Actomyosine motor

Notes A      

°

Trefwoorden : 

, , ,  , ,  ,  , ,,  ,, , ,

Brownse beweging    //  2 reacties

http://nl.wikipedia.org/wiki/Brownse_beweging

  op oktober 28, 2013

myosine actine

Het samentrekken van spierweefsel verloopt volgens zich razendsnel opeenvolgende cyclussen van binden en loslaten van myosine en actine. Myosine dat in ruststand ATP (de universele energiemolecule) gebonden heeft, maakt zich vast aan actine, hydroliseert het ATP in ADP en Pi en met de vrijgekomen energie knikt het molecuul zijn hoofd waardoor het myosine-filament schuift ten opzichte van het actine filament. Door dit mechanisme wordt de spier korter. Het gaat hierbij om myosine II (een van de twintig soorten) dat zich in onze spierbundels als filamenten organiseert, waarbij de reactieve koppen het werk verrichten.

In een artikel uit 2010 wordt beschreven hoe myosine II ook als enkel molecuul kan optreden samen met een filament van actine in een in silico experiment. In dit geval, waarin de myosine niet als filament samengebundeld is, beweegt deze losse molecuul (in het model) langs het filament van actine in plaats van een spier te laten samentrekken. Er wordt zo bekeken in hoeverre er gedurende het ‘lopen’ van de myosine een bijdrage wordt geleverd door Brownse beweging. Deze beweging is een random beweging van moleculen in een gas of vloeistof en is makkelijk te zien onder een microscoop.

Deze beweging is door Einstein gekwantificeerd met de volgende formule ( x(t + dt) – x(t)) ^2 = 2D.dt. waarin x het punt in de ruimte is van het Brownse deeltje; t de tijd en D de diffusie-coëfficiënt die afhangt van grootheden als viscositeit en temperatuur van het medium.

F4.medium

Schematic view demonstrating how the motion of myosin is associated with ATP hydrolysis. The solid curve, E1, represents the energy landscape found in our study (see Fig. 2), while the dotted curves, E1* and E2, represent putative energy landscapes for the strong actin-binding (nucleotide-free) and the detached (ATP-bound) states, respectively. For convenience, different colors are used for the high-energy (magenta) and low-energy (blue) regions. Arrows constitute a possible sequence of myosin motion coupled with ATP hydrolysis: (a) unidirectional, stepwise Brownian motion as found in our study (see Fig. 1) in the presumed ADP·Pi-bound state, (b) transition into the strong binding state upon products (ADP and Pi) release, (c) dissociation from the actin filament upon new ATP binding, (d) essentially isotropic Brownian motion in the ATP-bound state, (e) reentry to E1 upon ATP hydrolysis (i.e., in the ADP·Pi-bound state).

De studie laat zien hoe de beweging van deze myosine langs het actine-filament stochastisch is, maar wel duidelijk een richting heeft. De auteurs concluderen dat er sprake is van een Brownse ratel die een substantiële bijdrage levert aan het omzetten van energie van de actomyosinemotor.

Ze beschouwen daarbij het energielandschap als een trechter die het actomyosinesysteem permitteren thermale ruis te verzamelen voor de voortbeweging van de myosine.

Uit: PNAS, UniSci.

Eerder verscheen er van MARLEEN  een blogbericht over Brownse beweging in de context van het boek Life’s Ratchet van Peter M. Hoffmann. Dit bericht zet het accent wat meer op het feit dat er naar alle waarschijnlijkheid Brownse beweging te pas komt aan de beweging van motoreiwitten.

Dit zou kunnen betekenen dat op de nanoschaal vitaliteit en dynamica van eiwitten aan de Brownse beweging te danken zijn.

°Dit kan implicaties hebben voor theorien over de bron van energie gedurende de formatie van de eerste macromoleculen.

—>(Gert Korthof)   :  ” Welke macromoleculen? welke implicaties? bedoel je bij de Origin of Life? “

  1. –> (Marleen )

  • dat bedoel ik inderdaad. Soms lees je dat men zich afvraagt waar de energie vandaan kwam bij de formatie van de eerste nucleotiden, dan wel aminozuren.

    Daarbij gaat het natuurlijk om chemische reacties en niet om conformationele veranderingen of bewegingen als die van de ‘armen’ van miosine. Maar ook bij chemische reacties is er sprake van een energie-landschap, dus wellicht heeft de Brownse beweging daar ook invloed, net als thermische energie, en geeft deze een tot nu toe onderschatte bijdrage.

De ratel van het leven  //63 reacties

http://nl.wikipedia.org/wiki/Brownse_motor

op januari 21, 2013

De ratel van het leven of Life’s Ratchet is de titel van een boek van Peter M. Hoffmann, natuurkundige aan de Universiteit van Wayne State in Michigan. Hij heeft zich met het gebruik van de Atomic Force Microscope (AFM of Atoomkrachtmicroscoop) toegelegd op de bestudering van moleculaire machines. Deze machines zijn de motoreiwitten van de cel en kunnen op het niveau van de nanometer (10^-9 ofwel 1 miljardste meter) bestudeerd worden.

