Ondergrondse veehouderij op Schiermonnikoog

Gele weidemieren houden wortelbladluizen in hun ondergrondse nesten; de luizen voorzien de mieren van voedsel. Onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen en de Universiteit van Kopenhagen ontdekten dat vier van deze luizensoorten op Schiermonnikoog zich voornamelijk klonaal blijken voort te planten. Ook de veestapels van deze mieren blijken weinig divers te zijn. Deze bevindingen dragen bij aan het onderzoek naar de evolutie en het bestaan van samenwerking tussen verschillende soorten (mutualisme), zoals deze mieren en luizen, beter te begrijpen.

Warm
Nu de zomer begonnen is en het weer warmer wordt komen ook de ondergrondse insecten tot leven. De gele weidemier (Lasius flavus) is een ondergrondse mier die op extensief begraasde grasvelden en op kwelders grote bulten maakt om in te wonenIn zo’n bult woont een mierenkolonie die bestaat uit een koningin en haar werkstervolk (± 5000 werksters). Omdat deze mieren nooit boven de grond komen, moeten ze dus ook alle voedsel voor de kolonie ondergronds verzamelen. Gelukkig hebben ze een eigen veestapel die in een groot deel van hun voedselvoorziening voorziet. De mieren graven namelijk in hun bult kleine kamertjes aarin ze wortelbladluizen houden. Om aan suiker te komen melken de mieren de luizen voor honingdauw. ms eten ze de luizen voor de eiwitten. De mieren zijn dus heuse veetelers die

Mutualisme
In ruil voor het voedsel geven de mieren de luizen huisvesting en beschermen ze hen actief tegen hun vijanden. In totaal komen er 13 verschillende soorten luizen voor in deze mierennesten, waarvan de meesten niet zonder de mieren kunnen leven.

Een interactie als deze, waarbij individuen van verschillende soorten elkaar helpen, heet mutualisme. Mutualisme vind je overal in de natuur: goede voorbeelden zijn bijen die de planten bevruchten in ruil voor voedsel, en de bacteriën die in onze darmen wonen en in ruil daarvoor ons eten helpen verteren. Het mutualisme tussen de gele weidemier en de wortelbladluizen in zijn nest is een speciaal soort mutualisme wat we ‘cultivatie-mutualisme’ noemen. In deze vorm van mutualisme zorgt de ene soort (‘de teler’) ervoor dat de soort die hij eet (‘de symbiont’) goed groeit. De teler is altijd een dier; de symbiont kan een ander dier of een ‘gewas’ zijn (bijvoorbeeld een plant of een schimmel). We hebben hier dus te maken met landbouw en veehouderij in de natuur.

Voor evolutiebiologen is de evolutie van mutualisme nog altijd een raadsel. Als twee soorten zó van elkaar afhankelijk zijn als de mieren en de luizen die hierboven zijn beschreven, hoe kan het dan dat de ene soort die andere soort niet gaat uitbuiten (parasiteren)? Zou het niet veel slimmer zijn om van de hulp te profiteren zonder zelf veel hulp te geven? En misschien hebben de twee partners wel een verschillende agenda: de luizen willen zich misschien verspreiden over zoveel mogelijke verschillende mierennesten, terwijl de mieren liever hebben dat de luizen al hun energie in goede honingdauw stoppen en niet in het wegvliegen naar andere nesten. Hoe worden conflicten tussen de partners over deze verschillende agenda’s over bijvoorbeeld verspreiding of (seksuele) voortplanting opgelost? Dit zijn vragen die op ieder voorbeeld van mutualisme van toepassing zijn. Door de verschillende vormen van mutualisme met elkaar te vergelijken kunnen we beter begrijpen onder welke omstandigheden mutualisme kan bestaan en wanneer niet.

Genetisch onderzoek
Onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen en de Universiteit van Kopenhagen hebben daarom de gele weidemier en drie van haar luizensoorten (Geoica utricularia, Forda marginata, Forda formicaria en Tetraneura ulmi) onder de loep genomen op Schiermonnikoog. Met behulp van genetisch onderzoek toonden ze aan dat deze vier soorten op Schiermonnikoog zich waarschijnlijk nooit of alleen zeer zelden seksueel voortplanten.

De luizen zijn dus allemaal klonen van hun moeders. Ook ontdekten de onderzoekers dat de luizen zich wel kunnen verspreiden naar andere mierennesten, maar dat dit eigenlijk zelden gebeurt. Het aantal gevleugelde luizen is dan ook zeer laag in alle vier de soorten. Opvallend was dat de veestapel binnen mierenbulten maar weinig divers was: vaak houden mieren slechts luizen van één of twee soorten en van iedere soort houden ze ook vaak maar één kloon. In de veestapels die gevarieerder waren, werden de verschillende luizen ruimtelijk gescheiden: soorten en klonen hadden meestal een eigen kamertje. Misschien voorkomen de mieren op deze manier dat verschillende luizen elkaar wegconcurreren en blijft het beetje diversiteit dat er is behouden.

Tekst en filmpje: Aniek Ivens, Theoretische Biologie, Rijksuniversiteit Groningen en Centrum voor Sociale Evolutie, Universiteit van Kopenhagen.

Bron en video: Natuurbericht