Onderzoekers hebben ontdekt dat de houtetende letterzetter het gif van sparren kan omzetten in iets héél anders.
Sparren beschermen zichzelf met chemische stoffen in hun bast. Uit een nieuw onderzoek blijkt dat de letterzetter (Ips typographus) die stoffen niet alleen verdraagt, maar ook zelf gebruikt als schild tegen ziekmakende schimmels. Het onderzoek is te vinden in PNAS.
Sparrenbast
Sparrenbast is rijk aan fenolische stoffen. Dat zijn chemische verbindingen die bomen helpen om zich te verdedigen tegen indringers, zoals kevers en schimmels. Een team van het Max Planck Institute for Chemical Ecology in Jena, Duitsland wilde weten wat er met die verdedigingsstoffen gebeurt als een letterzetter ervan eet. De grote vraag: kan de kever de afweerstoffen van de boom gebruiken om zichzelf te beschermen tegen zijn eigen vijanden?
De onderzoekers zagen dat dit inderdaad gebeurt. In het zachte weefsel onder de schors zitten onder meer flavonoïden. Dat zijn stoffen met een soort “suikerstaart”. De kever kan die suikerstaart eraf knippen. Dan ontstaat een aglycon: dezelfde stof, maar zonder suiker. Die versie is vaak sterker tegen microben en schimmels. “We hadden niet verwacht dat de kevers de afweer van de spar zo gericht konden omzetten in nog giftigere varianten,” zegt hoofdonderzoeker Ruo Sun.
Chemische verbindingen
Om dit aan te tonen gebruikten de wetenschappers moderne meetmethoden, zoals massaspectrometrie en NMR. Daarmee kun je heel precies zien welke stoffen ergens in zitten en hoe ze chemisch zijn opgebouwd. Ze vergeleken de verbindingen in de boom met wat ze terugvonden in de kevers na het eten.
Ook deden ze testen met enzymen uit de kever. Die enzymen bleken de suikergroep van de plantstoffen te kunnen verwijderen. Het resultaat: meer aglyconen, die volgens de metingen een sterkere antimicrobiële werking hebben. Zo krijgt de kever extra bescherming tegen schimmels die hem willen infecteren.
Ziekmakende schimmel
Maar het verhaal stopt daar niet. De onderzoekers keken ook naar een schimmel die kevers ziek kan maken: Beauveria bassiana. Deze schimmel is al vaker getest als biologische bestrijder van letterzetters, maar met wisselend succes.
Leestip: Onderzoekers vinden Candida-schimmels in stadslucht
In het verleden vonden de onderzoekers echter stammen die kevers in de natuur wel degelijk infecteerden en doodden. “Hoewel deze schimmel in het verleden niet goed werkte om letterzetters te bestrijden, vonden we stammen die de kevers van nature hadden geïnfecteerd en gedood. We wilden begrijpen hoe dat kon,” legt Sun uit.
Koekje van eigen deeg
De schimmel blijkt een ‘ontgiftigingsplan’ te hebben die inspeelt op de manier waarop de kever de stoffen van de spar om kan zetten. Het gaat om een proces in twee stappen. Eerst plakt de schimmel weer een suiker aan de giftige aglyconen vast. Daarna plakt hij er nog een extra methylgroep aan vast. Het eindproduct is een stof die niet meer giftig is voor de schimmel en zelfs kan helpen bij het infecteren van de kever. Daarnaast is het voor de kever ook niet meer mogelijk om zo’n stof weer terug te veranderen.
Om zeker te weten dat dit ‘ontgiftigingsplan’ echt belangrijk is schakelden de onderzoekers de betrokken schimmelgenen uit. Schimmels zonder die genen konden de stoffen veel minder goed ontgiften en waren daardoor veel minder succesvol in het infecteren van de kevers.
Voedselweb
De resultaten van het onderzoek zijn belangrijk, omdat ze laten zien hoe chemische stoffen in de natuur door een voedselweb kunnen reizen en onderweg meermaals van functie veranderen. Teamlid Jonathan Gershenzon legt uit: “We laten zien dat de letterzetter afweerstoffen van de boom kan gebruiken om zich te verdedigen tegen zijn eigen vijanden. Maar omdat de schimmel Beauveria bassiana deze stoffen kan ontgiften, kan hij de kever infecteren en zo de boom helpen in de strijd tegen de kever.”
De resultaten hebben ook een praktisch nut. Als onderzoekers weten welke schimmelstammen fenolische stoffen om kunnen zetten, kunnen juist die stammen kansrijker zijn als biologisch bestrijdingsmiddel. “Nu we weten welke stammen de antimicrobiële fenolen van de letterzetter verdragen kunnen we ze inzetten om letterzetters efficiënter te bestrijden,” zegt Sun.
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Waarom de spar onze favoriete kerstboom werd en Waarom alleen iconen zoals de mammoet laten herrijzen? Ook vergeten kevertjes verdienen een tweede kans . Of lees dit artikel: Geen oor maar iets héél anders: Japanse schildwantssoort heeft een speciaal orgaan voor schimmels .
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