De AFM is een microscoop die het oppervlak van moleculen aftast zoals een naald een langspeelplaat (LP voor wie die afkorting nog kent). Het is daarbij mogelijk moleculen van enkele nanometers zichtbaar te maken.

Toshio Ando uit Japan, maar ook Peter Hoffmann zelf zijn er in geslaagd de bewegingen van motoreiwitten als myosinen, kinesinen en dyneinen vast te leggen op beeld.

Brownse Ratel met op de achtergrond bewegende deeltjes onder de gewone lichtmicroscoop

Brownse Ratel met op de achtergrond bewegende deeltjes onder de gewone lichtmicroscoop

Al duizenden jaren vraagt men zich af hoe het leven gedefinieerd moet worden en wat de ‘vitale kracht’ is van levende organismen en wat het is dat ze verliezen zodra ze dood gaan.

Peter Hoffmann is er van overtuigd dat deze vitale kracht, die je zou kunnen duiden met ‘purposefulness’ of ‘doelmatigheid’ en die zo kenmerkend lijkt te zijn voor het leven, gezocht moet worden op nano-niveau.

Hier vinden we de Brownse beweging, ofwel de beweging van stofdeeltjes als gevolg van de hevige trillingen van de de atomen en moleculen. Brown ontdekte deze beweging in stuifmeelkorrels in water.

De watermoleculen bezitten zoveel energie dat ze alle kanten op schieten en daarbij de stuifmeelkorrels van alle kanten bombarderen. De netto beweging is dan een licht voortschrijden van deze korrels (zie het laatste filmpje onderaan dit bericht).

Men speculeerde daarop over de mogelijkheid de Brownse beweging om te zetten in energie ofwel een ratel of schoepenrad te creëren die aangedreven zou worden door de beweging van de watermoleculen.

Het schoepenrad kan slechts één kant op draaien omdat er een pal tegenaan zit die zich steeds vast haakt in de laagste inkeping. Mocht dit werken dan zou daar de tweede wet van de thermodynamica mee overtreden worden. De wet stelt immers dat de entropie van een systeem dat niet in evenwicht is toeneemt. Het produceren van energie (draaikracht) moet (ergens anders) energie (botsen van moleculen) kosten.

De Brownse ratel veronderstelt daarmee dat er geen energie toegevoegd hoeft te worden om een netto beweging van het ratel te krijgen. Nu is het probleem met dit idee dat ook de pal getroffen wordt door de rondstormende moleculen.

Deze wordt dus ook af en toe bewogen waardoor het rad terugdraait en de eerder verkregen beweging weer geannuleerd wordt. Kortom, het is geen perpetuum mobile.

Myosine VI (blauw) loopt op actine(rood)

Myosine VI (blauw) loopt op actine (rood)

Peter Hoffmann vertelt hier uitgebreid over om aan te geven in hoeverre de Brownse beweging een rol zou kunnen spelen in de motoreiwitten van onze cellen.

Hij beschrijft exact hoe onder andere het motoreiwit myosine langs actine loopt of klimt.

Biologen weten al decennia lang dat er voor deze voortbeweging ATP nodig is. Maar de details van de dynamica waren nog niet zo goed uitgezocht. Hij beschrijft precies hoe de voorste ‘voet’ ATP bindt en zich vastzet aan het actine en hoe de achterste voet ADP en Pi gebonden heeft.

Zodra de achterste voet deze ADP en Pi loslaat, laat ook de voet zich los van het actinemolecuul en zwaait als gevolg van de moleculaire storm alle kanten op. Tegelijkertijd zorgt het gebonden ATP in de voorste voet voor een knik voorwaarts van het myosine-molecuul waardoor de achterste zwaaiende voet naar voren zwaait, een ATP en het actine bindt en voor voor de voorste op het actine komt te zitten.

Het ATP molecuul van wat nu de achterste voet is wordt afgebroken in ADP en Pi en de cyclus begint opnieuw.

Deze sequentie van het binden en loslaten van resp. ATP en ADP kan niet zichtbaar gemaakt worden, maar hoe de twee benen sprongen maken is duidelijk vastgelegd door Toshio Ando (1)die met een extreem snelle AFM werkte (zie minuut 14 van de lezing van Peter Hoffman over zijn boek.)

Hier volgt een plaatje daaruit.

Myosine V (geel driehoekje rechts) loopt op actine (gele draad over de breedte onderaan de foto)

Myosine V (geel driehoekje rechts) loopt op actine (gele draad over de breedte onderaan de fot)o

De lezing is hier te zien en is een mooie samenvatting van zijn boek en zeer de moeite waard te beluisteren.

