Plantenetende zoogdieren kunnen zeer efficiënt plantaardig voedsel verteren dankzij specifieke micro-organismen in hun maag-darmkanaal. Ciliaten of trilhaardiertjes zijn daar een belangrijk voorbeeld van. Door de trilhaardiertjes in poep en pensvloeistof te onderzoeken, werpen de onderzoekers nu licht op de evolutie van twee typen planteneters: foregut fermenters zoals koeien, geiten en schapen en hindgut fermenters als paarden, olifanten en zebra’s.
Bij hindgut fermenters wordt het voedsel achteraan in het darmkanaal verteerd, in de blinde en dikke darm. Bij foregut fermenters, beter bekend als herkauwers, vindt dat proces in de voordarm (pens) plaats.
Poep van over de hele wereld
Voor het onderzoek werd poep en pensvloeistof verzameld van over heel de wereld. De biologen danken hun materiaal onder andere aan Nijmeegse geiten, Franse herten, schapen uit Polen en Utrecht, een Indische olifant uit Burger’s Zoo en zebra’s en een Afrikaanse olifant uit Tanzania.
DNA van trilhaardiertjes
De trilhaardiertjes werden onderworpen aan uitgebreid genetisch onderzoek om hun stamboom, diversiteit en verdeling over gastheren te analyseren. In totaal werden 484 ‘18S rRNA genen’, stukjes RNA verantwoordelijk voor de eiwitsynthese, onderzocht. ‘Onze belangrijkste ontdekking is die van de grote diversiteit aan ciliaten’. ‘Dat hadden we niet verwacht op basis van hun uiterlijk alleen.’ Voor de hindgut fermenters bleek te gelden dat hun trilhaardiertjes zeer soortspecifiek en evolutionair oud zijn, net als zijzelf. De trilhaardiertjes van foregut fermenters zijn niet soortspecifiek en bovendien evolutionair jonger. De oudste dieren hebben dus ook de oudste trilhaardiertjes in hun poep, evolutionair gezien.
Overdracht
Een mogelijke verklaring voor de verschillen is volgens Hackstein de overdracht van de ciliaten. ‘Bij hindgut fermenters gebeurt die overdracht door coprofagie, het eten van poep. En dan vooral, zoniet uitsluitend, bij de zeer jonge nakomelingen. Bij herkauwers is infectie met ciliaten over het hele leven mogelijk. Maar dit verklaart nog niet hoe de grote diversiteit aan trilhaardiertjes ontstaan is en hoe die gehandhaafd kan worden.’
Bron:
Radboud Universiteit Nijmegen
Publicatie:
Seung Yeo Moon-van der Staaya, et al.: The symbiotic intestinal ciliates and the evolution of their hosts
