Lange tijd werd gedacht dat rondwormen alleen in laboratoria torens vormden. Daarbij zouden ze op en over elkaar heen kronkelen tot ze zich als toren konden oprichten, om vervolgens aan te hechten aan een passerend dier. Voor het eerst is nu torengedrag van rondwormen in het wild vastgelegd.
Rondwormen zijn piepkleine maar machtige dieren. Ze vormen kronkelende torens om te overleven en te reizen als een team. Lang werd gedacht dat de wormen alleen in laboratoria torens maakten, maar wetenschappers hebben nu gezien hoe wormentorens zich in de natuur vormen in rottend fruit. Opmerkelijk genoeg stapelen de wormen zich niet gewoon op, maar bouwen ze reactieve, gecoördineerde structuren. Daarmee kunnen ze vervolgens meeliften op insecten om te ontsnappen aan barre omstandigheden.
Torens in het wild alleen in verbeelding
Rondwormen zijn de meest overvloedige dieren op aarde, maar als het moeilijk wordt, is het voor deze kleine wormpjes moeilijk om ergens anders naar toe te bewegen. Dus spelen ze in op de kracht van hun soort. Als het voedsel opraakt en de concurrentie moordend wordt, glibberen ze naar hun soortgenoten. Ze klimmen op elkaar en over elkaar heen tot hun lichamen een levende toren vormen die naar de hemel draait en vervolgens liften ze mee op een passerend dier naar groenere en ruimere weiden.
Dat dachten wetenschappers tenminste. Decennialang waren deze wormstructuren meer een mythe. Zulke samenstellingen, waarbij dieren hun lichamen aan elkaar koppelen om zich in groep te verplaatsen, zijn zeldzaam in de natuur. Alleen van slijmzwammen, vuurmieren en spintmijten is bekend dat ze zich op deze manier bewegen. Voor rondwormen waren de aggregaties – bekend als torens – alleen binnen de kunstmatige grenzen van laboratoria en groeikamers gezien. Niemand wist echt waar ze voor dienden. Bestonden wormentorens eigenlijk wel in de echte wereld?
Onderzoekers in Konstanz, Duitsland, hebben nu video-opnamen gemaakt van wormen die zich verheffen in gevallen appels en peren uit plaatselijke boomgaarden. Het team van het Max Planck Institute of Animal Behavior (MPI-AB) en de Universiteit van Konstanz combineerden veldwerk met laboratoriumexperimenten om het eerste directe bewijs te leveren dat torengedrag van nature voorkomt en functioneert als een middel voor gezamenlijk transport.
‘Extatisch’
Senior auteur Serena Ding, groepsleider aan het MPI-AB, vertelt over het moment waarop co-auteur Ryan Greenway haar een video-opname uit het veld stuurde:
“Ik was extatisch toen ik deze natuurlijke torens voor het eerst zag. Lange tijd bestonden natuurlijke wormtorens alleen in onze verbeelding. Maar met de juiste apparatuur en veel nieuwsgierigheid vonden we ze, verborgen in het volle zicht.”
Greenway, een technisch assistent bij het MPI-AB, onderzocht maandenlang rottend fruit in boomgaarden in de buurt van de universiteit met een digitale microscoop. Dit om het natuurlijke voorkomen en gedrag van wormtorens vast te leggen. Sommige van de torens werden naar het laboratorium gebracht. Wat er in de torens zat verraste het team. Hoewel er in het rottend fruit vele soorten rondwormen waren, bestonden de natuurlijke torens slechts uit één soort, allemaal in het taaie larvenstadium dat bekend staat als een ‘dauer’. Eerste auteur Daniela Perez, postdoctoraal onderzoeker bij MPI-AB:
“Een toren van rondwormen is niet zomaar een hoopje wormen. Het is een gecoördineerde structuur, een superorganisme in beweging.”
Functie van torens
Het team observeerde de natuurlijke ‘dauer-torens’. Ze zwaaiden gelijkgestemd, net zoals individuele rondwormen doen door op hun staart te gaan staan om zich vast te klampen aan een passerend dier. Hun nieuwe bevindingen toonden ook aan dat wormtorens konden reageren op aanraking, zich konden losmaken van oppervlakken en zich gezamenlijk konden vasthechten aan insecten zoals fruitvliegjes – om mee te liften naar nieuwe omgevingen.
Om dieper te graven bouwde Perez een gecontroleerde toren met laboratoriumculturen van de rondworm Caenorhabditis elegans (kort C. elegans). Toen ze op voedselvrije agar werden geplaatst met een kleine verticale paal – een tandenborstelhaar – begonnen hongerige wormen zichzelf te verzamelen. Binnen twee uur ontstonden er levende torens die meer dan 12 uur stabiel bleven. De torens waren in staat om verkennende ‘armen’ uit te strekken naar de omringende ruimte. Sommige vormden zelfs bruggen over kloven om nieuwe oppervlakken te bereiken. Perez:
“De torens voelen en groeien actief. Toen we ze aanraakten, reageerden ze onmiddellijk, ze groeiden naar de stimulus toe en hechtten zich eraan vast.”
Dit gedrag bleek niet beperkt te blijven tot het dauer larvenstadium van de wilde rondwormen. Volwassen C. elegans en alle larvale stadia in het laboratorium torenden ook. Dit is een onverwachte wending die suggereert dat torenvorming een meer algemene strategie is voor groepsbewegingen dan eerder werd aangenomen.
Ondanks de architectonische complexiteit van deze torens vertoonden de wormen binnenin geen duidelijke roldifferentiatie. Individuen aan de basis en aan top van de toren waren even mobiel, vruchtbaar en sterk. Dit wijst op een vorm van samenwerking zonder duidelijke rolverdeling. Maar tot nu toe alleen, merken de auteurs op, in de gecontroleerde omstandigheden van het laboratorium.
“C. elegans is een ‘klonale cultuur’ en dus is het logisch dat er geen differentiatie is binnen de toren. In natuurlijke torens zouden we afzonderlijke genetische samenstellingen en rollen kunnen zien, wat fascinerende vragen oproept over wie meewerkt en wie vals speelt.”
Waarom dieren samen bewegen?
Onderzoekers proberen te begrijpen hoe groepsgedrag zich ontwikkelt – van zwermen insecten tot vogeltrek – en deze wormtorens zouden wel eens een deel van de antwoorden kunnen geven. Senior auteur Serena Ding leidt een onderzoeksprogramma over rondwormgedrag en genetica:
“Onze studie opent een heel nieuw systeem om te onderzoeken hoe en waarom dieren samen bewegen. Door gebruik te maken van de genetische hulpmiddelen die beschikbaar zijn voor C. elegans, hebben we nu een krachtig model om de ecologie en evolutie van collectieve verspreiding te bestuderen.”
Bronnen:
- ScienceDaily
- Lees ook op AnimalsToday:
.
#GNvdD: Enorm verticaal koraalrif ontdekt bij Great Barrier Reef
©AnimalsToday.nl Aurora van de Loo
