Insecten

Er zijn verschillende projecten die naar de effecten van licht op insecten kijken. Omdat insecten een onderdeel van het voedselweb, zowel als bevruchters van planten, alswel als voedsel voor prooidieren, in verschillende projecten wordt er gekeken naar de onderdelen van deze interacties. De informatie hierover hebben we opgedeeld in twee delen: 1. Interactie insect-predator en 2. Interactie insect-plant

Interactie insect-predator

Dit onderzoek wordt uitgevoerd door promovendus Hannah Broeckx. Hoofdverantwoordelijke voor het onderzoek is prof. dr. Astrid Groot. Beiden werken zij aan de Universiteit van Amsterdam. Voor vragen, stuur je een mail naar Hannah: h.broeckx@uva.nl

Achtergrond

Nachtvlinders, en insecten in het algemeen, vormen een belangrijke voedselbron voor een brede waaier aan dieren, zoals bijvoorbeeld vogels, vleermuizen maar ook voor andere insecten. Daarnaast zijn ze ook belangrijk voor planten als bestuivers en herbivoren. Dit zorgt ervoor dat ze een centrale positie hebben in de voedselketen. Als de nachtvlinders minder goed kunnen voortleven, heeft dit grote consequenties voor de andere organismen die ervan afhankelijk zijn. We noemen dit roofdier-prooi-relaties en die moeten in balans blijven voor het behouden van biodiversiteit

Licht speelt hierin een belangrijke rol aangezien deze eeuwenoude relaties onder natuurlijk licht zijn ontstaan. Het kunstmatig licht dat tegenwoordig overal in het landschap aanwezig is, kan het systeem daardoor uit balans brengen. Zeker op nachtactieve soorten kan dit een grote invloed hebben.

Er zijn verschillende manieren waarop licht de relatie kan verstoren, voornamelijk door verstoring van de biologische klok. Ten eerste, als er veel licht is in de nacht, zullen de nachtdieren de daglengte bijvoorbeeld anders waarnemen. Hierdoor verschuift het moment van activiteit van dag- en nachtactieve roofdieren alsook dat van nachtvlinders zelf. Als tweede kan een verschuiving van biologische ritmes ook op grotere tijdsschaal plaatsvinden. Zo kan licht effect uitoefenen op de snelheid waarmee de levenscyclus wordt doorlopen. Bijvoorbeeld vogels, zoals kool- en pimpelmezen, stemmen het grootbrengen van hun kuikens sterk af met de tijd waarop er veel rupsen zijn. Als er een kleine verschuiving plaatsvindt in het tijdstip dat de rupsenpiek er is, kan dit al desastreuse gevolgen hebben. Als derde kan licht ook het gedrag en het waarnemingsvermogen van roof- en prooidieren aantasten. Als laatste is er dan ook nog de aantrekkingskracht van het licht. Heel veel nachtvlinders, alsook andere insecten, worden aangetrokken door licht. Zeker licht van korte golflengtes, zoals wit, blauw of groen licht. Waarom ze dit gedrag vertonen, blijft onzeker. Wat we wel kunnen zien is dat sommige roofdieren er dankbaar gebruik van maken. Zo kan je bijvoorbeeld de, bij ons zeer algemene, Gewone dwergvleermuis ’s avonds druk in de weer zien onder een lantaarnpaal. Eén voor één schrokt die de verzamelde insecten naar binnen en wat overblijft, wordt misschien wel gevangen in één van de slim gepositioneerde spinnenwebben of door een vogel de volgende dag. Wellicht op dat moment goed voor de roofdieren, maar het aantal insecten is niet oneindig.

Met dit project gaan we het effect van licht op de relatie tussen nachtvlinders en hun roofdieren verder in kaart te brengen. Uiteindelijk zullen we hulpvolle richtlijnen ontwikkelen die zowel natuur als maatschappij ten goede komen.

Hoe het kunstmatige licht vleermuizen precies beïnvloedt, verschilt per soort. Grote en trage soorten zullen het licht proberen te vermijden omdat hier de kans groter is dat ze door bijvoorbeeld uilen gevangen worden. Kleinere behendige vliegers, zoals de veelvoorkomende Gewone dwergvleermuis (Pipistrellus pipistrellus), zijn beter in staat de aanval van een uil te ontwijken en kunnen daardoor het straatlicht gebruiken als jachtterrein. Veel insecten worden namelijk aangetrokken door het licht, wat de directe omgeving van de lantaarnpaal tot een waar buffet maakt. Heeft de vleermuis het hierdoor makkelijker in de stad dan op het platteland? Welk effect heeft het kunstlicht op de activiteit van de vleermuis door de nacht heen? En maakt het uit of de lantaarnpaal wit of een ander kleurtje schijnt? Of misschien wat minder fel? Dit zijn vragen die wij komende jaren met ons onderzoek willen gaan beantwoorden.