Voor zover ik het kan beoordelen is de Brownse beweging verantwoordelijk voor het zwaaien van de achterste voet. Die beweging is duidelijk weergegeven in onderstaande een minuut durende animatie.

Van veel moleculen weet men nog niet hoe ze zich voortbewegen en men speculeert over de rol die Brownse beweging zou kunnen hebben in de voortbeweging van deze moleculen. Het zou werkelijk een groot nieuws zijn als blijkt dat een moleculaire machine uitsluitend draait op Brownse beweging.

Men is nu al in staat moleculaire machines op nanoschaal te maken. Mocht daar ooit ‘gratis’ energie uit voort komen dan zou dat een enorme ontdekking zijn.

Een week geleden promoveerde Wijnand Germs aan de TU Eindhoven op een studie naar Brownse beweging in microdeeltjes.

Heel interessant, maar ik vermoed dat ook hier energie toegevoegd wordt met het aan- en uitzetten van het elektrisch veld.

Wie een simpele maar duidelijke uitleg wil over Brownse beweging kan het volgende filmpje bekijken.

Uit: Life’s Ratchet. How molecular machines extract order from chaos. Peter M. Hoffmann (2012)

°( Gerrit Korthof )

” Ik vraag me af of Hoffman’s benadering nog nieuwe inzichten heeft opgeleverd over het ontstaan van het leven?”

Hoffmann heeft het hier en daar over de RNA-wereld bijvoorbeeld, maar spreekt verder niet over de biologische context waarin leven zou kunnen ontstaan.

Waar hij vooral de nadruk op legt, is dat het trillen van de atomen en moleculen aan de basis staan van het leven.

Moleculen zouden nooit de energie gevonden hebben om processen te catalyseren (energie-hobbels te nemen) als ze niet zo onderhevig waren aan deze trillingen. Dit betekent dat de natuurkundige kenmerken van de moleculen aan de oorsprong staan van het leven. Maar Hoffmann vertelt het allemaal veel beter dan ik.

Waarschijnlijk zou je het boek ook waarderen.

___________________________________________________________________________________________________________________________

OPGELET  !

Dit blogbericht wil bij lange na geen review van het boek zijn.

Daar is het boek veel te uitgebreid voor. Dat zou een onmogelijke taak zijn. Het is een prachtig boek en brengt de lezer van meer dan twee millennia geleden helemaal tot aan de laatste wetenschappelijke ontdekkingen op dit gebied van 2012.

—> Het boek staat bol van interessante inzichten.

°Hoffmann schrijft op p. 69.

“Life emerges from the random motion of atoms,and stastistical mechanics can capture the essence of this emergence.”

  • Een van de conclusies van Hoffmann is dat ‘chance and necessity’ of toeval en onvermijdelijkheid in evenwicht moeten zijn. Hij heeft het ook nog over ideeen die zich in het brein vormen als gevolg van de randomness van chemische en electrische signalen.

°(1) Het artikel van Toshio Ando is hier te vinden:      http://www.nature.com/nature/journal/v468/n7320/full/nature09450.html

°De stappen van Myosine V zijn circa 36 nm ofwel één voet verplaatst zich 72 nm. Dat is ongeveer een ‘fase’ van de draaing van actine. Dat myosine zich aan die fase houdt heeft waarschijnlijk meer te maken met de aanwezigheid van tropomyosine en troponine voor elk interval van 35 nm.

Links(a)  is pure actine te zien:       http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0969212697002645-gr1.jpg

________________________________________________________________________________________________________________________________

Creato hoekje 

De volledige diuskussie kan je volgen in de reacties op Marleens blog zelf (waar je ook de antwoorden  en  “teach the controverse ” taktiek van Borger kan nalezen , en die ik als oninteressante  propaganda achterwege heb gelaten  )

zie ook   

  • 1.- antwoorden op  (en vragen aan de zelfbenoemde   “Darwin -killer “Peter B en zijn  )

    ” BORGERISME  ”  in verband  met het  intelligent design  van   eiwitmotoren  

    • —> Dat we in de natuur design aantreffen is iedereen wel duidelijk inmiddels. Hoe die ontwerpen tot stand zijn gekomen mag een onderwerp van discussie zijn maar het geeft geen pas om maar weer eens door mensen gemaakte gebruiksvoorwerpen als voorbeeld aan te halen.

      •  Het ontwerppleidooi ten aanzien van wat we in de natuur aantreffen is daarmee echt niet te winnen. Althans niet bij een publiek dat de basischool inmiddels achter zich heeft gelaten.

        • De natuurwetenschap heeft inmiddels een degelijk fundament weten te leggen onder de theorie dat het leven zich ontwikkelt via een langzame en vaak moeizame weg van kleine stapjes in een niet vooraf bepaalde richting.

          Slechts als de uitkomsten van die weg levensvatbaar blijken binnen de actuele omgeving houdt dat leven stand. Het design is derhalve het gevolg van veel vallen en soms opstaan.

