Bachelor Project: April 2008 Archives

Braconid parasitoids of Drosophila lay their eggs in the larvae of Drosophila. They are represented on all continents. As Drosophila melanogaster has now a cosmopolitan distribution this species has become an important host for many Asobara species. Currently we keep 5 species in our laboratory: Asobara tabida, a palearctic species, A. citri, an African species, A. japonicus from Japan, A. pleuralis from Indonesia and A. persimilis from Australia.  Although D. melanogaster has the same developmental period from egg to adult in worldwide, the 5 Asobara species differ markedly in developmental time, from 21 days in A.tabida to 12 days in A. pleuralis, measured at 25 C, with the other species having intermediate developmental times. This poses the question which selective pressures act on developmental time, and which constraints prevent species to have shorter developemental times. Our hypothesis is that a shorter developmental time has costs, because it is traded off against other life-history characters, like fecundity or longevity.
The practical work involves measuring of size, weight, egg load, fecundity and lipoprotein contents of Asobara wasps reared under standard laboratory conditions.

This project can be done as BSc stage (4 months), or be extended to a MSc research project.

Supervision: Majeed Askari Seyahooei & Jacques van Alphen

Contact: m.a.seyahooei@biology.leidenuniv.nl      

Leptopilina boulardi is a Drosophila parasitic wasp originating from Africa, which can now be found in many subtropical and Mediterranean regions as a parasitoid of Drosophila melanogaster. We collect 10 populations of this parasitoid from five different climatic zone in Iran. We culture these lines in our lab since their collection in the summer of 2006. We have measured a number of life history traits of these lines, which show significant variation between lines from different climatic zones. We want to investigate the hypothesis that the observed differences in longevity and metabolic rate for these lines are adaptations to the local climate. Several lines originated from the Caspian coast with a very wet and mild climate, while others originate from the hot and dry desert and Mediterranean climates found in the interior of Iran. Coastal and interior collection sites differ enormously in rainfall and seasonal temperatures.
To study if metabolic rate is an adaptation to local climateto and to study how metabolic rate affects the trade-off between longevity and fecundity we will measure longevity of different lines at a constant temperature and measuring the metabolic rate of individuals in a group of 20 wasps with a sensitive respirometer at different ages of the wasps, at time of emerging, 5, 10, 15 and 20 days after emerging. The egg loads of the wasps will be measured at the time of dead.
Longevity of the wasp will be measured in the presence of food and without food and egg load of the wasps will be measured at the time of death when the body is still fresh by dissection of the ovarioles and by counting the eggs on photographs of dissected ovarioles.

Supervision: Majeed Askari Seyahooei & Jacques van Alphen

Contact: m.a.seyahooei@biology.leidenuniv.nl      

Asobara species are Braconid larval parasitoids of Drosophila. The genus has a cosmopolitan distribution and can be found in all major climatic zones. Larval feeding and genetic background of different species strongly affects the energy allocation of these parasitoids. Our studies on five species of Asobara, A. tabida, A. citri, A. pleuralis, A. persimilis and A. japonica show significant variation on lipid resources and egg mass(egg load & egg size) of these parasitoids at emergence from the host's puparium. The parasitoids can either allocate resources to reproduction or to the maintenance of its own body. The best strategy of allocation depends on, climatic conditions and the spatial and temporal distribution of hosts in their country of origin. Our hypothesis is that different sources of energy, lipids, glycogen and sugars may play a different role in the trade-off between longevity and fecundity of the parasitoids. To study the allocation of these resources to reproduction and longevity we plan to do a series of experiments with these five species to measure energy reserves and egg loads in the course of their adult lives. These measurements will be done for a group of 30 wasps reared under the same conditions at different times after emergence: directly after emerging, after five days, 10 days, and 15 days of adult age and at the time of dead. The energy reserve will be measured by colorimetric methods and egg loads will be recorded by photography of dissected ovariols.

Supervision: Majeed Askari Seyahooei & Jacques van Alphen

Contact: m.a.seyahooei@biology.leidenuniv.nl                  

Braconid parasitoids of Drosophila lay their eggs in the larvae of Drosophila. In many species of parasitoids, females arriving on the same host patch search for hosts without any sign of interference between them and may lay eggs in hosts already parasitized by a competing female.  In such (superparasitized) hosts, competition occurs between first instar parasitoid larvae. The larvae engage in a physical fight. The winner kills the loser by piercing it with its mandibles.
However, sometimes a different competitive strategy is found, e.g. patch defense by a searching female, was observed in the parasitoid Asobara citri. The first female A.citri to arrive on a patch will attack later arriving females and chase them away and patrol the patch edge to prevent a second intrusion. In the past we have developed theories on the adaptive meaning of these two competitive modes, and predicted that patch defence can only evolve when travel times between patches are short. The latter is commonly found in tropical regions where fermenting fruits, the breeding site of Drosophila, can be locally abundant.
We have recently started to study Asobara pleuralis, a species from Sulawesi in Indonesia, and would like to know whether it competes by superparasitism, by patch defence, or by any other means.
The practical work in this project consists of behavioural experiments, in which female A.pleuralis will be confronted with intruding competitors. Fitness, expressed as number of offspring produced per unit of time will be measured in the presence and in the absence of intruders. Likewise we will measure intruder fitness and compare to the alternative strategy of traveling to a new patch and produce offspring there.

