Een Recept voor Honderden Miljoenen Jaren Succes

door Chip Hannum.

Neem wat eieren, zoet water, zonlicht en laat ze 48 uur sudderen op 22°C…

Het succes van triops hangt af van verschillende belangrijke aanpassingen. Veel van deze aanpassingen hebben betrekking op hun eieren. De eieren ondergaan een extreme vorm van diapauze. Diapauze is het stoppen van embryonale ontwikkeling, en in het geval van triops-eieren kunnen ze volledig gedehydrateerd overleven zonder metabolische activiteit gedurende jaren totdat ze opnieuw worden blootgesteld aan gunstige omstandigheden. Er zijn eieren die levensvatbaar waren na 27 jaar, en er wordt vermoed dat ze veel langer dan dat kunnen overleven. De eieren kunnen overleven als ze bevroren worden en worden blootgesteld aan extreme hitte (hoewel niet kokend). Ze kunnen zelfs ongedeerd door het spijsverteringskanaal van een ander dier gaan en aan de “andere kant” eruit komen klaar om uit te komen. Deze kleine eieren kunnen met de wind meewaaien, klaar om in een greppelplas te landen en nieuw gebied te koloniseren met een nieuwe generatie triops.

Alsof deze aanpassingen niet genoeg zijn, vermijden triops door een mechanisme dat nog niet wordt begrepen, om al hun eieren in één mand, eh, plas te leggen. Specifieke details variëren van soort tot soort, maar de algemene strategie is dat een klein percentage eieren kort kan uitkomen nadat ze zijn gelegd. Op deze manier, als de poel voor een langere periode blijft bestaan, kunnen ze meer dan één generatie in een enkel seizoen opfokken. De rest van de eieren vereist ten minste één droogperiode voordat ze kunnen uitkomen. Sommige van deze eieren zullen uitkomen na slechts één zo’n droogperiode, maar anderen zullen pas uitkomen nadat twee of meer cycli van drogen en nat worden zijn verstreken. Op deze manier dekken de triops hun weddenschap tegen een bepaalde poel die niet lang genoeg duurt voor hun kinderen om volwassenheid te bereiken.

Verder hebben de eieren meer trucs om te voorkomen dat ze uitkomen in ongeschikte situaties. Het is niet alleen water dat een ei triggert om uit te komen, het is ook de osmotische druk van dat water, evenals temperatuur en licht. In een typische triops-omgeving vult de poel zich snel met regenwater of afvloeiing van seizoensgebonden overstromingen. In deze situatie is het water relatief zuiver, er zijn weinig opgeloste mineralen of organische stoffen - het heeft een zeer lage osmotische druk.

Omgekeerd heeft water in een gevestigd lichaam een hoog niveau van opgeloste mineralen en organische stoffen - het heeft een relatief hoge osmotische druk. Waarom is dit belangrijk? Triops, vooral als ze jong zijn, missen de mobiliteit, grootte en biologische wapens om welke vorm van roofdier ook van hun grootte of groter te vermijden. Een gevestigd waterlichaam kan vissen, waterinsecten, amfibieën of zelfs andere triops bevatten die korte metten zullen maken met de pasgeborenen. Verder kan een gevestigd waterlichaam een oudere poel zijn die niet veel langer zal duren. Dus, tenzij de wateromstandigheden een nieuw zoetwaterlichaam aangeven, komen de eieren niet uit.

Links: het intacte ei van L. apus lubbocki; Rechts: dwarsdoorsnede van ei die de alveolaire laagstructuur toont die ligt tussen de buitenste en binnenste membranen. Hieronder zie je Triops cancriformis die op het punt staat wat eieren te leggen (klomp roze stippen bij de achterkant).

Net zo belangrijk als niet uitkomen in een vijver vol hongerige elritzen, is niet uitkomen in 20 cm modder. De schaal van triops-eieren heeft een alveolaire laag - dit betekent dat het een sponsachtige matrix is van honderden kleine, onderling verbonden kamers, allemaal in een ei van minder dan 0,5 mm! Wanneer de eieren voor het eerst worden gelegd, is de alveolaire laag gevuld met vloeistof en zinkt het ei. Hier kunnen de eieren worden begraven in sediment waar ze hun wachten kunnen beginnen en minder snel worden opgegeten door de volwassen triops.

Na het drogen is de alveolaire laag echter leeg van vloeistof en in plaats daarvan gevuld met lucht. Wanneer de eieren worden gehydrateerd, als ze niet begraven zijn in sediment, zullen ze naar het oppervlak drijven en worden blootgesteld aan zonlicht. De aanwezigheid van licht is wat het ei vertelt dat het niet begraven is en dat het veilig is om uit te komen. Na een periode van drijven vult water opnieuw de alveolaire laag en zinken de eieren opnieuw; als ze niet uitkomen, zullen ze opnieuw worden begraven om te wachten en te voorkomen dat ze worden opgegeten door hun broeders die wel uitkomen.

