Flexibel omgaan met veranderingen

bionieuws 18, 24-11-2007
achtergrond
Flexibel omgaan met veranderingen
Vogels ondervinden stress van plotselinge weersveranderingen en stadse omstandigheden.
Bloedonderzoek toont waarom sommige vogelsoorten daar beter tegen bestand zijn.
Door Willy van Strien
© bionieuws
Sommige dieren leven in barre omstandigheden waar andere soorten zouden verkommeren, zoals
aan de Noordpool. Ook zijn er soorten die zich handhaven en zelfs floreren in een onnatuurlijke
omgeving als de stad. De van oorsprong Engelse bioloog John Wingfield, verbonden aan de
universiteit van Californië, wil weten hoe sommige soorten zich weten te redden in zulke
dieronvriendelijke gebieden. Hij kijkt vooral naar de stress die de dieren er ondervinden en de mate
waarin ze daartegen bestand zijn.
Wingfield was op 15 november te gast in Nederland. Hij sprak op een symposium over stress dat het
Instituut Biologie Leiden had georganiseerd. Onvoorspelbare verstoringen wekken bij vogels, en bij
alle andere gewervelde dieren, een stressreactie op. Die heeft als gevolg dat de bijnierschors
corticosteron produceert (bij mensen: cortisol), het belangrijkste stresshormoon. Het hormoon brengt
het dier ertoe zijn fysiologie en gedrag aan te passen om de verstoring te kunnen overleven. Energie
wordt gemobiliseerd, de spieren worden in gereedheid gebracht, de bloeddruk stijgt en
energievragende processen die niet acuut nodig zijn, zoals de spijsvertering, worden opgeschort. Het
dier gaat schuilen of het vlucht.
Maar het kan ook zijn nest verlaten. Als het corticosteron langdurig in het bloed aanwezig blijft, schiet
de voortplanting er helemaal bij in. Stress brengt de voortplanting in gevaar. Maar dieren die in
moeilijke omstandigheden broeden vormen daar kennelijk een uitzondering op. Zij ondervinden
regelmatig stress, bijvoorbeeld als gevolg van een sneeuwstorm in de lente, een jankende motorzaag
of een roofzuchtige kat, maar ze slagen er toch in om jongen groot te brengen.
Poolcirkel
De witkruingors, Zonotrichia leucophrys, heeft een groot verspreidingsgebied. Hij leeft boven de
poolcirkel in Alaska, maar ook in het veel aangenamere Californië. Biologen onderscheiden vijf
ondersoorten. In Alaska komt de ondersoort gambelii voor, die vanwege het korte broedseizoen maar
één broedsel per jaar voltooit. In zuidelijker streken halen de andere ondersoorten drie tot vier nesten
per seizoen, bijvoorbeeld de ondersoort pugetensis die aan de westkust van de staten Oregon en
Washington leeft. De witkruingorzen worden niet oud, slechts een deel komt aan een tweede
broedseizoen toe. In Alaska weegt het mislukken van een nest zwaarder dan elders. De kans dat een
vogel een nieuwe kans krijgt om te broeden, is er veel kleiner dan in het zuiden.
In dat geval, stelt Wingfield, is een stressreactie die overleving tot doel heeft vaak niet zinvol.
Afhankelijk van wat er precies aan de hand is, kunnen vogels vaak beter doorgaan met het nest dat ze
hebben dan vluchten, omdat stug doorzetten vaak nog de grootste kans biedt om nageslacht te
krijgen. ‘We verwachtten dus, dat de noordelijke vogels een minder sterke reactie op stress zouden
hebben’, vertelt hij. ‘Dus dat het gehalte aan corticosteron in het bloed na een verstoring minder hoog
zou oplopen.’
Met zijn medewerkers ontwikkelde hij een methode om die stressreactie op een gestandaardiseerde
wijze te veroorzaken en te meten. Hij ving witkruingorzen en nam meteen wat bloed af uit de
vleugelader om de basiswaarde van corticosteron te meten. Het hormoon is buiten stressperioden in
lage concentratie aanwezig en regelt dan onder meer de vethuishouding. ‘Om die basiswaarde te
meten, moet je binnen een paar minuten bloed geprikt hebben’, zegt hij. ‘Als je eenmaal wat
handigheid hebt, lukt dat wel.’