Image by Hannah Broeckx

Lopende experimenten

Omdat dit het eerste jaar is van ons onderzoek, zijn we dit seizoen vooral bezig met het uittesten van verschillende proefopzetten en vangtechnieken. Hiermee kunnen we het volgende vliegseizoen op volle kracht werken.

Zo zijn we dit jaar onder meer begonnen met een experiment op verschillende plaatsen in Rotterdam en Den Haag. Hier wordt per nacht, in samenwerking met de gemeenten, afgewisseld tussen een lage en hoge intensiteit verlichting voor drie opeenvolgende lantaarnpalen. Aan de middelste paal hangt dan telkens een vleermuizendetector en een vlucht-onderscheppingsval, waarmee we de activiteit en aanwezigheid van beide groepen kunnen volgen. Elke ochtend worden de insectenvallen leeggehaald. Dit gebeurt bij het ochtendgloren zodat de koudbloedige insecten dan nog niet voldoende zijn opgewarmd om weer te gaan vliegen.

Ook in Amsterdam, Utrecht en op de Veluwe zijn deze vallen te vinden. Hier wordt nog niet gewerkt met verschillende intensiteiten, maar we willen er alvast de lokale biodiversiteit in kaart brengen. Om diezelfde reden zijn er op verschillende locaties in Amsterdam ook regelmatig feromoonvallen te spotten.

Instrumenten

Voor dit onderzoek zullen we zowel buiten als in het laboratorium aan de slag gaan. Buiten kunnen we gebruik maken van feromoonvallen om de activiteit en aanwezigheid van specifieke soorten in kaart te brengen. Feromonen zijn stofjes die door de vrouwtjes worden geproduceerd om de mannetjes van dezelfde soort te lokken. Deze zijn daartoe vaak uitgerust met prachtig geveerde antennes, om zo zelfs heel lage concentraties waar te nemen. Voor een groot aantal soorten kennen we ondertussen ook de samenstelling van deze feromonen. Zo kunnen we de stoffen zelf namaken om de mannetjes naar onze vallen te lokken.

Een andere veelgebruikte methode om verschillende soorten nachtvlinders aan te trekken zijn lichtvallen. Deze bestaan in allerlei vormen en maten, maar steunen op de algemene aantrekkingskracht van licht met een korte golflengte, zoals UV, blauw en groenlicht.

Helaas zijn lichtvallen niet ideaal in lichtonderzoek, omdat je hiermee het effect van het stadslicht beïnvloedt. Daarom maken we ook gebruik van zogenaamde vlucht-onderscheppingsvallen. Deze kan je ophangen onder een lantaarnpaal en zo insecten vangen die aangetrokken worden door dit aanwezige licht. De grote plexiplaten hebben als functie de insecten te onderscheppen in hun vlucht zodat deze verticaal naar beneden vallen in de emmer, waar ze omwille van de trechteropening moeilijk uit ontsnappen.

Roofdieren kunnen we dan weer in de gaten houden met behulp van bijvoorbeeld camera’s en vleermuisdetectoren, die het ultrasone geluid van vleermuizen opnemen.

In het laboratorium gaan we  aan de slag met zelf gekweekte vlindersoorten zoals de gewone velduil (Agrotis segetum) en kooluil (Mamestra brassicae). Zowel de rupsen als de volwassen vlinders gebruiken we in gedragsexperimenten waarbij we kijken hoe efficiënt rovers op hun prooi kunnen jagen onder verschillende lichtcondities. Hiervoor zetten we verschillende experimenten op, waarbij rups, voedselplant en roofdier samen worden geplaats om vervolgens de interacties nauwkeurig in kaart te brengen.

Interactie plant-insect

Dit onderzoek wordt uitgevoerd door promovendus Ivanka Spruijt. Hoofdverantwoordelijke voor het onderzoek is prof. dr. Astrid Groot en dr. Gerard Oostermeijer. Zij werken aan de Universiteit van Amsterdam en Universiteit Leiden. Voor vragen, stuur je een mail naar Ivanka: i.spruit@cml.leidenuniv.nl

Achtergrond

Naast de rol die insecten spelen als voedingsbron voor onder andere vogels en vleermuizen, maken zij nog deel uit van andere wisselwerkingen. Zo zijn planten cruciaal in verschillende levensfasen van veel insecten. Dat begint al bij het leggen van eitjes, insecten die hun eitjes leggen op planten hebben al snel een voorkeur voor één of enkele soorten planten; dat noemen we een waardplant. Als jonge larve of rups zijn de nakomelingen vervolgens aangewezen op diezelfde plant als voedingsbron. Wanneer ze zich helemaal rond hebben gegeten zullen zij verpoppen, sommigen vastgehecht aan de waardplant, anderen graven zich liever in de bodem.