De laatste truc is gevoeligheid voor omgevingstemperatuur. Triops-eieren komen over het algemeen uit binnen een temperatuurbereik van 15° - 30°C (59° - 86°F). Toch is dit indicatief voor een breed scala aan milieuomstandigheden en de groeisnelheid van triops is direct gekoppeld aan temperatuur tot het levensbedreigend wordt. Als gevolg hiervan is er een smal bereik van temperatuur voor elke soort dat indicatief is voor ideale omstandigheden, noch te koel, noch te warm. Als de omgeving koeler is dan optimaal, zal de groeisnelheid worden beïnvloed en hebben de pasgeborenen misschien niet genoeg tijd om zich te ontwikkelen voordat de poel opdroogt. Als de omgeving te warm is, kunnen de pasgeborenen sterven zodra de poel zijn maximale temperatuur bereikt. Daarom geldt: hoe dichter bij dit ideale bereik, hoe hoger het percentage eieren dat uitkomt. Samen genomen maken de aanpassingen met betrekking tot hun eieren de triops tot wonderlijk voorzichtige opportunisten.

22°C (71,6°F) blijkt de optimale temperatuur te zijn voor het uitkomen.

Leven in Tijdelijke Poelen

De tweede set belangrijke aanpassingen is waar ze hun thuis maken: tijdelijke water- lichamen. Met de enige uitzondering van Lepidurus arcticus, waarvan bekend is dat hij soms samenleeft met een enkele vissoort in een handvol diepe Noorse meren, worden geen van de grotere branchiopoden gevonden in permanente waterlichamen, tenzij er extreme omstandigheden zijn die roofzuchtige vissen buitenhouden. Mossel-, feeën- en kikkerdrilkreeftjes (triops) hebben zich aangepast aan leven in tijdelijke zoet- of brakwaterpoelen. Het pekelkreeftje leeft in meren die zo zout zijn dat bijna niets anders daar kan leven en vaak ook tijdelijk zijn.

Dit is het soort aangename omgeving dat Triops longicaudatus en newberryi thuis zouden kunnen noemen in het Amerikaanse zuidwesten. De natuurlijk gevormde gaten in de steen vullen zich met woestijnregens slechts voor korte tijd

Alle grote branchiopoden lijden aan enkele gemeenschappelijke kwetsbaarheden. Hoewel ze de grote branchiopoden worden genoemd, zijn ze geen van allen meer dan enkele centimeters groot. Ze kunnen zich niet erg snel bewegen en zijn uniform heerlijk voor de dierenwereld. Ten slotte staan hun voortplantingsstrategieën niet toe voor het slijtage van het soort actieve predatie dat optreedt in een permanent waterlichaam. Lang geleden pasten triops zich aan aan een niche-omgeving, die van tijdelijke poel waar over het algemeen geen roofdieren groter kunnen zijn dan zijzelf. Velen hebben zich verder aangepast aan extremen van pH, overleven op plaatsen van zure veenmoerassen tot alkalische poelen. De triops hebben onvoorspelbare en variabele niche-omgevingen, waar het lijkt alsof niets groters dan zoetwaterplankton zou moeten leven, en hebben ze uniek hun eigen paradijs gemaakt.

Ongelooflijk Metabolisme en Groei

De derde categorie aanpassingen is wat het mogelijk maakt voor hen om hun hele leven te leven in een paar liter regenwater dat slechts een paar weken kan duren: een ongelooflijk metabolisme en ontwikkelingssnelheid. Hoewel ze tien jaar of langer slapend kunnen hebben gelegen, komen de eieren uit binnen een zeer korte periode zodra ze terugkeren naar de juiste omstandigheden. Sommige soorten kunnen binnen enkele uren tot een dag uitkomen. Anderen kunnen langer duren, maar geen enkele wacht meer dan een paar weken - dat is kostbare tijd die verspild wordt. De kleine naupilis-larven, aanvankelijk slechts 1/20 van een centimeter of zo in lengte, kunnen groeien tot een paar centimeters in slechts één week - als een mensenbaby met dezelfde snelheid zou groeien, zouden ze 12 meter hoge reuzen zijn aan het einde van die eerste week. Vooral in deze eerste week groeien en metaboliseren ze zo absoluut snel als ze kunnen op basis van temperatuur, zuurstofniveaus en voedselbeschikbaarheid.

Zoals je je kunt voorstellen, hebben triops veel voedsel nodig om deze fenomenale groeisnelheid te bereiken. Elke dag moeten ze ongeveer 40% van hun lichaamsgewicht aan voedsel eten. Als je uitkomt in een nieuw en tijdelijk waterlichaam, kun je niet kieskeurig zijn over waar dat voedsel vandaan komt. Voor een triops geldt: als het organisch is en in hun mond past, is het voedsel. Ze consumeren gemakkelijk welke soort dood planten- en dierenmateriaal ze ook vinden. De aquatische microfauna die zich in de poel vormt, zoals bacteriën, algen en raderdieren, wordt aan hun menu toegevoegd. Ze knabbelen aan planten die in de poel groeien. Als een mug haar eieren legt in een poel met triops, zal ze ontdekken dat ze kronkelende snacks heeft verschaft aan deze zwemmende monden.

