Heading

Toen biologen in 2017 drie plaatselijk bedreigde Micronesische spreeuwen dood aantroffen in hun nestkast op Guam, was de boosdoener duidelijk. De vogels zijn een frequent doelwit van invasieve bruine boomslangen. Het verwarrende deel was hoe een slang erin slaagde om in de eerste plaats in het nest te komen. Het nestkastje zat bovenin een stalen kanaalpijp waarvan wetenschappers dachten dat die te groot was voor de gebruikelijke klimtactieken van de bruine boomslang.

Maar een infrarood valcamera die op het nest was gericht, leverde CCTV-achtige time lapse beelden van de inbraak: een slang had zijn lichaam rond de kanaalpijp gelust en wurmde zich in iets meer dan 15 minuten naar de top. Het was de eerste keer dat de biologen Thomas Seibert en Martin Kastner dit gedrag in het wild hadden gezien.

Het jaar daarvoor hadden de wetenschappers het gedrag echter al in een laboratorium gezien. Toen ze probeerden strategieën te vinden om te voorkomen dat slangen nestkastjes bereikten, hadden de wetenschappers een drie voet hoge, acht inch brede kachelpijp over de bovenste helft van een zes voet hoge metalen paal gelegd. Bovenop bevestigden zij een breed platform met twee levende muizen in een kooi en plaatsten het apparaat in een leefruimte met 58 slangen. Toen ze ’s nachts time-lapse beelden van de opstelling bekeken, zagen ze hoe een slang zijn staart om de paal wikkelde, het andere uiteinde van zijn lichaam vastpakte om een veilige lus te vormen en naar de top glipte.

“We keken elkaar in totale shock aan omdat dit niet iets was wat we hadden verwacht of ooit hadden gezien,” zegt Seibert. “We moesten dit keer op keer bekijken om er zeker van te zijn dat we zagen wat we dachten te zien.”

De onverwachte klimstrategie is een unieke vorm van slangenbewegelijkheid die nog nooit eerder is gezien. De wetenschappers beschrijven de beweging van de slangen, die zij “lasso locomotie” noemen, in een studie die vandaag is gepubliceerd in het tijdschrift Current Biology. “Ik had in mijn stoutste dromen nooit gedacht dat een slang zich op deze manier zou voortbewegen,” zegt co-auteur en biomechanica specialist Bruce Jayne van de Universiteit van Cincinnati, die al meer dan 40 jaar de voortbeweging van slangen bestudeert.

De vondst biedt nieuwe inzichten in waarom bruine boomslangen zo verwoestend zijn geweest voor vogels op Guam, en zal natuurbeschermers helpen nieuwe hulpmiddelen te bedenken om de overgebleven vogels, zoals Micronesische spreeuwen, te beschermen.

Om de lasso-voortbeweging beter te begrijpen, zetten de onderzoekers in 2019 een nieuw experiment op in het laboratorium voor bruine boomslangen van de United States Geological Survey op Guam dat het gedrag zou aanmoedigen. Ze verwisselden de grote kachelpijp voor een kleinere, zes-inch-diameter kachelpijp van Home Depot, en bedekten de pijp met een kooi met daarin een dode muis als aas. Ze plaatsten de pijp in een behuizing met 15 bruine boomslangen.

Vijf van hen sloten zich aan en maakten de klim met behulp van lasso-bewegingen.

De ontdekking had onmiddellijk gevolgen. Biologen verplaatsten snel nestkastjes die waren geplaatst op palen die even groot of kleiner waren dan de kachelpijp die werd gebruikt toen het gedrag voor het eerst werd waargenomen, aldus co-senior auteur en Colorado State University wildlife bioloog Julie Savidge. Het team presenteerde ook de eerste lasso-klimvideo op een jaarlijkse bijeenkomst van onderzoekers van bruine boomslangen in 2016.

“Ik denk dat iedereen verbaasd was over de video,” zegt Iowa State University-bioloog Haldre Rogers, die de impact van vogelverlies in Guam bestudeert en niet betrokken was bij de nieuwe studie. “Dit is de eerste keer dat mensen veel tijd hebben besteed aan het kijken naar hoe cilinders klimmen.”

Bruine boomslangen zijn nachtdieren en brengen het grootste deel van hun tijd balancerend op takken in de boomtoppen door. Ze zijn goed aangepast aan de open ruimte tussen de takken om zich door de bossen te bewegen, zowel in hun oorspronkelijke leefgebied in Noord- en Oost-Australië en Nieuw-Guinea, als op Guam, waar de mens ze in de jaren veertig per ongeluk introduceerde.

