Fabelachtige foto's over leven op het kleinste niveau

Ze zijn een lust voor het oog, deze fabelachtige foto’s over leven op het kleinste niveau. Elke week verschijnt er weer een nieuwe, bijzondere foto of afbeelding op NEMO Kennislink. Bezoekers kunnen bovendien hun kennis testen door te raden wat er op de foto staat. Hieronder staan alle foto’s die vanaf 2016 zijn gepubliceerd, plus de resultaten van elke stemming en uitleg over wat er eigenlijk te zien is. Alle eerder verschenen foto’s uit de periode 2014-2015 zijn hier te bekijken.

Kaak

‘Kaak’ en ‘eierstok’ trokken eerst evenveel stemmen, maar uiteindelijk was er een kleine meerderheid voor ‘kaak’ en dat was het juiste antwoord. De stamcellen op deze foto bevinden zich diep in de kaak onder de snijtanden van de muis. Bij knaagdieren groeien de snijtanden continu door. De slijtage aan de tanden wordt gecompenseerd doordat aan de onderkant van de tand doorlopend nieuwe stamcellen worden aangevoerd die zich ontwikkelen tot volwassen cellen en zo de tand een stukje naar boven duwen. Een beetje zoals je een vulpotlood steeds weer van binnenuit naar buiten duwt, aldus de Amerikaanse onderzoekers die hieraan werken. Zij zijn vooral geinteresseerd in de signalen die de stamcellen uit hun slaapstand halen en aansporen om uit te groeien tot volwassen cellen. In de kaak lijkt het erop dat duwende en trekkende bewegingen van het omliggende weefsel ook een rol spelen bij dit proces.

Schimmel

Deze ratelslang heeft last van een schimmelinfectie, zoals een grote meerderheid van de stemmers aangaf. Nou is ‘last van’ iets te zacht uitgedrukt, want eenmaal getroffen door deze mysterieuze slangenschimmelziekte is er geen redden meer aan voor de slang. De schimmel tast de huid van de slang aan, waardoor vervormingen en ernstige zweren ontstaan. De boosdoener heet Ophidiomyces ophiodiicola en deze schimmel grijpt als een razende om zich heen in de Verenigde Staten sinds de ziekte daar in 2000 voor het eerst opdook. Inmiddels is de schimmel in vijftien Amerikaanse staten aangetroffen en vormt een serieuze bedreiging voor wilde populaties van meerdere, vaak beschermde, slangensoorten, maar ook voor slangen in dierentuinen. Opvallend is dat O. ophiodiicola veel overeenkomsten vertoont met de schimmel die het witteneussyndroom in vleermuizen veroorzaakt. Ook deze schimmel dook rond 2000 op in de Verenigde Staten en heeft inmiddels aan miljoenen vleermuizen het leven gekost.

Marburg virus

Dit was een behoorlijke inkopper. Een grote meerderheid koos terecht voor het Marburg virus. Dit virus behoort de filovirussen, net als bijvoorbeeld het ebolavirus. De symptomen van een Marburg-infectie zijn ook vergelijkbaar. Hoge koorts, interne bloedingen en in 80% van de gevallen een fatale afloop. Tot nu toe onbreekt een adequate behandeling, laat staan een beschermende vaccinatie, maar er gloort hoop. Amerikaanse onderzoekers hebben een behandeling op basis van antilichamen (afweerstoffen) ontwikkeld die in proeven met apen zorgde voor volledige bescherming tegen het Marburg virus, zelf als die enkele dagen na de infectie wordt toegediend.

Darmcellen

Dit zijn in het lab gekweekte darmcellen die als model worden gebruikt om infectieziekten te bestuderen. Hoewel ook ‘stuifmeel’ en ‘schimmelsporen’ flink wat stemmen kregen, gingen de meeste stemmen naar het correcte antwoord. De darmcellen zijn in 3D gekweekt om daarmee een betere imitatie van een echte darm te verkrijgen, maar dat gebeurt al langer voor meerdere weefsels. Het nieuwe aan dit model is dat er ook immuuncellen in mee zijn gekweekt, in dit geval macrofagen. Dat zijn de grote opruimers of ‘vuilnismannen’ van ons immuunsysteem. Ziekmakende bacteriën zoals Salmonella grijpen juist op deze belangrijke cellen aan. Het Amerikaanse team dat deze kweektechniek ontwikkelde, hoopt hiermee meer licht te werpen op hoe Salmonella en andere ziekteverwekkers precies te werk gaan.

Beschermende buitenlaag

Het was spannend bij deze foto. Het aantal stemmen was gelijkmatig verdeeld over de drie antwoorden, met een nipte meerderheid voor de beschermende buitenlaag. En dat was ook het goede antwoord. Ongeveer 450 miljoen jaar geleden waagden planten zich uit het water richting land. Die stap werd mogelijk doordat deze vroege planten een ‘opperhuid’ ontwikkelden, een laag wasachtige cellen die waterverlies tegengaan. Dit bood cruciale bescherming tegen de nieuwe, droge omstandigheden. Onderzoekers van Duitse en Franse instituten hebben een enzym, CYP98, ontdekt dat een centrale rol speelt bij de vorming van de opperhuid. Mos waarin dit enzym ontbreekt kunnen geen beschermende buitenlaag vormen, maar ook geen complexe weefsels die nodig zijn voor de voortplanting. Ditzelfde enzym zorgt voor de vorming van lignine in de later ontstane houtachtige planten, zoals bomen.

