Deze kwallen kunnen op afstand steken – met ‘slijmbommetjes’

Schijfkwallen uit het geslacht Cassiopea hebben geen tentakels, maar dat maken ze goed door een wolk slijm uit te scheiden dat vol zit met netelcellen die zich zelfstandig kunnen voortbewegen.maandag 24 februari 2020

Jongvolwassen Cassiopea-kwallen (ook wel ‘onderstebovenkwallen’ genoemd) zijn van bovenaf gefotografeerd in het Department of Invertebrate Zoology ...
Jongvolwassen Cassiopea-kwallen (ook wel ‘onderstebovenkwallen’ genoemd) zijn van bovenaf gefotografeerd in het Department of Invertebrate Zoology van het Museum of Natural History in Washington DC, onderdeel van het Smithsonian Institution. Een team van wetenschappers van het Smithsonian, de University of Kansas en het US Naval Research Laboratory heeft nu microscopische kleine ‘slijmbommetjes’ ontdekt in het slijm dat de kwallen uitscheiden.
Foto van Allen Collins

Wie door het water van de mangrovebossen van de wereld – van Florida tot Micronesië – zwemt, loopt kans op een kwal te stuiten die geen tentakels heeft maar toch kan steken. Sterker nog, je hoeft deze kwallen niet eens aan te raken om hun steek te voelen.

Hoe is dat mogelijk? Volgens een studie die deze maand in het vakblad Communications Biology is verschenen, zit de truc hem in wolken van slijm, die vol zitten met microscopische maar giftige ‘slijmbommetjes’.

De kwallen uit dit geslacht, die soms ook ‘onderstebovenkwallen’ worden genoemd omdat ze met hun onderbuik naar boven gericht op de zeebodem leven, worden al ruim een eeuw bestudeerd. Maar tot nu toe had niemand gedetailleerd onderzoek gedaan naar het slijm van de kwallen. Dat onderzoek kan helpen verklaren waarom zoveel zwemmers steken van deze kwallen oplopen, ook als ze niet in de buurt van de dieren zijn. “We wisten dat het iets in het slijm was,” zegt Cheryl Ames, zeebiologe van het National Museum of Natural History in Washington DC, onderdeel van het Smithsonian Institution, en een van de auteurs van de nieuwe studie.

Kwallen uit het geslacht Cassiopea produceren grote hoeveelheden plakkerig slijm, waarin kleine prooidiertjes als pekelkreeftjes verstrikt raken, een beetje zoals in een spinnenweb. Soms sterven zelfs visjes in het giftige slijm. Als mensen in de buurt van de kwallen zwemmen, kunnen ze het gevoel krijgen dat het ‘water hun huid steekt’, ook al komen ze niet in aanraking met de neteldieren. Het gevoel wordt vaak omschreven als niet meer dan vervelend en jeukerig of branderig, maar uit laboratoriumtests van het gif blijkt dat een grote dosis ervan zeer schadelijk kan zijn.

Toen Ames en haar collega’s het slijm onder een sterke microscoop bekeken, ontdekten ze dat er iets in het goedje rondzwom.

“Ze kunnen zich zelfstandig voortbewegen en toeren rond als minuscule robotstofzuigertjes.”

Cheryl Ames, zeebiologe

De wetenschappers noemen deze nu beschreven celstructuren ‘cassiosomen’, die doen denken aan microscopische stukjes popcorn.Elk van deze ‘slijmbommetjes’ bestaat uit een kern van slijm, een aantal netelcellen of nematocyten en 60 tot 100 trilhaartjes waarmee ze zich door het slijm kunnen verplaatsen. 

“Ze kunnen zich zelfstandig voortbewegen,” zegt Ames. “Ze toeren rond als minuscule robotstofzuigertjes en botsen tegen de pekelkreeftjes aan die wij ze als voedsel aanboden. De kreeftjes stierven door het contact met de cellen, waarna de cassiosomen verder zwommen.”

Geheim van het slijm

Aanvankelijk dachten de onderzoekers dat de celstructuren misschien parasieten waren, maar nadat ze een hele reeks tests op de bolletjes hadden losgelaten, waaronder DNA-analyses en 3D-opnames, kon het team de verrassende oorsprong van de cassiosomen vaststellen: ze bestonden uit dezelfde netelcellen en hetzelfde slijmerige materiaal waaruit de ‘onderstebovenkwallen’ zelf zijn opgebouwd.

