This is poo, and what I want to do today is share my passion for poo with you, which might be quite difficult, but I think what you might find more fascinating is the way these small animals deal with poo.
Dit is stront. Ik wil vandaag graag mijn passie voor stront met je delen. Ik wil vandaag graag mijn passie voor stront met je delen. Dat kan wel eens lastig worden, maar ik denk dat je meer gefascineerd zal zijn door de wijze waarop deze dieren met stront omgaan.
So this animal here has got a brain about the size of a grain of rice, and yet it can do things that you and I couldn't possibly entertain the idea of doing. And basically it's all evolved to handle its food source, which is dung.
Dit beestje heeft hersenen ter grootte van een rijstkorrel, en toch kan het dingen doen die jij en ik nooit voor elkaar zouden krijgen. Allemaal geëvolueerd ter omgang met zijn voedselbron: mest. Allemaal geëvolueerd ter omgang met zijn voedselbron: mest.
So the question is, where do we start this story? And it seems appropriate to start at the end, because this is a waste product that comes out of other animals, but it still contains nutrients and there are sufficient nutrients in there for dung beetles basically to make a living, and so dung beetles eat dung, and their larvae are also dung-feeders. They are grown completely in a ball of dung. Within South Africa, we've got about 800 species of dung beetles, in Africa we've got 2,000 species of dung beetles, and in the world we have about 6,000 species of dung beetles. So, according to dung beetles, dung is pretty good.
Waar beginnen we dit verhaal? Het lijkt toepasselijk om bij het einde te beginnen. Dit is een afvalproduct dat uit andere dieren komt, maar het bevat nog voedingsstoffen. Genoeg voedingsstoffen voor het levensonderhoud van mestkevers. Genoeg voedingsstoffen voor het levensonderhoud van mestkevers. Mestkevers eten mest en ook hun larven zijn mest-eters. Mestkevers eten mest en ook hun larven zijn mest-eters. Ze groeien volledig in een bal mest. In Zuid Afrika hebben we zo'n 800 soorten mestkevers. In Afrika zo'n 2.000 soorten mestkevers en in de wereld zijn er zo'n 6.000 soorten mestkevers. Volgens mestkevers is mest dus helemaal oké.
Unless you're prepared to get dung under your fingernails and root through the dung itself, you'll never see 90 percent of the dung beetle species, because they go directly into the dung, straight down below it, and then they shuttle back and forth between the dung at the soil surface and a nest they make underground.
Tenzij je bereid bent om mest onder je vingernagels te krijgen en zelf door de mest te wroeten, zul je 90% van de mestkeversoorten nooit te zien krijgen. Zij gaan namelijk helemaal de mest in en verplaatsen zich dan op en neer tussen de mest aan de oppervlakte en een ondergronds nest.
So the question is, how do they deal with this material? And most dung beetles actually wrap it into a package of some sort. Ten percent of the species actually make a ball, and this ball they roll away from the dung source, usually bury it at a remote place away from the dung source, and they have a very particular behavior by which they are able to roll their balls. So this is a very proud owner of a beautiful dung ball. You can see it's a male because he's got a little hair on the back of his legs there, and he's clearly very pleased about what he's sitting on there. And then he's about to become a victim of a vicious smash-and-grab. (Laughter) And this is a clear indication that this is a valuable resource. And so valuable resources have to be looked after and guarded in a particular way, and we think the reason they roll the balls away is because of this, because of the competition that is involved in getting hold of that dung. So this dung pat was actually -- well, it was a dung pat 15 minutes before this photograph was taken, and we think it's the intense competition that makes the beetles so well-adapted to rolling balls of dung.
Hoe gaan ze om met dit materiaal? De meeste mestkevers maken er een soort pakketje van. Tien percent van de soort maakt een bal die ze wegrollen van de mestbron en meestal begraven op grote afstand. Ze hebben een zeer specifiek gedrag waarmee ze de ballen kunnen rollen. Hier zie je de trotse eigenaar van een mooie mestbal. Je kan zien dat hij mannelijk is aan dat haartje achter op zijn benen. Hij is duidelijk voldaan over zijn eigendom. Dan wordt hij het slachtoffer van een gemene roofoverval. (Gelach) Dat toont aan dat dit een waardevol goed is. Waardevolle goederen moeten goed beschermd worden en we denken dat ze de ballen daarom wegrollen. en we denken dat ze de ballen daarom wegrollen. Vanwege de concurrentie om de mest te bemachtigen. Dit was een hoop mest, 15 minuten voordat deze foto genomen werd. We denken dat de intense concurrentie de kevers tot zulke vaardige ballenrollers heeft gemaakt. de kevers tot zulke vaardige ballenrollers heeft gemaakt.
