Bladluizen zijn een van de minst welkome tuinbezoekers. Deze kleine insecten kunnen grote schade aanrichten in de landbouw, maar hoe kiezen ze eigenlijk hun waardplanten? Wat zijn de basismechanismen hierachter? Onderzoekers van de universiteiten van Bonn en Kassel presenteren nu twee nieuwe modellen die kunnen worden gebruikt om de kleurwaarneming van bladluizen te analyseren en dus hoe de dieren op planten reageren. Dit opent nieuwe mogelijkheden voor toekomstig onderzoek over dit onderwerp, maar kan ook relevant zijn voor landbouwtoepassingen. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Philosophical Transactions of the Royal Society B:Biological Sciences .

Het is al jaren bekend dat bladluizen vooral dol zijn op de kleur geel. Daarom worden in de landbouw soms gele kleurvallen gebruikt om de bladluizen in gewassen te controleren. Voor hun huidige onderzoek hebben de onderzoekers in twee opeenvolgende bronnen in totaal meer dan 200 kleurvallen met ongeveer 70 verschillende kleuren in het veld ingezet.

Met behulp van een lichtspectrometer maten ze voor elke golflengte de zogenaamde reflectiespectra van de afzonderlijke kleuren. "Met de spectrometer kunnen we de kleuren objectief kwantificeren. Dit is belangrijk omdat mensen kleuren heel anders waarnemen dan insecten - dus daarvoor kunnen we niet op onze ogen vertrouwen", zegt onderzoeksleider prof. dr. Thomas F. Döring van het Instituut of Crop Science and Resource Conservation (INRES) aan de Universiteit van Bonn.

De reflectiegegevens en de gedragsgegevens, dat wil zeggen het aantal gevangen bladluizen per val, vormden vervolgens de basis voor twee wiskundige modellen. Het doel was om de reflectie- en gedragsgegevens met elkaar in verband te brengen en zo te achterhalen welke golflengten bepalend zijn voor de reactie van de bladluis.

Twee modellen met vergelijkbare resultaten

In het eerste model verwerkten de wetenschappers reeds bekende gegevens over welke fotoreceptoren worden gestimuleerd wanneer bladluizen naar voedsel zoeken. Het tweede model deed het zonder de fysiologische gegevens en hield alleen rekening met het gedrag van de dieren en de gemeten reflectiegegevens per kleur. Voor dit model hebben de onderzoekers een speciale statistische methode toegepast, partiële kleinste-kwadratenregressie (PLSR) genaamd.

Beide modellen kwamen tot vergelijkbare conclusies. Ten eerste bevestigden ze de voorkeur van de bladluizen voor de kleur geel. Ten tweede suggereerden beide modellen een specifiek neuraal mechanisme dat het visuele gedrag van bladluizen regelt. "Het feit dat de resultaten van beide evaluaties uiteindelijk zo vergelijkbaar waren, verraste ons", zegt Dr. Sascha M. Kirchner van de Universiteit van Kassel. "Maar het resultaat is zo sterk dat het geen wiskundig artefact kan zijn."

Een conclusie van de onderzoekers:Zelfs voor bladluissoorten waarvoor tot nu toe geen fysiologische gegevens beschikbaar zijn, kan de nieuwe evaluatiemethode, samen met geselecteerde kleurstimuli, helpen om nauwkeurigere informatie over het visuele gedrag te geven. "Op deze manier kunnen we in de toekomst misschien dure elektrofysiologische studies op de dieren vermijden", zegt Döring, een lid van de transdisciplinaire onderzoeksruimte "Sustainable Futures" en de PhenoRob Cluster of Excellence aan de Universiteit van Bonn.

Brug tussen biologie en landbouw

Met hun onderzoek combineren de onderzoekers biologisch en landbouwkundig onderzoek op een bijzondere manier. In de neurobiologie dienen bladluizen normaal gesproken niet als modelorganismen om basismechanismen te bestuderen. In de landbouw worden dergelijke gedragsanalyses echter vaak niet toegepast vanwege hun detailniveau. "In ons onderzoek hebben we geprobeerd een brug te slaan tussen toegepaste wetenschap en fundamenteel onderzoek", zegt veldecoloog Thomas Döring.

De nieuwe modellen kunnen met name helpen bij het optimaliseren van bestaande landbouwpraktijken, zoals zogenaamde mulchmethoden die de visuele achtergrond van gewassen kunnen veranderen en zo waardplanten kunnen "verbergen" voor ongedierte. De resultaten kunnen ook relevant zijn voor pogingen om bladkleur te veranderen, bijvoorbeeld door veredeling of speciale bemesting. De huidige studie levert al bewijs dat tarwebladeren aantrekkelijker zijn voor bladluizen wanneer ze worden bemest met een laag stikstofgehalte dan wanneer ze intensiever worden behandeld met stikstof.

Waarom geel?

De vraag blijft open waarom bladluizen eigenlijk zo'n voorkeur hebben voor geel - hun voedsel bestaat immers uit groene plantenbladeren. "We kunnen dit nu fysiologisch verklaren, maar het onderliggende voordeel voor de bladluizen is nog onduidelijk", zegt Thomas Döring.

In toekomstige studies willen hij en zijn collega's het effect van UV-licht nader onderzoeken, wat zowel interessant is voor toepassingen in de gewasbescherming als vanuit biologisch perspectief.

Bovendien levert de studie voorlopig bewijs dat sommige bladluissoorten iets anders reageren dan de meerderheid. Of dit gedrag fundamenteel anders is, moet ook blijken uit nader onderzoek. + Verder verkennen

Bladluizen manipuleren hun voedsel