Marcus Byrne: De dans van de mestkever

Een mestkever heeft hersenen ter grootte van een rijstkorrel, maar geeft blijk van een grote mate van intelligentie wanneer het aankomt op het naar huis rollen van zijn voedingsbron: dierlijke uitwerpselen. Hoe kan dat? Het zit 'm allemaal in een dansje. (Opgenomen tijdens TEDxWitsUniversity.)

Dit is stront.

Ik wil vandaag graag mijn passie
voor stront met je delen.

Ik wil vandaag graag mijn passie
voor stront met je delen.

Dat kan wel eens lastig worden,

maar ik denk dat je meer gefascineerd zal zijn

door de wijze waarop deze dieren
met stront omgaan.

Dit beestje heeft hersenen

ter grootte van een rijstkorrel,
en toch kan het dingen doen

die jij en ik nooit voor elkaar zouden krijgen.

Allemaal geëvolueerd ter omgang
met zijn voedselbron: mest.

Allemaal geëvolueerd ter omgang
met zijn voedselbron: mest.

Waar beginnen we dit verhaal?

Het lijkt toepasselijk om bij het einde te beginnen.

Dit is een afvalproduct
dat uit andere dieren komt,

maar het bevat nog voedingsstoffen.

Genoeg voedingsstoffen
voor het levensonderhoud van mestkevers.

Genoeg voedingsstoffen
voor het levensonderhoud van mestkevers.

Mestkevers eten mest
en ook hun larven zijn mest-eters.

Mestkevers eten mest
en ook hun larven zijn mest-eters.

Ze groeien volledig in een bal mest.

In Zuid Afrika hebben we zo'n 800 soorten mestkevers.

In Afrika zo'n 2.000 soorten mestkevers

en in de wereld zijn er zo'n 6.000 soorten mestkevers.

Volgens mestkevers is mest dus helemaal oké.

Tenzij je bereid bent om mest
onder je vingernagels te krijgen

en zelf door de mest te wroeten,
zul je 90% van de mestkeversoorten

nooit te zien krijgen.

Zij gaan namelijk helemaal de mest in

en verplaatsen zich dan op en neer

tussen de mest aan de oppervlakte

en een ondergronds nest.

Hoe gaan ze om met dit materiaal?

De meeste mestkevers
maken er een soort pakketje van.

Tien percent van de soort maakt een bal

die ze wegrollen van de mestbron

en meestal begraven op grote afstand.

Ze hebben een zeer specifiek gedrag

waarmee ze de ballen kunnen rollen.

Hier zie je de trotse eigenaar van een mooie mestbal.

Je kan zien dat hij mannelijk is

aan dat haartje achter op zijn benen.

Hij is duidelijk voldaan over zijn eigendom.

Dan wordt hij het slachtoffer

van een gemene roofoverval. (Gelach)

Dat toont aan

dat dit een waardevol goed is.

Waardevolle goederen moeten goed beschermd worden

en we denken dat ze
de ballen daarom wegrollen.

en we denken dat ze
de ballen daarom wegrollen.

Vanwege de concurrentie

om de mest te bemachtigen.

Dit was een hoop mest,

15 minuten voordat deze foto genomen werd.

We denken dat de intense concurrentie

de kevers tot zulke
vaardige ballenrollers heeft gemaakt.

de kevers tot zulke
vaardige ballenrollers heeft gemaakt.

Stel je dus voor, dat dit beestje

door het Afrikaanse veld beweegt.

Kop omlaag. Achteruit lopend.

Een bizarre manier om voedsel
ergens heen te vervoeren.

Tegelijkertijd is er de hitte.

Dit is Afrika. Het is heet.

Ik wil wat experimenten met je delen

die mijn collega's en ik uitvoerden

om te onderzoeken hoe mestkevers

deze problemen oplossen.

Kijk naar deze kever.

Let vooral op twee dingen.

Ten eerste hoe hij dit obstakel trotseert.