So what you've got to imagine here is this animal here moving across the African veld. Its head is down. It's walking backwards. It's the most bizarre way to actually transport your food in any particular direction, and at the same time it's got to deal with the heat. This is Africa. It's hot.
Stel je dus voor, dat dit beestje door het Afrikaanse veld beweegt. Kop omlaag. Achteruit lopend. Een bizarre manier om voedsel ergens heen te vervoeren. Tegelijkertijd is er de hitte. Dit is Afrika. Het is heet.
So what I want to share with you now are some of the experiments that myself and my colleagues have used to investigate how dung beetles deal with these problems.
Ik wil wat experimenten met je delen die mijn collega's en ik uitvoerden om te onderzoeken hoe mestkevers deze problemen oplossen.
So watch this beetle, and there's two things that I would like you to be aware of. The first is how it deals with this obstacle that we've put in its way. See, look, it does a little dance, and then it carries on in exactly the same direction that it took in the first place. A little dance, and then heads off in a particular direction. So clearly this animal knows where it's going and it knows where it wants to go, and that's a very, very important thing, because if you think about it, you're at the dung pile, you've got this great big pie that you want to get away from everybody else, and the quickest way to do it is in a straight line. So we gave them some more tasks to deal with, and what we did here is we turned the world under their feet. And watch its response. So this animal has actually had the whole world turned under its feet. It's turned by 90 degrees. But it doesn't flinch. It knows exactly where it wants to go, and it heads off in that particular direction.
Kijk naar deze kever. Let vooral op twee dingen. Ten eerste hoe hij dit obstakel trotseert. Kijk, hij doet een dansje en vervolgt zijn weg in precies dezelfde richting. en vervolgt zijn weg in precies dezelfde richting. Een klein dansje en hij gaat een bepaalde kant op. Dit beestje weet duidelijk exact waar hij heen wil Dit beestje weet duidelijk exact waar hij heen wil en dat is een zeer belangrijk gegeven, want bedenk: je bent bij de mesthoop en je wil die grote koek verbergen voor de anderen. De snelste manier is in een rechte lijn. We lieten ze nog meer dingen oplossen. Hier draaiden we de wereld onder hun voeten. Zie de reactie. De wereld van dit diertje draait 90 graden onder zijn voeten. Hij is onverstoorbaar. Hij weet precies waar hij heen wil en vertrekt in die richting.
So our next question then was, how are they doing this? What are they doing? And there was a cue that was available to us. It was that every now and then they'd climb on top of the ball and they'd take a look at the world around them. And what do you think they could be looking at as they climb on top of the ball? What are the obvious cues that this animal could use to direct its movement? And the most obvious one is to look at the sky, and so we thought, now what could they be looking at in the sky? And the obvious thing to look at is the sun. So a classic experiment here, in that what we did was we moved the sun. What we're going to do now is shade the sun with a board and then move the sun with a mirror to a completely different position. And look at what the beetle does. It does a little double dance, and then it heads back in exactly the same direction it went in the first place. What happens now? So clearly they're looking at the sun. The sun is a very important cue in the sky for them.
Onze volgende vraag was: hoe doen ze dit? We hadden een aanwijzing. Nu en dan klommen ze op de bal en keken naar de wereld om hen heen. Naar waar keken ze, denk je? Naar waar keken ze, denk je? Welke aanwijzingen gebruikt het beestje? De meest voor de hand liggende aanwijzing is de lucht. Dus we dachten: 'Waarnaar kijken ze in de lucht?' Dat is waarschijnlijk de zon. In dit klassieke experiment verplaatsten we de zon. We schermen de zon af met een plaat. Dan verplaatsen we de zon met een spiegel naar een compleet andere positie. Kijk wat de kever doet. Hij doet een dubbel dansje en keert terug in exact dezelfde richting als waar hij vandaan kwam. Wat gebeurt er? Ze kijken duidelijk naar de zon. De zon is voor hen een belangrijke aanwijzing in de lucht.
