Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Vlinder heeft ieder seizoen een ander patroon

Een tropisch vlindertje past zich aan aan zijn omgeving en creëert zo betere overlevingskansen. Dit wordt veroorzaakt door hormoonsignalen, die informatie over de temperatuur doorgeven aan weefsels van de vlinder. Bioloog Ana Rita Mateus laat zien hoe een complex samenspel van omgeving, fysiologie en genetica de ontwikkeling van jonge vlindertjes stuurt. Promotie op 5 juli.

Warm of koud

Is het warm of koud weer als de larven van Bicyclus anyana zich ontwikkelen tot vlinder? Dat blijkt voor deze soort nogal wat uit te maken. De vlinder leeft op de savanne, waar grote verschillen bestaan tussen het natte en het droge seizoen. Vlinders die leven in het natte seizoen hebben over het algemeen grote oogvlekken op hun vleugels, vlinders in het droge seizoen hebben veel kleinere vlekken. Deze vleugelpatronen corresponderen met strategieën om te voorkomen dat de vlinders worden opgegeten door vijanden die op dat moment aanwezig zijn. En er zijn meer verschillen. Zo zijn droogseizoenvlinders beter bestand tegen droogte, investeren volwassen exemplaren meer in lichaamsreserves en planten ze zich later voort.

Schommelingen opvangen

Bicyclus anynana wordt steeds vaker gebruikt als model om het fenomeen fenotypische plasticiteit te bestuderen, legt promovendus Ana Rita Mateus uit. Dit houdt in dat signalen uit de omgeving de ontwikkeling zo beïnvloeden dat dieren of planten compleet verschillende eigenschappen hebben, ook al zijn ze genetisch hetzelfde. Door fenotypische plasticiteit kunnen ze schommelingen in hun omgeving opvangen.

Temperatuur waarnemen

Wetenschappers weten al wat de verschillende vormen van Bicyclus anynana de vlinder voor voordelen opleveren. Ook zijn ze bezig uit te zoeken welke onderliggende, fysiologische processen hierbij van belang zijn. Maar hoe de dieren temperatuur waarnemen en vaststellen, en hoe dat hun ontwikkeling beïnvloedt, is een groot raadsel.

Vleugels van vlinders levend in het droge seizoen (links) en in het natte seizoen (rechts)

Hormoon

Dat onderzocht Mateus tijdens experimenten in het lab. Bijvoorbeeld door vlinderlarven te laten opgroeien bij verschillende temperaturen. Het lukte haar de verschillende seizoenstypes te manipuleren door het hormoon ecdyson te injecteren op verschillende tijdstippen van de ontwikkeling, voorafgaand aan volwassenheid. Mateus ontdekte dat niet alle weefsels van de vlinder op precies dezelfde manier reageren op omgevingstemperatuur. Haar onderzoek laat zien dat verschillende eigenschappen in hetzelfde dier verschillende gevoeligheden hebben voor signalen van buitenaf, én voor interne, hormonale signalen. Dat onderstreept hoe complex het samenspel tussen omgeving en fysiologie is bij het vormen van de verschillende lichaamsdelen.

Nieuw kleurtype

Ook bestudeerde ze welk effect verschillen in genetische aanleg hebben op hoe vlinders reageren op temperatuurverschillen en hoe dit de grootte van de oogvlekken beïnvloedt. Vlinders met genvarianten die de oogvlekgrootte en -kleur beïnvloeden, blijken het gevoeligst te reageren op temperatuurvariatie. Ook ontdekte ze dat er bij lage temperaturen drie groepen pigment de kleur van de vleugels bepalen, en bij hoge temperaturen vier groepen. Bij extreme omstandigheden kunnen de vlinders zelfs een tot nog toe niet geobserveerde kleur aannemen, voorspelt Mateus. ‘Deze studie onderstreept hoe complex de interactie tussen genen en omgeving is, en hoe belangrijk die is voor de evolutie van genotypische plasticiteit.’