Lees verder..... - Willy van Strien

bionieuws
4
Koude diepzee
soortenrijk
Insecten houden van
bospest
ENTOMOLOGIE
Door Willy van Strien
Waaiervleugelige insecten of waaiertjes (Strepsiptera) leiden een bizar
bestaan. Vrouwtjes leven als parasiet
in een ander insect, mannetjes vliegen vrij rond. De paring vindt plaats
op de gastheer van het vrouwtje, die
daar met haar kopborststuk uitsteekt. Het is een ruwe aangelegenheid, beschrijven Duitse entomologen nu (Scientific Reports, 29 april online): het mannetje prikt zijn penis
dwars door haar huid heen.
De onderzoekers bestudeerden het
seksueel gedrag van het waaiertje
Stylops ovinae, parasiet van de grijze
zandbij (Andrena vaga). Jonge larven
van het waaiertje klimmen op een
passerende bij, reizen mee naar haar
nest, vreten zich naar binnen in een
bijenlarve en ontwikkelen zich daar
via verdere larvenstadia tot pop en
volwassen insect. Mannetjes vliegen
vervolgens uit met hun typerende
waaiervormige vleugels, vrouwtjes
blijven als parasiet in het achterlijf
van hun gastheer. De vrouwtjes missen ogen, antennen, vleugels en poten, hebben slechts enkele monddelen en amper geslachtsorganen. Hun
duizenden eicellen drijven los in de
lichaamsvloeistof, de hemolymfe. Na
bevruchting ontwikkelen die zich
tot larven die via een geboortekanaal
het lichaam van hun moeder verlaten. Dan begint de cyclus opnieuw.
Van de paring was het fijne nog niet
bekend. De mannetjes leven slechts
enkele uren, dus het moet snel gebeuren. Vrouwtjes lokken hen met geurstoffen en verdoven hun gastheer-bij
om het samenzijn mogelijk te maken. Een mannetje beklimt zo’n bij
en zoekt het vrouwtje. Het idee was
dat hij zijn sperma in de opening van
het geboortekanaal loost, maar dat
blijkt niet te kloppen. Terwijl het
vrouwtje onbeweeglijk blijft, slaat
hij zijn uitklapbare, haakvormige
penis in een dikwandige instulping
die voor het geboortekanaal ligt en
met een cuticula is afgesloten. Deze
inseminatie is traumatisch: de cuticula van het vrouwtje raakt beschadigd. Later komt er zwart littekenweefsel op de steekwond.
De biologen denken dat mannetjes
met deze methode selectie van
sperma door vrouwtjes omzeilen. De
zaadcellen komen in de hemolymfe
en kunnen direct op de eicellen afgaan. Nadat de vrouwelijke geslachtsorganen in onbruik waren geraakt,
zouden die nagenoeg verdwenen
zijn. Tenslotte ontstond de dikwandige instulping om de prikken van de
penis op te vangen, een soort nepvagina.
foto Wolfgang Rutkies
De exoot Amerikaanse vogelkers
(Prunus serotina), kortweg vaak
prunus of bospest genoemd,
wordt steeds dieper opgenomen
in het Nederlandse ecosysteem.
Dat staat in een publicatie van Nederlandse onderzoekers in PeerJ
van 10 mei waarin ze beschrijven
hoeveel inheemse insecten de afgelopen eeuw deze exoot als voedselplant zijn gaan gebruiken. De
onderzoekers bekeken het dna
van het vijfstippelig struikhaantje (Gonioctena quinquepunctata),
een kever die oorspronkelijk leeft
van lijsterbes en is overgestapt op
Amerikaanse vogelkers. De overstap ging gepaard met een evolutionaire aanpassing, ontdekten
de onderzoekers. Ze verwachten
dat dit ook voor andere insecten
geldt. Mogelijk houden de insecten de verspreiding van de boom
in de toekomst op natuurlijke
wijze in toom.