The thing is the sun is not always available to you, because at sunset it disappears below the horizon. What is happening in the sky here is that there's a great big pattern of polarized light in the sky that you and I can't see. It's the way our eyes are built. But the sun is at the horizon over here and we know that when the sun is at the horizon, say it's over on this side, there is a north-south, a huge pathway across the sky of polarized light that we can't see that the beetles can see. So how do we test that? Well, that's easy. What we do is we get a great big polarization filter, pop the beetle underneath it, and the filter is at right angles to the polarization pattern of the sky. The beetle comes out from underneath the filter and it does a right-hand turn, because it comes back under the sky that it was originally orientated to and then reorientates itself back to the direction it was originally going in. So obviously beetles can see polarized light.
Maar de zon is niet altijd beschikbaar, omdat ze 's avonds achter de horizon verdwijnt. In de lucht ontstaat dan een enorm patroon van gepolariseerd licht dat jij en ik niet kunnen zien. Zo zitten onze ogen in elkaar. Maar de zon staat daar aan de horizon en we weten dat als hij bijvoorbeeld aan deze kant staat, een wijde strook gepolariseerd licht van noord naar zuid loopt dat wij niet kunnen zien, maar de kevers wel. Hoe testen we dat? Simpel. We stoppen de kever onder een grote polarisatiefilter die in een loodrechte hoek staat op het polarisatiepatroon in de lucht. De kever komt onder de filter uit en slaat rechtsaf, want hij loopt weer onder de hemel waarop hij oorspronkelijk georiënteerd was. Hij heroriënteert zich op zijn oorspronkelijke koers. Kevers zien dus klaarblijkelijk gepolariseerd licht.
Okay, so what we've got so far is, what are beetles doing? They're rolling balls. How are they doing it? Well, they're rolling them in a straight line. How are they maintaining it in a particular straight line? Well, they're looking at celestial cues in the sky, some of which you and I can't see.
Oké, tot zover zagen we het volgende. Wat doen de kevers? Ze rollen ballen. Hoe doen ze dat? In een rechte lijn. Hoe blijven ze die rechte lijn volgen? Ze kijken naar hemelse aanwijzingen in de lucht, onzichtbaar voor jou en mij.
But how do they pick up those celestial cues? That was what was of interest to us next. And it was this particular little behavior, the dance, that we thought was important, because look, it takes a pause every now and then, and then heads off in the direction that it wants to go in. So what are they doing when they do this dance? How far can we push them before they will reorientate themselves? And in this experiment here, what we did was we forced them into a channel, and you can see he wasn't particularly forced into this particular channel, and we gradually displaced the beetle by 180 degrees until this individual ends up going in exactly the opposite direction that it wanted to go in, in the first place. And let's see what his reaction is as he's headed through 90 degrees here, and now he's going to -- when he ends up down here, he's going to be 180 degrees in the wrong direction. And see what his response is. He does a little dance, he turns around, and heads back in this. He knows exactly where he's going. He knows exactly what the problem is, and he knows exactly how to deal with it, and the dance is this transition behavior that allows them to reorientate themselves.
Maar hoe pikken ze die hemelse aanwijzingen op? Dat onderzochten we als volgende. We dachten dat deze kleine vertoning, de dans, belangrijk was, want kijk hij pauzeert zo nu en dan en loopt dan in de gewenste richting. Dus wat doen ze tijdens deze dans? Hoe ver kunnen we ze manipuleren voordat ze zich gaan heroriënteren? In dit experiment dwongen we ze in een kanaal te lopen. Je ziet dat hij niet écht gedwongen werd om het kanaal in te gaan. We bogen zijn koers geleidelijk 180 graden tot hij in exact de tegenovergestelde richting liep, dan waarin hij wilde gaan. Kijk nu naar zijn reactie. Hier is hij 90 graden afgebogen, en wanneer hij hier is beland loopt hij 180 graden in de verkeerde richting. Kijk naar zijn respons. Hij doet zijn dansje, draait zich om, en keert op zijn stappen terug. Hij weet precies waar hij heen wil. Hij weet wat het probleem is en hoe hij het moet oplossen. De dans is zijn aanpassingsgedrag waarmee hij zich heroriënteert.