Kijk, hij doet een dansje

en vervolgt zijn weg in precies dezelfde richting.

en vervolgt zijn weg in precies dezelfde richting.

Een klein dansje
en hij gaat een bepaalde kant op.

Dit beestje weet duidelijk exact waar hij heen wil

Dit beestje weet duidelijk exact waar hij heen wil

en dat is een zeer belangrijk gegeven,

want bedenk: je bent bij de mesthoop

en je wil die grote koek
verbergen voor de anderen.

De snelste manier is in een rechte lijn.

We lieten ze nog meer dingen oplossen.

Hier draaiden we de wereld

onder hun voeten.
Zie de reactie.

De wereld van dit diertje

draait 90 graden onder zijn voeten.

Hij is onverstoorbaar.
Hij weet precies waar hij heen wil

en vertrekt in die richting.

Onze volgende vraag was:

hoe doen ze dit?

We hadden een aanwijzing.

Nu en dan klommen ze op de bal

en keken naar de wereld om hen heen.

Naar waar keken ze, denk je?

Naar waar keken ze, denk je?

Welke aanwijzingen gebruikt het beestje?

De meest voor de hand liggende aanwijzing

is de lucht.
Dus we dachten:

'Waarnaar kijken ze in de lucht?'

Dat is waarschijnlijk de zon.

In dit klassieke experiment

verplaatsten we de zon.

We schermen de zon af met een plaat.

Dan verplaatsen we de zon met een spiegel

naar een compleet andere positie.

Kijk wat de kever doet.

Hij doet een dubbel dansje

en keert terug in exact dezelfde richting

als waar hij vandaan kwam.

Wat gebeurt er?
Ze kijken duidelijk naar de zon.

De zon is voor hen
een belangrijke aanwijzing in de lucht.

Maar de zon is niet altijd beschikbaar,

omdat ze 's avonds achter de horizon verdwijnt.

In de lucht ontstaat dan

een enorm patroon van gepolariseerd licht

dat jij en ik niet kunnen zien.
Zo zitten onze ogen in elkaar.

Maar de zon staat daar aan de horizon

en we weten dat als hij

bijvoorbeeld aan deze kant staat,

een wijde strook gepolariseerd licht
van noord naar zuid loopt

dat wij niet kunnen zien,

maar de kevers wel.

Hoe testen we dat? Simpel.

We stoppen de kever
onder een grote polarisatiefilter

die in een loodrechte hoek staat

op het polarisatiepatroon in de lucht.

De kever komt onder de filter uit

en slaat rechtsaf,

want hij loopt weer onder de hemel

waarop hij oorspronkelijk georiënteerd was.

Hij heroriënteert zich

op zijn oorspronkelijke koers.

Kevers zien dus klaarblijkelijk gepolariseerd licht.

Oké, tot zover zagen we het volgende.

Wat doen de kevers? Ze rollen ballen.

Hoe doen ze dat?
In een rechte lijn.

Hoe blijven ze die rechte lijn volgen?

Ze kijken naar hemelse aanwijzingen in de lucht,

onzichtbaar voor jou en mij.

Maar hoe pikken ze die hemelse aanwijzingen op?

Dat onderzochten we als volgende.

We dachten dat deze kleine vertoning,
de dans,

belangrijk was, want kijk

hij pauzeert zo nu en dan

en loopt dan in de gewenste richting.

Dus wat doen ze tijdens deze dans?

Hoe ver kunnen we ze manipuleren
voordat ze zich gaan heroriënteren?

In dit experiment dwongen we ze
in een kanaal te lopen.

Je ziet dat hij niet écht gedwongen werd

om het kanaal in te gaan.

We bogen zijn koers geleidelijk 180 graden

tot hij in exact de tegenovergestelde richting liep,

dan waarin hij wilde gaan.

Kijk nu naar zijn reactie.

Hier is hij 90 graden afgebogen,

en wanneer hij hier is beland

loopt hij 180 graden in de verkeerde richting.

Kijk naar zijn respons.