          Dat is een theorie. En net als het leven zelf is die theorie tot stand gekomen via een lange en moeizame weg met veel vallen en opstaan.


          Het probleem met de ID-zienswijze zit hem dan ook niet in de D maar in de I.

          Hoe kun je daar toch telkens maar weer mee op de proppen komen als je zelfs nog niet het begin van een benul hebt van wat je je bij die I (= intelligent  Designer ) moet voorstellen ?

          Laat staan dat je je de illusie kunt veroorloven dat je een ander zelfs maar het begin van een wetenschappelijk inzicht verschaft.

          De vraag die mij ten aanzien van  Borger’s  denkwijze dan ook uitsluitend nog boeit is inmiddels al lange tijd niet meer wát je denkt en hóe je denkt maar waaróm je het denkt.
          Ik zou je(=PB)  zeer erkentelijk zijn als je je energie op die vraag zou willen richten. Als je het antwoord niet voor publicatie geschikt acht vind je bij mij alle begrip.

          • Peter geeft  geen enkele verklaring voor de I in zijn  ID-opvatting ….maar intussen vermelde hij wél  dat ie experimenten kent die een reeds aanwezige functionele “handschoen” kunnen optimaliseren door specifiek en met INZICHT  aminozuren te vervangen.
            —-> Hoe kom P B daarbij ? Welk Inzicht ? Wiens inzicht ?

            En natuurlijk mag je ideeën hebben als: ‘Om van de ene berg naar de andere te komen is er slechts één weg: alle veranderingen in één keer accumuleren, een non-random gebeuren.’*( zie “climbing mount improbable “/ “Berg der onwaarschijnlijkheid” ) 

            Je wordt dan echter wel geacht je gedachten over het hoe en wat zorgvuldig te formuleren, als je serieus genomen wilt worden tenminste.

            Tot je dat daadwerkelijk doet is de ID-conclusie is namelijk volledig nietszeggend. Let wel, niet verboden maar wel volkomen nietszeggend.

            –>Voorts helpt het je niet met een gepersifleerd selectieverhaaltje aan te komen. Selecteren zonder variatie, random of niet, bestaat niet.

            Voor jouw(PB’s )   begrip: Alle handschoenen die nu te koop zijn, zijn een selectie, een uitkomst dus, uit een enorme hoeveelheid meer of minder geslaagde ontwerpen uit het verleden.De handschoenen van nu zijn de handschoenen die nú voldoen.

    • (Marleen  )  PETER  , Je kent het verhaal toch wel van Joe Thornton en de ATPase in schimmels.:

      http://www.wetenschap24.nl/nieuws/artikelen/2012/januari/Genetische-tijdmachine-verklaart-complexe-evolutie.html

      Bovendien, natuurlijke selectie IS non-random. Dat is nu juist de reden waarom de heuvels van het fitness-landscape beklommen kunnen worden.*(- opmerking  : Drunkards- walk gewijs  ? )

      1. Hoe kun je beweren dat er nooit iets nieuws is. Zeker, als je nu om je heen kijkt is alles wat je ziet present. Maar je weet zelf ook dat bepaalde moleculen of organismen duizenden/miljoenen jaren geleden niet aanwezig waren. En nu wel. Je weet dat er ooit geen bloemen waren, maar nu wel. Er was zelfs een tijd dat er geen bladgroen bestond, alleen algen en korstmossen. Je weet dat dat zo was. Dus bijna alles dat je nu om je heen ziet is nieuw.

        Hoe denk je dat al deze myosinen ontstaan zijn ? Allemaal tegelijk ? In één klap ? Dat gelooft toch niemand.
        http://en.wikipedia.org/wiki/File:MyosinUnrootedTree.jpg

        —>   Peter  zegt: “Functie dicteert vorm, vorm volgt functie.”. Als je met zo’n lege bewering aankomt dan ben je echt door je argumenten heen.
        —> Wat over blijft is een nietes en welles van ID want een discussie over de feiten is niet echt mogelijk als men niet goed ingelicht is.

        °Harry Pinxteren

        Marleen : waarom noem jij de formulering ‘Functie dicteert vorm, vorm volgt functie” een lege bewering. Ik kom er regelmatig voorbeelden en verwijzingen naar tegen, zodat ik juist de indruk begon te krijgen dat het hier bijna een biologische hoofdwet betrof. Niet dus?

                                                                                                                                                                                                               We hebben het over motoreiwitten.

        Er is nooit een situatie geweest waarin de cel ‘dacht’ dat hij die en die functie nodig had om vesikels te transporteren of zichzelf samen te kunnen trekken. Wij zijn het die een functie toekennen aan de moleculen. Wij zien wat hun ‘doel’ is. Maar de moleculen zijn ontstaan zonder enig ‘besef’ van functie.

