Micro-organismen bestaan in alle soorten en maten. Biotechnologie.nl zet in 2023 elke maand een bijzonder exemplaar in het zonnetje. Dit keer de prachtige alg volvox.

Deze maand speelt Nederland de laatste twee EK-kwalificaties. Het mannenvoetbalteam neemt het op tegen Gibraltar en Ierland. Ter ere van deze laatste twee kwalificaties lichten we deze maand een echt teamplayer uit.

Gezamenlijke inspanning

De één beschermt het doel, terwijl andere spelers de bal daar sowieso al weg proberen te houden. Weer andere teamleden richten zich op het doel aan de andere kant van het veld. Samen vormen ze één geheel, één team. Een dergelijke dynamiek zien we ook in de alg volvox, een bijzonder organisme dat bestaat uit meerdere cellen die nauw samenwerken. Sommige cellen zorgen voor beweging of voedsel, terwijl andere zich specialiseren in voortplanting. Samen vormen ze een grote bol met daarin grote, groene cellen.

Deze content is beschikbaar als je cookies accepteert.

Wijzig Cookie instellingen Bekijk op Youtube. Opent in een nieuw venster

Om maar in voetbaltermen te blijven: de buitenste laag van de alg ziet eruit als een soort voetbal. Een ronde bubbel, opgebouwd uit kleine cellen, geordend in een regelmatig patroon. Moleculaire bruggen verbinden de cellen en zorgen voor stabiliteit. Zo ontstaat een bal met vlakken, zoals een voetbal. De voetbal is ook direct verantwoordelijk voor de voortbeweging van de alg: die zwemt actief naar het zonlicht toe. Handig, want net als andere algen en planten, haalt Volvox zijn voedsel uit zonlicht door fotosynthese.

Asynchroonzwemmen

Om door het water te bewegen, bevat elke cel in de buitenste laag van volvox twee zwemstaarten. Maar als al die cellen tegelijkertijd even hard zwemmen, gebeurt er natuurlijk bar weinig. Daarom heeft volvox een speciaal trucje om in de richting van het zonlicht te bewegen: cellen die zonlicht ‘voelen’ bewegen minder met hun staart, terwijl cellen in het donker hun zwemstaart juist extra hard laten werken. Daardoor ontstaat een netto kracht en zwembeweging richting zonlicht, de energiebron.

En dan zijn er nog de cellen binnenin de voetbal. Dat zijn de jonge volvoxen, die zich binnenin de moeder ontwikkelen totdat ze volwassen zijn. Op dat moment scheurt de voetbal open en komt de nieuwe generatie volvox-algen vrij. En de moeder? Die overleeft het helaas niet.

Een kijkje in de evolutie

Volvox is speciaal voor wetenschappers. De alg vormt een schakel tussen eencellige en meercellige organismen. Volvox stamt bovendien af van een eencellige alg die vandaag nog altijd in zoet water en zeeën voorkomt: chlamydomonas. Daardoor konden wetenschappers de twee eenvoudig vergelijken. Wat bleek? Hun DNA is vrijwel identiek. Toch bestaat volvox uit meerdere cellen en chlamydomonas uit een enkele cel. Het verschil zit hem in een enkele mutatie.

Eencellige organismen planten zich voort door hun DNA te verdubbelen en vervolgens hun cel in tweeën te delen. Zo ging dat ook bij de voorouder van volvox. Tot het een keer mis ging: nadat de cel zich splitste, bleven de twee nieuwe cellen aan elkaar plakken. Toch bleven ze zich verder delen. En die nieuwe cellen deelden zich ook weer. Zo ontstond er een klompje cellen. Dat bleek gunstig: het grote formaat beschermde de alg tegen roofdieren zoals het eencellige pantoffeldiertje, dat alleen eencellige algen en bacteriën eet.

Het verhaal van volvox toont aan dat de overgang van eencelligheid naar meercelligheid niet erg complex hoefde te zijn. Wetenschappers vermoeden nu zelfs dat meercelligheid ten minste twintig keer onafhankelijk van elkaar op aarde ontstaan is. Volvox is dus niet zomaar een mooie alg. Zijn transformatie van eenling naar teamplayer bevat de informatie over hoe onze aardbol van een zee vol eencelligen transformeerde naar een aarde vol grote, veelzijdige organismen – en ja, ook tot mensen die hun geavanceerde lichaam gebruiken om over een groot grasveld achter een bal aan rennen.