Hij doet zijn dansje, draait zich om,

en keert op zijn stappen terug.
Hij weet precies waar hij heen wil.

Hij weet wat het probleem is

en hoe hij het moet oplossen.

De dans is zijn aanpassingsgedrag

waarmee hij zich heroriënteert.

Dat is dus de dans,
maar na vele jaren observatie

van de mestkevers in de hete Afrikaanse bush,

merkten we een andere soort gedrag op

in samenhang met het dansgedrag.

Wanneer ze op de bal klimmen,

wrijven ze soms over hun gezicht.

Hier doet hij het weer.

We dachten: "Wat kan hier aan de hand zijn?"

De grond is duidelijk erg heet,
en in dat geval

dansen ze vaker

en wrijven over hun gezicht.

We dachten dat het
warmteregulerend gedrag kon zijn.

Misschien probeert hij van de hete grond af te komen

en met speeksel zijn kop af te koelen.

en met speeksel zijn kop af te koelen.

Dus we ontworpen een aantal arena's.

Eentje was heet, de andere koud.

We plaatsten deze in de schaduw.
De andere niet.

Toen filmden we ze met een thermische camera.

Hier zie je een warmtebeeld

van het systeem. Uit de stront

komt een koele mestbal.

Je kunt dus vaststellen

dat mest 'cool' is. (Gelach)

We willen hier dus alleen de temperatuur

van de kever vergelijken met de achtergrond.

De achtergrond hier is ongeveer 50 graden Celsius.

De kever zelf en de bal zijn waarschijnlijk

zo'n 30 tot 35 graden.

Dit is dus een grote bol ijs

die de kever over het hete veld transporteert.

Het is geen klimmen, ook geen dansen,

want zijn lichaamstemperatuur is relatief laag.

Die is ongeveer dezelfde als van jou en mij.

Belangrijk is dat die kleine hersenen koel zijn.

Maar nu een hete omgeving:

kijk naar de temperatuur van de grond.

Die ligt rond de 55 tot 60 graden Celsius.

Kijk hoe vaak de kevers dansen.

Kijk naar zijn voorbenen. Die zijn gloeiend heet.

De bal geeft een kleine thermische schaduw

en de kever klimt op de bal

en wrijft zijn gezicht.
Hij probeert zich af te koelen --

denken we --
en het hete zand te mijden waar hij op loopt.

We hebben hem toen kleine laarsjes gegeven

om te testen of hij met zijn benen

de bodemtemperatuur aanvoelde.

Je ziet dat ze met laarsjes veel minder vaak

op de bal klimmen dan zonder laarsjes.

Dus we beschreven ze als koele laarzen.

We gebruikten een tandvulmiddel
om de laarzen te maken.

Ook koelden we de mestbal
door hem in de koelkast te leggen

We gaven hen een fijne koele mestbal.

Daar klommen ze veel minder vaak op

dan op een hete mestbal.

Dit heet 'steltlopen'.
Het is warmteregulerend gedrag

zoals wij doen op het strand.

We springen op een handdoek.

"Sorry, ik ben op uw handdoek gestapt."

Dan haast je je naar iemand anders zijn handdoek,

zodat je je voeten niet brandt.

Dat is precies wat de kevers hier doen.

Ik wil nog één verhaal met je wil delen.

Dat gaat over deze soort van het genus Pachysoma.

Dat gaat over deze soort van het genus Pachysoma.

Er zijn 13 soorten in het genus,

die een bepaald gedrag vertonen
dat je zal interesseren.

Dit is een mestkever. Kijk wat hij doet.

Kun je het verschil zien?

Normaal doen ze dit niet zo langzaam.
Dit is slow motion.

Hij loopt vooruit
en neemt een bolletje droge mest mee.

Hij loopt vooruit
en neemt een bolletje droge mest mee.

Dit is een andere soort in hetzelfde genus

met precies hetzelfde foerageergedrag.

Nog een ander aspect van zijn gedrag

vonden we erg fascinerend.

Hij foerageert en bevoorraadt een nest.

