Wetenschap
Biologen bestuderen de afwegingen tussen microscopische roofdieren
Het drama van roofdieren versus prooien – jagen, stalken, vluchten – beperkt zich niet tot het dierenrijk. Onder onze voeten achtervolgen en eten hongerige amoeben in de grond bacteriën in een microscopisch klein wild koninkrijk. Maar een roofdier zijn heeft zijn eigen kosten, en dat geldt net zo goed voor amoeben als voor leeuwen en wolven.
In een artikel gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences heeft een team van Arts &Sciences-onderzoekers een ongekende blik geworpen op de roofzuchtige aard van Dictyostelium discoideum, een in de bodem levende amoebe. "De amoeben jagen op een zeer diverse groep bacteriën", zegt hoofdauteur P.M. Shreenidhi, een afgestudeerde student aan de afdeling Biologie. "Maar als ze van de ene bacterie naar de andere overstappen, zijn er fysiologische kosten."
Andere auteurs zijn onder meer David Queller, de Spencer T. Olin hoogleraar biologie; Joan Strassmann, de Charles Rebstock hoogleraar biologie; Rachel McCabe, een afgestudeerde senior met als hoofdvak biologie en antropologie; en Debra Brock, een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Biologie.
Zoals Shreenidhi uitlegde, is Dictyostelium discoideum geëvolueerd om vele soorten bacteriën op te sporen. "Overal waar je kijkt, bevat de bodem verschillende soorten, dus het is logisch dat de amoebe een generalist is," zei Shreenidhi. "Het is het beste om niet afhankelijk te zijn van het vinden van slechts één bacteriesoort om te overleven."
Gecontroleerde experimenten met petrischalen lieten zien dat amoeben een prijs betalen voor hun uiteenlopende smaak. In het bijzonder vertraagde hun groeisnelheid toen ze gedwongen werden over te schakelen van de ene prooisoort naar de andere, zelfs als de nieuwe prooi net zo voedzaam was.
De verminderde groeicijfers waren echter tijdelijk, wat erop wijst dat amoeben zich uiteindelijk aan hun nieuwe dieet hebben aangepast. "Ze zijn een manusje-van-alles, een meester van niets", zei Shreenidhi.
De bevinding biedt nieuw inzicht in de afwegingen van het leven aan de top van een voedselketen. "Dit is een van de grote vragen in ecologie- en evolutieonderzoek", zei Queller. "Wat zijn de kosten en baten van het zijn van een generalist versus een specialist? De kosten van het overstappen zijn iets dat nog niet echt bij dieren is onderzocht."
Dictyostelium discoideum is een focus van Queller's laboratorium. "We bestuderen het omdat het echt interessant sociaal gedrag vertoont", zei hij. ‘Hij werkt samen met andere amoeben, maar hij speelt ook vals. We realiseerden ons dat hij veel bacteriën eet, dus het leek ons interessant om zijn aanpak van predatie te bestuderen. Hoe beter je een organisme leert kennen, hoe meer je kunt ontdekken. studeren."