So that's the dance, but after spending many years sitting in the African bush watching dung beetles on nice hot days, we noticed that there was another behavior associated with the dance behavior. Every now and then, when they climb on top of the ball, they wipe their face. And you see him do it again. Now we thought, now what could be going on here? Clearly the ground is very hot, and when the ground is hot, they dance more often, and when they do this particular dance, they wipe the bottom of their face. And we thought that it could be a thermoregulatory behavior. We thought that maybe what they're doing is trying to get off the hot soil and also spitting onto their face to cool their head down.
Dat is dus de dans, maar na vele jaren observatie van de mestkevers in de hete Afrikaanse bush, merkten we een andere soort gedrag op in samenhang met het dansgedrag. Wanneer ze op de bal klimmen, wrijven ze soms over hun gezicht. Hier doet hij het weer. We dachten: "Wat kan hier aan de hand zijn?" De grond is duidelijk erg heet, en in dat geval dansen ze vaker en wrijven over hun gezicht. We dachten dat het warmteregulerend gedrag kon zijn. Misschien probeert hij van de hete grond af te komen en met speeksel zijn kop af te koelen. en met speeksel zijn kop af te koelen.
So what we did was design a couple of arenas. one was hot, one was cold. We shaded this one. We left that one hot. And then what we did was we filmed them with a thermal camera. So what you're looking at here is a heat image of the system, and what you can see here emerging from the poo is a cool dung ball. So the truth is, if you look at the temperature over here, dung is cool. (Laughter)
Dus we ontworpen een aantal arena's. Eentje was heet, de andere koud. We plaatsten deze in de schaduw. De andere niet. Toen filmden we ze met een thermische camera. Hier zie je een warmtebeeld van het systeem. Uit de stront komt een koele mestbal. Je kunt dus vaststellen dat mest 'cool' is. (Gelach)
So all we're interested in here is comparing the temperature of the beetle against the background. So the background here is around about 50 degrees centigrade. The beetle itself and the ball are probably around about 30 to 35 degrees centigrade, so this is a great big ball of ice cream that this beetle is now transporting across the hot veld. It isn't climbing. It isn't dancing, because its body temperature is actually relatively low. It's about the same as yours and mine. And what's of interest here is that little brain is quite cool. But if we contrast now what happens in a hot environment, look at the temperature of the soil. It's up around 55 to 60 degrees centigrade. Watch how often the beetle dances. And look at its front legs. They're roaringly hot. So the ball leaves a little thermal shadow, and the beetle climbs on top of the ball and wipes its face, and all the time it's trying to cool itself down, we think, and avoid the hot sand that it's walking across.
We willen hier dus alleen de temperatuur van de kever vergelijken met de achtergrond. De achtergrond hier is ongeveer 50 graden Celsius. De kever zelf en de bal zijn waarschijnlijk zo'n 30 tot 35 graden. Dit is dus een grote bol ijs die de kever over het hete veld transporteert. Het is geen klimmen, ook geen dansen, want zijn lichaamstemperatuur is relatief laag. Die is ongeveer dezelfde als van jou en mij. Belangrijk is dat die kleine hersenen koel zijn. Maar nu een hete omgeving: kijk naar de temperatuur van de grond. Die ligt rond de 55 tot 60 graden Celsius. Kijk hoe vaak de kevers dansen. Kijk naar zijn voorbenen. Die zijn gloeiend heet. De bal geeft een kleine thermische schaduw en de kever klimt op de bal en wrijft zijn gezicht. Hij probeert zich af te koelen -- denken we -- en het hete zand te mijden waar hij op loopt.
And what we did then was put little boots on these legs, because this was a way to test if the legs were involved in sensing the temperature of the soil. And if you look over here, with boots they climb onto the ball far less often when they had no boots on. So we described these as cool boots. It was a dental compound that we used to make these boots. And we also cooled down the dung ball, so we were able to put the ball in the fridge, gave them a nice cool dung ball, and they climbed onto that ball far less often than when they had a hot ball. So this is called stilting. It's a thermal behavior that you and I do if we cross the beach, we jump onto a towel, somebody has this towel -- "Sorry, I've jumped onto your towel." -- and then you scuttle across onto somebody else's towel, and that way you don't burn your feet. And that's exactly what the beetles are doing here.
