De recente krantenkoppen over besmet overstromingswater dat Britse steden en dorpen binnendringt, hebben u wellicht doen afvragen wat er werkelijk op de loer ligt in dit water. Als het overstromingswater besmet is, zoals wordt gesuggereerd, met bacteriën zoals E. coli, campylobacteriën (een veel voorkomende oorzaak van voedselvergiftiging) en norovirus in Surrey en Somerset, welke andere microscopische entiteiten kunnen dan door het land worden vervoerd door de buitengewoon hoge waterstanden?
Een microscopisch organisme dat vrijwel zeker aanwezig is in het overstromingswater, maar een minder grote bedreiging vormt voor onze gezondheid, is de watervlo – het onderwerp van een nieuw artikel dat deze week in EvoDevo is gepubliceerd. Watervlooien zijn in feite helemaal geen vlooien en vertonen weinig gelijkenis met hun verre geleedpotige neven, die werden beschuldigd van de verwoestende verspreiding van de zwarte dood in de 14e eeuw. Het zijn eigenlijk planktonachtige schaaldieren, en die van het geslacht Daphnia zijn een van de oudste modelorganismen in het biologisch onderzoek. Ze worden voor velerlei doeleinden gebruikt, van ecotoxicologie tot ecologie en evolutiebiologie.
Watervlooien, die in zoetwatervijvers, meren en rivieren leven, zijn filtervoeders en spelen dus een sleutelrol in de zoetwaterecologie door algen te consumeren en zo de nutriëntencyclus in het water te vergemakkelijken. De natuurlijke flux van algen die in veel zoetwaterecosystemen wordt waargenomen, kan worden gecorreleerd met de opkomst en neergang van Daphnia-populaties naarmate hun algenvoedselbron wordt geconsumeerd en uitgeput raakt. Daphnia’s worden op hun beurt gegeten door een aantal grotere waterroofdieren – ze zijn een veelgebruikt commercieel visvoer – en vormen daarom een belangrijk onderdeel van veel zoetwaterecosystemen.
Het vinden van Daphnia’s die vrolijk in het overstromingswater zwemmen, zou eigenlijk een heel goed teken zijn, omdat Daphnia’s kunnen worden gebruikt om giftige niveaus van chemicaliën in water op te sporen, op een vergelijkbare manier als het gebruik van kanaries in kolenmijnen. In een veelvoorkomend experiment in de klas correleert het percentage Daphnia’s dat stopt met zwemmen in een monster dat wordt getest met de toxiciteitsniveaus in het water; deze test wordt verondersteld gevoeliger te zijn voor de waterkwaliteit dan elke conventionele chemische analyse.
Of dat nog niet genoeg is, zijn deze piepkleine organismen ook belangrijke modellen voor evolutiebiologie, omdat ze relatief korte generatietijden hebben, en gemakkelijk te kweken zijn. Vooral hun interessante voortplantingscycli – veel Daphnia-soorten hebben de mogelijkheid om zich aseksueel voort te planten via parthenogenese, of seksueel, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden – maken ze ideale modellen voor het onderzoeken van de evolutie van de seksuele voortplanting.
Daphnia magna, een van de vele nauw verwante soorten watervlooien, wordt zonder problemen gekweekt en biedt gemakkelijke toegang tot de zich ontwikkelende eieren, waardoor het een aantrekkelijk model is voor evodevo-onderzoek. Gepubliceerd deze week in EvoDevo, Mittmann et al beschrijven een belangrijke nieuwe stadiëringsmodel voor deze soort.
Vorige gepubliceerde stadiëringssystemen gebruiken tijd als een maat voor ontwikkeling. Veel gangbare technieken en methoden in de ontwikkelingsbiologie veroorzaken echter vertragingen in de ontwikkeling, waardoor deze modellen onnauwkeurig zijn en deze experimenten ongeldig kunnen worden gemaakt. In plaats daarvan vertrouwen Mittmann et al op morfologische kenmerken om ontwikkelingsstadia van ontwikkelende Daphnia te identificeren. Voor meer informatie, zie ook een recente Q&A met de senior auteur Carsten Wolff.
Dit nieuwe model kan worden gebruikt om nauwkeurig het ontwikkelingsstadium te identificeren, onafhankelijk van timing, en is daarom van groot belang voor onderzoekers die kijken naar de evolutionaire en ontwikkelingsbiologie van deze geleedpotigen.
Met de talrijke experimentele toepassingen voor watervlooien, zal dit model brede implicaties hebben in de onderzoeksgemeenschap. Onderzoekers kunnen uitkijken naar de verdere ontwikkelingen en inzichten die worden verkregen door dit model te gebruiken om dit belangrijke modelorganisme te bestuderen.
Dus niet alles wat in die overstromingswateren op de loer ligt, is te vrezen – ondanks het feit dat het een van de oudste modelorganismen in het biologisch onderzoek is, bewijst de nederige watervlo nog steeds zijn nut.
