We zouden geen vijgen hebben zonder wespen - dankzij mutualisme

Mutualisme is een vorm van symbiose waarbij een fascinerende wisselwerking tussen twee organismen ontstaat die gunstig is voor beide soorten. En in het dierenrijk wemelt het van de voorbeelden.

Tuesday, September 29, 2020,
Door Liz Langley
Een witkinsaffierkolibrie, die alleen in het noorden van Zuid-Amerika voorkomt, voedt zich met de nectar van ...

Een witkinsaffierkolibrie, die alleen in het noorden van Zuid-Amerika voorkomt, voedt zich met de nectar van een bloem.

Foto van Alex Saberi, Nat Geo Image Collection

Het is welbekend dat bestuivers als bijen ervoor zorgen dat we van onze favoriete etenswaren kunnen genieten, van aardbeien tot amandelen. Minder bekend is hoe de relatie tussen bestuivers en bloemen is ontstaan: door mutualisme.

Daarbij gaat het om een wisselwerking tussen twee organismen van verschillende soorten die gunstig is voor beide soorten. Mutualisme is een vorm van symbiose, een hechte en stabiele relatie tussen twee organismen van verschillende soorten, zij het dat er ook symbiosen bestaan die maar voor één van beide soorten gunstig is. De andere vormen van symbiose zijn parasitisme, commensalisme en amensalisme.

Wanneer bestuivers als bijen, vlinders en kolibries nectar uit bloemen zuigen, pikken ze daarbij ook stuifmeel op, de spermacellen van de plant. Vervolgens verspreiden ze het poedervormige stuifmeel over andere planten, zodat die zich kunnen vermeerderen. De bestuiver krijgt gratis eten, de plant krijgt nakomelingen. 

Het is een samenwerking die zó succesvol is gebleken dat 170.000 plantensoorten en 200.000 diersoorten bij deze strategie zijn betrokken en dat bestuiving bijdraagt aan 35 procent van de totale wereldproductie aan voedselgewassen.

Sommige planten en bestuivers hebben zich wederzijds aangepast om aan elkaars behoeften te kunnen voldoen. Zo hebben meerdere kolibriesoorten tijdens hun evolutie snavels ontwikkeld die de perfecte vorm hebben om er de nectar van specifieke bloemen mee op te zuigen. De zwaardkolibries van Zuid-Amerika gebruiken snavels die langer zijn dan hun lichaam om nectar in passiebloemen met diepe kelken te kunnen bereiken. 

Bijen krijgen van sommige bloemen een voorkeursbehandeling. Zo bootsen de bloemen van de bijenorchis het uiterlijk van vrouwtjesbijen na.

Als mannetjesbijen met deze nepvrouwtjes proberen te paren, buigt de bloem zijn meeldraden en overlaadt de bij met stuifmeel. “De orchidee slaat met zijn zogenaamde pollinia [stuifmeelklompjes] direct op de bij,” zegt Kayla Hale, doctoraalstudente ecologie en evolutiebiologie aan de University of Michigan in Ann Arbor. 

Voorzien van de stuifmeelklompjes, ziet de mannetjesbij er “echt onhandig en schattig uit,” zegt zij. Samen met de aangebrachte uitsteeksels zoemt hij naar de volgende bijenorchis.

Vrijwillig of verplicht

Omdat de bijenorchis ook zichzelf kan bevruchten en zich dus ook zonder de hulp van zijn mutualistische partner kan voortplanten, is deze bloem een voorbeeld van ‘facultatief (vrijwillig) mutualisme’. 

Deze garnalen zijn een schoonmaakploeg voor vieze vissen
In het Caribische rif wachten deze garnalen, ancylomenes pedersoni, op een feestmaal van de parasieten van deze vissen. Uit onderzoek blijkt dat de garnalen en de vissen elkaar signalen geven voordat ze met hun transactie beginnen. De garnalen maken de binnenkant van de kieuwen en bek schoon, en andere moeilijk bereikbare plekken. De garnaal krijgt te eten, en de vis blijft gezond.

De gewone poetslipvis is beroemd om zijn schoonmaakwerk voor grotere vissen: hij krijgt een gratis maaltijd door parasieten uit de kieuwen en bek van deze vissen te plukken. Op koraalriffen in de Indische en Stille Oceaan blijven grote vissen (de klanten van de poetslipvis) een tijdje in de ‘wasstraat’ rondhangen om door poetslipvissen te worden schoongemaakt. Omdat poetslipvissen naast deze parasieten ook andere voedselbronnen tot hun beschikking hebben, is deze symbiose eveneens een vorm van facultatief mutualisme. 

Maar in het geval van vijgen en wespen hebben beide soorten elkaar nodig om hun hele levenscyclus te voltooien. Dat is dus een geval van ‘obligaat (verplicht) mutualisme’. Er bestaan zo’n 750 soorten vijgen, die elk door een specifieke soort vijgenwesp worden bestoven.