        Nadat we de ‘vorm’ van enkele myosine kenden konden we er een functie aan koppelen (of andersom). Nu we precies kunnen zien (dankzij dit soort vernuftige microscopen) hoe myosinen eruit zien, kunnen we ze aan hun vorm herkennen en meteen weten waar ze voor dienen. Ze hebben allemaal van die karakteristieke voetjes die wij voetjes noemen omdat ze er mee lopen, maar in de biologie heten het hoofden.

        Bovendien zijn er -tig moleculen waar je geen functie aan kunt koppelen door op de vorm af te gaan. Kun jij aan een ribosoom zien wat voor functie het heeft alleen door af te gaan op zijn vorm ? Ik niet. Ik vraag me dan ook af waar je dit soort holle retoriek tegenkomt. Kun je dat misschien aangeven ?

        Ik kan me voorstellen dat deze zin enigzins betekenis kan hebben op macroscopisch niveau, wanneer je het bijvoorbeeld hebt over een vleugel of een vin. Maar dan nog. De allereerste vleugel die je ziet veraadt niet wat zijn functie is. Je kent die pas nadat je weet/leert dat er mee gevlogen wordt

        Laat je niet van de wijs brengen ;

        ;http://doyle-scienceteach.blogspot.nl/2009/03/function-follows-form.html

        The double-wattled cassowary and the worms are from the BBC here.

        …….With evolution, form does not follow function. Giraffes do not have long necks because they want to eat leaves, humans did not develop thumbs in order to grasp things better.

        —> Mutations are random. Meiosis and sexual reproduction create tremendous variations in individual organisms. The organisms who thrive in their particular environment are more likely to reproduce successfully.

        Earthworms and horseshoe crabs and the double-wattled cassowary have been evolving as long as we have.

        For all our talk of being advanced, none of us could survive long if tossed into the same habitat as the earthworm.

        If a particular form does better in a specific environment than a different form, it is more likely to persist. There is no “want” or “desire” involved.

        What ultimately succeeds is not necessarily random–a fusiform fish can swim faster than a round one, and it’s not surprising that many fish are streamlined. Still, an ancient fish did not ponder its fate and hope to become fusiform.

        *  Form did not follow function. Survival followed form, but that’s not the same thing, not the same thing at all.

        —>Early hominids walked upright, that much we know from the fossil record. It may well have been the result of a mutation, an accident. Lucy did not say, “Hey, I can walk!” Her parents did not say “Hey, if we stand up straight we can pick more fruit!”

        The front limbs, now freed, became useful for other things, but not because of any planning.

        —>  There is great comfort believing that something guides the universe, and there is enough order in the chaos around us for a few of us to maintain that belief.

        Humans could have happened anyway. We’re not special, or rather, we’re no more special than the horseshoe crabs and the earthworm and the double-wattled cassowary.Thankfully for me anyway, I think the double-wattled cassowary is pretty ty special.

           (Leslie took the horseshoe crab photo.)

         

         
         
         
Advertenties

Het verruimde fenotype

°

//  rubrieken  = evolutie : EXTENTED   PHENOTYPE

°

Picture 2

The_Extended_Phenotype <— pdf   (E-book )

Uitreksel uit de inleiding  : 

extended phenoptype   1

http://whyevolutionistrue.wordpress.com/2013/10/05/an-extended-beaverian-phenotype/

http://en.wikipedia.org/wiki/Phenotype

http://nl.wikipedia.org/wiki/Fenotype

http://en.wikipedia.org/wiki/The_Extended_Phenotype

°

HOE VER REIKT  DE INVLOED  VAN GENEN  OP DE  LEEFOMGEVING (= UMWELT ) VAN(EEN)  ORGANISME(N ) ? 

 door  Philip Hunter

Inleiding
Het idee van  een  uitgebreid fenotype (Extended Phenotype ), is voor het eerst gelanceerd door de Britse evolutiebioloog Richard Dawkins .

1.-…Het werd als nieuw begrippen-geheel   voorgesteld om uit te  leggen  “hoe en waarom organismen ___of, meer fundamenteel, hun genen__ in staat zijn om hun leefomgeving te manipuleren ( Dawkins, 1982 )”

2.-… het is tevens  het onderwerp  van een intens debat en van  veel inspirerend, onderzoek  dat ondertussen gedurende meer dan 20 jaar plaatsvond  .

In zijn boek, The Extended Fenotype: The Long Reach van de Gene, , merkte Dawkins op- dat, ”  E P [–> Extended phenotype  = Het uitgebreide fenotype) verandert de manier waarop we de fitness van  dieren en planten   beschouwen en kan leiden tot het opstellen  van nieuwe  toetsbare hypothesen die we anders nooit hadden kunnen bedenken  /dromen  “

°
Het EP concept is  een samenvatting en  een  stimulans geweest voor een groot deel van de hedendaagse biologische onderzoek activiteiten –> ” genomics “en” proteomics “leverden /leveren  nieuwe ondersteuningen    aan   het belang van dit conceptueel uitgangspunt  .