Hydrothermale bron

Bijna niemand was van de wijs door deze foto; een ruime meerderheid zag dat dit een hydrothermale bron is. Deze bron is een van vijf recent ontdekte hydrothermale bronnen op de toppen van het onderzeese Pito gebergte dat zich in het oostelijk deel van de Grote Oceaan bevindt, grofweg tussen Paaseiland en Chili. Sinds de eerste ontdekking van hydrothermale bronnen, ook bekend als ‘black smokers’, in 1977 zijn inmiddels zo’n 300 van deze actieve openingen in de oceaanbodems ontdekt. Ondanks de extreme condities bij zo’n bron, zoals een zeer hoge temperatuur van het water, het ontbreken van licht en de hoge concentraties (voor ons) giftige gassen, krioelt het er van het leven. Naast talloze bacteriën troffen de onderzoekers bij de Pito bronnen ook allerlei soorten slakken, garnalen, wormen, krabben en kleine vissen aan. De volgende stap is het analyseren van het DNA van deze organismen om te zien hoe ze zich hebben ontwikkeld in deze omgeving. Dat is onder meer interessant vanwege de sterke vermoedens dat het eerste leven op aarde ooit bij een ‘black smoker’ is ontstaan.

Longweefsel

Een moeilijke opgave, zo bleek. De meeste stemmers dachten botweefsel te zien, maar dit is longweefsel. Links in gezonde toestand, rechts is de schade door roken te zien. Duitse onderzoekers ontdekten dat door tabaksrook het aantal Frizzled 4 receptoren in het longweefsel sterk afneemt. Deze receptoren zijn essentieel voor het activeren van het zelfherstellend vermogen van de longen. Minder Frizzled 4 receptoren betekent dus minder vervanging en herstel van longweefsel. Vandaar de gaten. Dat leidt op den duur tot een flinke afname van de longfunctie en het ontwikkelen van COPD; een veelvoorkomende chronische longaandoening.

Rog

Dit is een embryo van de kleine rog (Leucoraja erinacea), een kraakbeenvis die in de kustwateren van het noordwestelijke deel van de Atlantische Oceaan voorkomt. Dat hadden de meeste stemmers goed, maar het scheelde niet veel met de andere keuzes. De paarse vlekjes zijn endoderme cellen waar een fluorescerende kleurstof aan is toegevoegd. Endoderme cellen zijn de huidcellen aan de binnenkant van de keel. Hierdoor konden onderzoekers precies volgen hoe deze cellen zich verder ontwikkelen, onder meer tot kieuwen. En daar ging het om. Lange tijd werd namelijk gedacht dat alleen gewervelde dieren zonder kaken, zoals lampreien en slijmprikken, hun kieuwen ontwikkelden vanuit de endoderme cellen. Maar nu blijkt dat ook bij gewervelden met kaken, zoals de rog, de kieuwen ontstaan vanuit diezelfde endoderme cellen en niet, zoals gedacht, vanuit huidcellen aan de buitenkant van de kop.

De onderzoekers concluderen daarom dat de laatste gezamenlijke voorouder van de gewervelde dieren, die ongeveer 600 miljoen jaar geleden leefde, al kieuwen had en dat dit dier daarmee veel verder ontwikkeld was dan werd aangenomen. Volgens de onderzoekers markeert de ontwikkeling van kieuwen de overgang van een passief voedingspatroon gebaseerd op het filteren van voedsel uit het water naar een patroon waarbij deze primitieve ‘vissen’ actief op zoek gingen naar hun voedsel.

Haarcellen

Dit zijn gekweekte haarcellen uit het binnenoor van een muis. De haartjes pikken geluidsgolven op en geven die signalen door naar de zenuwcellen die ervoor zorgen dat de hersenen het geluid registeren. De haartjes zijn zeer kwetsbaar en herstellen niet spontaan na schade, bijvoorbeeld door te hard geluid. Hierdoor neemt het aantal haarcellen gedurende ons leven af. Amerikaanse onderzoekers zijn erin geslaagd om stamcellen zodanig aan te sturen en op te kweken dat ze zich ontwikkelen tot goed functionerende haarcellen. Dit kan op termijn een grote doorbraak betekenen in het behandelen van gehoorschade en ouderdomsgerelateerde doofheid.

