Vrouwtjeskevers houden de nuttige bacteriën dicht bij zich. Het lukt ze door een speciale glijtechniek om ze ook tijdens de verpopping niet kwijt te raken, maar netjes naar de geslachtsdelen te schuiven.

Kevers van het geslacht Lagria hebben tijdens hun vroege levensfase een beetje hulp nodig van hun bacteriële vrienden. Maar het lukt de gastheer niet om de symbionten hun hele leven op dezelfde plek te houden. Dit komt omdat kevers holometabole insecten zijn. Ze verpoppen zich op een gegeven moment en ondergaan dan een metamorfose, oftewel een complete lichamelijke reorganisatie.

Hoe zorgt deze kever ervoor dat hij zijn kleine vriendjes niet verliest tijdens de verpopping? Onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen hebben de kevers onder het vergrootglas gehouden en hun ingenieuze oplossing voor dit probleem uitgedokterd: vrouwelijke keverpoppen houden hun symbiotische bacteriën veilig opgeborgen in speciale ‘rugzakjes’. Wanneer ze klaar zijn met de metamorfose en als volwassenen weer uit de cocon tevoorschijn komen, schudden ze de bacteriën uit deze zakjes en glijden de symbionten richting hun genitaliën.

Antischimmelfabriek in de kontzak
Vrouwtjes van veel Lagria-keversoorten dragen een mix van nuttige bacteriën in een paar klieren naast de eileider. Wanneer vrouwtjes eieren leggen, worden de bacteriën uit de klieren ‘geperst’ en belanden ze op de eieren. Deze speciale bacteriën produceren antibiotica en beschermen zo de eieren, larven en poppen van de kevers tegen schimmels. In dit onderzoek is onder andere de Lagria villosa bestudeerd. Deze kever is een symbiose aangegaan met een stam van Burkholderia-bacteriën. Deze bacteriën zijn genetisch zó op de samenwerking met de gastheer ingesteld, dat ze waarschijnlijk niet kunnen overleven buiten de insecten om.

Dr. Laura V. Florez en haar team van de Deense universiteit, die hun bevindingen hebben gepubliceerd in Frontiers in Physiology, leggen uit dat de vrouwelijke poppen van de L. villosa en de L. hirta drie dubbellobbige ‘rugzakjes’ hebben op de achterkant van de thorax, waar de levende antischimmelfabriekjes leven. Dit is voor zover bekend uniek onder insecten. De bacteriën worden gevoed door de kever. De mannetjes hebben niet of nauwelijks symbionten, aangezien het nutteloos is voor volwassen kevers. Het gaat immers om de bescherming van de eitjes, larven en poppen tegen schimmels.

Lange en hobbelige weg
Het is een heel gedoe om de microscopische hulptroepen niet te verliezen gedurende de verpopping. Zo ongeveer elk lichaamsdeel van de kever verandert of krijgt een andere plek. Hoe krijgen ze het dan voor elkaar om de symbionten netjes bij zich te houden? De auteurs namen de proef op de som en strooiden ongeveer een miljoen nanokraaltjes van polystyreen over jonge keverpoppen uit. Het merendeel kwam op het middengedeelte terecht, maar door wrijving gleden de meeste deeltjes naar het achterlijf, bij de voortplantingsorganen.

“Er zijn veel voorbeelden van symbiotische bacteriën in het insectenrijk. Ze kunnen in de darmen zitten of in andere lichaamscellen van een rups of kever. Bij insecten die een volledige metamorfose ondergaan, zoals vlinders of kevers, vindt er een volledige herschikking plaats van hun inwendige organen en verandert het uiterlijk totaal. Het kan in sommige gevallen een hele uitdaging zijn voor het dier om de symbiotische bacteriën niet te verliezen”, legt onderzoeker Florez uit aan Scientias.nl.

“Onze studie gaat dieper in op een strategie waarmee kevers – en dan met name de vrouwtjes – hun symbionten bij zich houden aan de buitenkant van hun lichaam tijdens de verpopping. Zonder deze techniek van de vrouwelijke volwassen kevers kunnen deze nuttige bacteriën niet worden doorgegeven aan het nageslacht. De mannetjes verliezen de kostbare symbionten tijdens de metamorfose, maar dat is niet erg. Ze leggen immers geen eieren”, aldus Florez.

Fluorescerende kraaltjes
“Het was prachtig om het resultaat te zien van de proef die we deden met de fluorescerende kralen. We sprenkelden ze op de rug van een pop en troffen ze vervolgens verspreid over het lichaam aan van de volwassen vrouwtjespoppen, met veel kraaltjes rond het onderste deel van de buik. Hier zijn de openingen van het voortplantingssysteem en de organen die de symbionten huisvesten bij volwassen vrouwtjes”, vervolgt Florez.

“Dit betekent dat in de laatste fase van de metamorfose – dit is de overgang van het popstadium naar het volwassen stadium, waarbij de huid loslaat – de bacteriën door wrijving naar het achterste deel van de kever worden geleid”, legt ze verder uit. “We denken dat de nuttige bacteriën zich op deze manier vrij makkelijk verplaatsen naar het gebied waar ze moeten zijn, en zo opnieuw kunnen koloniseren. Toch snappen we nog niet helemaal hoe de verhuizing naar de klieren in het achterlichaam in zijn werk gaat. We tasten nog in het duister over de manier van voortbewegen van de bacteriën. Het lijkt erop alsof ze hun ‘zwemtechnieken’ volledig zijn verleerd.”