In het volwassen levensstadium, ook wel imago genoemd, veranderd de verhouding tussen insect en plant naar een meer voordelige relatie voor beide partijen. De insect zal nu bloemen bezoeken om van de suikerrijke nectar te drinken, dat vliegen vereist immers een hoop energie. Een mooie bijkomstigheid, met name voor de plant, is dat er tijdens het bloembezoek pollen aan de insect blijven kleven die meegedragen worden naar de volgende bezochte bloem, waardoor deze bestoven kan worden. Na de bestuiving zal er een vrucht gaan ontwikkelen waarin zaden voor de volgende generatie planten zitten. Op deze manier helpen insecten en planten elkaar om voort te blijven bestaan.

In de context van kunstmatig licht is het interessant om te kijken naar nachtvlinders omdat zij veelal  ‘s nachts actief zijn, zelfs wanneer ze nog rups zijn. De interacties tussen rups, vlinder en planten bevatten een circadiaan ritme; een dag- en nachtritme dus. Dit is gebaseerd op miljoenen jaren van evolutie dat gelinkt is aan de dag/nacht cyclus. Met de toename van lichtvervuiling in de afgelopen decennia lijkt het voor de natuur alsof nachten steeds korter worden omdat het nooit meer “echt” donker is. Dit kan leiden tot verschuivingen in activiteitspatronen van de insecten én in het ritme van planten. Één van de vermoedelijke gevolgen is dat nachtvlinders hierdoor op een ander moment van de nacht actief zijn dan wanneer de bloemen die ze graag bezoeken open staan, geur produceren of nectar aanmaken om insecten aan te trekken.

De grote vragen waarop dit onderzoek zich richt zijn; Welke planten worden ’s nachts bezocht door welke nachtvlinders? Wanneer vindt dit bezoek plaats? Treden hierin veranderingen op onder invloed van kunstlicht? En, kunnen we deze eventuele veranderingen verklaren vanuit het perspectief van de plant en/-of de nachtvlinder?

Image by Hannah Broeckx
Silenespanner (Perizoma flavofasciata) geland op de kelk van dagkoekoeksbloem (Silene dioica).

Lopende experimenten

In zowel steden (Den Haag, Rotterdam, Amsterdam, Utrecht), als op enkele plaatsen op de Veluwe zijn we deze zomer gestart met pilot experimenten. Met deze experimenten konden we vooral de methoden die hierboven beschreven staan uitproberen. Het is namelijk best een uitdaging om specifiek nachtvlinders aan te trekken. Op de buitenlocaties gebruiken we van verschillende lichtbehandelingen, zo zijn er variërende licht intensiteiten ingesteld of lampen geïnstalleerd die verschillende kleuren licht geven: rood, groen en wit. Voor elke behandeling is vervolgens een lichtval (of een vlucht-onderscheppingsval, zie: insect-predator interacties) en een vleermuis detector  opgehangen aan de lantaarnpaal.

Geactiveerde lichtval zoals ze te vinden zijn in de steden.

Instrumenten

Het monitoren van biodiversiteit van nachtvlinders kan op verschillende manieren, wij hebben voorlopig gekozen om te werken met lichtvallen. In een notendop bestaat zo’n val uit een grote witte emmer met een gat in het deksel waar een trechter in is geplaatst. Bovenop de emmer zijn LEDs bevestigd die voornamelijk UV-, en voor ons zichtbaar paars-, licht geven. Door  een lichtsensor worden de LEDs geactiveerd wanneer het donker wordt. Binnen in de emmer zit een zak, die het leeghalen van de emmers vergemakkelijkt, en een paar eierkartons, waaronder de vlinders een schuilplek zoeken zodra ze in de emmer zijn gekomen.

Om de rol van nachtvlinders in bestuiving te onderzoeken, zullen we pollenmonsters nemen van de individuen die zijn gevangen in de lichtvallen. Uit de pollen wordt planten-DNA geïsoleerd. Hieruit kunnen we achterhalen van welke planten de pollen afkomstig zijn. Hierdoor kunnen we een goed beeld vormen een beeld van de planten die de insecten hebben bezocht.

We willen ook de echte interactie tussen vlinder en plant waarnemen. Hiervoor worden testen gedaan met wildcamera’s. Deze zijn vaak gemaakt om ook in het donker te filmen en ze kunnen worden ingesteld om op een vaste moment een foto of een video te maken. De camera wordt opgesteld voor enkele observatieplanten. Dit zijn soorten waarvan wordt gedacht dat ze ’s nachts worden bezocht door insecten. Hiervan maken we tussen avond- en ochtendschemer opnamen. Aan de hand van deze beelden kunnen we afleiden wanneer de vlinders de bloemen bezoeken en of hierin veranderingen optreden met verschillende verlichting.

Naast de veldexperimenten zullen we ook labexperimenten uitvoeren om naar de effecten van kunstlicht te kijken. In het laboratorium kun je allerlei dingen meten zonder dat er “achtergrondruis” meespeelt zoals wisselende weersomstandigheden, verschillende hoeveelheden bebouwd oppervlak, of verkeersintensiteit.

NWO logo

The BioClock Consortium is funded by the NWA-ORC programme of the Dutch Research Council (NWO; project number 1292.19.077).