Hersenen

De vrolijk gekleurde dingetjes die we hier zien zijn geen spermacellen in een zaadbal, zoals de grootste groep stemmers dacht. We kijken namelijk naar het cerebellum, of de kleine hersenen, van een kippenembryo. Aangegeven in de felle kleuren zijn de Purkinjecellen, zenuwcellen die specifiek voorkomen in het cerebellum. Onderzoekers van de KU Leuven ontdekten dat een mutatie in het eiwit MCT 8 de ontwikkeling van de dendritische (‘vertakte’) staarten van de Purkinjecellen verstoort, waardoor deze cellen niet optimaal kunnen functioneren. MCT 8 is verantwoordelijk voor het transport van schildklierhormonen die cruciaal zijn voor de embryonale ontwikkeling van de hersenen. Zo’n verstoring kan bij mensen leiden tot het zeldzame, aangeboren Allan-Hernon-Dudley syndroom dat gepaard gaat met ernstige mentale retardatie en motorische problemen.

Dinotand

Dit is een dinotand en dat had een krappe meerderheid goed. We zien hier de dagelijkse groeilijnen in een embryonale tand van Hypacrosaurus. Dit is een grote dinosaurus die leefde in het huidige Canada en flinke eieren van ongeveer vier kilogram legde. De groeilijnen, of ‘von Ebner’-lijnen bevinden zich in de tanden van alle dieren, onszelf incluis. Ze zijn te vergelijken met de jaarringen in een boomstam (niet zo gek dus dat een flinke groep stemmers dat antwoord koos), maar deze lijnen worden per dag gevormd.

Amerikaanse en Canadese onderzoekers gebruikten deze lijnen om te bepalen hoe lang dino’s zich in het ei ontwikkelden voordat ze uitkwamen. Dat blijkt veel langer te zijn dan tot dusver werd aangenomen. Het Hypacrosaus embryo bleef wel tot zes maanden in het ei en ook de embryo’s van een veel kleinere dino, Protoceratops, namen een maand of drie de tijd. Daarmee lijken dino’s veel meer op reptielen dan op vogels. Een nauwkeurige inschatting van de broedtijd van vliegende dino’s zou heel welkom zijn, aldus de onderzoekers. Maar helaas zijn daar weinig fossiele embryo’s van gevonden.

Watervlo

Het was een inkopper: vrijwel alle stemmers zagen dat dit een watervlo is. Watervlooien, zoals deze Daphnia pulex, behoren tot het zoöplankton. In zoetwater vormen watervlooien de kleinste diertjes in het voedselweb. Ze spelen een cruciale rol in de algehele gezondheid van een zoetwaterecosysteem, omdat ze algen eten (en daarmee de schadelijke algenbloei onder controle houden) en zelf een belangrijke voedselbron vormen voor veel andere dieren. Als het slecht gaat met de watervlooien, leidt de kwaliteit van het hele ecosysteem daaronder.

De foto is gemaakt tijdens een onderzoek naar het ecosysteem van Lake George, een meer in het noordoosten van de staat New York. Een mogelijke bedreiging voor dit meer, maar voor alle zoetwatersystemen, is het sterk toegenomen gebruik van strooizout om wegen ijsvrij te houden. Dit zout spoelt weg en heeft in sommige meren als tot een enorme stijging van de zoutconcentratie geleid. De vraag is in hoeverre dat de gezondheid van de lokale ecosystemen aantast. Opvallend genoeg blijkt nu dat watervlooien al in enkele generaties (ongeveer 2,5 maanden) een mate van tolerantie tegen een hoger zoutgehalte ontwikkelen. Dat is hoopgevend nieuws, alhoewel ook bleek dat watervlooien niet bestand zijn tegen de zoutconcentraties van enkele van de meest vervuilde Amerikaanse meren. De onderzoekers willen nu verder uitzoeken of de toegenoemen zouttolerantie van invloed heeft op de groei, ontwikkeling, levensduur en voortplanting van de watervlooien.

Worm

De stemming van afgelopen liep uit op een gelijkspel. ‘Anemoon’ en ‘worm’ trokken evenveel stemmen, maar we zien hier een worm. Dit is een borstelworm die leeft op de zeebodem en luistert naar de naam Hydroides furcifera. En vanwege die naam kwamen deze en nog een heleboel andere, uitzinnig uitgedoste borstelwormen in het nieuws. Een internationaal team van onderzoekers, waaronder van het Naturalis Biodiversity Center in Leiden, heeft de naamgeving grondig uitgeplozen, nadat bleek dat Hydroides een vrouwelijk geslacht (genus) is. Daarom moesten de namen van alle 107 Hydroides soorten de juiste vorm en spelling krijgen. Zodat vanaf nu geen misverstanden meer zijn over precies welke worm biologen het hebben.

Algen

We zien hier ‘roze sneeuw’, maar het zijn algen. Dat had een ruime meerderheid van de stemmers goed. De algen op de foto leven op grote hoogte op Mount Hood in de Amerikaanse staat Oregon. De algen zien we vooral tijdens de lente en zomerperiode opbloeien als de sneeuwlaag waarmee ze gedurende herst en winter zijn bedekt, gaat smelten. Maar juist de aanwezigheid van deze algen kan het smelten bevorderen, doordat ze het albedo-effect verminderen: de terugkaatsing van zonlicht door de witte sneeuwlaag. Minder terugkaatsing betekent een hogere temperatuur, waardoor meer sneeuw smelt en de algen beter kunnen groeien omdat er meer voedingsstoffen beschikbaar komen.

