De evolutionaire trucs van insecten ontrafeld: zo nemen ze roofdieren in het ootje

Hoe zorg je ervoor dat je niet het volgende hapje wordt van een hongerige vogel? Sommige insecten hebben een giftige angel of scherpe kaken, andere doen gewoon alsóf ze gevaarlijk zijn. Britse wetenschappers hebben de briljante vermommingen als nooit tevoren geanalyseerd met behulp van levensechte 3D-geprinte insectmodellen.

Door dit technologische hoogstandje konden wetenschappers van de University of Nottingham eindelijk een eeuwenoude evolutionaire vraag beantwoorden: hoe dicht moet je eigenlijk bij het uiterlijk en de gedragingen van een nepwesp zitten om roofdieren zoals vogels of spinnen voor de gek te houden?

De ene bedrieger is de andere niet
In de natuur bestaat een fenomeen dat bekendstaat als ‘Batesiaanse mimicry’: onschuldige soorten bootsen het uiterlijk na van gevaarlijke soortgenoten, zodat ze niet opgegeten worden. Een bekend voorbeeld is de zweefvlieg, die zich voordoet als wesp. Sommige zweefvliegen lijken griezelig veel op een echte wesp, anderen lijken er slechts vaag op. Maar waarom is dat zo? Waarom zijn sommige ‘bedriegers’ beter dan anderen? Onder leiding van evolutiebiologen Tom Reader en Christopher Taylor onderzochten de Nottinghamse wetenschappers deze vraag met behulp van 3D-modellen van insecten. Door gebruik te maken van 3D-scans van echte wespen en zweefvliegen konden ze de vorm, kleur en het patroon van de digitale modellen manipuleren en die vervolgens met een 3D-printer omzetten in tastbare modellen. “Met deze modellen konden we vragen beantwoorden als: wat als de zweefvlieg iets meer zwart-geel was, zoals een wesp?”, vertelt Taylor. “We waren zo in staat om allerlei variaties te testen zonder echte insecten te veranderen en voor de leeuwen te werpen.”

Video: een bidsprinkhaan nadert langzaam een ​​3D-geprint model van een wesp voordat hij toeslaat. Het model wordt met een motor verplaatst, omdat bidsprinkhanen statische prooien negeren. Bron: Hallie Rees

Hoe ver kun je gaan met valsspelen?
Het team wilde ontdekken hoe ‘goed’ een imitator moet zijn om roofdieren daadwerkelijk te misleiden. In gecontroleerde experimenten werden verschillende geprinte modellen — van bijna perfecte kopieën tot nogal slordige imitaties — aangeboden aan hongerige vogels en spinnen. En wat bleek: vogels zijn scherpe waarnemers. Ze trapten minder snel in de misleiding wanneer de kleur of grootte van de zweefvlieg afweek van die van een echte wesp. Spinnen daarentegen waren minder kritisch. Slecht lijkende nepwespen konden bij hen alsnog wegkomen zonder aangevallen te worden.

Groepscamouflage
Kleur bleek het allerbelangrijkste kenmerk voor succesvolle mimicry, gevolgd door grootte. Vorm en patroon speelden ook een rol, maar waren minder doorslaggevend. Bovendien ontdekten de onderzoekers dat sommige ‘middelmatige’ bedriegers veiliger waren wanneer er meerdere wespachtige soorten aanwezig waren in de omgeving. Een soort groepscamouflage dus.

Reader is erg in zijn nopjes met zijn nieuwe aanpak. “De modellen bieden een uniek kijkje in de werking van evolutie. Als evolutiebioloog wil je begrijpen hoe iets in het verleden is ontstaan. Maar zonder tijdmachine is dat lastig. Met deze technieken kunnen we levensgrote, kleurrijke modellen maken van hoe de voorouders van de insecten er mogelijk uit hebben gezien. We kunnen zelfs een 3D-beeld schetsen van het uiterlijk van toekomstige nakomelingen van deze diertjes.” Daarna is het simpel: je laat een roofdier, zoals een vogel of spin, kiezen. Wat valt er op aan de confrontatie? Welke uiterlijke kenmerken werken het beste in het kat-en-muis-spel? Zo ontdek je stukje bij beetje hoe de natuur zijn slimme vermommingen heeft geperfectioneerd.

Computertechnologie
Deze studie is niet alleen een ode aan de vindingrijkheid van insecten, maar ook aan de mogelijkheden van de moderne wetenschap. Door computertechnologie te combineren met evolutiebiologie kunnen onderzoekers nu vragen stellen en beantwoorden die voorheen onmogelijk waren. Dit resulteert uiteindelijk in een beter begrip van hoe zelfs de kleinste details in uiterlijk het verschil kunnen maken tussen leven en gegeten worden.