Nature Today

Mieren kweken bladluisklonen in ondergrondse kamertjes

27-JUL-2012 - Gele weidemieren ‘kweken’ luizen voor suiker in de vorm van honingdauw en eiwitten die ze verkrijgen door het opeten van de luizen. Nieuw internationaal onderzoek toont aan dat in meer dan de helft van de op Schiermonnikoog onderzochte mierennesten slechts één van de drie meest voorkomende luizensoorten gekweekt worden, en dat in twee derde van deze mierennesten zelfs maar één enkele kloon voorkomt. Zelfs in mierenbulten waarin meerdere luizensoorten werden gevonden, werd 95 procent van alle luizenkamertjes slechts bewoond door één enkele kloon. Aniek Ivens, promovenda aan de Rijksuniversiteit Groningen, vermoedt dat er tussen de luizen en de Gele weidemier een bijzondere vorm van symbiose is ontstaan.
Deel deze pagina

Bericht uitgegeven door de Rijksuniversiteit Groningen en de Universiteit van Kopenhagen [land] op [publicatiedatum]

Gele weidemieren ‘kweken’ luizen voor suiker in de vorm van honingdauw en eiwitten die ze verkrijgen door het opeten van de luizen. Nieuw internationaal onderzoek toont aan dat in meer dan de helft van de op Schiermonnikoog onderzochte mierennesten slechts één van de drie meest voorkomende luizensoorten gekweekt worden, en dat in twee derde van deze mierennesten zelfs maar één enkele kloon voorkomt. Zelfs in mierenbulten waarin meerdere luizensoorten werden gevonden, werd 95 procent van alle luizenkamertjes slechts bewoond door één enkele kloon. Aniek Ivens, promovenda aan de Rijksuniversiteit Groningen, vermoedt dat er tussen de luizen en de Gele weidemier een bijzondere vorm van symbiose is ontstaan.

Gele weidemier met wortelbladluis (foto: Aniek Ivens)Gele Weidemieren (Lasius flavus) houden luizen als ‘vee’ in hun ondergrondse nesten voor zowel suiker (door het ‘melken’ van luizen voor het suikerrijke goedje honingdauw) als eiwitten (door het opeten van de luizen). De luizen die door mieren worden gehouden hebben op hun beurt eigenschappen ontwikkeld die nog nooit zijn gevonden in luizensoorten die zonder mieren leven. Zo hebben de luizen bijvoorbeeld een ‘trophobiotisch’ orgaan: lange haren aan hun staart waarmee ze de honingdauw vasthouden totdat de mieren deze weglikken. In de mierennesten komen meerdere luizensoorten voor en van al deze soorten is aangetoond dat ze zich klonaal kunnen voortplanten: luizenbabies zijn exacte genetische kopieën van hun moeder.

In een recente publicatie in het wetenschappelijke tijdschrift BMC Evolutionary Biology, rapporteert een onderzoeksteam met wetenschappers van de Rijksuniversiteit Groningen, de universiteit van Kopenhagen en The Rockefeller University (New York) nieuw onderzoek naar de (genetische) diversiteit van luizen in mierenbulten op de kwelder van Schiermonnikoog. De onderzoekers toonden aan dat meer dan de helft van de mierennesten slecht één van de drie meest voorkomende luizensoorten kweekt en dat in twee derde van deze mierennesten zelfs maar één enkele kloon voorkomt. Zelfs in mierenbulten waarin meerdere luizensoorten werden gevonden, werd 95 procent van alle luizenkamertjes slechts bewoond door één enkele kloon.

Mierenbulten (foto: Aniek Ivens)Het houden van luizen door mieren wordt gezien als mutualistisch: beide insecten hebben er baat bij. De mieren kweken en beschermen de luizen; de luizen voorzien de mieren van voedsel. In zulke ‘kweek-mutualismen’ waarin het ene organisme het andere kweekt voor voedsel, kan het hebben van monocultures competitie tussen het vee of de gewassen voorkomen. Een monoculture zou dus het gevolg kunnen zijn van actieve ‘veehouderij’ door de mieren: wanneer zij altijd de beste luizen selecteren naar hun behoeften zal hun veestapel uiteindelijk nog maar weinig divers zijn.

De onderzoekers gebruikten DNA technieken om de genetische verwantschap van de drie meest voorkomende wortelbladluissoorten op Schiermonnikoog (Geoica utricularia, Tetraneura ulmi, Forda marginata) te bestuderen. Ze keken daarbij naar verwantschap op het niveau van mierennest, van grondmonsters binnen de nesten en op het (kleinste) niveau van de luizenkamertjes.

De resultaten laten zien dat er, hoewel er een aanzienlijke diversiteit aan luizensoorten en –klonen is in het zeven kilometer-lange onderzoeksgebied op Schiermonnikoog, op alle onderzochte niveaus (nesten, grondmonsters en kamertjes) vaker monocultures voorkomen dan verwacht op basis van kans. 52 procent van de mierenbulten en 99 procent van de luizenkamers werden bewoond door slechts één van de drie soorten en 60 procent van deze bulten bevatten slechts één enkele kloon. Wanneer er meerdere soorten of klonen in de nesten voorkwamen, werden ze ruimtelijk gescheiden in aparte kamertjes gehouden.

Luizenkamer in mierenhoop (foto: Aniek Ivens)Aniek Ivens, de promovenda die het onderzoek leidde, legt uit: “Hoewel de meeste mierennesten twee jaar later nog steeds dezelfde klonen bevatten, hadden twee mierenbulten inmiddels nieuwe klonen gevonden. Het is mogelijk dat er in deze gevallen sprake is van de aanwas van nieuwe klonen of dat ze eerder slechts in zulke kleine aantallen voorkwamen dat we ze in eerdere jaren gemist hebben in ons onderzoek.”

De combinatie van ondergrondse nesten, luizen die klonaal voortplanten en heel weinig genetische uitwisseling van luizen tussen nesten, heeft ervoor gezorgd dat er tussen de luizen en de Gele weidemier een bijzondere vorm van symbiose kon evolueren. Aniek Ivens vervolgt: “Parallel aan de agrarische methoden van de mens geven deze eigenschappen de mierenkolonies de mogelijkheid om de diversiteit en de grootte van hun veestapel actief te managen. Dit zorgt voor maximale opbrengst aan honingdauw van volwassen luizen die onder optimale omstandigheden gevormd door het voeden op de ideale plantenwortels en voortdurende zorg door mieren, worden gehouden. Mieren zorgen er waarschijnlijk ook voor dat zij voldoende eiwitten in hun dieet hebben door het overschot aan jonge luizen op te eten en door het vervangen van hun honingdauw-producerende ‘melkvee’ wanneer deze volwassen luizen minder productief worden.”

Tekst en foto's: Aniek Ivens, Theoretische Biologie, Rijksuniversiteit Groningen en Centrum voor Sociale Evolutie, Universiteit van Kopenhagen

Deze website maakt gebruik van cookies. Wilt u meer informatie over cookies en welke worden opgeslagen?
Lees de cookieverklaring. Niet meer tonen