Hoe groot het effect van deze algen is op de koolstofkringloop is nog niet duidelijk, maar hun rol is volgens de Amerikaanse onderzoekers die de algen bestuderen vergelijkbaar met de rol van plankton in de oceanen. Die zetten in het water opgeloste CO₂ om in biomassa en de sneeuw-algen gebruiken CO₂ uit de lucht daarvoor.

Vlindereitje

Dit is een (heel sterke) close-up van een vlindereitje en dat had de helft van de stemmers goed. We zien hier een zogeheten micropyle op dat eitje; een opening waardoor het sperma naar binnen kan om voor de bevruchting te zorgen. Dat er zo’n opening is valt te verwachten, maar sommige vlinders en motten hebben meerdere openingen in hun eicellen. Het aantal kan oplopen tot wel vijftien, aldus Britse onderzoekers na het bestuderen van 56 vlinder- en mottenfamilies. Ze leggen een relatie met het paringsgedrag van de vrouwtjes. Ze vonden vooral bij soorten waarvan bekend is dat de vrouwtjes met meerdere mannetjes paren een groter aantal openingen in de eicellen. Dit biedt het vrouwtje de mogelijkheid om te ‘kiezen’ door welk sperma ze de eitjes laat bevruchten en zo te zorgen voor zo sterk mogelijk nageslacht.

Zenuwcel na traumatische ervaring

De meerderheid van de stemmers liet zich (mis)leiden door de kleur – dit is geen fossiele plant in barnsteen. We zien hier een zenuwcel in de amygdala die nieuwe synapsen (verbindingen) heeft gevormd als reactie op een traumatische ervaring. De amygdala is het onderdeel van onze hersenen dat een centrale rol speelt emotionele reacties, het geheugen en het (snel) nemen van beslissingen. In mensen die lijden aan post-traumatisch stress syndroom is de amygdala hyperactief, maar het was niet duidelijk waarom dat zo is.

Indiase onderzoekers hebben ontdekt dat veranderingen in de structuur van de zenuwcellen in de amygdala hier een rol in spelen. Doordat er nieuwe synapsen worden gevormd, gaan de zenuwcellen meer activiteit genereren, wat leidt tot een hyperactieve amygdala. Het bijzondere is dat de veranderingen in de structuur van de zenuwcellen niet direct plaatsvinden, maar na ongeveer tien dagen. Dit werpt een nieuw licht op het verschijnsel dat mensen na een enkele stressvolle of traumatische gebeurtenis pas na enige tijd psychologische problemen ontwikkelen.

Temperatuur afleiden uit parelmoer

Het prachtige laagje parelmoer op deze oude schelp bevat waardevolle informatie over de temperatuur van het zeewater toen het werd afgezet. Dat bleek een instinker, want het grootste deel van de stemmers dacht dat het hier om de zuurgraad ging. Niet zo gek, want we weten dat de zuurgraad van het zeewater van grote invloed is op het vermogen van microplankton en andere oceaanbewoners om hun kalkskeletten te vormen. Maar voor parelmoer ligt dan anders.

Onderzoekers van de Universiteit van Wisconsin-Madison ontdekten dat de dikte van de laagjes waaruit het parelmoer is opgebouwd een relatie vertoont met de temperatuur van het zeewater. Die relatie is zo sterk dat je door ‘simpelweg’ met een microscoop naar het parelmoer op (zeer) oude, fossiele schelpen te kijken, je kunt bepalen hoe warm het zeewater toen was. Een belangrijke aanvulling op de bestaande technieken die vooral indirecte en afgeleide relaties laten zien, aldus de onderzoekers.

Protisten jagen op bodembacteriën

We kijken hier naar een strijd op leven en dood in de bodem, waar protisten jagen op bodembacteriën. Onderzoekers van het Nederlandse NIOO-KNAW instituut hebben ontdekt hoe ze dat doen, namelijk door geursignalen op te pikken die de bacteriën uitzenden om onderling te communiceren. De eencellige protisten zijn de belangrijkste natuurlijke vijanden van bodembacteriën, maar het was nog onduidelijk hoe zij hun prooi weten te vinden.

De bodem is een ingewikkelde en moeilijk te navigeren omgeving, vol verschillende organismen en bovendien is het er pikkedonker. Uit eerder onderzoek van NIOO-KNAW was duidelijk dat bacteriën geursignalen gebruiken voor hun communicatie en nu blijkt dat de protisten deze signalen kunnen onderscheppen. Die signalen bestaan uit vluchtige organische stoffen die een afstand van wel tien centimeter kunnen overbruggen. Nogal een afstand voor deze piepkleine bodembewoners. De belangrijkste componenten van de geursignalen zijn terpenen, een klasse stoffen die bijvoorbeeld de karakterisitieke geur van naaldbomen, lavendel en mandarijnen bepalen.

