Dat de worm verandert in een vraatzuchtige kannibaal die zijn eigen genetisch identieke verwanten opeet, is opmerkelijk. Dit gedrag is nergens anders gezien, niet bij andere nematoden en zelfs niet bij andere dieren.
In de bodem leven hele kleine wormpjes, die ook wel nematoden worden genoemd. Dit zijn één van de meest voorkomende en diverse diergroepen op aarde (er bestaan naar schatting meer dan een miljoen soorten!) waarvan er slechts een fractie is beschreven en gedocumenteerd. Maar een nieuwe studie breidt onze kennis over hen verder uit. Onderzoekers hebben namelijk een wel heel eigenaardige kenmerk van de nematode Allodiplogaster sudhausi (of kortweg A. sudhausi) ontdekt. Want dit beestje is ‘zichzelf niet’ wanneer ie trek heeft.
Allodiplogaster sudhausi
“A. sudhausi is een nematode, waarover eerder heel weinig bekend was,” vertelt onderzoeker Sara Wighard in gesprek met Scientias.nl. “Wat we wel weten, is dat hij voor een nematode erg groot is, bijna twee keer zo groot als andere soorten, hoewel hij zich nog steeds slechts kan meten met een fruitvliegje. Bovendien heeft deze soort onlangs een volledige verdubbeling van zijn genoom doorgemaakt, wat hoogstwaarschijnlijk heeft bijgedragen aan zijn aanzienlijke grootte. Ook is A. sudhausi hermafrodiet, wat betekent dat hij zich kan voortplanten zonder de aanwezigheid van mannetjes.”
Kannibaal
Maar dat zijn nog niet eens de enige opmerkelijke eigenschappen van de kleine worm. Want onderzoekers hebben nu ontdekt dat als A. sudhausi honger krijgt, hij verandert in een heuse nachtmerrie. In dit geval ontwikkelt A. sudhausi een reusachtige mond en zet vervolgens zijn tanden in zijn eigen genetisch identieke verwanten. “Dit is buitengewoon opmerkelijk,” zegt Wighard. “Soortgelijk kannibalistisch gedrag is nergens anders gezien, niet bij andere nematoden en zelfs niet bij andere dieren. Sommige andere nematoden en ook bepaalde salamanders en padden maken zich weliswaar schuldig aan kannibalisme, maar alleen als ze niet genetisch identiek zijn aan elkaar, wat in het geval van A. sudhausi opvallend genoeg wel het geval is (omdat ze hermafrodiet zijn). Wat er in deze morfe bij A. sudhausi gebeurt, is dus echt heel uniek.”
Kaasschimmel
Onderzoekers komen tot deze ontdekking nadat ze A. sudhausi op verschillende strikte diëten hadden gezet. Vervolgens zagen ze iets vreemds gebeuren toen ze de nematode enkel Penicillium camemberti voerden, een schimmel die wordt gebruikt om camembert en andere kazen te maken. “We probeerden verschillende diëten uit en ontdekten dat de kaasschimmel Penicillium camemberti het opmerkelijke gedrag veroorzaakte,” vertelt Wighard. “We kozen voor deze kaasschimmel omdat het eenvoudig te verkrijgen, gebruiksvriendelijk en veilig is. Maar het is waarschijnlijk dat ook andere schimmelsoorten tot hetzelfde resultaat leiden.”
Terwijl de nematode zich enkel te goed kon doen aan de kaasschimmel, ontwikkelde het organisme een enorme mond en begon vervolgens zijn eigen soortgenoten te verorberen. Zoals gezegd doen andere nematoden dit niet. Het extra setje genen van A. sudhausi kan dit opmerkelijke gedrag mogelijk verklaren.
Stress
Toch blijft het fascinerend dat A. sudhausi zo sterk op het strikte dieet reageert. De onderzoekers vermoeden dat de enorme mond en het kannibalistische gedrag een wat hevige reactie op stress is. Het lijkt erop dat de kaasschimmel gewoon niet voedzaam genoeg is voor de hongerige worm. “In situaties waarin er weinig hulpbronnen of voedingsstoffen beschikbaar zijn, kan kannibalisme een evolutionair voordeel bieden,” merkt Wighard op. “Door zich te voeden met zijn soortgenoten heeft de worm een bron van voedsel waarmee hij voldoende voedingsstoffen kan verkrijgen om eieren te produceren en te leggen. Bovendien vermindert dit de concurrentie om beperkte voedselvoorraden. Dit betekent dat de soort kan overleven. Overigens vertoont het nageslacht niet noodzakelijk ook dit kannibalistische gedrag, omdat dit trekje zich alleen ontwikkelt bij volwassenen onder hoge stressomstandigheden. Dus als de omgeving rijk is aan voedingsstoffen, zullen ze niet tot kannibalisme overgaan.”
Aanpassingsstrategie
Het onderzoek toont aan dat sommige organismen buitengewone evolutionaire eigenschappen hebben ontwikkeld om te overleven in moeilijke omstandigheden waarin voedingsstoffen schaars zijn. “Deze worm heeft een nieuwe en opvallende aanpassingsstrategie laten zien in reactie op voedseltekorten,” concludeert Wighard. En mogelijk is A. sudhausi niet de enige. “Het is zeer waarschijnlijk dat andere organismen ook verschillende manieren hebben ontwikkeld om op vergelijkbare omstandigheden te reageren,” vermoedt Wighard. “Het probleem is echter dat slechts een beperkt aantal organismen grondig is bestudeerd, dus er valt nog veel te ontdekken. Kortom, het is zeer waarschijnlijk dat er nog tal van onbekende evolutionaire strategieën bestaan die we aan het licht kunnen brengen door een diverse groep organismen te bestuderen.”
Het vermogen om zich aan te passen aan veranderende omstandigheden en omgevingen is van essentieel belang voor dieren die willen overleven en evolueren. En A. sudhausi kan dat als geen ander. De onderzoekers richten nu hun pijlen op andere organismen. “Door ook niet-modelorganismen te bestuderen, hopen we uiteindelijk een beter begrip te krijgen van de verschillende mechanismen die organismen gebruiken om te overleven,” besluit Wighard.
