Microscopische schaaldieren, ostracoden genoemd, vaak zaadgarnalen genoemd, onthullen verrassende geheimen over bacteriële symbiose binnen hun voortplantingssystemen. Onderzoekers van het Marine Biological Laboratory (MBL) hebben ontdekt dat bacteriën van het geslacht Cardinium in de eicellen en weefsels van ostracod-eierstokken leven, een bevinding gepubliceerd in Proceedings of the Royal Society B.
Dit zijn niet alleen toevallige bezoekers; de bacteriën worden van moeders op hun nakomelingen doorgegeven – een belangrijk kenmerk van echte endosymbiose. Deze verticale transmissie suggereert dat de bacteriën de aseksuele voortplanting van de ostracoden beïnvloeden. Hoewel bacteriële symbiose steeds meer aandacht krijgt in het onderzoek naar ostracoden, is dit soort nauwe relaties uitgebreid bestudeerd bij andere geleedpotigen zoals insecten.
Neem bijvoorbeeld muggen. Het is bekend dat ze de Wolbachia -bacteriën herbergen, die een rol spelen bij de voortplanting van muggen en zelfs zijn onderzocht als hulpmiddel om de verspreiding van door muggen overgebrachte ziekten onder controle te houden. De ontdekking van vergelijkbare processen bij ostracoden opent nieuwe wegen voor het begrijpen van endosymbiose bij aquatische geleedpotigen, wezens die een essentieel onderdeel vormen van zoetwater- en mariene voedselwebben.
Een inspanning van meerdere laboratoria onthult onverwachte verbindingen
Deze opvallende beelden van bacteriën die in ostracoden leven, waren het resultaat van een langdurige samenwerking tussen wetenschappers van MBL en daarbuiten.
Isa Schön, een senior wetenschapper bij het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen, trad in 2022 toe tot het MBL als Whitman Fellow met als doel ostracoden te ontwikkelen als een nieuw modelorganisme voor onderzoek. Deze focus op minder conventionele onderwerpen is cruciaal omdat de meeste biologische onderzoeken slechts gebaseerd zijn op een paar bekende soorten zoals fruitvliegjes of muizen. Schön benadrukt dat “er nog eindeloze ontdekkingen moeten worden gedaan in het biodiverse dierenrijk.”
Om de exacte locatie van deze symbiotische bacteriën binnen ostracoden te bepalen, had het team gespecialiseerde technieken nodig. Ze gebruikten fluorescentiemicroscopie en confocale microscopen bij de Central Microscopy Facility van MBL, waardoor ze de dieren in ongelooflijk detail konden visualiseren. Deze nauwgezette beeldvorming vereiste een unieke combinatie van expertise. Schön en haar collega Koen Martens, evolutiebioloog aan het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen, werkten samen met Scott Chimileski en Jessica Mark Welch van het ADA Forsyth Instituut. Chimileski en Mark Welch zijn gespecialiseerd in het visualiseren van bacteriën in complexe omgevingen zoals het menselijke mondmicrobioom.
“Deze studie stelt niet-mariene ostracoden vast als het eerste volledig aquatische gastheersysteem voor Cardinium en versterkt hun waarde als modellen voor evolutionair onderzoek”, aldus Schön.
Deze bevindingen dragen aanzienlijk bij aan ons begrip van bacteriële symbiose in diverse ecosystemen en benadrukken het belang van het onderzoeken van minder conventionele modelorganismen in biologisch onderzoek.
