Eendagsvliegen en bejaarde krekels

Hoe oud wordt een vlinder, een sprinkhaan of een libel? Dat hangt ervan af. De ene soort is de andere niet, en ook voor de gemiddelde en maximale levensduur is variatie troef onder insecten. Bovendien moeten we leeftijden bekijken met de relevante tijdschaal voor een bepaalde soort. Een dag in het leven van een mens met een levensverwachting van 76 jaar is niet hetzelfde als een dag voor een kever die bijvoorbeeld drie weken leeft. Een kwartier meer of minder activiteit kan voor een vlinder erg betekenisvol zijn.

De gemiddelde levensverwachting van het bont zandoogje is hooguit twee weken.

Fruit als levenselixir

Lang leven is in de natuur geen doel op zich. Het is een kenmerk dat samenhangt met de andere kenmerken van de levensstijl van een soort. Aan insecten kleeft het beeld dat ze kortlevende dieren zijn, al zijn ze lang niet allemaal eendagsvliegen. Wanneer je een kakelverse vlinder zoals het bont zandoogjeindividueel merkt, zie je dat de gemiddelde levensverwachting hooguit twee weken is. Je vindt oudere exemplaren, maar in de natuur toont zich zelden een exemplaar van een maand oud. De vleugels verouderen snel, raken schubben kwijt en brokkelen af. Gentiaanblauwtjes trekken het gemiddeld minder dan een week als volwassen vlinder.

Fruit eten doet vlinders langer leven. In onze contreien associëren we vlinders gewoonlijk met bloemen en nectar, maar in tropische wouden leven soortenrijke gemeenschappen die zich voeden met rijpe tot rotte vruchten. Een uitgebreide merk- en hervangstcampagne in een Oegandees woud toonde dat deze fruiteters een veel langer leven beschoren zijn als volwassen insect dan vlinders in de Lage Landen. Een tropische zandoog hield het 67 dagen vol, terwijl een exemplaar van een soort verwant aan de kleine ijsvogelvlinder 293 dagen bleef rondfladderen.

Variatie in levensduur is nog iets anders dan veroudering. Wetenschappers omschrijven veroudering als de met leeftijd samenhangende afname van het functioneren van een organisme. Lang werd aangenomen dat insecten niet lang genoeg leven om tekenen van veroudering te kunnen detecteren. Daarvoor heb je langlevende soorten nodig, zoals mensen, herten of olifanten. Niets is minder waar. Ondertussen figureren fruitvliegen dikwijls in onderzoek naar wat veroudering doet met genen en genexpressie, met de werking van zenuwcellen, spiervermogen, enzovoort.

Fruitvliegen figureren dikwijls in onderzoek naar wat veroudering doet met genen en genexpressie.

Kostbare voortplanting

Als fruitvliegjes niet aan voortplanten toekomen, leven ze langer. Het is het bekende principe van de kost van de voortplanting. Onderzoekers kunnen dat manipuleren door de diertjes bij lage temperatuur en korte daglengte in klimaatkamers te houden: die condities brengen hun voortplantingsorganen in een rustfase. Reproductieve diapauze, heet dat.

De fysieke prestaties van vliegjes op leeftijd uit de diapauzegroep vergeleken de onderzoekers met die van soortgenoten die bij warmere standaardcondities werden gehouden. De fruitvliegen met de eerste behandeling waren beduidend beter in allerhande kracht- en behendigheidsoefeningen, zoals klimmen op een klimrek voor vliegen. Fysieke aftakeling begon dus merkelijk later.

Ze merkten ook dat de verschillen in veroudering doorwerken tot in het brein. Vooral ter hoogte van het zogenoemde mushroombody-deel van hun hersenen merkten ze verschillen in de werking van de neuronen. Dat deel is functioneel te vergelijken met onze hippocampus. De onderzoekers identificeerden tal van genen die belangrijk zijn bij veroudering. De invloed van veroudering laat zich duidelijk merken in de afnemende efficiëntie van het immuunsysteem: ook oude vliegjes hebben sneller een infectie beet.

Big brother met krekels

Als evolutiebiologen willen we niet alleen met fruitvliegen in het lab aan de slag. Wie variabele veroudering binnen en tussen soorten wil begrijpen doorheen een evolutionaire bril moet ook in het veld aan de slag. Dat is ingewikkeld en logistiek vaak een ferme uitdaging.

Diverse teams boekten wel al vooruitgang met veldstudies naar veroudering bij krekels, waterjuffers en vlinders. Een opmerkelijk onderzoek in dit vakgebied loopt al enige tijd aan de University of Exeter. De Britse biologen volgen al meer dan tien jaar het wel en wee van een populatie veldkrekels. Het studiegebied ligt niet in Groot-Brittannië, maar betreft een weide in het noorden van Spanje.

Hier wordt ieder exemplaar van de veldkrekel individueel gemerkt en in heuse bigbrotherstijl gevolgd met een netwerk van maar liefst 140 videocamera’s. Dat levert een schat aan informatie op over overleving en gedragsvariatie. Bij veldkrekels zijn beide geslachten erg territoriaal en verdedigen ze hun plekje rond een holte die als schuilplaats geldt. De vegetatie voor de holte vreet het mannetje weg, want op deze arena zal het tsjirpen. Hun studie toont overtuigend dat oudere mannetjes op dat vlak minder goed presteren. Maar er is veel variatie. Zo zagen de onderzoekers dat het leeftijdsgebonden verval in zangprestaties verschilde tussen jaren.

De aanzienlijke variatie die de onderzoekers vaststelden toont het belang om ook rekening te houden met milieufactoren bij verouderingstheorieën. Voor deze insecten spelen temperatuur, neerslag en de hoeveelheid zonneschijn een belangrijke rol. Klimaatverandering kan zich daarom laten gelden via veranderingen in het verouderingsproces binnen een populatie. Naast fysieke milieufactoren spelen ook biologische milieufactoren een rol. Denk aan variatie in de predatiedruk tussen jaren.

Het laboratorium is prima om bepaalde deelaspecten van veroudering onder gestandaardiseerde omstandigheden uit te spitten, maar de meest complexe vraagstukken vergen een aanpak in het veld. Pret verzekerd, alsook een heerlijke portie biologische ingewikkeldheid.