Thema 4: Voortplanting

Voortplanting en klimaat

Voor vele soorten is er slechts een korte periode in de jaarlijkse cyclus waarin de voorwaarden voor voortplanting of groei aanwezig zijn. Deze periode wordt vaak bepaald door het voedselaanbod. Voor planteneters betekent dit dat ze afhankelijk zijn van de ontwikkeling van planten, terwijl de vleeseters op hun beurt afhankelijk zijn van de ontwikkeling van de planteneters. Zo komen rupsen vaak pas uit als hun voedselplant bladeren heeft. Als ze eerder uitkomen, overleven ze het niet.

De vijanden van vlinders, zoals koolmezen, leggen hun eitjes op zo’n moment, dat het uitkomen van de eitjes weer samenvalt met de grootste hoeveelheid aanwezige rupsen (rupsenpiek). Op deze manier kunnen de koolmezen genoeg voedsel verzamelen voor de jongen.

Nu is het probleem dat iedere soort net even anders (of helemaal niet) reageert op de klimaatverandering. Zo is uit onderzoek gebleken dat in de voedselketen ‘zomereik - kleine wintervlinder - koolmees’, de timing van de verschillende soorten niet altijd meer goed op elkaar aansluit. Door de warmere lentes van de afgelopen tientallen jaren loopt de zomereik tien dagen eerder uit. De rupsen van de kleine wintervlinder komen echter nog eerder uit; hierdoor verhongert er een deel door een gebrek aan eikenblad. De koolmees begint echter niet zoveel eerder met broeden en loopt dus ook een deel van het rupsenvoedsel mis voor de jongen. Het kost de koolmezen dan ook meer energie om hun jongen groot te krijgen en hierdoor worden hun eigen overlevingskansen ook weer kleiner. Uiteindelijk is de sterfte onder de koolmezen dus ook groter dan voorheen.

Uit de pas lopen met de rest van de voedselketen heeft dus gevolgen voor individuele dieren, maar dit geldt ook voor een hele populatie. Als één rups dood gaat, is alleen maar dat dier de dupe. Maar als een groot deel van een populatie sterft, of de exemplaren met bepaalde eigenschappen, dan heeft dat vérstrekkende gevolgen.

Koolmees en wintervlinder zijn geen kwetsbare soorten. Daarom zullen ze ook niet direct uitsterven ondanks de negatieve gevolgen van de warmere lentes. Het zijn wel goede modelsoorten: soorten waar onderzoekers aan kunnen onderzoeken hoe de gevolgen precies in elkaar steken. De resultaten kunnen vervolgens gebruikt worden om voorspellingen te doen over de kwetsbare soorten.

Onderzoeksidee: Verkeerde timing voor de kleine wintervlinder

Tonnie de Kogel-Stuivenberg, Apeldoorn, 17 november 2009

De timing van de rupsen komt erg precies bij de kleine wintervlinder. Volwassen kleine wintervlinders (Operophtera brumata) komen aan het begin van de winter uit. De vleugelloze vrouwtjes paren met de gevleugelde mannetjes aan de voet van een eikenboom waarna ze omhoog lopen, de kruin in, waar ze hun eitjes leggen. De eitjes blijven daar liggen en beginnen zich pas eind februari verder te ontwikkelen, waardoor ze aan het begin van de lente uitkomen.

Het is heel belangrijk voor de rupsen om op het goede moment uit hun eitjes te komen. De rupsen leven namelijk van de hele jonge blaadjes van de eik. Wanneer ze te vroeg uitkomen - voordat de eik blaadjes heeft - zal een groot deel het niet overleven. Wanneer ze echter uitkomen als de eik al volop bladeren heeft, zijn ze te laat. Deze bladeren bevatten namelijk veel grotere concentraties tannine dan de jonge blaadjes. Tannine, ook wel looizuur genoemd, zorgt ervoor dat de bladeren slecht verteerbaar zijn voor de rupsen. Wanneer de rupsen alleen de oudere bladeren kunnen eten, zullen ze minder zwaar worden of doen ze er langer over om het juiste gewicht te bereiken. Dit zorgt er weer voor dat ze een grotere kans hebben om opgegeten of geparasiteerd te worden.

De timing van de rupsen moet dus precies goed zijn. Nu varieert de bladontplooiing van de eik al sterk per jaar, ook zonder de invloed van de klimaatverandering, waardoor de eitjes een speciale ‘sensor’ hebben ontwikkeld om het juiste moment van uitkomen te bepalen. Deze ‘sensor’ let echter niet op de eik, maar op signalen uit de omgeving. Naarmate deze omgeving verandert, zal deze ‘sensor’ ook moeten veranderen om nog goed te kunnen reageren. Wanneer de omgeving te snel verandert, zoals de afgelopen 25 jaar, heeft de ’sensor’ niet genoeg tijd om zich optimaal aan te passen. Hierdoor is deze niet meer in staat om de juiste signalen uit de omgeving te koppelen aan de juiste reactie. Op deze manier ontstaat dus steeds vaker een verkeerde timing van de rupsen ten opzichte van de eik.

Onderzoeksvragen

Hoe groot is het probleem van de verkeerde timing van de rupsen en de koolmezen?
Waarom is het eigenlijk een probleem?
Welk effect heeft tannine precies op de ontwikkeling van de rupsen?
Hoe bepalen koolmezen het juiste moment om hun eieren te leggen?
Wat zijn de consequenties van de verkeerde timing van de rupsen voor de koolmezenpopulatie?

Activiteiten

Het NIOO in Heteren doet onderzoek naar de timing van zomereik, kleine wintervlinder en koolmezen. Naturetoday verzamelt en analyseert eerste waarnemingen (dit zijn waarnemingen van bijvoorbeeld de eerste eitjes die uitkomen, of de eerste bladeren aan de eik). Er zijn dan ook vrij veel artikelen, persberichten en dergelijke over dit onderwerp te vinden. Ga op zoek naar de informatie om de onderzoeksvragen te kunnen beantwoorden. Je kunt ook proberen om een onderzoeker van het NIOO te interviewen om zo de antwoorden te krijgen.

Je weet nu wat de gevolgen van klimaatverandering kunnen zijn voor de natuur. Bedenk tenslotte wat jij kunt doen om de negatieve effecten van klimaatverandering tegen te gaan en zo de rupsen van de kleine wintervlinder en de koolmezen een handje te helpen! (zie stap 3 van het stappenplan)