Een paar minuscule doorzichtige wormpjes overleefden tienduizenden jaren in de Russische permafrost, met behulp van biologische antivries en een extreem diepe winterslaap.
Een team onderzoekers is erin geslaagd 46 duizend jaar oude nematoden uit hun lange winterslaap te halen. De rondwormen zijn gevonden in Rusland in een laag permafrost, een grondlaag die permanent bevroren is. Uit koolstofdatering van de organische resten rond de wormen blijkt dat de dieren al 46 duizend jaar onder de grond zaten.
Het hele genoom van de nematoden is uitgelezen door onderzoekers van onder andere het Max Planck Instituut voor Moleculaire Celbiologie en Genetica, in Duitsland. Hieruit blijkt dat ze behoren tot een tot dusver onontdekte soort, schrijven ze in het tijdschrift PLOS genetics.
‘De mooiste dingen ontdek je door er niet specifiek naar te zoeken’
Medisch bioloog Yvette van Kooyk wil het immuunsysteem leren kankercellen aan te vallen door hun suikerjas-vermomming weg te knippen.
Bacterie-eter
Nematoden zijn overal. Mogelijk zijn ze zelfs het meest talrijke type organisme op aarde. Onder een vierkante meter grond kunnen wel twee tot twintig miljoen nematoden zitten. Veel mensen zijn zich daar niet van bewust, omdat de wormen voor het blote oog bijna onzichtbaar zijn. Ze zijn doorzichtig en vaak maar een halve millimeter groot.
De wormen spelen een belangrijke rol in het voedselweb van de bodem. Zo dragen ze eraan bij dat de blaadjes in de herfst niet voor eeuwig op de grond blijven liggen. De meeste nematoden eten bacteriën of schimmels, maar er zijn er ook die planten of zelfs mensen lastigvallen. Zo tasten sommige nematoden plantenwortels aan, en kunnen ze als parasiet mensen besmetten. De duizenden jaar oude soort uit Rusland is overigens een bacterie-eter.
Winterslaap
De nematoden die van nature voorkomen in het hoge noorden hebben een bijzondere levenscyclus. Zo’n twee maanden per jaar kunnen ze een actief bestaan leiden, en de tien koude maanden verkeren ze in een diepe winterslaap. Dat doen ze met behulp van trehalose, een soort biologische antivries waardoor de nematode niet beschadigd wordt door ijskristallen.
Er is dus eigenlijk geen sprake van ‘tot leven wekken’ bij de Siberische nematoden, ze waren namelijk niet dood. Ze verkeerden in een staat van anabiose, een extreem diepe winterslaap. Dat maakt het ook zo bijzonder dat de beestjes het zo lang uitgehouden hebben, want ook op een zeer laag pitje heb je zelfs als rondworm energie nodig.
Maagdelijke bevruchting
Met het genoom van de oeroude wormen was wel iets geks aan de hand: de nematoden waren triploïde. Dat betekent dat ze drie kopieën van elk chromosoom hebben, in plaats van twee zoals bijvoorbeeld bij mensen. De drie kopieën laten zien dat de nematoden alleen maar bestaan uit vrouwtjes die dochters krijgen, zonder dat daar een mannetje of bevruchting bij komt kijken. Dit fenomeen heet maagdelijke bevruchting.
Tijdloos
‘Nematoden kunnen onder heel extreme omstandigheden overleven, maar dat ze uit een grondlaag komen die 46 duizend jaar oud is, dat is wel heel ongeloflijk’, zegt nematoden-expert Hans Helder van Wageningen University & Research. ‘Op het lab bewaren we nematoden ook bij -80 graden Celsius. We denken dat ze bij die temperatuur niet verouderen, maar dat je 46 duizend jaar in een slaaptoestand kan verkeren, dat is wel echt heel bijzonder. Dat is echt overleven op een piepklein waakvlammetje.’
Er bestaat wel enige twijfel of de wormen echt zo oud zijn, of dat ze later pas in het oude organische materiaal terecht zijn gekomen. ‘Maar laat het eens 30 duizend of 25 duizend jaar zijn,’ zegt Helder. ‘Dat maakt de vinding niet minder uitzonderlijk. Ik ga niet pietlutten over vijfduizend jaar.’
Ontdooiende ziektes
Permafrost is niet alleen een thuishaven voor microscopische wormen. De bevroren grond herbergt ook ziekmakers uit het verleden. Door de stijgende temperaturen rond de polen ontdooien steeds meer van deze bevroren landschappen.
Hoe reëel het risico is dat hier een schadelijke ziekmaker bij vrijkomt, is nu berekend in een nieuw onderzoek. Ecoloog Giovanni Strona van het Joint Research Centre van de Europese Commissie in Ispra in Italië en zijn collega’s hebben het ontdooien van ziekmakers met nieuwe computersimulaties bestudeerd.
Ongeveer 1 procent van de ontdooide ijs-bacteriën in de simulatie hadden een onvoorspelbaar effect op de hedendaagse bacteriën in de simulatie. Dat houdt in dat ze bijvoorbeeld een deel van de hedendaagse bacteriën verdreven.
Alhoewel 1 procent weinig lijkt, zitten er waarschijnlijk behoorlijk wat soorten bacteriën verstopt in de permafrost. De angst dat ontdooide ziekmakers ons huidige ecosysteem zullen beïnvloeden is dus niet science fiction, maar een legitiem risico.