Vervolgens hield hij zo’n vogel een halfuur tot een uur gevangen en mat het hormoongehalte nog een
paar keer. Het vangen en gevangen houden veroorzaakt stress en de toename van corticosteron
weerspiegelt de reactie van de vogel daarop. De onderzoekers maten die stressreactie op
verschillende tijden: als de vogels in hun broedgebied aankwamen, als ze broedden en als ze jongen
te voeden hadden.
Tot hun verrassing was de stressreactie bij de noordelijke gambelii-witkruingorzen niet lager dan bij de
zuidelijkere ondersoort pugetensis, maar juist hóger. Althans, in de periode vlak voor het broeden, en
bij de mannetjes meer dan bij de vrouwtjes. Later in het seizoen daalden de corticosterongehalten
weer. ‘Die toename aan het begin van de broedcyclus was onverwacht’, vertelt Wingfield. Reageerden
de noordelijke vogels toch sterker op verstoringen dan de zuidelijke?
Een van Wingfields medewerkers opperde het idee om ook het gehalte te meten van het bloedeiwit
dat corticosteron kan binden. ‘Dat is een bewerkelijke extra test, vandaar dat we die niet meteen
hadden gedaan’, zegt Wingfield. Toen was het raadsel opgelost. De noordelijke vogels bleken na
verstoring een veel hoger gehalte van dat bindende eiwit te hebben, en daar zat het extra
corticosteron inderdaad aan gebonden. De hoeveelheid vrij corticosteron, die de fysiologische
aanpassingen en gedragsveranderingen stuurt, was na verstoring juist láger bij de noordelijke vogels
dan bij de zuidelijke. ‘De hypothese dat de noordelijke vogels minder makkelijk te verstoren zijn, klopte
dus toch’, zegt Wingfield.
Dat de noordelijke vogels bij stress meer corticosteronbindend eiwit maken, en niet gewoon minder
corticosteron produceren, is een voordeel, stelt hij. ‘Het eiwit beschermt de vogels tegen acute stress,
maar het corticosteron is wel snel beschikbaar als fysiologische aanpassingen of
gedragsaanpassingen toch nodig zijn. Het maakt de reactie op stress flexibeler.’
Stad
De ondersoort pugetensis leefde aanvankelijk in natuurlijke laaggelegen gebieden, maar heeft sinds
1940 steden gekoloniseerd, leeft daar sinds ongeveer 2000 in grote aantallen en broedt er met
succes. Hij is bovendien de bergen ingetrokken, waar hij leeft in door mensen aangetaste gebieden
zoals ski-oorden. In die nieuwe leefgebieden zijn er zoveel verstoringen, dat de voortplanting in
gevaar zou komen als de vogels daar gevoelig voor waren. Is de stressreactie van de stads- en
bergvogels anders dan die van de vogels in hun natuurlijke leefomgeving?
Bij de mannetjes gemiddeld genomen wel. Het gehalte aan corticosteron is bij de stadsbewoners
verhoogd, maar net als bij de noordelijk broedende vogels gaat het om gebonden corticosteron. Bij de
vrouwtjes is er geen verschil. ‘De mannetjes zijn dus niet meteen gevoelig voor verstoringen, maar ze
hebben in de moeilijker leefomgeving wel extra corticosteron beschikbaar’, zegt Wingfield. ‘Dat
vrouwtjes dat niet hebben, heeft ermee te maken dat mannetjes en vrouwtjes aan het begin van het
seizoen verschillende dingen doen. Vrouwtjes eten alleen maar, mannetjes bewaken hun
territoriumgrenzen, zingen, vechten en zijn veel mobieler.’
In Californië leeft de ondersoort nuttalli, en die heeft niet de overstap naar de stad gemaakt. Wingfield:
‘Bij nuttalli zijn er nauwelijks individuele verschillen in de stressreactie, er zijn geen dieren met een
verhoogd gehalte aan gebonden corticosteron. Bij de pugetensis-populatie in natuurlijk gebied zijn die
verschillen er wel. Daar zitten vogels tussen die minder storingsgevoelig zijn. Ik denk dat dat deels
verklaart waarom de ene soort wel in steden kan gaan leven en de andere niet.’
Literatuur:
Breuner, C.W., et al. (2003) Differential mechanisms for regulation of the stress response across
latitudinal gradients. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 285: 594–600.
Bonier, F. et al. (2007) Sex-specific consequences of life in the city. Behavioral Ecology 18(1): 121129.