EP helpt (bijvoorbeeld )uitleggen hoe parasieten het gedrag  van hun gastheren in hun voordeel wijzigen…en/ of geeft een verklaring voor het nestbouw- gedrag van vogels  …. .

—> In het bijzonder, is er  ook nog  de  studie  van de  relatie tussen de bacteriële flora van de darm en het gastheer- zoogdier ___ een hot topic van de laatste tijd  /   Het Microbionoom is  aldus  een van de  voorbeelden van  vruchtbaar gebruik  van  het EP -concept  : het heeft dus veel opgeleverd  en vormt ook een aanbeveling   ter ondersteuning van de thema’s die door Dawkins oorspronkelijk werden  geschetst.

File:Skin Microbiome20169-300.jpg

Terzelfderlijd tijd war (is)  er een  doorlopende  discussie tussen de voorstanders van het neo-Darwinisme  ____ waarbinnen  het EP een belangrijke component  blijkt te zijn  ____ en wel tussen de evolutiebiologen    die voor nog andere theorieën( zoals  ook   nicheconstructies ,  als  de materieele   erfenis  ( een aantal  millieu wijzigingen van “culturele aard ” als artefakten en patrimonium  ) voor het nageslacht , pleiten)….. en  wat dan staat voor andere factoren dan de louter genetische (=genetisch centrisme ) ___ maar(tegenwoordig dus  ) wél naast (of samen met ) het het concept dat genen een cruciale rol spelen in de manier waarop organismen hun leefomgeving manipuleren ,….. en zodat hun nakomelingen zowel een genetische erfenis  als   een  ” beter aangepaste “levensmilieu-erfenis , krijgen doorgespeeld .

Deze verschillende insteken van de EP-debat ( gencentrisme  en omgevingsmanipulaties ) werden uiteindelijk samengesmolten op een conferentie over het onderwerp, georganiseerd door de European Science Foundation (ESF; Straatsburg, Frankrijk) in het najaar van 2008.

De belangrijkste conclusie van de bijeenkomst was dat het EP begrip nog relevanter is geworden in het licht van recent onderzoek, maar dat de rol van het concept uiteindelijk zal worden beperkt tot een verklarende functie , eerder dan als een instrument voor het ontwerpen van zinvolle experimenten.

In feite gaat het om een EP dat door de genen van een organisme weliswaar  kan worden uitgedrukt en doorgegeven    maar  dat uiteindelijk  hun onmiddellijke biologische grenzen, zoals huid, schelpen of bladeren, achter zich laat  (—>  nesten , webben ,termietenheuvels  en zelfs  schijnbaar  “intelligente ”  denk-constructies  zoals aangeleerde succesvolle gedragingen en  beinvloeding van bijvoorbeeld gastheren    etc….)

Het EP uitgangspunt   kan dus  zowel de studie van de nest-bouw als de manipulatie van gastheer gedrag door parasieten en parasitoiden omvatten .

Het belangrijkste punt is dat de EP verwezenlijkingen  ( zoals nesten of de dammen gebouwd door bevers,of manipulatief gedrag ) kunnen worden verbonden  met de kwaliteit en/ of functionaliteit die correleerden met bepaalde allelen van het organisme, waarop natuurlijke selectie vervolgens kon ingrijpen en fungeren.

°

Het essentieele verschil tussen EP en nicheconstructie

 Binnen het EP geldt een reproductief zwaartepunt = “voordelen” worden ( binnen het EP ) slechts doorgegeven door de genen van een organisme, in plaats van dat  =   een veranderde ecologische niche het nageslacht betere kansen zou bieden . .

Op deze wijze,leidt(bijvoorbeeld)  een allel tot betere dammenbouw  bij de bever waarbij  de gunstige allel expressie door de generaties heen , optimaliseerd .

Ook een allel dat de parasiet effectiever maakt in het verzwakken van de weerstand en   vluchtmechanismen van zijn gastheer en dat op enigerlei wijze het gedrag van zijn gastheer kan wijzigen ,____maakt het ook mogelijk dat het nageslacht van de parasiet een nieuwe gastheer of veranderende gastheer kan gaan gebruiken   en dat in  een soort van  evolutionaire  wapenwedloop —- en waar eveneens voor geselecteerd  kan  worden door de natuurlijke selectie.

Zoals Dawkins schreef,
“Replicators zijn niet natuurlijk, rechtstreeks gekozen, maar bij volmacht; ze worden beoordeeld ( = of behouden )  op hun fenotypische effecten

Hoewel het voor sommige doeleinden handig is om te denken dat al deze fenotypische effecten samen worden verpakt in de discrete ‘voertuigen van de genen ‘ zijn dergelijke individuele organismen niet fundamenteel noodzakelijk.

