Watervlooien zijn meesters in aanpassing. Onderzoekers van de Ruhr-Universität Bochum (RUB), de Albert-Ludwigs-Universität Freiburg en de Technische Universiteit van Darmstadt hebben ontdekt dat ze zich niet alleen kunnen verdedigen tegen dieren, maar ook tegen vleesetende planten. Ze toonden aan dat watervlooien langzamer zwemmen en laterale stekels ontwikkelen in de aanwezigheid van de waterplant Utricularia (blaasjeskruid).

Het lijkt erop dat beide mechanismen het voor de vleesetende plant moeilijker maken om ze in zijn val te zuigen. Het team onder leiding van Dr. Sebastian Kruppert, Dr. Martin Horstmann en Professor Ralph Tollrian van RUB, in samenwerking met Professor Thomas Speck van de Botanische Tuin van Freiburg en Simon Poppinga van de Technische Universiteit van Darmstadt beschrijven hun bevindingen in het International Journal van Moleculaire Wetenschappen , online gepubliceerd op 9 juni 2022.

Watervlo S04 uit Gelsenkirchen

De vallen van de waterplant Utricularia worden geactiveerd door beweging. Ze zuigen een prooi binnen enkele milliseconden naar binnen en verteren het. Eén plant kan zowel veel vallen vormen als meerdere dieren tegelijk vangen. "Hierdoor ontstaat een zeer hoge voerdruk", zegt Simon Poppinga. De onderzoekers wilden weten of de watervlooien zich verdedigen tegen dergelijke aanvallen van planten.

In de eerste stap gingen ze op zoek naar natuurlijke habitats waar planten en watervlooien naast elkaar leven. In Gelsenkirchen vonden ze wat ze zochten. Het team isoleerde verschillende individuen uit het wild en probeerde ze in het laboratorium te reproduceren. Watervlooien zijn parthenogenetisch:ze produceren genetisch identieke nakomelingen, d.w.z. klonen van zichzelf. De klonale lijn met de aanduiding "04" was gemakkelijk te kweken. Vanwege de geografische nabijheid van het voetbalstadion Schalke 04, noemden de onderzoekers het S04.

Aanwezigheid van planten in het water resulteert in langere aanhangsels

De onderzoeker kweekte S04 samen met de waterplant in het lab, aanvankelijk gescheiden door een fijn rooster. Ze zorgden er dus voor dat de dieren niet direct in contact konden komen met de plant en niet het gevaar liepen te worden opgegeten, maar ze konden de aanwezigheid van het roofdier via chemische boodschappers voelen. Watervlooien die onder dergelijke omstandigheden leefden, vormden langere aanhangsels op hun schild en waren kleiner.

Daarnaast maten de onderzoekers de zwemsnelheid. Watervlooien die in de aanwezigheid van de plant leefden, verplaatsten zich langzamer dan die zonder de plant opgroeiden. Als de dieren mochten kiezen, vermeden ze de nabijheid van de waterplanten. "Dit toont aan dat de anders genetisch identieke dieren alleen verdedigingen activeren wanneer ze die nodig hebben, omdat ze naast de planten opgroeien", zegt Sebastian Kruppert.

Dieren met verdediging worden minder vaak gegeten

Deze gedragsverandering en de aanpassingen in de lichaamsstructuur bleken effectief. Het team vergeleek hoe vaak dieren die zonder de plant waren opgegroeid, werden gegeten in vergelijking met dieren die aan de plant waren blootgesteld. Die laatste werden juist minder vaak gegeten. "Dit geeft aan dat de activeerbare aanpassingen eigenlijk verdedigingen zijn tegen de plant", zegt Sebastian Kruppert.

"We gaan ervan uit dat de aanhangsels de watervlooien breder laten groeien dan de diameter van de zuignapingangen", zegt Martin Horstmann. "De vallen hebben verschillende afmetingen, maar de kleinere vallen kunnen de dieren in ieder geval niet meer opnemen." Omdat de watervlooien met afweer ook slanker zijn, kan de waterstroom er waarschijnlijk makkelijker langs stromen. Bovendien activeren de langzamere zwembewegingen de vallen waarschijnlijk minder vaak.

"We waren ons niet bewust van een ander geval waarin dieren zich kunnen verdedigen tegen aanvallen van planten", zegt Ralph Tollrian. "Het feit dat verschillende afweermechanismen, zoals gedragsaanpassingen en veranderingen in lichaamsstructuur, tegelijkertijd kunnen worden waargenomen, laat zien hoe flexibel en fascinerend deze kleine dieren zijn."