Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek
14 augustus 2009
Evolutionaire strijd tussen bacteriën en virussen in de bodem aangetoond
Virussen van bodembacteriën (fagen) evolueren om omringende bacteriën beter te kunnen infecteren. Dat blijkt uit een nieuwe studie van NWO-onderzoeker Michiel Vos, gepubliceerd in het blad Science. Fagen blijken beter bacteriën uit hetzelfde kleine bodemmonster te kunnen infecteren dan bacteriën afkomstig van slechts enkele centimeters verderop. Evolutie kan dus al op een heel kleine schaal ecosystemen structureren.
Werkend in het lab aan de universiteit van Oxford nam Michiel Vos vijf maal vijf monsters uit een stuk bodem van 25 bij 25 centimeter. Hij isoleerde uit elk monster Stenotrophomonasbacteriën en de bijbehorende fagen. Fagen infecteren bacteriën, vermeerderen zich, barsten uit de cel en infecteren vervolgens weer nieuwe bacteriën. Ruim een derde van de bacteriën bleek gevoelig voor infectie door fagen uit hetzelfde stuk bodem. Fagen kunnen populaties van bodembacteriën dus sterk controleren.
Vervolgens onderzocht Vos of de fagen beter waren in het infecteren van omringende bacteriën dan van bacteriën van een paar centimeter verderop. Dit bleek het geval: de bacteriofagen konden bacteriën uit hetzelfde bodemmonster beter infecteren dan bacteriën uit andere bodemmonsters. De fagen zijn, in de taal van evolutionair ecologen, 'lokaal aangepast'. Of de bacteriën zich op hun beurt weer aanpassen aan de fagen (co-evolutie) is niet onderzocht in het experiment, maar dat is wel aannemelijk.
Het onderzoek benadrukt het belang van interacties tussen verschillende soorten bodemmicroben in het structureren van biodiversiteit. Alhoewel micro-organismen in de bodem ongelooflijk divers en talrijk zijn, en een belangrijke rol in ecosystemen vervullen, is er, zeker vergeleken met dieren en planten, nog relatief weinig over ze bekend. Het onderzoek van Vos en collega's laat zien dat populaties van micro-organismen, zelfs op een schaal van centimeters, niet willekeurig verspreid zijn. In plaats daarvan worden fagen gevonden bij de bacteriën die ze door natuurlijke selectie het beste kunnen infecteren. Dit is opmerkelijk, omdat micro-organismen, door hun enorme aantallen en minuscule grootte, makkelijk lukraak verspreid kunnen raken.
Het artikel over dit onderzoek verschijnt in Science van 14 augustus 2009. Het onderzoek werd mogelijk gemaakt door een Rubiconsubsidie van NWO, die Michiel Vos in 2006 ontving. Rubicon is bedoeld om jonge onderzoekers werkervaring in het buitenland te laten opdoen.
---