Hoe een rups een vlinder wordt: metamorfose uitgelegd

Deze ongelooflijke gedaanteverwisseling heeft een reden: de insecten hoeven daardoor in hun verschillende levensfases niet om voedsel te concurreren.

Friday, August 14, 2020,
Door Liz Langley
De chrysalis van de dagvlinder Mechanitis polymniahangt aan een zijden draad in het Audubon Butterfly Garden and ...

De chrysalis van de dagvlinder Mechanitis polymniahangt aan een zijden draad in het Audubon Butterfly Garden and Insectarium in New Orleans.

Foto van Joel Sartore, National Geographic Image Collection

Vlinders staan misschien wel het meest bekend om de miraculeuze gedaanteverwisseling die ze doorlopen, waarbij ze zichzelf van een kleine dikke rups in een gevleugeld kunstwerk omtoveren. Maar ze zijn niet de enigen die zo’n drastische ommekeer ondergaan, die met de term volledige metamorfose of holometabolisme wordt aangeduid.

Maar liefst 75 procent van alle bekende insecten, waaronder bijen, kevers, vliegen en motten, ontwikkelen zich in vier stadia: ei, larve, pop en imago (het volgroeide insect). Het meest opmerkelijke van volledige metamorfose is hoezeer het uiterlijk en gedrag van de larven verschilt van de volgroeide exemplaren. Andere soorten, waaronder sprinkhanen en libellen, doorlopen een onvolledige of simpele metamorfose, waarbij er sprake is van drie stadia – ei, larve of nimf en imago. Nimfen lijken op kleine versies van volwassen exemplaren maar ontwikkelen zich en vervellen nog totdat ze volledig zijn volgroeid.

Larven van de honingbij ontwikkelen zich binnen in de cellen van een honingraat tot volgroeide bijen.

Foto van Anand Varma, National Geographic Image Collection

Eitjes en larven

Bijna alle insecten beginnen hun leven als eitjes waar ze als larven uitkomen. Rupsen zijn een type larven die veel mensen kennen, maar andere larven lijken eerder op wormpjes of piepkleine insectjes, zoals in het geval van lieveheersbeestjes. De voornaamste taak van een larve is om te groeien en te vervellen, een proces dat door hormonen wordt gestuurd. Elke fase tussen twee vervellingen wordt een ‘instar’ genoemd en sommige insecten doorlopen tot wel vijf vervellingen voordat ze het volgende stadium bereiken. Larven voeden zich alsof hun leven ervan afhangt, omdat dat inderdaad het geval is. 

Tijdens de metamorfose verandert bijna alles. Bij insecten die een onvolledige metamorfose doorlopen, worden de larven doorgaans ‘nimfen’ genoemd. Veel nimfen, zoals die van sprinkhanen, lijken wat betreft uiterlijk en gedrag op kleinere versies van volgroeide insecten. Andere, zoals dwergcicaden, zien er een beetje uit zoals hun imago’s, met kleine vleugelstompjes. Hoewel deze insecten hetzelfde voedsel eten als volgroeide exemplaren en zich ook op dezelfde manier voortbewegen, doorlopen ze nog meerdere vervellingen totdat ze volledig tot wasdom zijn gekomen. Cicaden kunnen er zeventien jaar over doen om via metamorfoses tot imago uit te groeien, waarbij ze de meeste tijd ondergronds leven.

Verpopping

Nadat ze met een laatste vervelling hun laatste instar hebben afgesloten, veranderen insecten die een volledige metamorfose doorlopen, in poppen. In sommige gevallen omringen poppen zich met een verharde cocon of chrysalis, die bij vlinders en motten van eigen zijde worden gesponnen. Als de cocon eenmaal is gebouwd, gaan deze insecten ondersteboven aan één enkele zijdedraad aan een tak of blad hangen.

Andere soorten gebruiken weer andere technieken. Zo sparen Herculeskevers in de Amerikaanse tropen tijdens hun twee jaar durende stadium als wormachtige larven genoeg uitwerpselen op om er stevige cocons van te maken.

De bijzondere reis van miljoenen monarchvlinders
De jaarlijkse migratie van de monarchvlinder is een uniek fenomeen.

Het is vreemd dat deze reusachtige kevers überhaupt een cocon maken, zegt Richard Jones, een onafhankelijk Brits auteur en entomoloog. “De meeste kevers maken geen echte pop of cocon,” zegt Jones.

“Ze wurmen zich gewoon uit hun laatste huid als larve en beginnen zich te verpoppen. Lieveheersbeestjes doen dit terwijl ze aan een tak zijn bevestigd” – geen slaapzak nodig.

Andere kevers, zoals de Noord-Amerikaanse glimworm in de VS, leggen hun eitjes in de bodem. Sommige schietmotten bouwen waterdichte doosjes van steentjes en schelpjes uit naburige rivieren en verpoppen zich onderwater.

De larven van de honingbij doen denken aan witte rupsjes en verpoppen zich in de honingraat.

Imago

Nadat een kersverse vlinder uit zijn chrysalis is gekropen, ziet het insect er vaak verwelkt uit: zijn vleugels zijn nat en moeten nog worden ‘opgepompt’ voordat ermee kan worden gevlogen, een proces dat enkele uren in beslag kan nemen.Herculeskevers komen compleet met hun indrukwekkende hoorns tevoorschijn, terwijl schietmotten hun zelfgemaakte doosjes opensnijden, naar de oppervlakte zwemmen en daar nog één keer vervellen voordat ze het luchtruim kiezen.

In het algemeen leven volgroeide insecten niet erg lang – libellen worden niet ouder dan een maand, maar vóór die tijd leven ze circa drie jaar als larven.

Veel insecten, waaronder glimwormen en langpootmuggen, eten in hun korte stadium als volgroeid insect helemaal niets, waardoor ze hun kostbare tijd kunnen besteden aan het zoeken van partners. De Amerikaanse maanvlinder heeft niet eens een bek of spijsverteringsstelsel.

Dat betekent niet dat volgroeide insecten slechts afspiegelingen van hun oude zelf zijn. In 2008 leerden onderzoekers van de Georgetown University in Washington DC enkele rupsen van de tabakspijlstaart om een bepaalde geur te verafschuwen en te vermijden. Ook als vlinders gingen ze de geur uit de weg, wat erop wijst dat volgroeide insecten zich ervaringen uit hun tijd als rupsen kunnen herinneren.

Bewerkelijke levenscyclus?

Metamorfose is uiteindelijk een zeer geslaagde strategie vanwege het feit dat nog groeiende en al volgroeide exemplaren van een en dezelfde soort verschillend voedsel nodig hebben. Rupsen doen zich tegoed aan voedingsrijke bladeren om al die gedaanteverwisselingen te kunnen doorlopen, terwijl vlinders alleen maar wat nectar (eigenlijk niet meer dan suikerwater) hoeven op te zuigen.

Zo worden soorten met zulke uiteenlopende ontwikkelingsfases “plotseling voorzien van een concurrentievrije zone,” zegt Katy Prudic, entomologe aan de University of Arizona in Tucson. Ouders en nakomelingen zijn niet elkaars voedselconcurrenten, zodat beide levensfases zich onafhankelijk van elkaar kunnen ontwikkelen.

“Het is een wonderbaarlijk proces waarbij je jezelf volledig opnieuw uitvindt,” zegt Prudic. “Omdat insecten een metamorfose doorlopen, kunnen ze plekken opzoeken en verkennen die ze als maden, rupsen of wormen nooit hadden kunnen bereiken.”

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

Lees meer