We hebben hem toen kleine laarsjes gegeven om te testen of hij met zijn benen de bodemtemperatuur aanvoelde. Je ziet dat ze met laarsjes veel minder vaak op de bal klimmen dan zonder laarsjes. Dus we beschreven ze als koele laarzen. We gebruikten een tandvulmiddel om de laarzen te maken. Ook koelden we de mestbal door hem in de koelkast te leggen We gaven hen een fijne koele mestbal. Daar klommen ze veel minder vaak op dan op een hete mestbal. Dit heet 'steltlopen'. Het is warmteregulerend gedrag zoals wij doen op het strand. We springen op een handdoek. "Sorry, ik ben op uw handdoek gestapt." Dan haast je je naar iemand anders zijn handdoek, zodat je je voeten niet brandt. Dat is precies wat de kevers hier doen.
However, there's one more story I'd like to share with you, and that's this particular species. It's from a genus called Pachysoma. There are 13 species in the genus, and they have a particular behavior that I think you will find interesting. This is a dung beetle. Watch what he's doing. Can you spot the difference? They don't normally go this slowly. It's in slow motion. but it's walking forwards, and it's actually taking a pellet of dry dung with it. This is a different species in the same genus but exactly the same foraging behavior.
Ik wil nog één verhaal met je wil delen. Dat gaat over deze soort van het genus Pachysoma. Dat gaat over deze soort van het genus Pachysoma. Er zijn 13 soorten in het genus, die een bepaald gedrag vertonen dat je zal interesseren. Dit is een mestkever. Kijk wat hij doet. Kun je het verschil zien? Normaal doen ze dit niet zo langzaam. Dit is slow motion. Hij loopt vooruit en neemt een bolletje droge mest mee. Hij loopt vooruit en neemt een bolletje droge mest mee. Dit is een andere soort in hetzelfde genus met precies hetzelfde foerageergedrag.
There's one more interesting aspect of this dung beetle's behavior that we found quite fascinating, and that's that it forages and provisions a nest. So watch this individual here, and what he's trying to do is set up a nest. And he doesn't like this first position, but he comes up with a second position, and about 50 minutes later, that nest is finished, and he heads off to forage and provision at a pile of dry dung pellets. And what I want you to notice is the outward path compared to the homeward path, and compare the two. And by and large, you'll see that the homeward path is far more direct than the outward path. On the outward path, he's always on the lookout for a new blob of dung. On the way home, he knows where home is, and he wants to go straight to it. The important thing here is that this is not a one-way trip, as in most dung beetles. The trip here is repeated back and forth between a provisioning site and a nest site. And watch, you're going to see another South African crime taking place right now. (Laughter) And his neighbor steals one of his dung pellets.
Nog een ander aspect van zijn gedrag vonden we erg fascinerend. Hij foerageert en bevoorraadt een nest. Kijk naar dit individu. Hij probeert een nest te bouwen. Kijk naar dit individu. Hij probeert een nest te bouwen. Hij vindt deze eerste locatie niet leuk, maar hij vindt een tweede locatie. Zo'n 50 minuten later is het nest klaar. Hij gaat het nest bevoorraden met een hoop droge mestbolletjes. Vergelijk nu het uitgaande pad eens met het huiswaartse. Vergelijk nu het uitgaande pad eens met het huiswaartse. Je zal zien dat het huiswaartse pad veel directer is dan het uitgaande. Uitgaand zoekt hij voortdurend naar nieuwe stukjes mest. Huiswaarts weet hij precies de weg en loopt er recht op af. Belangrijk is, dat het geen enkele reis is zoals bij de meeste mestkevers. De reis wordt herhaald, op en neer tussen de bevoorradingsplek en de mestvoorraad. Hier... nog een Zuid-Afrikaanse misdaad. (Gelach) Hier... nog een Zuid-Afrikaanse misdaad. (Gelach) Zijn buurman steelt een van zijn mestbolletjes.
So what we're looking at here is a behavior called path integration. And what's taking place is that the beetle has got a home spot, it goes out on a convoluted path looking for food, and then when it finds food, it heads straight home. It knows exactly where its home is. Now there's two ways it could be doing that, and we can test that by displacing the beetle to a new position when it's at the foraging site. If it's using landmarks, it will find its home. If it is using something called path integration, it will not find its home. It will arrive at the wrong spot, and what it's doing here if it's using path integration is it's counting its steps or measuring the distance out in this direction. It knows the bearing home, and it knows it should be in that direction. If you displace it, it ends up in the wrong place. So let's see what happens when we put this beetle to the test with a similar experiment.
