Hoe overleven insecten de winter?

Rupsen en poppen van de stippelmot

Stippelmotjes leven kort en alleen eitjes overleven de winter Als het kouder wordt zien we steeds minder insekten. Insekten zijn koudbloedige dieren en zijn daarom afhankelijk van de temperatuur van de omgeving. Hoe warmer het wordt, des te meer we er zien en des te beweeglijker ze zijn. Als het kouder wordt, worden ze juist trager. Wat later in het jaar zijn er ook steeds minder bloemen die voedsel kunnen verschaffen. In die tijd van het jaar sterven dan ook vele volwassen insekten. Maar voor ze dood gaan hebben ze wel eierpakketjes gelegd om zich te verzekeren van nageslacht. Andere insekten zoeken een beschut plekje op om te overwinteren. Ze hebben net als andere dieren die in winterslaap gaan een vetvoorraad opgebouwd.

Bijen eten de honing die ze in de zomer verzameld hebben, Wespen overleven de winter in de regel niet, alleen de koningin kruipt in een kier of spleet en houdt een soort van winterslaap, bladluizen overwinteren als winterei, dit zijn de enige eieren die bevrucht gelegd worden in de herfst, hieruit komen de eerste. Om het met deze reserves zo, lang mogelijk uit te kunnen zingen brengen ze bij het dalen van de temperatuur hun stofwisseling op een zo laag mogelijk niveau. Hun ademhaling en hartslag daalt. Om bevriezing te voorkomen dikken ze hun lichaamsvloeistof in door veel te urineren. Hoe geconcentreerder de vloeistof des te lager het vriespunt. (Een vervuilde rivier bevriest later als een schone rivier.) Steekmuggen kunnen zelfs min 30 graden overleven. Maar bij kwakkelwinters wil het wel eens gebeuren dat verschillende insekten door een tijdelijke temperatuur verhoging, te vroeg ontwaken. Dat kost energie. Ze kunnen hun reserves niet aanvullen en zijn dan gedoemd te sterven. Maar midden in de winter kunnen we wintermuggen zien dansen op een open plek zelfs boven de sneeuw. Deze niet stekende muggen zijn in zwermen dansende mannetjes die een vrouwtje proberen te lokken. Het is onbegrijpelijk waar ze hun energie vandaan halen want ze kunnen zelfs geen voedsel opnemen!

Schuilen en antivries aanmaken

Het insect doet er alles aan om te voorkomen dat hij bevriest. Uiteraard zoekt hij een beschutte plek om te overwinteren: diep onder de grond, onder bladeren, in natuurlijke spleten en holtes, in gebouwen, kelders of op zolders. Eigenlijk alles waar ze beschut zijn tegen de vijand, vocht en gure wind is geschikt. Daarnaast heeft hij heeft ook allerlei strategieën ontwikkeld die ervoor zorgen dat zijn bevriezingspunt verlaagd wordt. Elk insectensoort heeft zo zijn eigen combinatie van methodes. Ze kunnen bijvoorbeeld vocht afscheiden en daarmee hun lichaamsvloeistof indikken. Ze kunnen ook een beschermende waslaag aanbrengen die ze beschermt tegen vocht en koude. Ze kunnen extra suikers aanmaken, maar het nadeel hiervan is echter dat hun lichaamsvloeistof erg stroperig wordt dus dat doen ze met mate. De allerbelangrijkste optie die ze hebben om hun bevriezingspunt te verlagen is de aanmaak van Glycerol. Soms bestaat tot wel 20% van de lichaamsvloeistof uit Glycerol. Daarnaast houdt Glycerol heel goed vocht binnen de cellen vast waardoor uitdroging moeilijker wordt

Een insect houdt geen winterslaap maar gaat in diapauze

Dit is een fysiologische staat van ontwikkelingsstilstand die door hele specifieke omstandigheden begint en ook weer eindigt. Hij controleert niet zelf zijn lichaamstemperatuur en dat is een essentiële verschil met de winterslaap. Het begin en eind van de diapauze wordt vooral bepaald door de lengte van de dagen (dag/nachtritme) en niet zozeer door temperatuur. Dit om te voorkomen dat tijdens een warmere winterperiode het insect ontwaakt terwijl de rest van de natuur nog in winterrust is.