This project can be done as BSc stage (4 months), or be extended to a MSc research project.

Supervision: Majeed Askari & Jacques van Alphen

Contact: m.a.seyahooei@biology.leidenuniv.nl  

The Dutch dunes have and exceptional biodiversity of moth species. Research projects carried out during the field course Animal Ecology revealed that the moth fauna of the Dunes in Wassenaar is far less well known that that of the dunes in the province of North Holland.  In addition it is not well understood which factors govern moth biodiversity. Recently the alarming decrease of moth biodiversity in the British Isles was headline news. The dune ecosystem has been changing a lot over the past 50 years. Likewise, the climate in western Europe is changing. To implement good nature management is of paramount importance to understand how moth diversity responds to all these changes.
The dune vegetation in the Netherlands has been severely affected by nitrogen deposit, which has resulted in an large increase of tall grasses. In addition, the rabbit populations, in the past severely reduced by myxomatosis have now succumbed to a calcivirus and have been reduced to 10% of their former densities. This has allowed scrubs and trees to expand in area at the expense of open short vegetation. Current management of the dunes is directed at recreating wet dune slacks and to increase short open vegetation again.
 It is desirable to know how the changes in vegetation have affected moth biodiversity, and how future management can be optimized to in respect to moth diversity.
 We seek BSc and MSc students who are willing to study existing data on moths distribution in the dutch dunes and measure moth diversity in different vegetation types in the Dunes near Wassenaar.

The practical work will consist of running moth light traps during the night in the dunes and to study the existing data on moth distribution and abundance in relation to changes in vegetation.

Contact: Jacques van Alphen

j.j.m.van.alphen@biology.leidenuniv.nl

De sluipwesp Tetrastichus coeruleus is een parasitoid van het aspergehaantje (een kevertje), dat leeft op aspergeplanten op velden voor de teelt of op wilde aspergeplanten in de duinen.

De T. coeruleus populaties die we op de velden vinden zijn seksueel, maar de populaties die we in de duinen vinden zijn aseksueel. Deze populaties zijn geinfecteerd met een Wolbachia bacterie, die parthenogenese veroorzaakt. Zo'n populatie bestaat dus alleen maar uit vrouwtjes.

In de meeste parasitoid populaties die zijn geinfecteerd met Wolbachia zijn alle individuen geinfecteerd; de infectie is gefixeerd. Maar bij de populaties in de Nederlandse duinen vinden we ook af en toe nog een mannetje of een ongeinfecteerd vrouwtje.

De vraag is: hoe komt dat? Een van de redenen zou kunnen zijn dat de mannetjes in die populaties een Paternal Sex Ratio (PSR) chromosoom hebben. Dat is een zelfzuchtig extra chromosoom dat na bevruchting de vaderlijke helft van de chromosoomset vernietigd. Zo hou je een haploide zygote over en bij haplodiploide organismen zoals sluipwespen wordt dat een mannetje, met in dit geval het extra PSR chomosoom.

Het doel van deze stage is om te bekijken of er een PSR chromosoom aanwezig in T. coeruleus. Dit kan worden bekeken door een karyogram te maken, waarop alle chromosomen te zien zijn.

Technieken: veldwerk, karyotypering

Soort stage: Bachelor

Periode: vanaf mei/juni 2008

Voor vragen kan je me mailen of kom even langs!

Barbara Reumer

e-mail: B.Reumer@biology.leidenuniv.nl

Van der Klaauwlaboratorium, sectie Dierenecologie: kamer 2.52

De sluipwesp Tetrastichus coeruleus is een parasitoid van het aspergehaantje (een kevertje), dat leeft op aspergeplanten op velden voor de teelt of op wilde aspergeplanten in de duinen.

De T. coeruleus populaties die we op de velden vinden zijn seksueel, maar de populaties die we in de duinen vinden zijn aseksueel. Deze populaties zijn geinfecteerd met een Wolbachia bacterie, die parthenogenese veroorzaakt. Zo'n populatie bestaat dus alleen maar uit vrouwtjes.

