Als je klein bent, zeg je het met geuren. Voor het eerst blijken heel verschillende levensvormen als bacteriën en schimmels een echt gesprek te voeren via terpenen: een soort geurstoffen. Dat bewees een onderzoeksteam geleid door het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW). Maar het gaat waarschijnlijk veel verder: “We denken dat het leven op onze planeet het vaakst communiceert via terpenen.”

De 'taal' die op Aarde waarschijnlijk het meest gebruikt wordt? Dat moet het 'Terpeens' zijn! Uit het onderzoek van microbieel ecologen van het NIOO en hun collega’s blijkt namelijk dat de communicatie tussen twee heel verschillende groepen micro-organismen via geurstoffen gaat, met terpenen als de meest voorkomende.

Er leven alleen al in een gram grond miljarden micro-organismen, dus dat zijn vele ‘sprekers’. En dat niet alleen: deze 'chemische communicatie' werkt waarschijnlijk ook bij heel veel andere soorten. Dit schrijven de onderzoekers in Scientific Reports, een relatief nieuw tijdschrift uit de Nature-familie.

Een goed gesprek

Het onderzoek bewijst dat bacteriën en schimmels echt op elkaar reageren. Een echt gesprek voeren dus. Groepsleider Paolina Garbeva legt uit: “De bodembacterie Serratia ‘ruikt’ de geurende terpenen die de ziekteverwekkende schimmel Fusarium uitscheidt. Als reactie daarop wordt hij mobiel en gaat zelf ook een terpeen produceren.”

Dit konden de onderzoekers vaststellen door te kijken welke genen de bacterie op ‘aan’ zette, welke eiwitten hij ging maken en welke geurstof. Of chique gezegd: met transcriptomics, proteomics en metabolomics als technieken. “De vluchtige stoffen zijn geen afval, maar doelbewuste producten voor de lange-afstandscommunicatie tussen die minuscule schimmels en bacteriën.”

Maar hoe wijdverspreid is deze geurtaal? Zo’n ziekteverwekkende schimmel onder de grond heeft ook effecten bovengronds, doordat hij planten kan aantasten. Kan hij daar ook mee communiceren? Garbeva: “Al langer is bekend dat planten en insecten met elkaar communiceren via terpenen. Maar pas nu weten we dat dit veel breder is. Er is een veel grotere groep van Terpeens-sprekers: de micro-organismen.” Schimmels, protisten, bacteriën, maar zelfs ook hogere dieren. "Terpenen dienen als feromonen – een soort signaalstoffen van dieren – en zitten daardoor ook in veel parfums.” Kortom de taal van de terpenen vormt waarschijnlijk een enorm communicatie-netwerk.

Meertalig

Terpenen zijn zeker niet de enige vluchtige stoffen voor een goed gesprek. De onderzoekers komen er veel meer tegen, bijvoorbeeld in de bodem. Garbeva’s promovenda en eerste auteur Ruth Schmidt vult aan: “Organismen zijn meertalig, maar het ‘Terpeens’ wordt daarvan wel het meest gesproken.” En wie weet spreken wij het onbewust ook.

NWO heeft bijgedragen aan dit onderzoek, via een VIDI-beurs aan Garbeva.
 

Het NIOO is met ruim 300 medewerkers en studenten een van de grootste onderzoeksinstituten van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW). Het is gespecialiseerd in de ecologie van het water en het land: hoe werkt de natuur? Sinds 2011 is het gevestigd in een duurzaam gebouwd onderzoekspand in Wageningen. De historie van het onderzoek gaat meer dan 60 jaar terug en loopt door ons hele land, en ver daarbuiten.

Voor meer informatie:

Artikel: Fungal volatile compounds induce production of the secondary metabolite Sodorifen in Serratia plymuthica PRI-2C. Ruth Schmidt, Victor de Jager, Daniela Zühlke, Christian Wolff, Jörg Bernhardt, Katarina Cankar, Jules Beekwilder, Wilfred van IJcken, Frank Sleutels, Wietse de Boer, Katharina Riedel & Paolina Garbeva, 2017. Scientific Reports 7 (862), online 13 april. www.nature.com/articles/s41598-017-00893-3

De illustratie mag in combinatie met dit onderzoek en met bronvermelding gebruikt worden. Mocht er een hogere resolutie nodig zijn (bijvoorbeeld voor gedrukte media), neem dan s.v.p. contact op met Froukje Rienks (zie hierboven).

Verder lezen

BES-lezing Louise Vet: Ecologie, van heel klein tot heel groot

24-04-2018

Ruth Schmidt geeft schimmels en bacteriën een stem

23-10-2017