Weten planten en dieren hoe laat het is?
De dagen zijn op z’n langst en de natuur draait op volle toeren. Het tijdstip waarop vlinders ontpoppen, bloemen ontluiken en vogels hun ei leggen wordt bepaald volgens een heleboel regeltjes, o.a. gebaseerd op de daglengte. Maar hoe ‘weten’ dieren en planten precies dat het hun moment is?
Net zoals mensen op het ritme van dag en nacht leven, baseren ook dieren en planten zich op een ‘biologische klok’. Die vertelt hen wanneer het tijd is om te slapen, zich voort te planten, aan een winterslaap te beginnen, stuifmeel aan te maken of om naar het zuiden te trekken. Alleen zo kunnen ze in optimale omstandigheden overleven.
De juiste tijd is voor iedereen anders
De meeste organismen baseren zich op verschillende ritmische fenomenen tegelijkertijd. Ze maken daarvoor gebruik van ‘zeitgebers’. Dat woord komt uit het Duits en betekent letterlijk ‘tijdsaanduider’. Zeitgebers zijn elementen uit de omgeving die een dier of plant vertellen hoe laat het is of in welk deel van het jaar we beland zijn.
Hier bij ons, met duidelijke seizoenen die elk hun typische dag-nachtverhouding hebben, is de daglengte een belangrijke zeitgeber. In de tropen zijn dag en nacht ongeveer even lang en is die info van minder groot belang. Planten kunnen er het hele jaar door groeien en dieren hebben een minder uitgesproken voortplantingscyclus.
In getijdengebieden bepalen eb en vloed het ritme van de dag. Terwijl landdieren volgens een cyclus van 24 uur leven, worden krabben, mosselen en zeepokken tweemaal per dag ‘wakker’ gemaakt: wanneer hoogtij hen overspoelt. De omgevingstemperatuur is nog zo’n belangrijke zeitgeber. Die vertelt bijvoorbeeld aan de egel wanneer hij zijn winterslaap kan aanvatten of aan een vlinder wanneer het tijd is om te ontpoppen.
De iepenpage komt begin juni uit de pop
Hardnekkig bij de tijd blijven
Eens de biologische klok vastgezet is volgens een bepaalde zeitgeber, blijft ze in dat ritme lopen. Een gevolg dat we zelf maar al te goed kennen, is de jetlag: wanneer we landen op een plek waar dag en nacht omgekeerd zijn, heeft ons lichaam enkele dagen nodig om zichzelf te herprogrammeren. In de natuur gebeurt hetzelfde. Bloemen die elke ochtend ontluiken en zich bij het vallen van de avond weer sluiten, blijven dat doen als ze onder kunstmatige omstandigheden in continu daglicht geplaatst worden.
Maar dat spelletje blijft niet eeuwig duren: zonder feedback vanuit de omgeving verwatert de voorspelbaarheid van een interne klok. Net zoals mechanische klokken moeten biologische klokken dus geregeld even bijgesteld worden. De menselijke biologische klok bijvoorbeeld telt - afhankelijk van persoon tot persoon - nét iets meer of minder dan 24 uren. Elke ochtend checken we ons uurwerk en duwen onze hersenen even op de resetknop. Alleen zo zijn we er zeker van dat we gelijk blijven lopen met onze omgeving en niet te laat op ons werk aankomen.
Een verzameling aan biologische klokken
De meeste organismen baseren zich niet op één zeitgeber en hebben dus meer dan één biologische wekker in hun lichaam verborgen. Iedere ‘klok’ controleert één specifiek aspect van hun leven. Waadvogels trekken bijvoorbeeld aan het einde van de zomer naar het zuiden, gaan op een ander moment in de rui en zoeken hun voedsel tijdens midtij.
Honingbijen gaan nog een stapje verder: zij stemmen hun voedseldans perfect af op de stand van de zon. Ze maken ingewikkelde dance moves om hun collega’s te tonen waar veel nectar te vinden is. De richting waarin ze die bewegingen maken t.o.v. de zon is hierbij cruciaal. Omdat de zon gedurende de dag van oost naar west beweegt, moeten bijen op elk moment van de dag dus precies weten hoe laat het is. Daarvoor komt die interne klok erg goed van pas.
Ontregelde kloktemperatuur
De natuur is dus op een heleboel verschillende zeitgebers aangewezen. De meeste daarvan zijn vrij rigide, zoals de daglengte en de getijden. De temperatuur is veel minder betrouwbaar als zeitgeber. Zeker wanneer de klimaatopwarming dan ook nog eens zijn intrede doet, leidt dat tot conflicten.
Vogels zoals de koolmees bijvoorbeeld, letten vooral op de daglengte om te bepalen wanneer ze hun eieren leggen. Van oudsher valt het uitkomen van hun jongen samen met een voedselpiek aan rupsen van de wintervlinder. Maar die rupsen houden minder rekening met de dag/nachtlengte en baseren zich vooral op de temperatuur. Zo kan het voorkomen dat de rupsenpiek te vroeg valt, waardoor de koolmees minder voedsel vindt. Bovendien is de rups er misschien zelf aan voor de moeite, omdat haar waardplant nog niet in blad staat.
De tjiftjaf is een trekvogel, tegenwoordig overwinteren sommige tjiftjafs bij ons
Dieren en planten weten dus wel degelijk hoe laat het is en misschien zijn ze er wel beter in dan ons, want ze hoeven geen kalender of uurwerk bij te houden. Wel is het zeker dat hun hele leven perfect aangepast is aan het tijdsmechanisme dat voor hen van belang is. Een kleine verstoring in hun zeitgebers, heeft ernstige gevolgen op hun overlevingskansen.
