Tag Archief: insect

De Nederlandse filmmaker en fotograaf Frans Hofmeester filmde zijn twee kinderen elke week en maakte van elk een prachtige timelapse, waarin je kunt zien hoe mensen veranderen van baby tot schoolkind: klik hier voor de film met dochter Lotte (nu twaalf jaar) en hier voor de video van zoon Vince (nu negen jaar). Het project is nog niet gedaan, dus over enkele jaren kunnen we hun hele evolutie van baby tot jong-volwassene in versneld tempo terugkijken.

Hoe groot deze veranderingen ook zijn, ze vallen in het niets bij wat sommige dieren presteren. Dieren die een volledige metamorfose (holometabolisme) ondergaan, zien er tijdens de verschillende levensfasen zo verschillend uit, dat je zou kunnen denken dat het om verschillende soorten gaat.

Vier levensfasen van de vlinder: (1) eitje, (2) rups, (3) pop en (4) volwassen vlinder.

We leren het op de lagere school al: vlinders doorlopen vier stadia. Ze beginnen als (1) een eitje, daaruit komt (2) een rups, die zichzelf inspint tot (3) een pop, waaruit dan (4) een volwassen vlinder of imago tevoorschijn komt. (Bron animatie: hhmi.)

Wat er echter niet wordt bijverteld is wat er gebeurt in de pop.

Ik heb eens een rups gevonden op de wortels in de tuin van mijn oom. Het was een knalgroene rups met zwarte streepjes met daarop oranje stippen. Ik mocht de rups mee naar huis nemen en hield hem in een lege confituurpot met wat groen van de wortels waarop ik hem had gevonden. De rups at (en poepte) verbazend veel en begon zich de volgende dag al te verpoppen.

Groot was mijn ethousiasme over deze snelle vorderingen, want intussen had ik opgezocht dat het een rups was van de koninginnepage – volgens het plaatje in het boek een prachtige, relatief grote vlinder die ik nog nooit in het echt had gezien. Het glas met de pop erin stond een hele winter lang op onze vensterbank in de keuken.

Het werd lente en nog steeds zat de pop schijnbaar onveranderd in het glas. Dan besliste mijn moeder dat het genoeg was geweest en de pot verhuisde naar buiten, naar een beschut plekje naast de trap aan onze deur. In het begin ging ik elke dag kijken, maar stilaan begon ik te beseffen dat er hier iets vreselijk was misgelopen.

Op een dag stond ik de tuin bij onze vlinderstruik en daarop zat – mijn hart sloeg een slag over – een koninginnepage. Nadat de vlinder weggevlogen was, rende ik naar de pot naast de trap en jawel: daar lag enkel nog de huls van de pop in. De kans is dus groot dat ik effectief “mijn” koninginnepage heb gezien in onze tuin.

Ik kon me wel voor mijn hoofd slaan dat ik de moed te vroeg had opgegeven en zo mijn kans verkeken had om de vlinder voor het eerst tevoorschijn te zien komen. Achteraf vind ik het ook jammer dat ik toen geen fototoestel had en de verandering van rups via pop tot volwassen koninginnepage dus niet heb kunnen vastleggen. De plaatjes hieronder heb ik van internet geplukt (bronnen: rups door Lilly M, pop door L. M. Bugallo Sánchez en vlinder door Robin Septor) en komen goed overeen met hoe ik me de drie fasen van het dier herinner.

En al die tijd heb ik me niet één keer afgevraagd wat er precies gebeurde in de pop.

Drie levensfasen van de koninginnepage: rups (links), pop (midden) en volwassen vlinder (rechts).

Verandert de rups geleidelijk in een vlinder: trekt het lijf samen en worden de buitenste lagen vleugels, pootjes en antennes? Of gaat dat helemaal anders in zijn werk? Het zit inderdaad anders!

Om te beginnen is de levensfase van de rups iets ingewikkelder dan meestal gedacht: de rups zelf ondergaat verschillende stadia (in het Engels ‘instars‘ genoemd), waarbij hij vervelt om groter kunnen worden. (De rups van de koninginnepage wordt in elk volgend stadium steeds groener; als ik dat destijds geweten had, had ik dus kunnen zien dat mijn exemplaar bijna aan verpoppen toe was.) Tijdens het laatste stadium gebeuren er onderhuids al belangrijke voorbereidingen voor de ontwikkeling van de vleugels in de pop. Onder invloed van hormonen stopt de volgroeide rups met eten en gaat hij op zoek naar een beschermde plaats. Daar spint hij een draad, hecht zich ermee vast aan een takje en vervelt voor de laatste maal. Daarbij komt er een harde onderhuid bloot, die de beschermende buitenkant vormt van de pop (in het Engels: ‘chrysalis‘). Motten spinnen nog meer zijdedraad en bouwen zo een eigen cocon, maar dat is bij dagvlinders dus niet het geval.

