Biologie De voorouder van de Paulinella-amoebes heeft ooit een bacterie opgeslokt die aan fotosynthese doet. Die amoebes leken behoorlijk zeldzaam te zijn, maar onderzoekers denken nu dat dat wel meevalt.
Paulinella marae, een van de twee nieuw gevonden amoebesoorten.
In een brakwatergebied aan de kust van de Amerikaanse staat North Carolina zijn twee nieuwe soorten gevonden van het bijzondere amoebegenus Paulinella. Een team van Amerikaanse biologen onder leiding van Julia Van Etten (Rutgers University) beschrijven hun vondst van P. marae en P. murrayi begin september in de Journal of Phycology.
De amoebes zijn bijzonder omdat hun voorouder ongeveer 100 miljoen jaar geleden op eigen houtje deed wat daarvoor nog maar één keer eerder gebeurde in de evolutie van het leven op aarde: het invangen van een bacterie die in staat is tot fotosynthese.
Die ándere keer dat een eukaryote cel (een cel met een celkern) een fotosynthesebacterie opslokte was ongeveer 1,5 miljard jaar geleden. En dat was de voorouder van alle huidige algen en planten. Uit de toen opgeslokte cyanobacterie ontstonden toen in miljoenen jaren van evolutie de fotosynthese-plastiden die nu de basis van vrijwel alle algen- en plantenleven vormen en daarmee dus ook van vrijwel alle biotopen op aarde, van moerasjes tot graanvelden en regenwouden. Door fotosynthese kan een organisme energie winnen uit louter zonlicht en CO2.
De paulinella’s laten zien dat zoiets nóg eens kan gebeuren, met net een andere cyanobacterie. Sinds de ontdekking van deze unieke amoebe-Alleingang in 2005 bieden deze Paulinella-amoebes (in 1895 vernoemd naar de stiefmoeder van de Duitse bioloog Robert Lauterborn) een uniek inzicht in dit proces van primaire endosymbiose, waarbij de inwonende bacterie geleidelijk aan vrijwel al haar genen overdraagt aan de gastheer. Bij Paulinella is dat proces nog in volle gang.
Probleem is wel dat de Paulinella-amoebes, waarvan nu in totaal zes soorten bekend zijn, heel moeilijk in het lab in leven zijn te houden en ook behoorlijk zeldzaam leken, maar volgens Van Etten en haar medeonderzoekers komen de amoebes juist wel over de hele wereld voor, de kunst is om goed te zoeken en ook gebruik te maken van dna dat direct uit water wordt gewonnen.
In The New York Times wordt Van Ettens vondst van de twee amoebesoorten bij Nag’s Head Public Pier uitgebreid beschreven, inclusief het geïmproviseerde laboratorium in een lokale motelkamer, dat betrokken werd toen de regering-Trump de financiering van het project (tijdelijk) introk. Het was er improviseren, ook in het onderzoeksverslag wordt beschreven hoe de bacteriën geïsoleerd werden met onder meer tandenborstelharen die geplakt waren op het puntje van kleurpotloden.
Makkelijk was het onderzoek sowieso niet. In totaal werden door Van Etten en haar team slechts 10 amoebecellen geïsoleerd en geprepareerd, waarvan er vier niet goed in beeld konden worden gebracht of zelfs verloren gingen. Van vier cellen kon dna worden onderzocht, zowel het kern-dna van de amoebe zelf als van de inwonende cyanobacterie/plastide.
De twee nieuw ontdekte soorten zijn nog geen 20 micrometer lang en 10 à 15 micrometer breed. Beide soorten hebben slechts één chromatofoor, de voormalige cyanobacterie die voor de energievoorziening zorgt. Pas vlak voor een celdeling (die slechts één keer in de 5 à 7 dagen plaatsvindt) verdubbelt het worstvormige chromatofore plasmide, die niet eens zo veel kleiner is dan de amoebe zelf, 14 micrometer lang met een diameter van 3 micrometer. Net als de andere vier bekende Paulinella-amoebes met chromatoforen hebben de nieuwe P. marae en P. murrayi typerende kiezelhoudende schilden op hun buitenkant, linksdraaiend bij P. marae en rechtsdraaiend bij P. murrayi. Uit een opening (het ‘operculum’) tussen de schilden kunnen de amoebes lange draden naar buiten laten, tot wel 60 micrometer lang, waarmee ze zich kunnen voortbewegen. P. marae hecht zich er ook mee aan plantenmateriaal in het water. Beide soorten zijn gevoelig voor te veel licht.
Het proces van endosymbiose is overigens algemener dan alleen de (tweevoudige) invanging van fotosynthetiserende bacteriën. De eukaryote cel, waaruit ook alle meercellige organismen bestaan (van zeewier tot blauwe vinvis), ontstond ongeveer twee miljard jaar geleden, waarschijnlijk door invanging van bacteriën die werden omgevormd tot mitochondriën – de energiefabriekjes van de cel. En naast dit primaire endosymbioseproces is er ook nog het secundaire proces, waarbij eukaryote cellen complete ándere eukaryote cellen invangen, vrijwel altijd algen. Dat is onder meer het geval bij diatomeeën (kiezelwieren) en dinoflagellaten. Zo’n secundaire symbiose is onder meer te herkennen aan de meerdere membranen die om het fotosynthetiserende plastide zitten, niet alleen het eigen membraan maar ook nog die van de ooit opgeslokte alg.
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin
Bij Google kan je nu zelf aangeven welke nieuwsbronnen jij vaker wil zien in je zoekresultaten.Meer informatie