Traumatische seks op
een zandbij
Twee mannetjes van het waaiertje copuleren met vrouwtjes die zich in het achterlichaam
van een zandbij bevinden.
illustratie Cell, Steven McQuinn & Venigalla Rao
Veel diepe delen van de oceaan
zijn soortenrijker dan ondiepe
delen. De biodiversiteit in de
diepe oceaan wordt bovendien
niet bepaald door de temperatuur, zoals vaak het geval in ondieper water of op het land, maar
door beschikbaarheid van dode
algen. Waar bij ondieper water de
biodiversiteit in de tropen het
hoogst is, zijn op 2000 tot 6500
meter de meeste soorten te vinden op hogere breedtegraad, zoals langs de kust van Zuid-Afrika,
Japan en Nieuw-Zeeland. Dat
schrijven Australische onderzoekers in Nature (11 mei). De onderzoekers gebruikten de verspreiding van 2.099 soorten slang- en
brokkelsterren als indicator voor
de biodiversiteit. Daarvoor bekeken ze resultaten van meer dan
duizend onderzoeksexpedities.
De bevindingen zijn belangrijk
voor de instandhouding van de
zeebodem, die te maken heeft
met toenemende druk van diepzeevisserij en mijnbouw.
21 mei 2016 | jaargang 26
Illustratie van een virus dat dna in zijn eiwitmantel propt.
Dna vloeit als
tandpasta
BIOF YSICA
Door Steijn van Schie
Wanneer genetisch materiaal zeer
geconcentreerd is ingepakt in een
virus, kan het zich als een vloeistof
of vaste stof gaan gedragen. Dat
schrijven Amerikaanse onderzoekers in Nature Physics van 2 mei. Hierdoor kan de nanomotor die het materiaal in het eiwitkapsel van het virus
propt soms blokkeren. Volgens de
onderzoekers is het een mogelijk
aangrijppunt om de vermenigvuldiging van pathogene virussen te
dwarsbomen.
‘De overgang waarbij individuele
deeltjes zich door veranderende
druk gaan gedragen als een vloeistof
of vaste stof staat onder biofysici bekend als jamming en unjamming’, licht
onderzoeker Douglas Smith toe in
een persbericht. ‘Zand gedraagt zich
bijvoorbeeld als een vloeistof wanneer je het uit een beker giet, maar
komt op de grond tot rust als een
vaste stof doordat de individuele korrels dicht op elkaar gepakt zitten.
Andersom loopt samengeperst tandpasta niet zomaar uit de tube. Pas
wanneer je druk uitoefent unjammen
de deeltjes en stroomt het eruit als
een soort vloeistof. Op een vergelijkbare manier kan dna soms jammen of
unjammen en zich als zand of tand-
pasta gaan gedragen, afhankelijk
van de omstandigheden.’
Hoe dna zich gedraagt tijdens het inpakproces van virussen hangt van
een aantal factoren af, blijkt uit het
onderzoek van de Amerikanen. De
hoeveelheid dna die een virus in zijn
eiwitmantel probeert te proppen is
van belang, maar ook de mate
waarin de verschillende stukken dna
elkaar aantrekken of juist afstoten.
Smith: ‘Stukken dna die geneigd zijn
aan elkaar te plakken, worden rommelig ingepakt en verhogen de kans
op jamming. Stukken dna die elkaar
afstoten worden juist netter en efficiënter ingepakt.’ Hoe meer jamming
van het dna er plaatsvindt, hoe groter de druk die zich in het eiwitkapsel opbouwt, en hoe groter de kans
dat de nanomotor het niet aankan en
blokkeert.
Het inpakken van dna is een essentiële stap in de levenscyclus van veel
virussen, waaronder de adeno-, pokken-, en herpesvirussen die mensen
infecteren. Met de toevoeging van
polyamides – kleine, positief geladen
moleculen – wisten de onderzoekers
jamming van viraal dna te bevorderen
en het inpakproces een halt toe te
roepen. De volgende stap is om deze
processen in geïnfecteerde cellen
te testen in plaats van alleen in een
reageerbuisje.
