Ingezonden persbericht


Persbericht, 16 februari 2006

Experimenteren in Wonderland van Alice:

gastheer kan parasiet weerstaan door genetische diversiteit

NIEUWERSLUIS (Utr.) / NIJMEGEN - "Veel variatie in een gastheerpopulatie biedt bescherming tegen snel evoluerende parasieten." Arnout de Bruin van het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW) bevestigde dit vermoeden experimenteel met een kiezelalg en zijn schimmelparasiet, maar ook voor andere combinaties van gastheer en parasiet is dit waarschijnlijk geldig. Hij promoveert volgende week in Nijmegen.

Hoe (snel) evolueren gastheren en parasieten in elkaars bijzijn? Hoe proberen ze elkaar te slim af te zijn en wat is daarbij de rol van genetische diversiteit? Dat zijn interessante vragen heden ten dage, met vogelgriep, uitgebreide monoculturen in de landbouw en multiresistente ziekenhuisbacteriën. Arnout de Bruin van het Nederlands Instituut voor Ecologie gebruikte echter een, voor de mens, ongevaarlijke combinatie: een kiezelalg als gastheer en zijn schimmelparasiet. Deze organismen zijn makkelijk in grote aantallen te kweken en planten zich snel voort: ideaal voor evolutie-experimenten. De stervormige kiezelalg (diatomee) Asterionella formosa komt voor in voedselarme plassen en meren. Helaas voor deze alg leeft daar ook een gevaarlijke parasiet: de schimmel Zygorhizidium planktonicum.

"De parasiet blijkt zich heel snel aan te kunnen passen, sneller dan we dachten," schetst De Bruin de uitkomsten. "De aanpassingsmogelijkheden hangen wel af van de diversiteit van de populatie gastheren: hoe minder divers de gastheer, hoe sneller de aanpassing van de parasiet." De schimmelparasiet paste zich binnen 100 generaties aan een nieuwe gastheeralg aan - als er maar één gastheertype aanwezig was. Als de gastheerpopulatie diverser was (bestond uit meer dan één type gastheeralgen die verschillen in gevoeligheid voor de parasiet), bleef het succes van de parasiet onder de maat. Zelfs na 200 generaties.

Net als Alice (in Wonderland) in het vervolgverhaal Through the Looking Glass ontdekt, is er een wereld waar je altijd moet blijven rennen om op dezelfde plaats te blijven. In de romanversie licht de Rode Koningin haar in over de normen en waarden van dit merkwaardige rijk. In de wetenschappelijke wereld van gastheer en parasiet vinden we dan ook de Red Queen Hypothese terug. Arnout de Bruin legt uit: "Deze stelt dat gastheren via seksuele voortplanting, met nieuwe genencombinaties tot gevolg, hun parasieten proberen te ontlopen. De parasieten moeten zich namelijk aanpassen aan deze nieuwe typen gastheren, voordat ze deze effectief kunnen infecteren." Meestal planten parasieten zich niet seksueel voort en proberen zich snel aan te passen via hun vaak kortere levenscycli en grotere populaties dan hun gastheer. Maar de alg en schimmel van De Bruin leven in een omgekeerde wereld, zo lijkt het op het eerste gezicht. De parasiet vertoont soms seksuele reproductie, wat bij de gastheer nog nooit is gezien. De schimmelparasiet lijkt dus in het voordeel te zijn. Deze schimmel kan bij epidemieën zoals in de Maarsseveense Plassen wel meer dan 90% van de kiezelalgen infecteren en vervolgens doden. Hoe kan Asterionella zich tegen dit geweld verdedigen? Door diversiteit! Met DNA-onderzoek toonde De Bruin aan dat de alg zelfs verdacht divers is voor een aseksueel organisme. "Misschien doet deze gastheer stiekem toch aan seks?"

De relatie tussen deze kiezelalg en de parasitaire schimmel voldoet aan tenminste een deel van de drie voorwaarden voor zogenaamde 'co-evolutie', zeg maar een evolutionaire wapenwedloop. Ten eerste oefenen gastheer en parasiet selectiedruk op elkaar uit: de parasiet kan niet leven zonder alg en de alg gaat dood als de schimmel hem infecteert. Ten tweede zijn de gastheerpopulaties genetisch zeer divers in infectiegevoeligheid - al dan niet door stiekeme seks. De Bruin kon dit met infectieproeven plus DNA-technieken testen. De variatie in 'infectiviteit' of infectiemogelijkheden binnen parasietenstammen is nog onvoldoende bekend. De derde voorwaarde stelt dat een gastheerstam alleen maar gevoelig is voor een deel van de parasietentypes en omgekeerd dat geen van de parasietenstammen of -types alle vormen van de gastheer aan kan vallen. De Bruin: "Daar zijn we nog niet uit. Dat is interessant voor een vervolgonderzoek."

Het NIOO is het onderzoeksinstituut voor ecologie van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW). Het bestaat uit drie centra: voor ecologie van kust en zee, van het zoete water en van het land. Op het NIOO-Centrum voor Limnologie in Nieuwersluis richten de onderzoekers zich op het leven in en rond het zoete water, met bijzondere aandacht voor wetlands.