Co-evolutie

de wapenwedloop tussen planten en herbivoren

Evolutie door natuurlijke selectie Hoogste fitness: zoveel mogelijk

nakomelingen Eigenschappen worden doorgegeven aan

volgende generaties Selectiedruk: omgevingsfactoren

Hoe werkt selectiedruk Pesticiden kunnen selecteren voor

resistente herbivoren

Volgende generatie

Co-evolutie: een speciaal geval Twee organismen evolueren samen Selectiedruk komt voort uit de interactie

met het andere organisme Interactie kan positief zijn (symbiose) of

negatief (wapenwedloop)

Planten zijn primaire producenten

Rupsen

Luizen Zoogdieren

Virussen

Aaltjes

Organismen van klein tot groot voeden zich met planten

Herbivoren vormen selectiedruk

Datura wrightii(Doornappel)

Elle, Hare and van Dam (2003) Evolution 57

zonder herbivoren

met herbivoren

Planten verdedigen zichzelf Het wapenarsenaal van planten kan

bestaan uit: Chemische verdediging: Gifstoffen en

smaakvergallers Morfologische verdediging: haren, doorns,

hout, steencellen Beetje van beiden: klierharen, melksap (latex),

hars

Bursera (tropische boom) die een straal van hars uitspuit als je het blad breekt

Wilde tabak Nicotiana attenuata

Komt voor in de woestijnen van W-USA

In gebruik door inheemse volkeren

Nicotine

Nicotine is chemische afweer Nicotine is een neurotoxine Giftig voor mens en dier Smaakt bitter, daarom wordt de plant

gemeden door veel dieren

Sommige dieren onderons zijn niet zo wijs

Stap 1: Wilde tabak is giftig en bitter, dus geen herbivoren?

Rups van Manduca sexta(Tabakspijlstaart)

Stap 2: Manduca sexta past zich aan om nicotine te kunnen overleven

Bloed-brein barrière(bescherm je zenuwstelsel)

Speciale enzymen (P450)voor ontgiften

maar dit heeft een prijs…..

De kosten van nicotine in het dieet

Manduca sexta rupsen ontwikkelen even snel met en zonder nicotine, maar met nicotine is hun popgewicht is geringer

Jeff Harvey et al (2007) Ecol Entomol.32

Nicotine producerende planten eten: Voordeel of nadeel voor de rups? Nadelen

Kostbaar in termen van popgewicht Specialisatie vermindert opties

Voordelen Unieke niche Mogelijk beschermt nicotine rups ook tegen

zijn vijanden

Co-evolutie gaat stapsgewijs

Stap 1: Plant maakt nicotine

Stap 2: Rups doorbreekt afweer

Stap 3??

Stap 3 Andere verdedigingsmechanismen

Verteringsremmende eiwitten (protease inhibitoren) – versterken effect nicotine

Klierharen met excreten remmen groei

0

10

20

30

40

50

60

Geen klierharen Met klierharen

ge

wic

ht

na

6 d

ag

en

(m

g)

Van Dam and Hare (1998)

Co-evolutie Organismen evolueren in interactie Stapsgewijze aanpassingen Co-evolutie kan leiden tot diversiteit van

afweersystemen in planten Belangrijk aspect bij ontstaan pesticiden-

resistentie landbouwplagen

Meer informatie Deze presentatie is te vinden op mijn

personal page (www.nioo.knaw.nl//pages/nvandam)

Verder lezen over insect-plant co-evolutie? Schoonhoven et al (2006) Insect-plant Biology Ehrlich, P.R. & Raven, P.H. (1964) "Butterflies

and plants: a study in coevolution" Evolution: 18 pp 586-608