In de meeste parasitoid populaties die zijn geinfecteerd met Wolbachia zijn alle individuen geinfecteerd; de infectie is gefixeerd. Maar bij de populaties in de Nederlandse duinen vinden we ook af en toe nog een mannetje of een ongeinfecteerd vrouwtje.

Bovendien komt er op de aspergeplant nog een andere kever voor, die geparasiteerd wordt door een andere nauw verwante sluipwesp, Tetrastichus crioceris. Alhoewel de twee soorten gespecialiseerd zijn op verschillende kevers en verschillende onderdelen van de plant, zou het mogelijk kunnen zijn dat ze toch af en toe uitwisseling met elkaar hebben.

Het doel van deze stage is om te bekijken of de geinfecteerde vrouwtjes uit de duinen en mannetjes van de velden nog met elkaar willen paren. En zo ja, is er verschil in paringsgedrag tussen de aseksuele vrouwtjes van de duinen en de seksuele vrouwtjes van de velden? Verder ben ik benieuwd of de twee soorten sluipwespen met elkaar willen paren als ze de mogelijkheid krijgen.

Technieken: veldwerk, paringsgedrag observaties

Soort stage: Bachelor

Periode: vanaf mei/juni 2008

Voor vragen kan je me mailen of kom even langs!

Barbara Reumer

e-mail: B.Reumer@biology.leidenuniv.nl

Van der Klaauwlaboratorium, sectie Dierenecologie: kamer 2.52

Korte beschrijving: Fruitvlieg larven worden vaak blootgesteld aan sluipwesp aanvallen. Als de sluipwesp zijn eitje gelegd heeft in de larven, dan kan de larven deze inkapselen, mits hij resistent is. Resistent zijn is niet altijd een voordeel, omdat het kostbaar is: resistente larven bewegen hun kaken minder snel, waardoor ze ook minder snel voedsel opnemen en minder snel groeien. Dit is één trade-off van resistentie. Mogelijk zijn er meer trade-offs, waaronder het vermogen om als man een vrouwtje te bevruchten. Fruitvlieg vrouwtjes paren meerdere keren in hun leven. Tussen twee paringen zit een aantal dagen. Dit komt doordat tijdens het overbrengen van sperma, er ook eiwitten bij het vrouwtje binnen komen die tijdelijk voorkomen dat het vrouwtje herpaart met een mannetje. Dit vermogen om te voorkomen dat een vrouwtje herpaart varieert tussen mannen. Ook zou het mogelijk zijn dat niet resistent fruitvlieg mannen daar beter in zijn dan resistente mannen, puur omdat het produceren van deze eiwitten mogelijk kostbaar is. Resistent zijn is duur, dus misschien heb je minder energie om deze eiwitten te maken.  

Vraagstelling: Herparen vrouwtjes eerder als ze eerst gepaard hebben met een resistente fruitvlieg man vergeleken met vrouwtjes die eerst gepaard hebben met en niet resistente man?

Technieken: a) het onderhouden van fruitvlieg lijnen, b)het opzetten van paringen en het paringsgedrag observeren c) data analyse met de daarbij behorende statistiek d) wordt er een verschil gevonden dan kunnen we met moleculaire technieken bepalen of de hoeveelheid eiwitten verschilt tussen controle (niet-resistent) en resistente mannen.

Periode: Vanaf Juni 2006 tot en met December 2008.

Bachelor of Masterstage: Kan allebei. Duur in overleg.

Vereist: Interesse in seksuele selectie en life-history trade-offs.

Korte beschrijving: In het veld worden de larven van fruitvliegen vaak geparasiteerd door sluipwespen. Als de larve niet resistent is, ontwikkeld zich uit de fruitvlieg larve een sluipwesp i.p.v. een fruitvlieg. De mate van resistentie tegen een sluipwesp aanval varieert over heel Europa. Ook is bekend dat het paringssucces van resistente fruitvlieg mannen hoger is dan van mannen die niet immuun zijn. Dit was getest met vrouwtjes uit een gebied waar resistentie belangrijk is, omdat sluipwespen vaak aanvallen. Het is niet bekend of dit verschil in succes veroorzaakt wordt doordat vrouwtjes een voorkeur hebben voor die resistente mannen op basis van morfologische verschillen, of doordat het paringsgedrag verschilt tussen resistente en niet resistente mannen. Door vrouwtjes te manipuleren kan bepaald worden of dit gedrag verschilt. Deze gedragsobservaties zullen uitgevoerd worden in het lab van Dr. Ferveur in Dijon, Frankrijk.

Vraagstelling: Is het hogere paringsucces van resistente mannen gebaseerd op gedragsverschillen tussen resistente en niet resistente fruitvlieg mannen?