Slangen klimmen normaal gesproken in bomen door middel van concertina voortbeweging, genoemd naar het zeshoekige neefje van het accordeon. Bij het concertinaklimmen grijpen slangen een boomstam of paal op twee ankerpunten. Net als rotsklimmers gebruiken slangen hun bovenlichaam om zich omhoog te trekken, en vervolgens grijpen ze zich vast met hun onderlichaam. Als hun lagere greep stabiel is, herhalen slangen het proces om de structuur te beklimmen.

In tegenstelling tot slangen die gebruik maken van concertina voortbeweging, hebben lasso-klimmende slangen slechts één ankerpunt, de lus rond de cilinder. Een lichte buiging in de lasso beweegt zich langs het lichaam van de slang, van de kop naar de staart, waardoor de slang langzaam naar boven schuift en gestaag naar boven klimt.

Lasso-bewegingsmethode sluit zich aan bij vier andere soorten slangenbewegingsmethoden die al meer dan 100 jaar worden erkend. De methode is de langzaamste en meest inspannende manier voor slangen om zich te verplaatsen. Gemiddeld doet een slang er ongeveer twee uur over om een meter of tien te klimmen, aldus Savidge. De slangen nemen tijdens de inspannende tactiek regelmatig pauzes om op adem te komen. Soms duren die pauzes 10 tot 15 minuten.

Nu wetenschappers weten dat bruine boomslangen op deze manier kunnen klimmen, kunnen ze betere beschermingen creëren voor de vogels die op Guam leven.

“Het opent meer mogelijkheden voor ons om slangbestendige dingen te ontwikkelen, wat het ook is waar we slangen uit willen houden,” zegt Rogers. “We weten dat ze toegang kunnen krijgen tot allerlei dingen, maar de grotere telefoonpalen zijn relatief ondoordringbaar voor slangen.”

Omdat grote elektriciteitspalen niet in heel Guam aanwezig zijn, testen Savidge en Seibert ook nieuwe nestkaststructuren op dunne metalen palen die worden beschermd door een kegel die aan de onderkant het kleinst is en aan de bovenkant uitwaaiert. Het idee is dat als een slang probeert de kegel met een lasso te beklimmen, hij tijdens het klimmen zijn greep moet verslappen, waardoor hij zou vallen.

De nieuwe apparaten zouden over het eiland worden verspreid om te helpen bij de wederopbouw van de Micronesische spreeuwenpopulatie. In de jaren negentig hadden bruine boomslangen tien soorten Micronesische vogels plaatselijk uitgestorven op Guam. Micronesische spreeuwen zijn de enige overgebleven boombewonende vogels op het eiland, en zij zijn beperkt tot twee gebieden: Andersen Air Force Base, en een klein eilandje voor de zuidwestpunt van Guam dat de slangen in 2019 binnenvielen.

Het verlies van de lokale vogelsoorten op Guam heeft een ravage aangericht in het ecosysteem van het eiland, omdat vogels zaden verspreiden en insecten eten. Rogers’ onderzoek toonde aan dat nieuwe boomgroei tot 92 procent is afgenomen na het verlies van zaadverspreidende vogels.

De lasso-voortbeweging laat zien hoe creatief slangen kunnen zijn als ze voor een nieuwe uitdaging staan.

“Soms denk ik dat we ons richten op andere kenmerken van invasieven, zoals hun dieet of habitat,” zegt Savidge. “

De ontdekking opent verschillende wegen voor toekomstig onderzoek. Wetenschappers willen misschien uitzoeken of bruine boomslangen in hun inheemse verspreidingsgebied ook lasso-klimvaardigheden vertonen, of andere slangensoorten dezelfde klimvaardigheden hebben en of lasso-voortbeweging zich kan lenen voor engineering.

“Dit zou zeker interessante toepassingen kunnen hebben in de robotica,” schrijft natuurkundige Jennifer Rieser van Emory University, die op slangen geïnspireerde zachte robotica bestudeert, in een e-mail. Zodra wetenschappers meer details hebben ontdekt, waaronder hoe het invasieve roofdier zich omhoog beweegt zonder uit te glijden, schrijft Rieser, “zou deze nieuw ontdekte manier van voortbewegen zeker de wendbaarheid van slangenrobots kunnen uitbreiden door robots in staat te stellen grote objecten te beklimmen, wat toegang zou kunnen geven tot voorheen ontoegankelijke locaties.”