Op de bodem van de Grote Oceaan leven kleine borstelwormen in een omgeving vol giftig arseen en sulfide. Chinese onderzoekers ontdekten dat de dieren dit overleven door het gif in hun cellen om te zetten in een onschuldig mineraal.
Sommige organismen leven onder extreme omstandigheden. Zo zijn er bacteriën in gletsjers en in de permafrost van Antarctica. Andere soorten overleven juist op de heetste plekken van de oceaanbodem, zelfs bij temperaturen boven de 100 graden. Zulke organismen worden ‘extremofielen’ genoemd, en we weten er eigenlijk best weinig over. Het is voor wetenschappers moeilijk om ze te bestuderen, los van het feit dat ze ook nog eens op plekken leven die moeilijk bereikbaar zijn. Onderzoekers uit China hebben nu echter meer ontdekt over een dier dat juist in zo’n extreme omgeving voorkomt, bij vulkanische schoorstenen op de bodem van de Grote Oceaan.
De kokerworm
Het gaat om de Paralvinella hessleri, die leeft bij hete ‘kokers’ op de oceaanbodem. In twee jaar kan hij een lengte van anderhalve meter bereiken, en uiteindelijk zelfs 2,4 meter. Wetenschappers weten nu ook hoe hij kan overleven in zijn extreem giftige leefomgeving. De worm verdraagt hoge concentraties arseen en sulfide door ze in zijn cellen te combineren tot een minder gevaarlijk mineraal. Dat mechanisme is beschreven door Chaolun Li van het Instituut voor Oceanologie (CAS) in China en collega’s, in het tijdschrift PLOS Biology.
Diepzeewaterbronnen
Deze borstelworm is de enige extremofiel dat het heetste deel van diepzeewaterbronnen in de westelijke Stille Oceaan bewoont. Hier stroomt water van tot wel 400 graden uit de zeebodem, rijk aan mineralen maar ook vol met arseen en sulfide. Deze stoffen hopen zich op in de weefsels van de worm, soms wel meer dan 1% van het lichaamsgewicht van de worm. Hoe kan die worm dat toch verdragen? “Dit was mijn eerste diepzee-expeditie, en ik was verbijsterd door wat ik op de ROV-monitor zag – de felgele Paralvinella hessleri wormen waren anders dan alles wat ik ooit had gezien en staken fel af tegen de witte biofilm en het donkere landschap van de hydrothermale bron. Het was moeilijk te geloven dat een dier kon overleven, laat staan gedijen, in zo’n extreme en giftige omgeving”, vertelt Hao Wang, co-auteur van de studie.
‘Gif met gif bestrijden’
Met behulp van microscopie en DNA-, eiwit- en chemische analyses kwamen Li en zijn collega’s erachter dat de worm deeltjes arseen in zijn huidcellen verzamelt, die vervolgens reageren met sulfide uit het hydrothermale bronwater en zo kleine klompjes van een geel mineraal vormen, orpiment genaamd. Zo bestrijdt de worm ‘gif met gif’, aldus de onderzoekers. De bijzondere ontgiftingssttrategie is dé techniek die hem in staat stelt om in zo’n giftige omgeving te overleven. “We hebben ons lange tijd afgevraagd wat de aard was van de gele intracellulaire korrels, die een levendige kleur en een bijna perfecte bolvorm hadden. Het kostte ons een combinatie van microscopie, spectroscopie en Raman-analyse om ze te identificeren als orpiment-mineralen – een verrassende bevinding”, merken de auteurs op.
Mogelijk niet uniek
De borstelworm is mogelijk niet uniek in deze strategie. Eerder onderzoek liet zien dat verwante wormen in andere gebieden, en ook bepaalde slakken in de westelijke Stille Oceaan, eveneens grote hoeveelheden arseen ophopen. Ook zij zouden dus gebruikmaken van dezelfde ontgiftingsmethode.
