Streven. Jaargang 23

[p. 680]

Waarschuwingssystemen bij dieren
Geert Verschuuren S.J.

Onlangs is er een Nederlandse vertaling verschenen van een rijk geïllustreerd boek over wat er zich afspeelt tussen dieren en planten, in hun contacten met elkaar en hun omgeving¹. We hadden er al een vermoeden van, dat veel van wat dieren elkaar ‘doorseinen’ niet voor mensen bestemd is. Toch heeft de nieuwsgierige wetenschapper in de mens enkele berichten en codes kunnen onderscheppen. Het boek Dier en signaal getuigt ervan dat enkele kundige ethologen hun luisterposten met niet geringe wetenschappelijke middelen hebben uitgerust.

Bijna intuïtief weten we dat alles wat leeft iets eigens, iets zelfstandigs heeft: het leeft een eigen leven temidden van een wereld waarvan de eigenschappen voortdurend kunnen variëren door weer en wind. Reeds een honderd jaar geleden sprak de Franse fysioloog Claude Bernard van de twee milieus waarin een dier moet leven: een inwendig en een uitwendig milieu. We weten van de mens hoe de huid als het ware een eigen wereld omgeeft, waarin een vrij strenge constantheid heerst: zo mag het bloed bijvoorbeeld niet te zuur, te verdund of te koud zijn - evenmin in tegenovergestelde richting. De sterk veranderlijke omgeving zou deze constantheid kunnen bedreigen, zodat het lichaam bij overdadige warmte met transpiratie of bij ongewoon ‘zure’ voeding met uitscheiding reageert.

Elk organisme beschikt dan ook over regulerende middelen om tegen veranderingen van buiten bestand te zijn. Zo is gebleken dat alle organismen in hun weefselvocht en bloedplasma (= inwendige milieu) enkele zouten bevatten in een bepaalde verhouding die veel overeenkomt met die van zeewater. Zelfs de cellen en organen van dieren waarvan de voorouders vele miljoenen jaren geleden onafhankelijk van de zee werden, kunnen niet lang enige afwijking van belang van de normale zeewaterige samenstelling van het bloed verdragen. Uitscheidingsorganen hebben dan tot taak deze interne bestendigheid te handhaven. Hetzelfde geldt voor de concentratie van deze zouten; verandert deze concentratie buiten, bijvoorbeeld bij migratie van zeewater naar zoetwater, dan moeten dergelijke dieren inwendig deze ‘druk’-verandering kunnen weerstaan met speciale mechanismen.

1 D. Burkhardt e.a., Dier & signaal; oriëntatie en communicatie in de natuur, Kosmos, Amsterdam, 1969, 149 pp., 100 foto's, f 37,50.

[p. 681]

Hieruit volgt dat dier en plant in contact staan met de buitenwereld: zij moeten de omgeving kunnen registreren. Het leven vormt een open systeem, want het ontvangt voeding en energie van buiten. Doch dat niet alleen; vaak moet een organisme zich oriënteren in zijn omgeving, het moet zijn voedsel of prooi lokaliseren; het is veelal afhankelijk van zijn soortgenoten wat betreft bescherming en samenwerking, maar ook voor zijn nageslacht (voortplanting). In de loop van de evolutie zijn contacten in de vorm van kleur-, geur- en geluidsignalen wellicht talrijker geworden dan de meer ‘primitieve’ reacties op de buitenwereld, zoals ionen-samenstelling, zuurgraad, osmotische druk en temperatuur. Daarmee is een zeer boeiend onderwerp aangesneden dat in de jonge wetenschap van het dierengedrag, de ethologie, op een zeer exacte wijze aan de orde komt. Het boek behandelt in korte, gedegen fragmenten met vele illustraties de manieren waarop levende wezens met hun zintuigen de omgeving kunnen registreren en hoe ze dan vervolgens op deze waarnemingen reageren.

Zintuigen zijn eigenlijk meetapparaten voor bepaalde aspecten van de omgeving. Zij reageren specifiek op geluidsgolven, op de richting van de zwaartekracht, op lichtgolven al naar gelang hun golflengte (verschillende kleuren) en intensiteit, op geur- en smaakstoffen enz.. Interessant is nu dat het organisme deze informatie - of het nu mechanische, fysische of chemische prikkels zijn - steeds omzet in stroomsterkte, die via een bepaalde zenuwvezel naar het centrum geleid wordt, het centrale zenuwstelsel. Uit de snelheid van opeenvolging van zenuwimpulsen leest het centrale zenuwstelsel dan af wat er buiten aan de hand is. Niet alles kan aan de orde komen, en daarom gaat het boek slechts summier in op de uniforme processen waarin licht, concentratie van een stof, temperatuur, geluid enz. worden omgezet. Deze uniforme processen spelen zich af over de zenuw als elektrochemische geleider.

