Pete Klimek/Shutterstock

Condooms staan algemeen bekend vanwege hun doel om een barrière te creëren die individuen beschermt tegen seksueel overdraagbare infecties en ongewenste of ongeplande zwangerschappen. Mensen hebben echter veel alternatieve toepassingen voor condooms gevonden, zoals een geïmproviseerd ijspak, een waterdichte tas voor een telefoon of lucifers, en wondverband of tourniquet. Omdat latexcondooms zijn gemaakt van stoffen die ondoordringbaar zijn voor water, hebben onderzoekers ze zelfs nuttig gevonden bij veldonderzoek in het Amazone-regenwoud tijdens het onderzoek naar cicadentorens.

Als onderdeel van het trainingsprogramma in kwantitatieve ecologie van het Serrapilheira Instituut bestudeerden meer dan een dozijn jonge onderzoekers iets dat ze nog nooit eerder hadden gezien:cicadentorens, waaronder de hoogste ooit gemeten met 47 centimeter. De onderzoekers werden nieuwsgierig naar het slecht begrepen doel van deze structuren en wilden twee hypothesen testen. In een artikel gepubliceerd in Biotropica beschreven ze hoe ze condooms gebruikten in een afdichtingsexperiment om één hypothese te testen en gaven ze de resultaten.

Hoofdauteur Marina Mega testte de theorie dat de torens een fysiologische regulerende functie hebben en zei in een artikel waarin ze de ervaring vertelde dat "een van mijn collega's grapte:'Kijk naar hun vorm - wat als we condooms zouden gebruiken?'" om te voorkomen dat er lucht in en uit komt. Toen plaatsten ze latex condooms over negen ervan en wikkelden ze aan de onderkant in met PVC-folie. Na 18 uur controleerden ze de condooms op inflatie en braken ze de torens aan de basis om vast te leggen wat er daarna gebeurde.

Wat het condoomexperiment onthulde over cicadetorens

De cicadetorens die door onderzoekers van het Serrapilheira Instituut in het Amazonegebied zijn bestudeerd, zijn gebouwd door Guyalna chlorogena-nimfen, die tot de regenwouddieren behoren die een metamorfose ondergaan. Als insecten die hun huid afwerpen en ondergronds leven, voeden ze zich met wortelsap voordat ze als volwassenen naar boven komen. De insecten boetseren deze cilindrische structuren netjes uit klei en urine, en een van de hypothesen van de onderzoekers was dat ze de luchtstroom helpen reguleren.

Nadat de negen torens driekwart dag lang met condooms waren afgesloten, waren de resultaten afhankelijk van hun grootte – waarschijnlijk omdat de afdichting de gasuitwisseling beperkte en ademhalingsstress veroorzaakte. De latex hoezen op de hogere constructies waren opgeblazen. Op de dag nadat de structuren waren gebroken, vertoonden de structuren die minstens 19,6 centimeter groot waren betere groeisnelheden dan de controlestructuren die onaangeroerd bleven. Torens die korter waren, hadden een lagere groeisnelheid dan de controles.

Daarom concludeerden de onderzoekers dat de nimfen van G. chlorogena flexibele reacties hadden op de accumulatie van kooldioxide en ademhalingsstressoren zoals hitte en hypoxie. Dat komt omdat, op basis van de resultaten, de grotere structuren schijnbaar meer initiële zuurstof hebben om de opbouw van CO2 te vertragen. Het zou er ook op kunnen wijzen dat de nimfen in grotere torens meer energiereserves en een betere stresstolerantie hebben. De onderzoekers merken op dat deze potentiële conclusies alleen kunnen worden bevestigd met directe fysiologische metingen.

Cicada-torens hebben meer dan alleen een fysiologische regulerende functie

Naast het afdichtingsexperiment met condooms voerden de onderzoekers van het Serrapilheira Instituut een experiment met watertoevoeging uit op negen van de G. chlorogena cicade-torens. Ze goten water in een gat aan de onderkant en gelijkmatig rond de buitenkant om de effecten van zware regenval te simuleren, waarbij ze de opening aan de bovenkant ook met klei sloten. Vergeleken met de onaangeroerde kleistructuren die ter controle werden gebruikt, was er geen verschil in groeisnelheid.

Bovendien vroegen de onderzoekers zich af of cicadetorens de nimfen beschermen tegen roofdieren. Die theorie kwam in me op toen ze merkten hoeveel mieren er rond de torens kropen, soms in enorme kolonies. Om daarachter te komen, lokten ze de mieren naar specifieke punten met behulp van pizza-achtig aas gemaakt van tarwe, water en sardines. Het aas werd op de toppen van 30 torens op drie locaties geplaatst om te imiteren waar de krekels tijdens de metamorfose zouden verschijnen. Nog eens 10 controleaasjes werden op een afstand van minimaal 2 meter van elkaar op de grond geplaatst. Slechts drie uur later zaten er ongeveer 8,5 keer meer mieren op het grondaas dan op het torenaas; de torens zelf beschermden blijkbaar krekels tegen roofdieren. De hoogteverschillen hadden echter geen invloed op de kans op het voorkomen van mieren.

De gecombineerde resultaten van deze experimenten geven aan dat cicadetorens een adaptief uitgebreid fenotype zijn. Kortom, ze zijn de strategie van het insect om om te gaan met abiotische en biotische factoren in het ecosysteem (of respectievelijk de niet-levende en levende elementen). De beschermende functie is vooral belangrijk wanneer de nimfen zich in de laatste fase van transformatie bevinden. Toch hebben de onderzoekers vragen over hoe de hoogte van de torens zich verhoudt tot het reproductieve succes en de overleving van de nimfen.