Kijk naar dit individu.
Hij probeert een nest te bouwen.

Kijk naar dit individu.
Hij probeert een nest te bouwen.

Hij vindt deze eerste locatie niet leuk,

maar hij vindt een tweede locatie.

Zo'n 50 minuten later is het nest klaar.

Hij gaat het nest bevoorraden

met een hoop droge mestbolletjes.

Vergelijk nu het uitgaande pad eens
met het huiswaartse.

Vergelijk nu het uitgaande pad eens
met het huiswaartse.

Je zal zien dat het huiswaartse pad

veel directer is dan het uitgaande.

Uitgaand zoekt hij voortdurend

naar nieuwe stukjes mest.

Huiswaarts weet hij precies de weg

en loopt er recht op af.

Belangrijk is, dat het geen enkele reis is

zoals bij de meeste mestkevers.
De reis wordt herhaald,

op en neer tussen de bevoorradingsplek
en de mestvoorraad.

Hier... nog een Zuid-Afrikaanse misdaad.
(Gelach)

Hier... nog een Zuid-Afrikaanse misdaad.
(Gelach)

Zijn buurman steelt een van zijn mestbolletjes.

Waar we hier naar kijken,

heet pad-integratie.

De kever heeft een thuisplek.

Hij loopt op een ingewikkelde manier weg,

op zoek naar voedsel
en wanneer hij dat vindt

gaat hij recht op huis af.
Hij weet precies waar dat is.

Dat kan hij op twee manieren doen.

We kunnen dat testen
door de kever te verplaatsen

als hij bij de foerageerplek is.

Indien hij oriëntatiepunten gebruikt,
zal hij zijn huis vinden.

Als hij pad-integratie gebruikt,

zal hij op de verkeerde plek belanden.

Bij pad-integratie telt hij zijn stappen

of meet hij de afgelegde afstand.

Hij kent de juiste richting.

Als je hem verplaatst,
zal hij op de verkeerde plek aankomen.

Laten we zien wat er gebeurt

als we dit testen.

Onze gehaaide onderzoeker verplaatst de kever.

Onze gehaaide onderzoeker verplaatst de kever.

Kijk wat er gebeurt.

We hebben een nest.
Daar was de voorraad.

De voorraad is verplaatst naar een nieuwe locatie.

Als hij zich oriënteert naar het landschap

zou hij het nest moeten kunnen vinden,

want die kenmerken herkent hij wel.

Als hij 'pad-integratie' gebruikt,

zou hij op de verkeerde plaats moeten belanden.

Kijk wat er gebeurt

wanneer we de kever testen.

Hier is hij.

Hij wil naar huis
en kijk wat er gebeurt.

Wat sneu.

Hij heeft geen idee.

Hij zoekt zijn huis op de juiste afstand,

maar is duidelijk de weg kwijt.

Nu weten we dus
dat dit diertje 'pad-integratie' gebruikt.

De meedogenloze onderzoeker

leidt hem op een dwaalspoor. (Gelach)

We hebben hier dus een groep dieren

die de zon als kompas gebruiken

om de weg te vinden

en ze hebben een systeem

om de afstand te meten.

We weten dat deze soort zijn stappen telt.

Ze gebruikt een hodometer,

een stappentelsysteem,
om thuis te komen.

We weten nog niet wat mestkevers gebruiken.

Wat hebben we geleerd van deze diertjes

met hersenen ter grootte van een rijstkorrel?

We weten dat ze ballen
in een rechte lijn kunnen rollen.

dankzij hemelse aanwijzingen.

Het dansje is oriëntatiegedrag

en tevens thermoregulerend gedrag.

Ze gebruiken 'pad-integratie'
om hun weg te vinden.

Ze gebruiken 'pad-integratie'
om hun weg te vinden.

Dit kleine diertje
dat zich met nogal afstotelijke materie bezighoudt,

kan ons erg veel leren over dingen

die jij en ik nooit zouden kunnen.

Dank je wel. (Applaus)