Wil je weten hoe bijen communiceren en elkaar herkennen? Het zou wel eens door de samenstelling van bacteriën kunnen komen.
Microbiologie in hapklare porties
Sesam open u – De chemie die nodig is om een bijenkorf binnen te mogen.
De ingang van een korf honingbijen is altijd zeer streng bewaakt, en wie erin wil moet de juiste chemische formule bezitten om binnen te mogen komen. Maar waar komt dit ‘chemisch parfum’ vandaan?
Insecten communiceren voornamelijk via hun huid. De bovenste laag, ook wel opperhuid genoemd (EN: cuticle), is bezaaid met cuticulaire koolwaterstoffen (EN: cuticular hydrocarbons), die voor zowel waterdichtheid als communicatie zorgen. Als de samenstelling van deze koolwaterstoffen verschilt, zorgt dit voor herkenning van bijen tussen verschillende bijenkolonies.
Omdat bijen uit dezelfde kolonie genetisch vrijwel hetzelfde zijn, werd lang gedacht dat de genen voor deze chemische herkenningssignalen zorgen. Ook de omgeving van de bijen of zelfs chemische signalen van de bijenkorf zelf (die wordt doorgegeven aan de bijen) zouden hierin een rol kunnen spelen.
Echter, tot nu toe is het nog steeds onduidelijk welke factor de grootste invloed heeft op het verschil tussen de signalen. Vernier en collega’s veronderstellen in een recente studie dat dit zou kunnen komen door de bacteriën in het spijsverteringsstelsel van de bijen. Veel studies naar andere organismen, inclusief mensen, hebben al eens gekeken naar de invloed van darmbacteriën op sociaal gedrag, en alle ondersteunen dezelfde hypothese.
Vernier en collega’s keken naar de bacteriële samenstelling van darmbacteriën van bijen van verschillende kolonies, waarbij werd aangetoond dat de kolonies een verschillende bacteriesamenstelling hadden. Om beter inzicht te krijgen in de rol die de darmbacteriën spelen, hebben ze een aantal experimenten uitgevoerd:
Alle bovengenoemde experimenten laten zien dat de verschillende chemische signalen tot stand komen door het verschil in darmbacteriën.
De auteurs zijn nog steeds onzeker over de precieze processen die dit veroorzaken. Ze noemen dat een van de oorzaken zou kunnen zijn dat de darmbacteriën metabolieten (precursor metabolites) maken of onderdrukken. Een andere oorzaak zou kunnen zijn dat de bacteriën de activiteit of expressie van genen die verantwoordelijk zijn voor de chemische productie verhogen of verlagen.
Hoe is dit gunstig voor de darmbacteriën? We weten het nog niet zeker. De auteurs suggereren dat omdat de chemische signalen zo belangrijk zijn voor het herkennen van bijen uit dezelfde kolonie, dit ervoor zorgt dat andere bacteriën de kans niet krijgen om te gedijen. Zo creëren de darmbacteriën een ‘niche’ voor zichzelf, waarbij nieuwe bacteriën haast geen kans krijgen om te kunnen groeien.
Link naar het originele artikel: Vernier et al., Sci. Adv. 2020
Doi: 10.1126/sciadv.abd3431
Vertaald door Charlotte van de Velde
micro-bites.org 