Van ijzige kou tot hitte, giftig arseen, piepkleine beetjes zuurstof en meer; nematoden kunnen het aan. Bikkels van de bovenste plank.
Verbazing was van de gezichten van de onderzoekers af te lezen toen ze, in een aquifer ver onder het aardoppervlak in Zuid-Afrika, wormpjes (lees: nematoden) tegenkwamen. Zó diep, heet en donker, vol met methaan en vrijwel helemaal aan zuurstof onttrokken, had men immers nog nooit meercellig leven gevonden.
Nu, jaren later, hebben onderzoekers het genoom van deze bijzondere rondworm, die door zijn helse woonplaats gauw de bijnaam ‘duivelworm’ kreeg, uitgeplozen. Door te achterhalen hoe de microscopische beestjes zich aan de extreme omstandigheden aanpasten, hopen de onderzoekers het een en ander te leren over hoe leven dat ook elders – zeg op een andere planeet – zou kunnen gedijen.
Lees ook:
Nematoden uit de diepte
De onderzoekers doopten de rondworm Halicephalobus mephisto, naar Mefistofeles, een demon uit de Duitse folklore. Het eerste exemplaar werd gevonden in een aquifer 1,3 kilometer onder het aardoppervlak nabij de Beatrix-goudmijn in Zuid-Afrika. Het water in die ondergrondse ‘holte’ is meer dan 6000 jaar oud, warm (37 °C), licht-basisch (pH 7,9), zuurstofarm en rijk aan methaan. Kortom: geen prettige woonplaats.
Later werden de wormpjes ook nóg dieper gevonden; tot 3,6 kilometer. En dat is aanzienlijk. Dat die diepe ondergrond eencellige microben huisde, wisten we immers wel, maar nog nooit zag men er meercellig leven.
Hittebescherming
Onder deze uitdagende omstandigheden duizenden meters onder de grond leeft H. mephisto niet alleen, hij gedijt er. Het geheim ligt verscholen in het erfelijk materiaal van de diertjes, zo schrijven onderzoekers van onder meer de American University (AU) in vakblad Nature Communications.
Het genoom van de duivelworm blijkt te coderen voor zogenaamde Hsp70 hitteschok-eiwitten (Engels: heat-shock proteins, HSP). Die eiwitten beschermen cellen tegen hitteschade. Hoewel ze in vrijwel elk organisme voorkomen, bleken de bijzondere nematoden ze wel in heel grote getale te hebben.
Aanpassingen
Naast de extra HSP-genen, bleken de diertjes ook relatief veel zogenaamde AIG1-genen te hebben. Terwijl de exacte werking van deze genen minder duidelijk is, bleek uit eerder onderzoek dat ook deze een rol spelen bij de bescherming van cellen.
Hoewel er meer onderzoek gedaan moet worden, vermoedt het team dat de kopietjes van deze genen duiden op de evolutionaire aanpassing die de duivelworm heeft moeten ondergaan om van de onaangename diepte zijn woonplaats te maken.
Bronnen: Nature Communications, Journal of Molecular Evolution, EurekAlert!
Beeld: John Bracht/American University
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!