Nieuwe drieseks rondwormsoorten hebben 'extreme arseenresistentie'
Wetenschappers hebben onlangs niet minder dan vijf nieuwe soorten rondwormen ontdekt in het zoute sodawater van Mono Lake in Mono County, CA. De leden van een van deze soorten hebben een superkracht: ze zijn extreem resistent tegen arseen.
Nematoden, of rondwormen, zijn een soort ongewervelde dieren. Ze lijken heel erg op wormen, maar ze zijn er niet aan verwant en ze kunnen veel, veel kleiner zijn. Sommige soorten zijn niet langer dan een fractie van een millimeter lang en zijn alleen zichtbaar onder een microscoop.
Deze kleine wezens leven in bijna alle omgevingen op aarde, en hoewel het exacte aantal bestaande soorten nematoden onbekend blijft, suggereren schattingen dat er minstens 40.000 verschillende soorten over de hele wereld zijn.
Onlangs hebben prof. Paul Sternberg - van het California Institute of Technology in Pasadena - en collega's van verschillende onderzoeksinstellingen niet minder dan acht soorten nematoden gevonden in Mono Lake, waarvan vijf wetenschappers nog niet eerder hadden beschreven.
Mono Lake is een zoutwatermeer dat minstens 760.000 jaar geleden van nature is ontstaan. Hoewel het altijd een zoutmeer is geweest, is het zoutgehalte de afgelopen decennia zelfs verdubbeld als gevolg van menselijke activiteit.
De wateren van het meer huisvesten garnalen en pekelvliegen, en ze trekken wilde vogels aan, zoals futen en meeuwen. Nu hebben de wetenschappers ontdekt dat nematoden ook tot de ongewervelde dieren behoren die van Lake Mono hun thuis hebben gemaakt.
Van de acht soorten die het team onlangs in de wateren van het meer heeft geïsoleerd, heeft er één een speciale eigenschap: het heeft een opmerkelijke weerstand tegen arseen, een giftige stof die zowel voor mensen als voor vele andere dieren dodelijk is.
De wetenschappers rapporteren hun bevindingen in een studiepaper dat in het tijdschrift verschijnt Huidige biologie.
Nieuwe soorten overleven extreme omgevingen
Prof. Sternberg en team verzamelden en analyseerden verschillende monsters uit de drie regio's van Mono Lake: Pristine Beach, Navy Beach en Old Marina.
Bij Pristine Beach isoleerden ze slechts één nematodensoort, terwijl ze er drie vonden bij Old Marina en zeven bij Navy Beach. Van de in totaal acht verschillende soorten waren er eerder drie bekend, namelijk: Mononchoides americanus, Diplogaster rivalis, en Prismatolaimus dolichurus.
De onderzoekers karakteriseerden alle vijf de voorheen onbekende soorten, maar één in het bijzonder - in het geslacht Auanema - trokken hun aandacht. Net als andere soorten in hetzelfde geslacht, de nieuwe Auanema nematode heeft drie geslachten: hermafrodiet, mannelijk en vrouwelijk.
En, net als andere Auanema aaltjes - evenals de andere nematodensoorten die aanwezig zijn in Mono Lake - deze nieuwe soort is resistent tegen arseen.
In tegenstelling tot andere nematoden, kwalificeert de resistentie tegen deze giftige stof echter, zoals de onderzoekers het omschrijven, als 'extreem'. Het kan blootstelling aan een concentratie arseen overleven die ongeveer 500 keer zo hoog is als de hoeveelheid die een mens zou doden. Bovendien kan het, zoals de wetenschappers opmerken, "langdurig" standhouden.
Opvallend is ook dat de nieuwe nematodensoort naast overleven - zelfs gedijen - in een extreme omgeving het ook goed kan doen onder laboratoriumomstandigheden, wat ongebruikelijk is voor andere zogenaamde extremofiele soorten.
"Extremofielen kunnen ons zoveel leren over innovatieve strategieën om met stress om te gaan", zegt eerste auteur Pei-Yin Shih. "Onze studie toont aan dat we nog veel te leren hebben over hoe deze 1000-cellige dieren overleven in extreme omgevingen onder de knie hebben", voegt ze eraan toe.
In de toekomst hopen de onderzoekers de biochemische en genetische factoren te ontdekken die aaltjes zouden kunnen stimuleren om te overleven in dergelijke extreme omgevingen.
Bovendien zijn ze van plan om de genetische opbouw van het nieuwe in kaart te brengen Auanema soorten om te zien of ze de genen kunnen lokaliseren die deze ongewervelde dieren zo resistent maken tegen arseen.
Arseenverontreiniging van drinkwater vormt een belangrijke bedreiging voor de menselijke gezondheid, aangezien het kan leiden tot kanker en andere gezondheidsproblemen. Daarom zou het kunnen helpen om de volksgezondheid beter te beschermen door meer te weten te komen over de veerkracht van nematoden tegen deze giftige stof.
James Siho Lee, medeauteur van de studie, stelt dat "het enorm belangrijk is dat we onze nieuwsgierigheid naar biodiversiteit waarderen en ontwikkelen."
“De volgende innovatie voor biotechnologie zou in het wild kunnen zijn. Zo werd een nieuw biologisch afbreekbaar zonnescherm ontdekt van extremofiele bacteriën en algen. We moeten dieren in het wild beschermen en verantwoord gebruiken. "
James Siho Lee