Veeleer moet de replicator worden gezien, als de fenotypische effecten die zich hebben uitgebreid, en nu ook  bestaan  uit al zijn gevolgen voor de  binnen en buiten wereld als geheel, niet alleen de effecten ervan op het individuele lichaam waarin het blijkt te zitten, te reizen en te worden gerepliceerd “( Dawkins, 1982 ).

Het punt is dat het EP  NIET   het fenotype van het organisme waarvan de genen waarvoor het codeert, is :  maar wel het   fenotype van een nest, een dam of,( bij parasiet-gastheer interacties,) gedragsveranderingen—> zelfs het “instinctieve ” gedrag  van de gastheer.

(geinfecteerde  ratten en   muizen  bijvoorbeeld  waarbij   kattenurine  niet meer als afschrikwekkend wordt ervaren )

Muis kan angst voor kat permanent verliezen

Muizen kunnen hun angst voor katten permanent verliezen, zo blijkt uit nieuw wetenschappelijk onderzoek.

19 september 2013

Muizen vertonen geen angst meer voor katten na infectie met de parasiet Toxoplasma gondii. Dit was al langer bekend, maar ook als de dieren zijn genezen van de infectie keert de angst voor katten niet terug.

Waarschijnlijk wordt de structuur van muizenhersenen blijvend veranderd door de parasiet, waardoor de knaagdieren zich anders gaan gedragen.

Dat melden onderzoekers van de Universiteit van Californië in het wetenschappelijk tijdschrift PLOS One.

Urine

De wetenschappers testten de angst van de knaagdieren voor katten door gezonde en met Toxoplasma gondii besmette muizen te confronteren met kattenurine.

De gezonde muizen bleven tijdens het experiment angstvallig uit de buurt van de kattenontlasting. De met Toxoplasma gondii besmette dieren vertoonden zoals verwacht geen angst.

Maar opvallend genoeg liepen ook de van de parasiet genezen knaagdieren zonder aarzelen op de kattenurine af.

“Zelfs wanneer de parasiet niet meer in het brein zit, blijft er een soort gedragsverandering bestaan, zonder dat we weten welk mechanisme dit veroorzaakt”, verklaart hoofdonderzoekster Wendy Ingram op denieuwssite van de Universiteit van Californië.

Mensen

De parasiet Toxoplasma gondii wordt verspreid door verschillende dieren, waaronder katten. Waarschijnlijk worden muizen besmet als ze per ongeluk in contact komen met kattenontlasting. Ook mensen kunnen gemakkelijk geïnfecteerd raken door de parasiet, bijvoorbeeld door het eten van varkensvlees dat niet gaar is.

Naar schatting is ongeveer een derde van de wereldbevolking besmet met Toxoplasma gondii. Gezonde mensen ondervinden normaal gesproken weinig of geen last van de parasiet, wel zijn er aanwijzingendat ook de structuur van het menselijk brein kan veranderen door de infectie.

Door: NU.nl/Dennis Rijnvis

http://www.wetenschap24.nl/nieuws/artikelen/2007/april/Rat-wordt-makkelijke-hap.html

Dit werd vroeger  ook door andere  dramatische voorbeelden  aangetoond

EP  nematoden die mieren infecteren die daarop gaan lijken op rijpe vruchten ( Hughes et al., 2008 ).
Frugivore  vogels die normaal geen mieren eten , pikken de mieren op wiens abdomen op rijpe bessen gaan lijken …waarbij ze dus ook de nematode eieren in hun uitwerpselen gaan verspreiden ….eieren die trouwens elders worden verzameld door de plaatselijke mieren op zoek naar zaden (waarop ze dus sterk kijken ) als voedsel voor hun larven , waardoor de cyclus word voltooid .

Parasiet maakt van mier een rode bes

Pas ontdekte rondworm verandert mieren in lokaas voor vogels

In het regenwoud van Panama hebben onderzoekers een sluwe parasiet ontdekt die mieren in bessen verandert.
De parasiet, een rondworm, infecteert de mier, waardoor zijn zwarte achterlijf rood wordt. De rode kleur trekt vogels aan, die de mier aanzien voor een rijpe bes en ’m opeten. De parasiet komt zonder kleerscheuren door de spijsvertering van vogels heen; die poepen hem uit, en dan wordt hij weer opgepikt door andere mieren. Ze voeden hun larven met de rondworm, en zo groeit er weer een generatie mieren op als een stel bessen.
De bizarre levenscyclus van de rondworm is bij toeval ontdekt door hoogleraar biologie Robert Dudley van de universiteit van Californië, toen hij een mierensoort bestudeerde die in de boomtoppen van de jungle in Zuid- en Midden-Amerika leeft. Dudley verbaasde zich erover dat diverse werkmieren een rood achterlijf hadden; in zijn lab sneed hij de insecten onder de microscoop aan plakjes. In hun buik trof hij honderden eitjes van de rondworm aan. Nader onderzoek wees uit dat ongeveer 5% van de werkmieren in een kolonie door de rondworm is besmet.

fruitige mier

http://www.wetenschap24.nl/nieuws/artikelen/2008/januari/Fruitige-mieren.html

In dit geval, net als in andere gevallen , wijzigt de nematode,  geensziens  op directe  wijze  mierengenen , maar wijzigt  veeleer het gedrag  en   het uiterlijke  van de mier door middel van haar eigen genen . Het nieuwe ‘fruit fenotype’ van de mier , is eigenlijk het EP van de nematode.