Bacteriën die geen terpenen (meer) kunnen maken worden door de protisten niet opgemerkt. De onderzoekers denken nu na over het toepassen van deze resultaten in biologische pesticiden, waarmee je vijanden van schadelijke bacteriën of andere plagen kunt lokken en zo kunt inzetten voor gewasbescherming.

Zoetwaterparasiet

Met enige regelmaat blijkt dat we nog lang geen compleet beeld hebben van wat er zoal leeft op onze planeet. In 2015 maakten we bijvoorbeeld voor het eerst formeel kennis met Trinigyrus peregrinus, een 0,65 mm grote zoetwaterparasiet (dat had een flinke meerderheid overigens goed). Die kennismaking danken we aan een groep Japanse onderzoekers die bezig zijn om alle parasieten in kaart te brengen die met invasieve soorten, de ‘exoten’, in Japan zijn aangekomen. In uitheemse Braziliaanse meervallen, die in Japan als siervissen worden gehouden maar inmiddels ook vrij rondzwemmen, ontdekten ze deze tot dan toe onbekende parasiet.

Kevervleugels

Dit zijn de voorvleugels van een bodemkever en dat had meer dan de helft van de stemmers goed. De vleugels zijn gevonden op Antarctica, een plaats die nou niet bekend staat om z’n grote rijkdom aan insecten. Het gebrek aan vegetatie en de lage temperaturen maken het lastig voor insecten om daar te leven. Maar ooit waren ze er dus wel, zo laten deze fossiele vleugels van Antarctotrechus balli zien. De kever leefde in een toendra-achtige omgeving met zandgronden, water en lage begroeiing. Moderne familieleden van de inmiddels uitgestorven kever zijn volop te vinden in Zuid-Amerika, de Falkland eilanden, Australië, Tasmanië en de South Georgia eilanden (een Brits gebied in de zuidelijke Atlantische Oceaan). Volgens de ontdekkers van A. balli wijst deze verwantschap erop dat deze kevers ooit veel voorkwamen op Gondwana, het supercontinent dat uiteenviel in onder meer Antarctica, Australië, Afrika en Zuid-Amerika. Het laat volgens hen ook zien dat na het uiteenvallen, het toendra ecosysteem op Antarctica nog miljoenen jaren intact bleef.

Jeuk

Deze muis heeft last van jeuk en niet zo’n beetje ook. Een ruime meerderheid van de stemmers had dat goed gezien. Op de linkerfoto is er nog niets aan de hand, maar rechts zien we wat er gebeurt na contact met het sap van de gifsumak (Toxicodendron radicans), een plant die we misschien beter kennen met z’n Engelse naam: poison ivy. Dit sap bevat urushiol en dat is berucht om de heftige huiduitslag en extreme jeuk die het veroorzaakt.

De jeuk is het gevolg van een enorme toename van het groen aangekleurde eiwit interleukine-33 (IL-33). Dit eiwit is onderdeel van het immuunsysteem en draagt bij aan het opwekken van een ontstekingsreactie. Het werkt bovendien direct op zenuwcellen in de huid waardoor de hersenen het signaal ‘jeuk’ krijgen. Dat werd bevestigd door het heftige krabben dat ze muizen lieten zien. Door een antilichaam in te zetten dat IL-33 blokkeert, zag een team van Amerikaanse en Chinese onderzoekers dat de muizen veel minder gingen krabben en dat ook de hoeveelheid IL-33 in de huid sterk afnam. Dit antilichaam wordt inmiddels ook in mensen getest. De onderzoekers hopen hiermee een nieuw middel te ontwikkelen dat niet alleen werkt tegen gifsumak uitslag, maar ook nuttig is voor andere huidaandoeningen waarbij IL-33 wordt geactiveerd, zoals eczeem en psoriasis.

Toxoplasmose parasiet in gedroogde ham

Dit onaantrekkelijke wezentje is Toxoplasmosis gondii, de parasiet die bij mensen toxoplasmose veroorzaakt en dat had een ruime meerderheid van de stemmers goed. T. gondii kun je op veel verschillende plekken (voedsel, kattenbakken) tegenkomen en in de meeste gevallen hebben we daar geen last van. Maar voor zwangere vrouwen vormt de parasiet een serieuze bedreiging omdat die ernstige afwijkingen bij de foetus kan veroorzaken.

Spaanse onderzoekers hebben nu een nieuwe en heel gevoelige methode ontwikkeld om T. gondii aan te tonen. Door gebruik te maken van magnetische deeltjes kunnen ze kleine hoeveelheden DNA van de parasiet oppikken. Ze pasten hun techniek toe op bijna vijfhonderd monsters Serranoham, de beroemde Spaanse gezouten en gedroogde ham. Er bleek grote variatie te zitten tussen de hammen van verschillende producenten. Van sommige producenten was ruim een derde van de monsters besmet, terwijl bij anderen de hammen volledig ‘schoon’ waren. Volgens de onderzoekers wijst dit erop dat niet alle producenten zich aan de voorgescheven regels houden en de hammen minder lang laten rijpen dan eigenlijk moet. Ook het gebruik van nitriet naast zout is nadelig, het duurt dan juist langer voor dat de parasiet het loodje legt. Invriezen van het vlees voorafgaand aan bewerking of als de ham klaar is helpt wel, maar dat komt de smaak en textuur niet ten goede. Eigenlijk is de traditionele bereidingswijze de beste. In hammen die alleen met zout waren behandeld en de voorschreven tijd kregen om te rijpen werd geen T. gondii aangetroffen.

