Rupsen hebben het vermogen om in korte tijd grote hoeveelheden plantaardig materiaal te verorberen. Om in een vijandige omgeving efficiënt te kunnen eten, detecteren rupsen hun leefomgeving met behulp van hun antennes. Onderzoekers van Wageningen University & Research hebben ontdekt dat zo'n kleine 'rupsenneus' verrassend geavanceerd is. Deze kennis kan helpen bij het beschermen van gewassen zonder het gebruik van schadelijke gewasbeschermingsmiddelen.
Onderzoekers van Wageningen University & Research
"De antenne van het Groot koolwitje (Pieris Brassicae) bevat slechts 34 neuronen, terwijl het reukorgaan in hetzelfde insect als volwassen vlinder over 300.000 neuronen beschikt", legt entomoloog Alexander Haverkamp uit. "Toch blijkt de werking van het reukorgaan en de manier waarop de informatie uiteindelijk in het brein wordt verwerkt net zo complex als in een volwassen vlinder.
Op het oppervlak van de reukneuronen zitten speciale eiwitten, reukreceptoreiwitten genoemd. Deze moleculen binden zich aan chemische stoffen in de omgeving. Als een chemische stof is opgemerkt, gaat er een elektrisch signaaltje naar het antennelob. Dit is een hersengebied waar de identiteit van geuren wordt berekend. Het bestaat uit kleine compartimenten (glomeruli) die verbonden zijn met andere hersencellen die helpen om geuren te herkennen.
Grotere overlevingskansen
"Dit stelt rupsen in staat om veel verschillende geuren in de omgeving waar te nemen. Dat vergroot hun overlevingskansen, want rupsen groeien op in een zeer vijandige omgeving, omringd door predatoren en giftige plantenstoffen", vertelt Haverkamp. "Doordat koolwitjes zich voeden met, voor insecten, giftige koolplanten is een goed functionerend reukorgaan voor deze vlindersoorten extra belangrijk. Ook de rupsen moeten hierdoor bepaalde geuren met een hoge betrouwbaarheid kunnen detecteren."
Foto door Hans Smid
Het onderzoek vergroot de kennis over hoe rupsen hun omgeving waarnemen. Dat maakt het mogelijk om ook het gedrag van de insecten te veranderen, wat belangrijk is om gewassen te beschermen, zonder dat schadelijke gewasbeschermingsmiddelen nodig zijn om rupsen te bestrijden. Rupsen van het Groot koolwitje kunnen een kooloogst bijvoorbeeld volledig vernietigen. In bepaalde delen van de wereld vormen rupsen van koolwitjes zelfs een bedreiging voor de gehele koolteelt in een regio.
Gedrag aanpassen
Het gedrag van rupsen kan volgens Haverkamp bijvoorbeeld worden beïnvloed door tussen koolgewassen rupsen-afstotende planten te laten groeien. Door op andere plekken juist aantrekkelijke planten te gebruiken, kun je rupsen weglokken van de gewassen. Zo'n chemicaliënvrije gewasbeschermingsstrategie vereist een zeer goed begrip van wat deze insecten echt kunnen ruiken.
Het onderzoek naar het reukorgaan van de rups van het Groot koolwitje is dan ook nog niet afgerond. "We zijn begonnen met een studie naar de ecologische functie van de geurreceptorgenen, die de genetische informatie voor de reukreceptormoleculen bevatten. We hopen meer te weten te komen over op welke chemische stoffen receptormoleculen reageren en welke boodschap wordt overgebracht aan de rups", aldus Haverkamp. "Na verloop van tijd zal dit ons hopelijk een indruk geven van waar de zintuiglijke wereld van rupsen echt uit bestaat."
Tot slot wil Haverkamp iedereen die de komende lente een witte vlinder of rups ziet, aanmoedigen om even de tijd te nemen en zich voor te stellen hoe de wereld er voor deze insecten uitziet.
Bron: WUR