Het team vond daarnaast ook cassiosomen in vier andere kwallensoorten, wat erop duidt dat deze structuren geen zeldzame uitzonderingen zijn maar mogelijk bij talloze soorten voorkomen. 

In veel van de cassiosomen ontdekten de onderzoekers nog een andere verrassing: algen. Bepaalde algensoorten gaan een symbiotische relatie met Cassiopea-kwallen aan, waarbij ze de neteldieren voorzien van voedingsstoffen die ze door middel van fotosynthese aanmaken. De algen zorgen voor het brede kleurenpalet dat Cassiopea-kwallen kunnen vertonen, van roze of blauw tot groenig.

“We weten eigenlijk niet wat de algen daar doen,” zegt Anna Klompen, een van de hoofdauteurs van de nieuwe studie, die als kwallenbiologe haar promotieonderzoek aan de University of Kansas doet. 

De algen fungeren misschien als kleine zonnecellen, want de wetenschappers hebben ontdekt dat cassiosomen zich gedurende maximaal tien dagen zelfstandig kunnen voortbewegen. “Maar dat hebben we met de tot nu toe gebruikte methoden nog niet kunnen bevestigen,” zegt Ames.

Leer alles over kwallen
Wat weet je eigenlijk over kwallen? Door hun gevarieerde evolutionaire geschiedenis hebben kwallen allerlei fantastische vormen en groottes en vertonen ze verschillend gedrag. Kom in deze video alles te weten over deze gelachtige, hersenloze, prachtige wezens.

Hoewel duidelijk is dat cassiosomen zoiets als een eigen wil hebben, zal er nader onderzoek gedaan moeten worden om uit te zoeken of ze hun prooi kunnen waarnemen of dat ze als botsautootjes op de automatische piloot rondzwemmen.

“Ik weet niet of ze kunnen opsporen, maar doden kunnen ze wél,”zegt Klompen.

“Opmerkelijke aanpassing”

Voor Angel Yanagihara, biochemica en kwallenexpert aan de University of Hawaii op Mānoa, geven de nieuwe bevindingen antwoord op enkele aloude kwesties over het ‘stekende zeewater’.

“De gebruikelijke verklaring, dat het slijm op een of andere manier zelf een allergische reactie veroorzaakte, leek me niet erg overtuigend,” zegt Yanagihara, die geen deel uitmaakte van het nieuwe onderzoek. “Het is dus heel bevredigend om nu een zó gedetailleerde beschrijving te zien, waarbij precies wordt uitgelegd wat er in het water vrijkomt.”

De ‘onderstebovenkwallen’ behoren tot de onderstam van de Medusazoa, waarvan de meeste zwemmende kwallen zijn. Maar bizar genoeg ontwikkelden Cassiopea-kwallen zich tijdens hun evolutie tot dieren die op de zeebodem liggen en lijken daardoor meer op hun verre verwanten, de anemonen.

De ontdekking van cassiosomen brengt ons een stap dichterbij een verklaring van de voedingstechniek van deze bodembewoners. “Dit is een opmerkelijke aanpassing,” zegt Yanagihara.

Hoe de op hun ‘rug’ liggende kwallen hun dodelijk slijm precies gebruiken om hun prooi te vangen, moet nog nader worden uitgezocht, maar volgens Ames hebben laboratoriumtests al enkele aanwijzingen opgeleverd. Als je een van de kwallen een voorraadje pekelkreeftjes voert, zie je hoe het slijm van de kwal langzaam verandert in een “roze wolk” vol uitgeschakelde kreeftjes.

“Daarna verdwijnt de wolk binnen 24 uur,” zegt Ames.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

lees verder

Griezelig, glad, glibberig, glorieus: wat maakt kwallen zo fascinerend?

Sommige soorten klonen zichzelf. En er is een kwal die nooit sterft en steeds een nieuw leven begint.
3:41

Leer alles over kwallen

Wat weet je eigenlijk over kwallen? Door hun gevarieerde evolutionaire geschiedenis hebben kwallen allerlei fantastische vormen en groottes en vertonen ze verschillend gedrag. Kom in deze video alles te weten over deze gelachtige, hersenloze, prachtige wezens.

Hoe kwallen de oceaan overheersen – zonder hersenen

Ze hebben geen brein en bestaan vrijwel geheel uit water – en toch beschikken ze over heel wat superkrachten.