Waar we hier naar kijken, heet pad-integratie. De kever heeft een thuisplek. Hij loopt op een ingewikkelde manier weg, op zoek naar voedsel en wanneer hij dat vindt gaat hij recht op huis af. Hij weet precies waar dat is. Dat kan hij op twee manieren doen. We kunnen dat testen door de kever te verplaatsen als hij bij de foerageerplek is. Indien hij oriëntatiepunten gebruikt, zal hij zijn huis vinden. Als hij pad-integratie gebruikt, zal hij op de verkeerde plek belanden. Bij pad-integratie telt hij zijn stappen of meet hij de afgelegde afstand. Hij kent de juiste richting. Als je hem verplaatst, zal hij op de verkeerde plek aankomen. Laten we zien wat er gebeurt als we dit testen.
So here's our cunning experimenter. He displaces the beetle, and now we have to see what is going to take place. What we've got is a burrow. That's where the forage was. The forage has been displaced to a new position. If he's using landmark orientation, he should be able to find the burrow, because he'll be able to recognize the landmarks around it. If he's using path integration, then it should end up in the wrong spot over here.
Onze gehaaide onderzoeker verplaatst de kever. Onze gehaaide onderzoeker verplaatst de kever. Kijk wat er gebeurt. We hebben een nest. Daar was de voorraad. De voorraad is verplaatst naar een nieuwe locatie. Als hij zich oriënteert naar het landschap zou hij het nest moeten kunnen vinden, want die kenmerken herkent hij wel. Als hij 'pad-integratie' gebruikt, zou hij op de verkeerde plaats moeten belanden.
So let's watch what happens when we put the beetle through the whole test. So there he is there. He's about to head home, and look what happens. Shame. It hasn't a clue. It starts to search for its house in the right distance away from the food, but it is clearly completely lost. So we know now that this animal uses path integration to find its way around, and the callous experimenter leads it top left and leaves it. (Laughter)
Kijk wat er gebeurt wanneer we de kever testen. Hier is hij. Hij wil naar huis en kijk wat er gebeurt. Wat sneu. Hij heeft geen idee. Hij zoekt zijn huis op de juiste afstand, maar is duidelijk de weg kwijt. Nu weten we dus dat dit diertje 'pad-integratie' gebruikt. De meedogenloze onderzoeker leidt hem op een dwaalspoor. (Gelach)
So what we're looking at here are a group of animals that use a compass, and they use the sun as a compass to find their way around, and they have some sort of system for measuring that distance, and we know that these species here actually count the steps. That's what they use as an odometer, a step-counting system, to find their way back home. We don't know yet what dung beetles use.
We hebben hier dus een groep dieren die de zon als kompas gebruiken om de weg te vinden en ze hebben een systeem om de afstand te meten. We weten dat deze soort zijn stappen telt. Ze gebruikt een hodometer, een stappentelsysteem, om thuis te komen. We weten nog niet wat mestkevers gebruiken.
So what have we learned from these animals with a brain that's the size of a grain of rice? Well, we know that they can roll balls in a straight line using celestial cues. We know that the dance behavior is an orientation behavior and it's also a thermoregulation behavior, and we also know that they use a path integration system for finding their way home. So for a small animal dealing with a fairly revolting substance we can actually learn an awful lot from these things doing behaviors that you and I couldn't possibly do. Thank you. (Applause)
Wat hebben we geleerd van deze diertjes met hersenen ter grootte van een rijstkorrel? We weten dat ze ballen in een rechte lijn kunnen rollen. dankzij hemelse aanwijzingen. Het dansje is oriëntatiegedrag en tevens thermoregulerend gedrag. Ze gebruiken 'pad-integratie' om hun weg te vinden. Ze gebruiken 'pad-integratie' om hun weg te vinden. Dit kleine diertje dat zich met nogal afstotelijke materie bezighoudt, kan ons erg veel leren over dingen die jij en ik nooit zouden kunnen. Dank je wel. (Applaus)