Technieken: a) het onderhouden van fruitvlieg lijnen, b) het opzetten en uitvoeren van gedragsobservaties van parende vliegen (daarbij gebruik makende van resistente en niet resistente mannen), waaronder ook video opnames, c) het analyseren van deze (video) data.

Periode: Vanaf Juli 2006 en in overleg met Dr. Ferveur.

Bachelor of Masterstage: Minimale duur van 3 maanden, waarvan 1 maand in Dijon.

Vereist: Interesse in gedragsbiologie en zin in een tripje naar Frankrijk. Het spreken van de Franse taal zou een voordeel zijn.

Ik ben al een tijdje bezig om uit te zoeken of fruitvliegen die resistent zijn tegen sluipwesp aanvallen anders ruiken dan fruitvliegen die niet resistent zijn (Gas Chromatograaf analyses van de feromonen). Het probleem met de resistente lijnen is dat ze nooit 100% resistent worden (maar 60%). Dus alle schijnbare verschillen tussen de controle en resistente lijnen zijn bijna nooit significant. Het mooiste zou zijn als de feromoon samenstelling van de mannetjes gecorreleerd  kon worden met hun resistentie niveau. Dit zou haalbaar zijn door mannetjes te laten paren met niet resistente vrouwtjes. Daarna de GC analyse uit te voeren op de mannetjes plus het resistentie niveau van de nakomelingen bepalen. Vervolgens zou een correlatie analyse (met nakomelingen resistentie op de x - as en feromoon concentratie op de y-as) moeten aantonen of resistente mannen inderdaad meer of minder van een bepaald feromoon hebben.

Periode: Vanaf October 2007

Mogelijk als Bachelor of Master stage

Contact: Femmie Kraaijeveld-Smit

 (http://biology.leidenuniv.nl/~smit/index.html)

Korte beschrijving: De mate van resistentie onder fruitvliegen tegen parasitisme door sluipwespen varieert over heel Europa. Ook is bekend dat het paringssucces van resistente fruitvlieg mannen hoger is dan van mannen die niet immuun zijn. Dit was getest met vrouwtjes uit een gebied waar resistentie belangrijk is, omdat sluipwespen vaak aanvallen. We weten dat de feromoonsamenstelling op de huid van de mannetjes verschilt tussen resistente en niet resistente mannen. Het zou dus kunnen zijn dat vrouwtjes aan de hand van deze feromonen (koolwaterstofverbindingen) kunnen inschatten of het een geschikte partner is (geschikt is dan in het geval waar resistent zijn van belang is de resistente man). Om dit te testen zullen we proberen de feromonen van resistente mannen over te brengen op niet resistente mannen. Vrouwtjes mogen dan vervolgens kiezen tussen deze geparfumeerde man en een ongeparfumeerde controle man (niet resistent). 

Vraagstelling: Is het verschil in paringsucces van resistente en niet resistente fruitvlieg mannen gebaseerd op het verschil in de koolwaterstoffen op de huid van deze mannetjes?

Technieken: a) het onderhouden van fruitvlieg lijnen, b) het uittesten van de beste parfumeer techniek, c) gas chromatografie om koolwaterstofverbindingen vast te stellen en ook het uitwerken van de gegevens, d)het opzetten van paringen en het paringsgedrag observeren d) data analyse met de daarbij behorende statistiek

Periode: Het gehele jaar door, vanaf Juni 2006 tot en met December 2008.

Bachelor of Masterstage: De duur van de stage is minimaal 3 maanden.

Vereist: Interesse in en verstand van seksuele selectie en soortsvorming

Contact: Femmie Kraaijeveld-Smit

Annual Austrolebias killifish live in temporary ponds that dry up over the summer, and all adults then die. Diapausing eggs survive the summer in the soil, and hatch when the ponds fill up in autumn. Often, several (up to five) related species occur together in the same pond.

We have developed techniques for incubating eggs under "wet" and "dry" conditions, for rearing offspring and measuring individual reproductive success.

"Wet" incubated eggs are kept in small trays suspended in a water tank, "dry" incubated ones are transferred onto a small block of humid plaster, where they are not submerged in water, but remain in humid air.

In experiments with "wet" incubation, we observe that the speed of development differs dramatically between eggs/embryos of the same clutch. After about fifty days, some of them are completely ready to hatch, while others have remained in the blastula stage. That could be adaptive, and an example of a bet-hedging strategy. On the other hand, it might still be advantageous for slow embryos to react to environmental cues which provide useful information.

In this project we investigate whether the proportion that does not develop beyond the blastula stage depends on temperature, and whether we can trigger embryos to continue development by temperature and humidity changes.

This is a project for a Bachelor student.

Supervision: Tom Van Dooren (t.j.m.van.dooren@biology.leidenuniv.nl)