coördineren ze hun signalen dan tot één gesynchroniseerde show?

Volgens Sara Lewis, die aan de University of Connecticut onderzoek doet naar vuurvliegjes, zou die synchroniciteit vreemd genoeg zijn ontstaan als een toevallig bijproduct van de evolutie van het baltsgedrag van de mannetjes.

Sommige insecten en amfibieën tsjirpen of kwaken binnen enkele seconden van elkaar, ogenschijnlijk op een gesynchroniseerde manier. Maar de mannetjes die als eerste hun signaal afgeven, lijken daardoor aantrekkelijker voor vrouwtjes te worden, zo blijkt uit onderzoek.

Vuurvliegjes in het bos in Santa Clara Sanctuary.
Foto van Kirsten Luce, National Geographic

Andrew Moiseff, neurobioloog aan de University of Connecticut, denkt dat synchroniciteit de communicatie kan vergemakkelijken. Elke vuurvliegsoort heeft weer een ander type knipperlicht, legt hij uit, en op plekken waar meerdere soorten actief zijn, kan het zijn dat het coördineren van lichtsignalen ervoor zorgt dat soortgenoten elkaar kunnen vinden.

Ook zouden de donkere tussentijden tussen de lichtsignalen er volgens hem voor zorgen dat de mannetjes de vrouwtjes in het donker kunnen spotten.

Onopgeloste raadsels

Maar dat alles verklaart nog niet hoe de mannetjes zich afzonderlijk kunnen onderscheiden. “We zien hier geen individualiteit,” zegt Moiseff.

Wanneer een mannetje zijn signalen naar een vrouwtje uitzendt, is het volgens hem onmogelijk voor het vrouwtje om haar signaal naar één specifiek mannetje terug te sturen. Dus moeten ze beschikken over vormen van communicatie en baltsgedrag waarbij meerdere mannetjes een vrouwtje benaderen. Hoe dit precies werkt, is onbekend, zegt Moiseff.

In het geval van de vuurvliegjes van Nanacamilpa laten de vrouwtjes op de grond een zacht gloeilicht schijnen, terwijl de mannetjes rondvliegen en hun gesynchroniseerde knipperlicht uitzenden.

Eén vrouwtje wordt vaak belaagd door meerdere mannetjes, die dichte groepen kunnen vormen, zegt Tania López Palafox, een doctoraalstudente aan de Universidad Nacional Autónoma de Mexico (UNAM) die deze insecten bestudeert.

Deze gewoonte maakt de vuurvliegjes kwetsbaar voor de toenemende aandacht van toeristen. Wie door de bossen wandelt, kan de vrouwtjes op de grond pletten, zegt López. Ook wordt de bodem daardoor compacter, wat een probleem kan zijn voor de vuurvliegjes, die vele maanden als larven onder de grond leven, waar ze zich voeden met weekdieren als wormen en slakken voordat ze als volgroeide vliegen uit de grond kruipen.

Synchroniserende vuurvliegjes zijn niet alleen in Mexico maar ook op plekken in de VS, Thailand, Taiwan en andere landen in Zuidoost-Azië echte toeristische trekpleisters geworden.

Als die toestroom goed wordt beheerd, kan dat volgens Lewis een pluspunt zijn, maar als dat niet gebeurt, is het een gevaar voor de vliegjes. In Nanacamilpa zijn populaties vuurvliegjes in de afgelopen tien jaar in aantallen afgenomen, zegt López, en velen vinden dat er meer regelgeving nodig is.

Zo zouden looppaden van planken in het gebied aangelegd kunnen worden om te voorkomen dat mensen de vrouwtjes vertrappen en de bodem inklinkt, zegt Lewis. (In Taiwan is men daar op enkele plekken waar vuurvliegjes gespot kunnen worden al mee begonnen.) Het is ook van groot belang dat mensen zo weinig mogelijk kunstlicht gebruiken en insectenspray vermijden, want hierdoor kunnen de vuurvliegjes worden gestoord in de korte tijd dat ze hun paringspartners zoeken en zich voortplanten.

Kunstlicht is de belangrijkste dreiging voor de vuurvliegjes, want het stoort het vermogen van de dieren om te communiceren en zich voort te planten. Om die reden waarschuwt Congdon mensen ervoor om in de buurt van de insecten geen licht te gebruiken. In de video gebruikte hij overigens wél een personage met kunstlicht, want hij vond dat het gedempte licht nodig was om de kijker een gevoel van schaal en context te geven.

“De eerste twee weken filmde ik zonder dat personage, maar dat werkte niet,” vertelt ze. “Mijn doel is om de vliegjes een duidelijker podium te bieden,” zegt ze, waardoor meer mensen deze dieren hopelijk willen beschermen.

Lewis ziet de video als een “gelegenheid om de bedreiging van vuurvliegjes te benadrukken.”

Maar de schoonheid van hun lichtshows spreekt voor zichzelf. “De synchroniciteit geeft het gebeuren een soort primaire aantrekkingskracht,” zegt zij. “Het is voor mensen bijna een religieuze ervaring.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

LEES VERDER

Hoe geven vuurvliegjes licht? Wetenschappers hebben het antwoord

Eindelijk hebben scheikundigen een verklaring gevonden voor het gloeiende achterlijf van de insecten.
Lees meer