Voor de beste ervaring schakelt u JavaScript in en gebruikt u een moderne browser!
EN

Marien biologen zijn er voor het eerst in geslaagd om te visualiseren hoe tropische sponzen en symbiotische bacteriën samenwerken in het opnemen en doorgeven van organisch voedsel. Het onderzoek, geleid door wetenschappers Meggie Hudspith en Jasper de Goeij van de Universiteit van Amsterdam, in samenwerking met collega-wetenschappers van de Australische universiteiten van Sydney, West-Australië en Queensland en het Curaçaose instituut Carmabi, is recent gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Microbiome.

Sponzen vormen de oudste vorm van symbiose tussen dieren en microben die we kennen. Ze komen overal ter wereld in grote getalen voor; van de grachten in Amsterdam tot oceaanbodems op kilometers diepte. Deze sponzen spelen een belangrijke rol in de (re)cycling van voedsel in voedselarme ecosystemen, zoals koraalriffen.

Eén van de tropische koraalrifsponzen die gebruikt is in het onderzoek: de spons Plakortis angulospiculatus heeft enorm veel microbiële symbionten. Foto: Sara Campana.
Eén van de tropische koraalrifsponzen die gebruikt is in het onderzoek: de spons Halisarca caerulea heeft veel minder microbiële symbionten. Foto: Meggie Hudspith.

Filter

Sponzen zijn dieren die water enorm efficiënt filteren. Bovendien kunnen ze specifieke typen voedsel opnemen dat voor de meeste andere zeedieren niet beschikbaar is, zoals opgeloste suikers. Dit komt omdat sponscellen niet alleen bacteriën en andere kleine planktondeeltjes uit het zeewater kunnen ‘eten’, maar ook opgelost voedsel kunnen ‘drinken’.

‘Hoe de spons als gastheer precies samenwerkt met de vele symbiotische microben om voedsel op te nemen is nog een groot mysterie,’ vertelt onderzoeker Meggie Hudspith, die haar promotieonderzoek uitvoert aan het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica van de UvA. ‘In ons onderzoek maakten we gebruik van de nieuwste technologie op het gebied van imaging (NanoSIMS) om de opname en uitwisseling van voedsel tussen gastheer en de microbiële symbiont op celniveau te laten zien.’

Met gebruik van de nieuwe technologie NanoSIMS imaging, zijn de onderzoekers in staat om op celniveau te laten zien hoe voedsel in 48 uur tijd wordt opgenomen en verdeeld tussen spons gastheercellen (C) en microbiële symbionten (pijlen). De kleurschaal geeft de intensiteit van voedselopname aan. Credits: Meggie Hudspith.

De onderzoeksresultaten laten zien dat de microben actief zijn in het opnemen van opgelost voedsel, maar dat de primaire plek van het eten en drinken de filtercellen van de spons zijn. Na verloop van tijd worden de voedingsstoffen van de gastheercellen naar de microben overgedragen. De microben van de spons recyclen de afvalstoffen van de gastheer en zorgen er mede voor dat kostbare voedingsstoffen optimaal benut worden.

‘Onze bevindingen geven nieuwe inzichten in de evolutionaire ontwikkeling van de oudst bekende dier-microbe symbiose ter wereld, en ontrafelt hoe sponzen al ruim 600 miljoen jaar in de oceanen kunnen overleven. Tevens laten onze resultaten zien waarom sponzen zo goed kunnen gedijen in nutriënt-arme ecosystemen zoals koraalriffen: door gebruik te maken van de microben als ‘mini-recyclers’ worden belangrijke nutriënten behouden in plaats van dat ze verloren gaan in de omgeving’, concludeert Hudspith.

Publicatiegegevens

Meggie Hudspith, Laura Rix, Michelle Achlatis, Jeremy Bougoure, Paul Guagliardo, Peta L. Clode, Nicole S. Webster, Gerard Muyzer, Mathieu Pernice and Jasper M. de Goeij: ‘Subcellular view of host–microbiome nutrient exchange in sponges: insights into the ecological success of an early metazoan–microbe symbiosis,’ in Microbiome 9, Article number: 44 (2021). DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-020-00984-w

Contactpersonen

Mw. M.R. (Meggie) Hudspith

Promovendus Tropische Mariene Biologie

Dhr. dr. ir. J.M. (Jasper) de Goeij

Universitair Docent Tropische Mariene Biologie