Nu komt het stukje dat ze er niet bij vertellen: in de pop wordt het lichaam van de rups bijna volledig afgebroken. Dit proces van weefseloplossing heet ‘histolyse’ en gebeurt door dezelfde verteringssappen waarmee de rups eerder zijn eten verteerde. Als het lichaam van de rups echt helemaal verteerd zou worden, zou er daarna geen vlinder uit kunnen ontstaan. Enkele groepen cellen blijven gespaard. Dit zijn de ‘imaginaalschijven’ (Engels: ‘imaginal buds‘ of ‘histoblasts‘), die al in het lichaam van de rups aanwezig waren, maar daar geen rol in speelden. Het zijn een soort stamcellen waaruit in de pop de vleugels, voortplantingsklieren, poten en antennes beginnen groeien. De vloeibare resten van het rupsenlichaam dienen nu als kweekbodem bij dit proces van wederopbouw, ‘histogenese’ genaamd. (Mijn bronnen voor dit stukje waren deze Engelstalige pagina’s: earthlife, ehow, learner en lepcurious.)

Meer info over imaginaalschijven vind je in hoofdstuk 7 van “The Life-Story of Insects” geschreven door professor Carpenter (uit 1913 al en daarom gratis raadpleegbaar). In het veel recentere boek “The Cell Cycle” van Morgan kun je op pagina 21 zien hoe de imaginaalcellen van de larve van het fruitvliegje zich verhouden tot structuren in het volwassen dier. (Helaas heb ik geen soortgelijke afbeelding kunnen vinden voor structuren in rups en vlinder.) Imaginaalschijven werden in de zeventiende eeuw onderzocht door Jan Swammerdam, zo las ik in de blogpost ‘het raadsel van de pop‘; met zijn onderzoek kon hij voor het eerst duidelijk aantonen dat rups en vlinder twee vormen zijn van hetzelfde organisme.

Om een volwassene te worden, moet een baby vooral eten en slapen. Om een vlinder te worden, moet de rups eerst eten en dan sterven – het is geen geleidelijke verandering zoals bij de mens.

Het is natuurlijk verleidelijk om je de verandering die een rups moet ondergaan vanuit menselijk standpunt voor te stellen: “Stel je voor dat je jezelf bijna helemaal zou moeten verteren en dat je er maar op moet vertrouwen dat je lichaam daarna weer aangroeit.” De rups uit Alice in Wonderland lijkt er zich alvast geen zorgen over te maken.

Het is dan ook een misleidende gedachte en wel om twee redenen, die allebei te maken hebben met ons brein. Bij mensen gaat er relatief zeer veel energie naar de ontwikkeling van de hersenen. Het zijn deze complexe hersenen waardoor we bewuste keuzes kunnen maken over ons leven en waardoor we weigerachtig zouden staan ten aanzien van een nakende metamorfose. Het verpoppen bij insecten gebeurt onder invloed van veranderende hormonenspiegels en vrijkomende enzymen; de rups hoeft niets te beslissen en nergens mee in te stemmen. Bovendien zou het bijzonder inefficiënt zijn om eerst jarenlang een complex orgaan te ontwikkelen waarin herinneringen opgeslagen kunnen worden, om dit dan in luttele uren tot een cultuurmedium te herleiden.

Geen metamorfose voor zoogdieren dus. Anderzijds hebben sommige diersoorten een nog veel gekkere levenscyclus dan de vlinder. Deze cycli kun je leren kennen via de grappige tekeningen van Manvir Singh in zijn gratis ebook “Lifecycles“.

De vlinder is een dankbaar onderwerp voor filosofen. Een bekend voorbeeld is de Chinese filosoof Zhuang Zi: hij droomde dat hij een vlinder was die droomde dat hij Zhuang Zi was. (Daar schreef ik ook over in mijn hoofdstuk voor Inception & Philosophy.) Dit thema doet ook aan Franz Kafka denken, die in ‘De gedaanteverwisseling’ schrijft over een man die bij het ontwaken vaststelt dat hij in een grote kever is veranderd.

De vraag die ik in deze blogpost heb proberen beantwoorden – “Wat er gebeurt in de pop van een vlinder?” – is een puur wetenschappelijke vraag, maar wel eentje die filosofische vragen kan oproepen. Ik weet niet of er filosofen zijn die zich over de vraag hebben gebogen of een pasgevormde pop, die hoofdzakelijk uit lichaamssappen bestaat, al dan niet leeft. Daarom vraag ik het hier:

Wat denk jij, leeft zo’n pop, of is hij dood?

Is hij misschien ondood? :-) (Mijn poging tot antwoord kun je hieronder lezen door op ‘Show‘ te klikken.)

[spoiler] Het is duidelijk dat er levende cellen aanwezig zijn in de pop, die zich razendsnel ontwikkelen, maar het is ook duidelijk dat het geheel niet valt onder wat we doorgaans aanduiden met een levend wezen. Leven is altijd aan dynamisch gegeven, een proces van verandering en het verpoppen van holometabole insecten is daar een – naar menselijke maatstaven – dramatische illustratie van. Levende cellen hebben, lijkt geen voldoende reden om het geheel levend te noemen: stel dat een rups overreden wordt, dan blijven sommige cellen in het lichaam nog een hele poos leven; toch beschouwen we die rups als dood. De cellen die zich in de pop bevinden hebben echter de mogelijkheid om zich tot een volgende levensfase te ontwikkelen; dit geldt niet voor de cellen van een overreden rups. Wellicht is dit onderscheid doorslaggevend en kunnen we daarom stellen dat een pop wel een levend dier is, maar een overreden rups niet. [/spoiler]