Huisstof

Het blijft verbazingwekkend om te zien wat er allemaal rondscharrelt in het zo levenloos ogende stof in je huis. Maar te oordelen naar de grote meerderheid die wist dat huisstof is, is dit inmiddels wel bekend. Op de foto zien we onder meer haren, vezels, stuifmeel en mijten. Om die laatste draaide het in het Amerikaanse onderzoek waarvoor deze opname werd gemaakt . En dan niet alleen om de mijten, maar om alle geleedpotigen die zich in onze huishoudens bevinden.

In dit citizen science project stuurden 700 burgers uit de hele Verenigde Staten een beetje stof van de bovenkant van een deurpost in hun huis naar de onderzoekers. Die gingen vervolgens met DNA sequencing aan de slag om alle soorten geleedpotigen (o.a. insecten, spinnen, schorpioenen, duizendpoten) te identificeren die hun sporen hadden nagelaten in het stof. Dat bleken er niet alleen veel meer te zijn dan ze hadden verwacht, bepaalde soorten bleken ook hun leefgebied flink te hebben vergroot.

Een andere verrassing is dat het lokale klimaat een veel minder goede voorspeller blijkt voor de aanwezige soorten dan de onderzoekers hadden aangenomen. Het speelt wel een rol: de huisstofmijt die allergische reacties kan oproepen gedijt vooral in een vochtig klimaat bijvoorbeeld. Maar andere factoren, zoals de aanwezigheid van huisdieren, of het huis op het platteland of in de stad staat en of het huis een kelder heeft, vertonen een veel sterkere relatie met welke kleine huisgenoten je allemaal hebt.

Poot van een vlokreeft

We zien hier een opnieuw aangegroeide poot van een vlokreeft (Parhyale hawaiensis) en dat antwoord trok slechts enkele stemmen meer dan de stekel van een schorpioen. De foto is gemaakt door een team van Franse onderzoekers die voor het eerst het complete proces van regeneratie in beeld hebben gebracht door microscopische filmopnamen te maken. Ze hebben specifiek gekeken naar het gedrag van cellen in de epidermis, de buitenste laag van de huid. Door lichtgevende eiwitten aan te brengen in deze cellen, konden ze goed volgen hoe deze cellen zich gaan gedragen na amputatie van een pootje en het laten groeien van een nieuwe ledemaat.

In tegenstelling tot wat werd aangenomen, zagen de onderzoekers dat er geen gespecialiseerde stamcellen uit de huid zijn betrokken bij het regeneratieproces. Het zijn de cellen uit de epidermis zelf die de klus klaren. Nadat de wond is gesloten, verplaatsen epidermale cellen zich langzaam naar de plek van de wond. Vervolgens gaan ze snel delen en gezamenlijk bewegen de cellen zich richting de plek waar de nieuwe ledemaat langzaam vormt krijgt. De onderzoekers willen nu ook andere celtypes die betrokken zijn bij de groei van een nieuwe poot op deze manier in beeld brengen om zo een compleet overzicht van dit ingrijpende herstelproces te krijgen.

Netvlies

Natuurlijk denk je meteen aan een bloem, maar dat ligt zo voor de hand dat we die niet eens als mogelijkheid hebben gegeven. We zien hier het netvlies van een muis en dat had een kleine meerderheid goed. De oplichtende geelgroene puntjes zijn zenuwcellen waar het lichtgevende eiwit GFP (green fluorescent protein) aan is gebonden. Dit eiwit is via een virale drager (een niet-ziekmakend virus dat je als transportmiddel gebruikt) door het netvlies verspreid.

Dat is niet gedaan om een mooi plaatje te creëeren, maar om te testen of zo’n virale drager zenuwcellen in het netvlies kan bereiken. De gedachte hierachter is dat dit een mogelijke manier is om de oogziekte glaucoom te behandelen. Bij deze veelvoorkomende oogaandoening sterven de zenuwcellen in het netvlies geleidelijk af, waardoor de overdracht van informatie naar de oogzenuw ook afneemt. In ouderen is glaucoom de belangrijkste oorzaak van blindheid. Het Amerikaanse team dat deze foto maakte, probeert nu met een virale drager therapeutische genen in het netvlies te verspreiden om het afsterven van de zenuwcellen te stoppen.