Eenmaal in het centrale zenuwstelsel aangekomen moet de informatie van buiten verwerkt worden. Allereerst worden de binnengekomen berichten uitgezeefd; het gaat alleen om relevante informatie. Wellicht moet dan ook het ‘nieuws’ vergeleken worden met wat al bekend was: namelijk met die gegevens die in het geheugen of de erfelijkheid - wat ook een soort geheugen is - opgeslagen liggen. Tenslotte moet het organisme op basis van zijn informatie stappen ondernemen: bepaalde organen activeren, spieren samentrekken en remmen, hormonen inschakelen als tweede soort boodschappers - wederom allemaal via de elektrochemische weg van de zenuwen.

Misschien kunnen we nu iets begrijpen van reacties van dieren op bepaalde prikkels. Voor een roofdier vormt een prooi als het ware een prikkel die een prooi-vang-reactie oproept. Zou een prikkel dan niet uitgebouwd kun-

[p. 682]

nen worden tot een signaal, waarmee de aandacht van de ander getrokken wordt of waarmee aan de ander iets meegedeeld wordt? Het meest voor de hand liggend zou het zijn signalen te ontwikkelen die het voortleven van de soort ten dienste staan. Voedsel is een primaire levensbehoefte; directe herkenning van een geschikte voedselbron of onderlinge informatieuitwisseling over waar wat te halen valt, is voor een diersoort gunstig te noemen. Bloemen die voor hun stuifmeel-bevruchting afhankelijk zijn van insekten, zouden er erg bij gebaat kunnen zijn, als bepaalde insekten bij voorkeur hún bloemsoort bezoeken; als ze eens over eigen loksignalen konden beschikken. Voortplanting van een diersoort is misschien pas goed gegarandeerd als mannetje en vrouwtje van één soort elkaar snel ontdekken en weinig vergissingen maken. Maar ook zou men zich signalen kunnen voorstellen die echte concurrenten waarschuwen zodra zij het beperkte voedselareaal of de geliefde van een ander naderen.

Bovenstaande opsomming wordt in het boek Dier en signaal uitvoerig met voorbeelden en onderzoekingen geïllustreerd. Inderdaad heeft de plantenen dierenwereld uitvoerig met deze mogelijkheden geëxperimenteerd. In een evolutie van duizenden jaren heeft er waarschijnlijk een natuurlijke selectie plaats gevonden ten gunste van de organismen die het meeste de aandacht trokken van diegenen waarvan ze voor voeding en voortplanting afhankelijk waren. Specifieke signalen en specifieke reacties blijken vaak de beste overlevingskansen te hebben geboden.

In kolonies van min of meer samenwerkende dieren is de ontwikkeling van communicatie-signalen veelvuldig aangetroffen. Waarschuwende signalen bij spreeuwen, kuddedieren etc. ter alarmering van de hele groep zijn het meest bekend. Zo bestaan er ook scholen van bepaalde vissen waarvan een gewond individu door het uitscheiden van een schrikstof de andere vissen waarschuwt. Het verstaan van zo'n signaal heeft uiteraard een vitale functie. Eigenlijk geldt iets soortgelijks, wanneer de leden van een groep over een pasontdekte voedselbron geïnformeerd kunnen worden. Zo'n dierentaal is vaak erg efficiënt; door Von Frisch is die van de honingbij het beste onderzocht. In een ingewikkelde dans wordt aan de korfgenoten de afstand en de richting van de nectarvondst meegedeeld; informatie over de bloemengeur draagt de bij aan haar lijf mee. Alleen wie de code kent, kan de mededeling verstaan; dat is een signaal.