De levenscyclus begint als een vrouwtje van de vijgenwesp een gaatje boort in een vijg – die eigenlijk geen vrucht is, maar een bundel van omgekeerd groeiende bloempjes binnen een harde schil. De vrouwtjeswesp legt haar eitjes in de vijg en sterft. Als de larven uitkomen, worden de vrouwtjeslarven bevrucht door de vleugelloze mannetjeslarven. De vrouwtjeslarven komen tot wasdom en bezoeken weer andere vijgen, waarbij ze het stuifmeel van hun eerdere bezoekjes op andere planten overbrengen en zo de levenscyclus voltooien.

Diffuus en gespecialiseerd mutualisme       

Als dieren fruit eten en de zaden ervan uitspugen of uitpoepen, hebben ze van het voedzame deel van het fruit kunnen genieten terwijl de plant een kans krijgt om zich te verspreiden en te vermeerderen. 

Vogels en zoogdieren zijn de meest gebruikelijke zadenverspreiders, maar ook hagedissenkrekels en zelfs bananenslakken kunnen zaden meevoeren, zegt Judith Bronstein, ecologe en evolutiebiologe een de University of Arizona in Tucson. 

Omdat zadenverspreiders een grote verscheidenheid aan planten eten, zijn het zogenaamde ‘diffuse mutualisten’. 

Bij ‘gespecialiseerd mutualisme’ gaat het daarentegen om soorten met een wat exclusievere relatie.

Slechts één vogelsoort, de zwarte zijdevliegenvanger uit het zuidwesten van de VS en Mexico, verspreidt de zaden van de woestijnmaretak, een parasitische plant. De bessen van de plant zijn “zeer kleverig, dus als ze de darmen van de vogel eenmaal zijn gepasseerd, moet de vogel zijn achterste afvegen om de zaden kwijt te raken,” zegt Bronstein, die deze vorm van mutualisme in Arizona heeft bestudeerd.

De vogel maakt daarbij meestal gebruik van takjes van de gastheerboom waarin de maretak leeft, waardoor de zaden daar blijven plakken en de plant op de plek groeit waar hij behoort te groeien. 

“Een behoorlijk handig trucje, waarvoor zo te zien alleen de zwarte zijdevliegenvanger is te porren,” zegt zij.

Hoe is mutualisme ontstaan?

Lang voordat er bijen door de lucht zoemden, vermeerderden planten zich door middel van een proces dat ‘anemogamie’ wordt genoemd. Daarbij wordt stuifmeel op de wind meegevoerd en landt het soms op de juiste plek. Dat is een niet erg efficiënt mechanisme, dus ontwikkelde zich tijdens de evolutie ook een beter mechanisme: bestuiving door andere soorten. 

Maar de eerste bestuivende insecten, zoals kevers, aten waarschijnlijk meer stuifmeel op dan ze op andere planten overdroegen, waardoor de vermeerdering van deze planten werd gehinderd. Daarom ontwikkelden planten tijdens hun evolutie nectar: een suikerhoudende en zeer voedingrijke beloning.

“Het werd voor dieren aantrekkelijk om deze planten te bezoeken en zich te voeden met de nectar, waarbij ze met stuifmeel werden bedekt en dat vervolgens verspreidden,” zegt Bronstein. Ook zorgt de nectar ervoor dat ze zich niet tegoed doen aan jouw nakomelingen [zaden].”

Organismen met mutualistische relaties kunnen zich tijdens de evolutie ‘gelijk op’ ontwikkelen, waarbij ze in reactie op elkaar nieuwe eigenschappen aannemen. Zo hebben acaciabomen in Midden-Amerika waarschijnlijk holle doornen ontwikkeld waarin acaciamieren kunnen leven.

Op hun beurt ontwikkelden de mieren defensief gedrag, zoals het optrommelen van de hele kolonie en het vermogen om te steken, om de boom tegen knabbelende planteneters te beschermen. Andere acaciasoorten waarin geen mierenkolonies leven, hebben geen holle doorns maar produceren zelf chemische stoffen waarmee ze zich tegen planteneters beschermen.

Het is verleidelijk om mutualisme in een menselijk licht te zien, als een uitwisseling tussen twee vrienden, maar het gaat toch echt om twee soorten die proberen te overleven. En het kan daarbij om een precair evenwicht gaan. 

Zo zouden planten volgens Bronstein idealiter slechts een beperkte hoeveelheid nectar in een bepaalde tijd moeten produceren, zodat bestuivers zich met die beperkte voorraad voeden en verder vliegen om nog meer voedsel te vinden – en zo andere planten te bestuiven. Maar soms blijft een bestuiver langere tijd op een plant zitten en zuigt tijdens één bezoek alle nectar op.

“Er is een verschil tussen het belang van de bestuiver en het belang van de plant,” zegt Bronstein. “Dat is de basis voor enkele zeer fascinerende evolutionaire uitwisselingen tussen beide partners.”

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

Lees meer