Meer biomassa door
biodiversiteit
Een grotere diversiteit aan vissoorten zorgt voor meer biomassa
en is daarmee belangrijk om de
veerkracht van marine ecosystemen te behouden. Amerikaanse
en Australische ecologen ontdekten dit op basis van meer dan
4500 waarnemingen, die wereldwijd in meer dan 1800 kustgebieden werden gedaan (PNAS, 16
mei). Na temperatuur en menselijke invloeden, zoals visvangst
en vervuiling, had biodiversiteit
de grootste invloed op de biomassa van vissen. Deze biomassa
werd geschat aan de hand van de
lengte van waargenomen vissen.
De onderzoekers ontdekten ook
dat visgemeenschappen met veel
biodiversiteit beter bestand zijn
tegen toenemende en fluctuerende temperaturen. Dit betekent
dat biodiversiteit belangrijk is als
buffer tegen klimaatverandering.
Britse trein gaf invalide zandraket lift
TERZIJDE
Door Gert van Maanen
Onderzoekers zijn bijna letterlijk op
het spoor gezet van een opmerkelijke vorm van genetisch meeliften.
Een zandraket met een genetisch
defect in de fotosynthese handhaaft
zich al meer dan dertig jaar langs de
rails en heeft zich zelfs over meer
dan 400 kilometer via de Britse
spoorwegen verspreid (Current Biology, 23 mei). ‘Het klinkt vergezocht,
maar we zijn zeker van onze zaak.
Het is niet alleen grappig, maar
toont ook aan dat sterke selectie op
een mutatie in het chloroplast-dna
kan zorgen dat een bijna compleet
plantgenotype voor lange tijd be-
houden blijft’, vertelt de Wageningse plantengeneticus Mark
Aarts , laatste auteur van het artikel.
Dankzij een treinreis en de nieuwsgierigheid van zijn promovendus
Pádraic Flood kwam dit bijzondere
verhaal ooit op gang. Hij zat in de
trein naar een conferentie in Norwich, toen deze stopte in Ely, in de
buurt van Cambridge. Flood herinnerde zich dat bij dat station in 1988
voor het eerst een mutant was gevonden met resistentie tegen het
herbicide Atrazine, maar ook met
een verminderde fotosynthesecapaciteit. Hij verzamelde zaden van
Arabidopsis-planten op het stationsplein en kweekte daaruit plantjes
op. ‘De eerste verrassing was dat
deze zandraketten nog steeds de
resistentie bezitten tegen Atrazine,
terwijl de Britse spoorwegen dat
herbicide al sinds 1992 niet meer gebruiken’, vertelt Aarts. De resistentie is ook slechts gebaseerd op één
mutatie in het chloroplast-dna die
fotosynthese onder optimale omstandigheden zo’n dertig procent
minder efficiënt maakt.
‘Het is al vreemd dat zo’n invalide
zandraket zich zo lang handhaaft
en rond Ely zo talrijk voorkomt. Nog
vreemder is het dat we dezelfde mutant, met hetzelfde kern-dna-genotype, ook vinden rond stations en
spoorlijnen in Herefordshire en
zelfs in Cornwall’, aldus Aarts. Verspreiding van de mutant door zaad-
transport met treinen is de meest
waarschijnlijke verklaring. ‘Het succes van de mutant is misschien ook
te danken aan een nog onbekend
bijkomend voordeel dat de mutatie
oplevert’, speculeert Aarts. Waarschijnlijker acht hij dat de lange
overleving samenhangt met het fanatieke Britse spuitbeleid. Hierdoor
zijn op spoortracés zandraketten
met meer genetische diversiteit,
maar zonder Atrazine-resistentie,
verdreven. En uit zulke woestijnen
komt kolonisatie niet snel op gang.
‘Nergens anders in Europa vinden
we deze mutant’, constateert Aarts.
‘Britten houden veel van planten,
maar zijn minstens zo fanatiek in
het bestrijden van onkruid.’