Mede-schaaldieren, zoals daphnia of feeënkreeftjes, kunnen zichzelf als triops-snacks vinden als ze het ongeluk hebben uit te komen in een poel met triops. Amfibieën die hun eieren leggen in een triops- bewoonde poel zullen ontdekken dat hun eieren en jongen worden verslonden door de vraatzuchtige triops. Ze zullen zelfs elkaar opeten als andere voedselniveaus laag worden, waarbij ze de kleinere, zwakkere triops een voor een oppikken.

Triops larve ongeveer 7 uur na het uitkomen

Slechts 3 uur later worden buiksegmenten gedefinieerd en begint de staart zich te vormen

Hier links is een typische grootte representatief voor jonge larven. Bij het bekijken is het het beste om een zwart object achter hen te plaatsen.

Na ongeveer 15 uur heeft het al de belangrijkste kenmerken van de volwassen vorm aangenomen

Slechts 24 uur na het uitkomen is het bijna een miniatuur van de volwassen vorm

Deze ongelooflijke groeisnelheid gecombineerd met de bereidheid om alles en alles wat kleiner is dan zij te eten, stelt hen in staat om alles in de poel met hen te overtreffen. Ze gaan van stofspekgrote larven naar grote wezens die in staat zijn om andere wezens te bejagen in minder dan een week. Altijd bedreigd door het spook van hun poel die opdroogt, is er geen tijd te verliezen. Ze bereiken volwassenheid binnen een paar weken of minder: wanneer de omstandigheden goed zijn, kunnen veel soorten seksuele rijpheid bereiken en beginnen met het leggen van eieren voordat twee weken zijn verstreken.

Diverse Voortplantingsstrategieën

De vierde categorie aanpassingen is in de kwestie van seksuele, of het ontbreken daarvan, voortplanting. Waarschijnlijk nergens in de natuur bezit een enkele groep soorten zo’n diverse reeks voortplantingsstrategieën. Er is de voor de hand liggende verdeling van mannetjes en vrouwtjes met “normale” seksuele voortplanting in sommige populaties. Bij sommige, zoals T. granarius, is seksuele voortplanting verplicht. Het extreme resultaat van verplicht seksuele populaties is dat sommige van hen mannelijk vooringenomen zijn geworden, tot wel 70% mannetjes. De meeste triops kunnen zich echter voortplanten door parthenogenese. Bij parthenogenese ontwikkelt een ei zich tot een embryo zonder bevrucht te zijn door de spermatozoa van een mannetje, een soort maagdelijke geboorte. Dit heeft veel populaties in staat gesteld om vrouwelijk vooringenomen te worden waarbij mannetjes zelden voorkomen, soms minder dan één mannetje voor elke honderd vrouwtjes. Deze strategie wordt tot het uiterste gedreven met sommige populaties die uniseksueel worden, volledig bestaande uit vrouwtjes.

Nog andere triops zijn hermafrodiet, met mannelijke en vrouwelijke geslachtsorganen. Dit is nog complexer doordat sommige zichzelf kunnen bevruchten, weer anderen moeten kruisbevruchten met een andere hermafrodiet, en beide typen kunnen al dan niet in staat zijn om parthenogenetisch te reproduceren. Sommige populaties zijn technisch hermafrodiet, maar lijken alleen parthenogenetisch te reproduceren, misschien een evolutionaire tussenfase naar een uniseksuele populatie.

Het werkelijk verwarrende aan deze duidelijk verschillende strategieën is dat de meeste erkende triops-soorten meer dan één voortplantingsstrategie gebruiken onder geografisch geïsoleerde populaties. T. longicaudatus is bijzonder interessant doordat het bekend is dat het alle hoofdcategorieën vertoont: biseksueel (normale verdeling en zowel mannelijk als vrouwelijk vooringenomen), uniseksueel en hermafrodiet. De schijnbare voortplantings- incompatibiliteit, evenals recente genetische analyse, suggereert dat deze verschillend reproducerende populaties op een dag zullen worden erkend als ondersoorten van hun huidige classificatie.

Hij, Zij, Het??? Het is niet altijd seks zoals gebruikelijk met triops

Samen genomen hebben deze aanpassingen het voor deze kleine groep dieren mogelijk gemaakt om een bepaalde klasse van niche-omgevingen voor driehonderd miljoen jaar te domineren. In de tijd dat ze hier op deze aarde zijn geweest, heeft geen insect, geen vis, geen amfibie, geen reptiel, en zeker geen zoogdier, hen verdrongen als heerser van de tijdelijke omgeving van de efemere poelen.

Als men nadenkt over hoeveel er in die periode is veranderd op aarde, is het verbijsterend dat een levensvorm die zo lang geleden evolueerde, bijna op dezelfde manier doorgaat als altijd. Hun strategie heeft hen tot nu toe goed gediend. Als de mens kan voorkomen dat hun habitats worden vernietigd, is het waarschijnlijk dat ze hier over nog eens driehonderd miljoen jaar zullen zijn. Men vraagt zich af of hetzelfde over ons gezegd kan worden?

Lees nu over de verschillende soorten triops.