Diepzeewormen in de Golf van Mexico

Alle stemmers op ‘Labradorzee’ lieten zich in de luren leggen door het sterk op ijs lijkende witte materiaal waarin deze diepzeewormen rondkruipen. Deze wormen bevinden zich in de bodem van de Golf van Mexico en daar vinden we geen ijs, maar methaan-hydraat en dat lijkt zo gezien sterk op ijs. Soms wordt het ook methaanijs genoemd. Een groot deel van de voorraad methaan (aardgas) op aarde zit als methaan-hydraat opgeslagen in de oceaanbodems. Als de temperatuur van het water diep in de oceanen stijgt, kan dat ervoor zorgen dat het methaan-hydraat smelt en er in korte tijd heel veel methaan, een sterk broeikasgas, vrijkomt. De vrees bestaat dat de huidige opwarming op aarde kan leiden tot een sterke stijging van de hoeveelheid methaan door het smelten van het methaan-hydraat. In het onderzoek waarbij de wormen op de foto werden aangetroffen, vond een team van de Universiteit van Southampton echter aanwijzingen uit fossielen dat het vrijkomen van methaan uit de oceaanbodem veel minder snel en heftig verloopt dan werd aangenomen.

Geboorte

Wat is er gebeurd met deze persoon waardoor het bloed rechts er compleet anders uitziet dan het bloed links? De persoon is geboren! Dat hadden slechts enkele stemmers goed. Links zien we navelstrengbloed, rechts het bloed van de pasgeborene.
De netvorming in de foto rechts helpt de baby om schadelijke bacteriën en andere ziekteverwekkers weg te vangen. Verantwoordelijk hiervoor zijn de toepasselijk genaamde NETs (neutrophil extracellular traps), een soort vezels opbouwd uit stukken DNA van neutrofielen, een type witte bloedcel. NETs spelen een belangrijke en nuttige rol in de normale respons van het immuunsysteem, maar in patiënten met sepsis (‘bloedvergiftiging’) vormen de NETs een bedreiging omdat ze schade aan bloedvaten en organen kunnen veroorzaken.

Onderzoekers van de universiteit van Utah (VS) vonden in navelstrengbloed een eiwit dat de NETs blokkeert. Dat eiwit, genaamd nNIF, blijft tot twee weken na geboorte aanwezig in het bloed van de baby. De onderzoekers vermoeden dat nNIF belangrijk is om tijdens de zwangerschap een ongewenste immuunreactie van het kind tegen de moeder te voorkomen. Eenmaal geboren heeft de baby juist wel een immuunrespons nodig om zichzelf te verdedigen tegen ziekteverwekkers, vandaar dat nNIF snel verdwijnt.
De onderzoekers zien in nNIF een mogelijke behandeling van sepsis; studies in muizen hebben laten zien dat nNIF helpt om sepsis te bestrijden.

Vissenschubben

Het was een heuse nek-aan-nek race afgelopen week tussen ‘vissenschubben’ en ‘kraakbeen’. Beide antwoorden kregen evenveel stemmen. Maar helaas voor de kraakbeen-stemmers zien we hier toch echt vissenschubben.
Dit is een close-up van de schubben van een guppy, een van de meest geliefde aquariumvissen. De guppy (Poecilia reticulata) is een tropische, levendbarende zoetwatervis die oorspronkelijk uit het noordelijk deel van Zuid-Amerika stamt. Inmiddels vinden we guppies overal ter wereld, in aquaria maar ook in het wild. Wetenschappers zijn ook dol op guppies als modelorganisme voor bijvoorbeeld onderzoek gerelateerd aan erfelijkheid, evolutie, gedrag en ecologie. Maar guppies krijgen de laatste jaren flinke concurrentie van het zebravisje, dat ook veel wordt gebruikt voor onderzoek. Of de guppies daar rouwig om zijn….

Varen

Dit is een varen en dat had een nipte meerderheid goed. We zien hier een sterke uitvergroting van de onderkant van een varenblad en dan specifiek de sporangia (sporendoosjes) waarin zich de sporen bevinden. Varens zijn planten die zich niet via bestuiving van bloemen, maar via sporen voortplanten. Net als bijvoorbeeld schimmels, mossen en sommige bacteriën. Aan de sporendoosjes zien we de annuli, ook wel wormvormige structuren genoemd. Deze varen behoort tot de Polypodiopsida of leptosporangiate varens, de grootste klasse binnen de varenachtigen.

Protozoön

Het was weer een close call afgelopen week, want de stemmen waren gelijkmatig verdeeld over de drie antwoorden. Het goede antwoord is een protozoön. Om precies te zien zien we hier Bodo saltans. Dit vier micrometer (0,004 millimeter) grote eencellige dier, de zweepstaarten niet meegerekend, verorbert graag bacteriën. Bodo saltans is voor de mens ongevaarlijk, maar het is wel een nauw verwante, evolutionaire voorloper van enkele gevreesde tropische ziekteverwekkers. Bijvoorbeeld Leishmania, een parasiet die zeer ernstige huidzweren veroorzaakt, en Trypanosoma brucei, de veroorzaker van slaapziekte. Hoe is een voor ons ongevaarlijk organisme verder geëvolueerd naar parasieten die jaarlijks grote aantallen slachtoffers maken? Door Bodo saltans te bestuderen, hopen evolutionair biologen daar een antwoord op te krijgen.

