Ze zijn klein, talrijk en lijken nogal eenvoudig in elkaar te zitten. Maar als de nood hoog is, zijn nematoden tot verrassend complexe samenwerking in staat. De glibberige diertjes kruipen op elkaar en bouwen grote levende torens om te ontsnappen uit rottend fruit, blijkt uit een nieuwe Duitse studie.
Nooit eerder is dit fascinerende gedrag in de natuur waargenomen. Onderzoekers van het Max Planck Instituut voor Diergedrag en de Universiteit van Konstanz presenteren hun resultaten deze week dan ook met veel bombarie in het vakblad Current Biology.
Levend bouwwerk
Als voedsel schaars wordt en de concurrentie te hevig, klimmen de larven van sommige nematodensoorten (piepkleine rondwormen) op elkaar en vormen ze een levend bouwwerk dat de hoogte in kronkelt. Zo hopen ze een lift te krijgen van een voorbijlopend of vliegend insect naar een plek waar de omstandigheden beter zijn voor hen. “Een nematodentoren is niet zomaar een hoopje wormen”, zegt hoofdonderzoeker Daniela Perez. “Het is een gecoördineerde structuur, een superorganisme in beweging.”
Superorganisme bestaat écht
Tot voor kort werd gedacht dat deze wormentorens vooral een laboratoriumfenomeen waren. Er waren wel eens torenvormige structuren gezien in kunstmatige omgevingen, maar niemand wist zeker of dit gedrag ook in de natuur voorkwam. Tot nu. “Ik was door het dolle heen toen ik deze natuurlijke torens voor het eerst zag”, zegt onderzoeker Serena Ding. “Lange tijd leefden ze alleen in onze verbeelding. Maar door een combinatie van het juiste onderzoeksmateriaal, veel nieuwsgierigheid en doorzettingsvermogen vonden we ze opeens. Het levende bouwwerk was zomaar in een stuk rottend fruit te bewonderen.”
Ryan Greenway, technicus aan het Max Planck instituut, raapte gevallen appels en peren in boomgaarden bij Konstanz, nam ze mee naar het lab en speurde maandenlang met een digitale microscoop naar bewijs. In dat rottende fruit vond hij de levende torens; soms bewogen ze zelfs. De wormen reageerden op aanraking, lieten los van het fruitoppervlak en klampten zich gezamenlijk vast aan fruitvliegjes. Zo waren ze in staat om massaal mee te liften naar nieuwe leefgebieden.
Samenwerking zonder hiërarchie
Bij nadere analyse bleken de natuurlijke torens alleen te bestaan uit één soort nematoden, allemaal in het zogenoemde dauerstadium: een soort overlevingsmodus waarin ze langere tijd zonder voedsel kunnen. De larve is in deze fase min of meer plat en zijn ‘huid’ is taaier dan bij een niet in rust verkerende larve. De mondholte is in het dauerstadium door een soort binnenkap afgesloten en er is geen peristaltiek. “De torens zijn actief aan het voelen en groeien”, legt Perez uit. “Wanneer we ze aanraken, reageren ze direct en groeien ze richting de prikkel.”
Opvallend genoeg bleek uit experimenten in het lab dat niet alleen larven deze torens kunnen bouwen. Ook volwassen wormen en wormen in alle andere ontwikkelingsstadia namen deel aan deze opmerkelijke samenwerking. In het lab groeiden torens soms zelfs uit tot bruggen over lege oppervlakken, op zoek naar voedsel.
There is no ‘I’ in Team
Toch lijkt er geen rolverdeling te zijn binnen de structuren. Wormen aan de basis of de top waren even mobiel, vruchtbaar en vitaal. “C. elegans is een kloonlijn, dus het is logisch dat er geen onderscheid is binnen de toren”, schrijven de onderzoekers. “Maar in natuurlijke torens, waar genetische verschillen kunnen bestaan, is het anders. We wilden dan ook graag uitvinden wie er meewerkt aan de bouw en stabiliteit van de torens en wie er alleen maar meelift.”
Het onderzoek naar de levende wormentorens geeft een bijzonder kijkje in de keuken wat betreft groepsgedrag in het dierenrijk, van insectenzwermen tot vogeltrek. De wetenschappers hebben nu een krachtig model in handen om te onderzoeken hoe en waarom dieren samen bewegen. “Onze studie stelt ons in staat om op een heel nieuwe manier te verkennen hoe groepsverplaatsing ontstaat en functioneert”, zegt Ding. “Met de genetische tools van C. elegans kunnen we eindelijk de ecologie en evolutie van collectieve verspreiding diepgaand bestuderen.”
