Ze zijn er al 300 miljoen jaar, ze hebben de dinosauriërs overleefd en zijn samen met de evolutie onze pogingen om van ze af te komen te slim af geweest. Japanse onderzoekers van de Hokkaido Universiteit hebben nu nog een andere reden onthuld waarom wij er niet in zijn geslaagd een deuk in hun populatie te slaan: vrouwelijke solidariteit.
Kakkerlakken, samen met termieten, slangen en haaien, staan er al lang om bekend dat ze in staat zijn tot een “maagdelijke geboorte” of parthenogenese, een vorm van ongeslachtelijke voortplanting die plaatsvindt zonder bevruchting. Wat minder bekend is, zijn de factoren die dit proces in gang zetten. Is de afwezigheid van mannelijke kakkerlakken de enige voorwaarde om ongeslachtelijke voortplanting te laten plaatsvinden of speelt de sociale omgeving ook een rol? Aangezien kakkerlakken sociale wezens zijn die in groepen leven, waren de onderzoekers van de Hokkaido Universiteit van mening dat er andere factoren moesten zijn dan de afwezigheid van mannetjes.
Om hun hypothese te testen, voerden de onderzoekers 11 sets experimenten uit met verschillende groepen Amerikaanse kakkerlakken, een veelvoorkomend ongedierte. De controlegroep bestond uit een mannetje en een vrouwtje die mochten paren. Andere groepen bestonden uit maagdelijke vrouwtjes die geïsoleerd werden gehouden; in groepen van maximaal vijf; en met gecastreerde mannetjes. Bovendien voegden de onderzoekers vrouwelijke seksferomonen – die in grotere hoeveelheden worden afgescheiden door maagdelijke vrouwtjes dan door vrouwtjes die al gepaard hebben – toe aan containers met alleenstaande kakkerlakken om te zien of ze dit zouden opvatten als een signaal dat een mannetje niet aanwezig is en als gevolg daarvan meer eitjes zouden produceren.
Wat zij ontdekten was dat vrouwtjes in groepshuisvesting, vooral die met drie of meer insecten, sneller eitjes produceerden dan elke andere groep. Bovendien werden de eitjes synchroon geproduceerd. Vreemd genoeg vertoonden zelfs de vrouwtjes die in verschillende containers werden gehouden, dit gedrag. Bovendien produceerden de in groepen gehuisveste vrouwtjes hun tweede reeks eicellen met kortere tussenpozen dan de alleen gehouden vrouwtjes (gemiddeld 18 tegen 27 dagen).
De aanwezigheid van gecastreerde mannetjes en vrouwelijke seksferomonen gaf daarentegen weinig impuls aan het productieproces. De onderzoekers hadden de eerste groep toegevoegd om na te gaan welk effect (als er al een effect was) cohabitanten van een ander geslacht zouden hebben op het ei-leg proces en ontdekten dat de vrouwelijke kakkerlakken die gegroepeerd waren met de gecastreerde mannetjes bijna evenveel tijd nodig hadden om eitjes te produceren als de geïsoleerde exemplaren, wat suggereert dat de bevordering van aseksuele productie afhangt van het feit of de vrouwtjes het geslacht van de cohabitanten kunnen onderscheiden.
Er was ook een verschil in de levensvatbaarheid van de eieren. Slechts 30 procent van de aseksueel gelegde eieren kwam uit, vergeleken met ongeveer 47 procent van de eieren die door seksuele voortplanting werden geproduceerd. Dit zou kunnen verklaren waarom de eitjesproductie toeneemt wanneer maagdelijke vrouwelijke kakkerlakken worden gegroepeerd, aldus de onderzoekers. Synchronisatie van de eitjesproductie bij gegroepeerde wijfjes zou ertoe kunnen leiden dat hun nakomelingen rond dezelfde tijd uitkomen. De nimfen zouden in staat zijn hun fitness te verhogen door aggregatie en het delen van hulpbronnen, wat het lagere uitkomstpercentage van de aseksueel geproduceerde eieren zou kunnen tegengaan.
Volgens de wetenschappers komt de vrouwelijke solidariteit in dit experiment overeen met andere waarnemingen van het gedrag van voorns. Er vinden zelden gevechten plaats tussen ongepaarde vrouwtjes die in dezelfde container zijn gehuisvest. In plaats daarvan zitten ze vaak dicht tegen elkaar aan, terwijl ongepaarde mannetjes die bij elkaar zitten, vaak vechten tot de antennes van beide individuen zijn geamputeerd.
Mannetjes? We hebben geen stinkende mannetjes nodig
Dit gezegd zijnde, hoewel het uitkomstpercentage van ongeslachtelijk geproduceerde eieren over het algemeen lager is dan die welke op conventionele wijze worden gelegd, zijn de kakkerlakken die uit deze eieren komen niettemin in staat een kolonie te vormen en in stand te houden gedurende ten minste drie generaties zonder de inbreng van een mannetje, zoals blijkt uit de kolonie die zich vormde toen de onderzoekers 15 willekeurige volwassen vrouwtjes in een container plaatsten. Iets meer dan drie jaar later was de kolonie uitgegroeid tot meer dan 300 wijfjes met nimfen en volwassen dieren van verschillende leeftijden. Aangezien ze in optimale omstandigheden in het lab werden gehouden, schatten de onderzoekers dat sommige van de kakkerlakken zelfs de vijfde generatie kunnen hebben bereikt.
“Onze studie toont aan dat vrouwelijke kakkerlakken aseksuele eitjesproductie bevorderen als ze samen zijn, en niet alleen,” zegt onderzoeker Hiroshi Nishino. “Dit komt overeen met het feit dat nakomelingen die door vijftien vrouwtjes in een grotere container zijn geproduceerd, een kolonie meer dan drie jaar in stand houden, terwijl nakomelingen die door één vrouwtje zijn geproduceerd vrij snel uitsterven. Naast de verhoogde vruchtbaarheid van in groepen gehuisveste wijfjes, zou de gesynchroniseerde eitjesproductie ook kunnen zorgen voor hogere overlevingspercentages door de samenvoeging van larven van dezelfde leeftijd.”
Hoewel dit een indrukwekkend staaltje van vrouwelijke solidariteit in de insectenwereld mag zijn, voorspelt het niet veel goeds voor menselijke samenlevingen. Aangezien vrouwelijke Amerikaanse kakkerlakken al verschillende voordelen hebben ten opzichte van mannetjes, waardoor ze zich kunnen aanpassen aan nieuwe habitats – om te beginnen hebben ze een langere levensduur en beschermt hun grotere lichaamsgrootte hen tegen veranderingen in de omgeving – maakt hun vermogen om zich ongeslachtelijk voort te planten en kolonies gedurende meerdere generaties in stand te houden, van hen een bedreiging voor de gezondheid waarmee rekening moet worden gehouden, gezien de manier waarop ze ziekten overdragen. Vandaar het belang om te begrijpen hoe ze zich voortplanten, zodat effectievere kakkerlakkenvallen kunnen worden gebouwd, zeggen de onderzoekers.
“De vallen die gebruik maken van seksferomonen om alleen mannelijke kakkerlakken aan te trekken zijn niet voldoende,” zegt Nishino. “Inzicht in het fysiologische mechanisme achter de voortplantingsstrategieën moet ons helpen om in de toekomst effectievere manieren te vinden om plaagkakkerlakken uit te roeien.”
De studie is gepubliceerd in de Zoological Letters.