Plantenzaden

Het was een spannende stemming, maar uiteindelijk kozen net iets meer mensen voor plantenzaden dan voor koraal en dat was de juiste keuze. We zien doorsnedes van twee tomatenzaden: links een zich goed ontwikkelend ‘normaal’ exemplaar, rechts een hybride zaadje dat niet zal uitgroeien tot een tomatenplant. Deze laatste is het product van een kruising tussen een gecultiveerde tomaat en een ‘wild’ familielid en dat leidt niet tot gezonde nakomelingen. Bevruchting lukt wel, maar op een gegeven moment faalt de ontwikkeling van het plantenembryo. Aan de ETH Zürich wordt onderzocht waarom zo’n hybride kruising niet werkt, terwijl het om nauw verwante planten gaat.

Gezond bot

Dit is een foto van gezond bot en dat bleek toch een instinker. De meeste stemmers dachten ziek bot te zien. Het onderzoek waar deze foto uit voorkomt gaat echter wel over ziek bot. Onderzoekers van het Amerikaanse Rensselaer Polytechnic Institute gaan onderzoeken wat de invloed van het voedingspatroon is op de gezondheid van bot en dan specifiek van de rugwervels.

Er zijn sterke aanwijzingen dat het ‘diabetes type II dieet’, een dieet rijk aan suiker, vet en bewerkte voedingsmiddelen, ervoor zorgt dat eiwitten en vetzuren in het lichaam een soort suikerlaag om zich heen krijgen. Daardoor kunnen deze biomoleculen niet meer goed functioneren en dat zorgt voor chronische ontstekingen die ook de ruggengraat aantasten. Rugwervels raken vervormd en dat leidt weer tot chronische rugpijn. De Amerikaanse onderzoekers willen nu de verschillende stappen in dit proces ontrafelen om te zien of er een direct verband bestaat tussen een ‘slecht’ dieet en rugproblemen en zo ja, welke processen betrokken zijn bij aantasting van de rugwervels.

Bloedvaten

We zien hier bloedvaten in ontwikkeling en hadden bijna alle inzenders goed. Maar hier zien we dat de bloedvaten groeien niet allemaal even goed doorgroeien. In de groen oplichtende bloedvaten ontbreekt het molecuul TSAd en dat beperkt de groei, zo ondekten onderzoekers van de Universiteit van Uppsala (Zweden). Wellicht kan deze vondst helpen om de ontwikkeling van bloedvaten door tumorcellen tegen te gaan.

Stekel van een haai

Een ruime meerderheid van de stemmers had het goed: hier zien we de (giftige) stekel van de rugvin van een haai, de lantaarnhaai (Etmopterus) om precies te zijn. Natuurlijke gifstoffen, zoals allerlei verschillende dieren en planten die aanmaken, staan sterk in de belangstelling als mogelijke basis voor geneesmiddelen.

Longlandschap

Wederom ging bijna de helft van alle stemmen naar het correcte antwoord: dit landschap is een stukje binnenkant van de longen. Die grassprietjes zijn trilharen die uit het celmembraan steken. Ze werken het slijm in de luchtwegen omhoog. Ook zie je her en der verspreid stukjes slijm. Verder een veld met microvilli, de uitstulpingen van het celmembraan die het oppervlak van de longcellen vergroten.

Larve van koraal

Bijna de helft van de stemmen ging naar de larve van koraal, en dat is juist. Op deze foto zie je de larve van Acropora digitifera, een koraal dat in oppervlakkige wateren in tropische riffen voorkomt. Koraal leeft innig samen met algen om te overleven. Algen produceren ongeveer negentig procent van de voor koraal benodigde energie. Het larvale stadium is de enige periode dat koraal het redt zonder algenvriendjes.

Schubben op een vlindervleugel

Tachtig procent van de stemmers raadden het juiste antwoord: dit zijn schubben op een vlindervleugel, in dit geval van de dagactieve nachtvlinder Chrysiridia rhipheus. De vlinder heeft iridiserende kleuren, die niet tot stand komen door pigment maar door de structuur van de schubben.

Stervormige haren

Op deze foto staan stervormige haren (oranje) op de onderkant van een blad van een vetplant. Ruim de helft van alle stemmers wist dat. De haren helpen het waterverlies te beperken. Verder beschermen ze tegen insecten. Als je goed kijkt zie je ook de huidmondjes (paars) waardoor de plant gassen uitwisselt.

Kankercel

Op deze foto staat een kankercel, ruim de helft van de stemmers had dat bij het rechte eind. Deze cel is een HeLa-cel, die behoort tot een onsterfelijke lijn cellen die afstamt van baarmoederhalskankercellen. De kleuren zijn niet echt. Uit het celoppervlak steken lange slierten die de kankercel gebruikt om de omgeving te verkennen.

Uiencellen

Wat je hier ziet zijn de cellen in de schil van een ui. De helft van de deelnemers had dat goed. De celwanden zijn duidelijk zichtbaar op deze microscopische afbeelding. De uienschil is vierhonderd keer vergroot.