“Beklimming” door elektrische sprong – wissenschaft.de
Video: Een aaltje springt op het harige lichaam van een elektrisch geladen hommel. © Current Biology / Chiba et al.
Je zou kunnen denken dat wormen alleen maar kunnen kruipen. Maar nu blijkt uit een studie dat in ieder geval kleine aaltjes ook kunnen springen: deze proefdiertjes lijken door middel van elektrostatische aantrekkingskrachten gericht door de lucht van A naar B te bewegen. Ze kunnen bijvoorbeeld op bijen landen en dan door de lucht worden vervoerd. Het is mogelijk, zeggen de onderzoekers, dat deze elektrische manier van opstijgen ook gebruikelijk is bij andere kleine wezens.
Het is een wetenschappelijke worm: de nematode Caenorhabditis elegans wordt wereldwijd gebruikt als modelorganisme in laboratoria, vooral in de evolutiebiologie en genetica. Deze wormen, die ongeveer een millimeter lang worden, leven van nature in de grond en voeden zich met de bacteriën daar. C. elegans kan echter ook relatief eenvoudig in kweekvaten worden gekweekt voor onderzoeksdoeleinden. Door het uitgebreide onderzoek dat naar dit kleine dier is gedaan, is er al veel bekend over zijn eigenschappen en gedrag. Maar nu heeft een Japans onderzoeksteam een ander opwindend vermogen van de kleine wezens onthuld.
Hoe komen wormen bij de dop?
Zoals de wetenschappers meldden, begon de ontdekking met een observatie tijdens typisch werk met proefdieren in het laboratorium: ze merkten dat de wormen die ze hadden gekweekt vaak aanwezig waren op de deksels van de petrischalen die overeenkomen met het kweekmedium. Dus vroegen de onderzoekers zich af hoe ze daar kwamen. Ter illustratie richten ze zich met videocamera’s op de kleine wezens. Door de opname ontdekten de wetenschappers vervolgens dat de wormen niet alleen langs de wanden van de schaal omhoog kropen: ze zagen enkele nematoden vanaf de bodem van de schaal op het plafond springen.
Vervolgens voerden de onderzoekers experimenten uit om dit fenomeen in meer detail te doorgronden. Al snel werd duidelijk dat de sprongen gebaseerd waren op een elektrostatische kracht: in vergelijking met de bodem kon het deksel van een petrischaal genoeg elektrische lading hebben om met het springeffect voor een aantrekkingskracht te zorgen. Dit is het effect dat ervoor zorgt dat de haren overeind gaan staan, bijvoorbeeld wanneer een door wrijving geladen ballon nadert.
Door experimenten met geladen glaselektroden konden de onderzoekers eindelijk nauwkeuriger aantonen hoe de wormen reageren op spanningsverschillen. Het wordt duidelijk dat dit niet alleen een negatief effect is: de wormen lijken rechtop te gaan staan als ze een elektrostatische kracht voelen om meegesleept te worden. “De wormen staan op hun staart om de oppervlakte-energie tussen hun lichaam en het substraat te verminderen, waardoor ze zich gemakkelijker aan objecten kunnen hechten”, zegt medeauteur Takuma Suji van Hiroshima University.
De opstap naar vliegreizen
Maar waarom doen ze dat? Zoals het team uitlegt, kan het gedrag ertoe leiden dat de wormen worden verspreid “door de reiziger”: het is bekend dat C. elegans zich hecht aan slakken om ze in staat te stellen zich op een energiezuinige manier te verplaatsen. Wormen komen echter ook voor op gevleugelde insecten. In tegenstelling tot slakken was het niet duidelijk hoe de kleine wezens op deze transportmiddelen klommen. De huidige vondst biedt daar nu een mogelijke verklaring voor. “Het is bekend dat bestuivers zoals insecten en kolibries elektrisch geladen zijn”, zegt Suji.
Om te zien hoe ver wormen dit vermogen om te springen daadwerkelijk kunnen gebruiken, voerden hij en zijn collega’s experimenten uit met hommels. Hiervoor gaven ze de insecten elektrostatische ladingen, die ook van nature kunnen voorkomen, en deden ze experimenten met C. elegans. Het bleek dat toen de wormen de bijen naderden en de lading voelden, ze op hun staart gingen staan en uiteindelijk aan boord sprongen over een maximale afstand van 2,4 mm. Sommige wormen stapelden zich zelfs op elkaar en sprongen vervolgens samen in kolommen op de bijen. De onderzoekers concludeerden dat duidelijk werd dat dit fenomeen ecologische betekenis zou kunnen hebben voor aaltjes en mogelijk ook voor andere kleine organismen.
Video: Een hechte groep wormen vertrekt samen. © Current Biology / Chiba et al
Met verder onderzoek willen ze zich nu wijden aan de vraag waarop het “talent” van C. elegans voor elektrisch springen is gebaseerd. Het zou volgens hen helpen om een modelorganisme te zijn: “Er zijn gevestigde genetische methoden om de relatie tussen gedrag, neurale activiteit en genen te onderzoeken”, schreven de wetenschappers. Volgens het team is het mogelijk om specifieke neigingen te detecteren die een rol spelen bij elektrostatisch springgedrag.
Bron: Cell Press, artikel: Huidige biologie, doi: 10.1016/j.cub.2023.05.042
“Analist. Schepper. Zombiefanaat. Fervente reisjunkie. Popcultuurexpert. Alcoholfan.”