Microbiologie in hapklare porties

Orgaan verloren: hoe microben het lot van een inktvis bepalen

Written by

Manasvi Verma

De Hawaiiaanse pijlstaartinktvis is al lang een favoriet onder microbiologen. Wanneer deze inktvis ter sprake komt tijdens microbiologische diners, doen zijn bioluminescente symbionten Vibrio fisheri dat ook. De pijlstaartinktvis en V. fisheri delen een fascinerende symbiotische relatie. Het licht van deze microben bootst het licht van de maan na, waardoor de pijlinktvis schaduwloos blijft en dus volledig gecamoufleerd in de diepzee. Ik zou nalatig zijn om deze beroemde symbiotische relatie te negeren. Maar vandaag gaat het niet over V. fisheri of het licht dat ze produceren. Het gaat eigenlijk over een heel ander orgaan dat een andere glorieuze symbiotische relatie herbergt.

De accessoire nidamenteuze klier (ANG) is een vrouwelijk voortplantingsorgaan (figuur 1) dat een consortium van bacteriën bevat. De ANG en zijn bacteriën spelen een belangrijke rol bij de bescherming van de eierzakken van de pijlinktvis tegen besmetting en ziekteverwekkers. De bacteriën van het ANG worden door het milieu overgedragen: de meeste van deze soorten worden aangetroffen in sediment uit het mariene milieu van de gastheer. In een recente studie wilden de wetenschappers weten wat er met dit orgaan zou gebeuren als deze omgevingsbacteriën buiten beschouwing werden gelaten.

Figuur 1: Een pijlstaartinktvis met een ingezoomde doorsnede van de accessoire klier (ANG) aan de onderkant. Beeldbron: Gemaakt door de auteur met behulp van Adobe Illustrator en Craiyon.

Om deze symbiose te bestuderen, kweekten de wetenschappers vrouwelijke pijlstaartinktvissen in laboratoriumomstandigheden zonder toegang tot hun natuurlijke omgeving en zagen dat 67% van hen helemaal geen ANG ontwikkelde en 33% een asymmetrische in vergelijking met in het wild gevangen pijlinktvissen. Wanneer de pijlinktvissen echter werden grootgebracht in kunstmatig zeewater met zand uit Hawaï, ontwikkelden ze allemaal gezonde ANG’s. Dit riep de vraag op: wat in dit Hawaiiaanse zand zorgde voor deze organen?

Om te bepalen of levende componenten in het zand aanleiding gaven tot dit orgaan, namen de wetenschappers het verzamelde zand en autoclaveerden het om alle levende materie te doden en kweekten de inktvissen in dit zand met gesteriliseerd water. Toen de microben waren uitgeschakeld, ontwikkelde geen van de inktvissen het ANG! Bovendien, toen deze inktvissen werden grootgebracht in een omgeving met enkele bacteriën, maar niet die van hun oorspronkelijke omgeving, was alleen de aanwezigheid van deze microben niet voldoende om de ANG te laten groeien. Dit betekent dat de inktvis wacht op een omgevingssignaal van specifieke mariene microben om de ontwikkeling van dit orgaan op gang te brengen. Bij afwezigheid van deze microben gaat het ANG verloren en zijn de eitjes van de pijlinktvis kwetsbaar voor pathogene aanvallen. Deze studie heeft niet alleen een elegant systeem aan het licht gebracht waarbij de inktvis geen overtollige energie besteedt aan de ontwikkeling van een huis voor bacteriën die er niet zijn, maar ook het eerste voorbeeld ontdekt van een compleet orgaan dat voor zijn ontwikkeling afhankelijk is van blootstelling aan symbiotische bacteriën!