Het lokken van ‘bevruchters’, de insekten, is voor vele bloemen eveneens van vitaal belang. Het signaal moet voor bepaalde insecten gelden - om er zeker van te zijn dat het stuifmeel dat ‘en passant’ wordt meegenomen, werkelijk op de stamper van soortgenoten terecht komt. Veelal bedient de plant zich hierbij van bepaalde kleuren. Het insektenoog is erg gevoelig voor ultraviolet en geel. Veel bloemen worden zo frequent door insekten

[p. 683]

bezocht omdat ze het voor ons onzichtbare ultraviolet rijkelijk uitstralen. Rood is voor hen meestal onzichtbaar; inheemse, vuurrode bloemen zijn in Europa dan ook zeer zeldzaam. We zouden kunnen zeggen dat zowel kleur als geur een uitdagend reclame-bord vormen voor vele insekten. Zo weet de stinkzwam met een truc gebruik te maken van de geurgevoeligheid van bepaalde insekten: zijn quasi-aasgeur lokt vele kadaver-insekten. Een vernuftig lokmiddel hebben de orchideeën ‘uitgevonden’: hun bloemen hebben vaak de vorm van enkele insektenwijfjes; bovendien trekt een seksuele namaakgeur de mannetjes aan die aldus de bestuiving van de orchideeën garanderen.

Om de soort in stand te houden - dus om de noodzakelijke versmelting van zaad- en eicellen van eenzelfde soort te waarborgen - heeft de natuur een grenzeloze vindingrijkheid ontplooid. Mannetjes en vrouwtjes moeten elkaar allereerst als mogelijke partners kunnen herkennen; bovendien zou de bronsttijd of verdere bereidheid van het vrouwtje in signalen (geuren, kleuren enz.) uitgedrukt kunnen worden. Veelal treffen we een aangeboren herkenningsvermogen aan, dat vaak tot een eenvoudig patroon terug te brengen is: een bepaalde vorm of kleur van onderlijf en vleugels is voor vele dieren als herkenningsteken voldoende; in het eigen leefmilieu van zo'n diersoort blijkt een dergelijk vereenvoudigd schema van de werkelijkheid vergissingen tot een minimum te beperken.

Vele diersoorten blijken nog over signalen te beschikken om concurrenten af te schrikken. Vogels waarschuwen vaak met hun zang eventuele territorium-schenders. Het is begrijpelijk dat dieren met een beperkte broodwinning het meest geducht zijn voor dieren met verwante voedselbehoeften. De geweldige kleurenrijkdom die we bij koraalvissen aantreffen zou wel eens met dit gegeven kunnen samenhangen; hun bijzondere ‘beroepskleding’ waarschuwt mogelijke concurrenten vooral op korte afstand. Behalve kleurpatronen vinden we bij landdieren vaak de markering van het eigen territorium met geurstoffen of urine. Veelal is het dier in het centrum van zijn territorium het meest agressief ten opzichte van binnendringers.

Uit deze verschillende categorieën van signaalsystemen blijkt wel dat vele lichamelijke eigenschappen, zoals grootte en vorm, kleur en geur allerminst zonder betekenis zijn. Vele lichaams-structuren waaraan aanvankelijk wellicht nauwelijks betekenis werd toegekend - tenzij zuiver fysiologisch - blijken van bijzonder belang te zijn in het gedragsleven van plant en dier: in hun communicatie, hun seksuele contacten en zelfs sociale contacten - hoewel dat laatste in de zin van groeps-structurering, stemming en begroeting in dit boek weinig aandacht krijgt.

In eerste instantie berust de uitgroei van deze signalen op het dierlijk vermogen informatie van buiten te kunnen opnemen en in een centrum te

[p. 684]

verwerken. Vervolgens blijkt de ontwikkeling van een dergelijk uitgewerkt signaalsysteem eveneens voor een groot gedeelte te steunen op het algemene evolutieprincipe van natuurlijke selectie, dat Darwin ooit voor meer inzichtelijke lichaamskenmerken gepostuleerd heeft. Nu blijkt ook voor erfelijke signaaltekens te gelden dat, naarmate de signalen duidelijker en specifieker zijn, de paring trefzekerder is; en dat heeft differentiële voortplanting tot gevolg.

Aldus neemt de ethologie een belangrijke plaats in in de biologie; zij slaagt erin de evolutietheorie in een groter kader te zetten; zij bevrijdt het organisme uit een isolatie en plaatst het in een milieu dat niet alleen fysisch, maar ook biologisch is. Gedragingen van en relaties tussen dieren blijken ook voor experimenten open te staan. Dit boek, waaraan een aantal ethologen boeiende bijdragen geleverd hebben, geeft een goed beeld van onderzoeksmethoden en de inzichten die daarbij bereikt zijn.