De grootste wintervijand van het insect is de winter zelf

Strenge winters zijn geen probleem voor het insect: hun stofwisseling wordt steeds trager, naarmate de temperatuur zakt. Ze verbruiken daardoor weinig energie en teren dus niet al te veel in op hun vetreserves. Als de temperatuur relatief hoog is, verbruiken ze meer energie waardoor mogelijk hun vetreserves niet toereikend zijn om de winter door te komen. In natte winters kunnen bacteriën en schimmels veel beter overleven en zijn dan een grote bedreiging voor het insect.

Deze larve van een galvlieg brengt de winter goed geïsoleerd door in een gal

De meest effectieve methode die deze insecten ontwikkeld hebben zijn echter de ‘antivries-eiwitten’. Deze eiwitten (AFP’s genaamd: Anti Freeze Protein) verlagen niet het bevriezingspunt van het insect maar voorkomt dat een ijskristal zich in het lichaam verder kan ontwikkelen. Zij verstoren de ontwikkeling van het ijskristal waardoor deze niet kan groeien en ook geen water kan onttrekken uit de cellen. Een heel belangrijke voorwaarde is dat er geen enkel niet-lichaamseigen molecuul in het insectenlichaam zit. De antivries-eiwitten kunnen niet samenwerken met die lichaamsvreemde moleculen en daar kan bevriezing dus makkelijk toeslaan. Het is belangrijk om voor de diapauze te stoppen met eten en alle restanten uit te plassen en de darmen leeg te maken. Elk insect heeft zijn eigen Superkoelingspunt, vaak afhankelijk van waar hij leeft. Het Superkoelingspunt is de temperatuur tot waar het insect zichzelf kan beschermen tegen bevriezing. Komt de temperatuur daaronder, dan zal het insect alsnog bevriezen, dan overigens in een versneld tempo (vaak binnen enkele secondes) met de onherroepelijke dood als gevolg.

In principe kunnen alle stadia van de insecten op deze manieren de winter overleven, op het ei na. Het ei is vaak niet winterbestendig maar toch zijn er insecten die op deze manier overwinteren. De eieren worden dan vaak diep onder de grond gestopt of op andere beschutte plekken gelegd. Vaak hebben deze eieren beschermende haartjes, een beschermende waslaag of zijn ‘ingepakt’ met een schuimlaag waardoor ze beter bestand zijn tegen vorst.

Bevriezing overleven

Een aantal insecten kunnen bevriezing overleven, in tegenstelling tot de insecten die de methodes gebruiken die hierboven vermeld staan. Simpel gezegd bepalen deze insecten zelf hun bevriezing. Zodra de temperaturen dalen, zetten zij zèlf de vorming van ijskristallen in. Bepaalde eiwitten (INP’s: Ice Nucleating Protein) werken samen met de antivrieseiwitten om de groei van deze ijskristallen te beïnvloeden. Het insect kan de ijskristallen langzamer laten groeien zodat de celwanden zich beter kunnen aanpassen. Hij bepaalt zelf de grootte van het ijskristal en waar het zich ontwikkelt en beperkt daarmee ook de vochtopname van het ijskristal. Hoe dit precies in zijn werk gaat is niet bekend, maar duidelijk is dat het heel effectief is. Hierdoor ondervindt het insect geen (of minder) schade door bevriezing. Deze zelf ingezette ijskristalvorming vindt meestal alleen plaats buiten de cellen maar bij sommige soorten kan het ook voorkomen binnenin de cel. Vaak zijn dit vetcellen, men vermoedt omdat hier minder vocht in de cellen zit maar helemaal duidelijk is dit niet.

Uitermate succesvol

De diapauze en de methodes die insecten gebruiken om de winters te overleven blijken voor een groot deel bij te dragen aan het enorme succes van de insecten, waardoor ze al miljoenen jaren in grote getale aanwezig zijn op de aarde en steeds weer weten te overleven. En in welk stadium ze overwinteren (larve, nimf, rups of volwassen insect) maakt niet uit: het werkt! Als de winter plaats maakt voor het voorjaar komen de insecten weer massaal uit hun schuilplaatsen tevoorschijn en zorgen ervoor dat de volgende winter er weer genoeg nageslacht is om ook die generatie succesvol door de winter heen te krijgen.

Tip de redactie

Wij zijn altijd op zoek naar het laatste nieuws.

Meer over

Net binnen

Gerelateerde artikelen