Het punt is dat het EP niet het  lichamelijke  fenotype van het organisme is  waarvoor diens genen  coderen  Maar het EP   is het fenotype van (bijvoorbeeld ) een nest, een dam of […] veranderingen in gedrag of het uiterlijk van de gastheer

Naast constructies-zoals vogelnesten of bever dammen-en gemodificeerde gastheer gedrag, is er een derde categorie van het EP, dat wordt omschreven als genetische werking op afstand, zoals opgemerkt door David Hughes, convenor van de ESF-workshop, (nu aan de Harvard University (Cambridge, MA, USA).

“De parasiet en zijn gastheer zijn in nauw contact, maar genen kunnen ook EPs veroorzaken, zelfs als de twee organismen fysiek gescheiden zijn,” zei hij.

“Een voorbeeld  kunnen  orchidee -genen zijn   waardoor een vlieg  (of solitaire bij) tot bestuiving  wordt aangezet door een truuk waarbij een specifieke insect  imitatie door de orchidee wordt gebruikt …. De bestuivers   ‘denken’  bij het zien of ruiken van de de orchidee -imitatie  aan een potentieele partner ”

In dit voorbeeld  veroorzaakt de orchidee  het  fenomeen  van  pseudocopulatie  :  de bloem  bootst een sexuele partner na via geschikte chemische en tactiele signalen, om zo (voornamelijk)  mannelijke insecten aan het paren te krijgen met de imitatie en alzo de bloem te bestuiven . In dit geval is het EP gewijzigde gedrag van het insect en  zijn de allelen van genen die bij de  betrokken bloem  de vrouwelijke  “insekten ” nabootsen , het meest effectief geworden door natuurlijke selectie.

orchids

Ophrys eleonorae and Ophrys lupercalis, a wild hybrid orchid, whose pollinator, a male solitary bee, is engaged here in pseudocopulation. Photograph: Christian Ziegler/Minden Pictures

Poppenorchis met de bestuiver. Een heel klein sluipwespje.
Afbeelding
Afbeelding

http://www5.knnv.nl/europese-orchideeen/fotos-van-bestuivers

–>  website van Nicolas Vereecken. Op deze site zijn schitterende foto’s van orchideeënbestuivers te vinden.

zie ook
Extended phenotype redux

Extended fenotype redux
© Image Source / Corbis

http://www.nature.com/embor/journal/v10/n3/full/embor200918.html

Van deze drie categorieën zijn  de EP constructies  het meest bekend  en tot dusver  grondig bestudeerd .

Zoals Dawkins heeft opgemerkt, heeft dit geleid tot verwarring over hoe ver het EP  reik…

Een aantal mensen  beweerden dat(minstens )  de  blauwdruk voor  bepaalder  EP – bouwsels(–> bijvoorbeeld termietenheuvels  ) van een   van zijn fouten lerende  ontwerpende (blinde ) architect  afkomstig zouden  zijn

Maar het is  NIET   zo  dat de  specifieke allelen   verantwoordelijk voor het resultaat , meer of minder waarschijnlijk  gekozen  zouden zijn gebaseerd op het” ontwerp van de laatste bouwels of prototype ”  . Dit idee leide  wel  tot de behandeling van de interessante  voorbeeld-situatie dat deze (gemodificeerde ) constructies  het product van   vele organismen zouden zijn  ( van dezelfde soort ? ) ipv  een  enkel organisme.

Dit is waar nicheconstructie theorie in het spel komt, en het is het onderwerp dat heeft geleid tot discussies tussen voorstanders van het EP en de voorstanders van nicheconstructie.

Nicheconstructie theorie gaat verder dan het EP door te suggereren dat veel organismen in een ecosysteem de selectieve druk op ieder  van hen kan veranderen door het wijzigen van hun omgeving op verschillende manieren_____niet noodzakelijk om hun eigen directe voordeel.

Dawkins heeft betoogd dat nicheconstructie  eigenlijk een speciaal geval is  van het EP ( Dawkins, 2004 ), dat in feite   betrekking heeft, op de genen van die organismen die deelnemen aan de relevante milieucomponenten van de niche.

Maar, heeft hij het idee dat  ” evolutie kan handelen in een bredere zin over een volledig ecosysteem en uit te breiden tot organismen die niet direct betrokken zijn bij de nicheconstructie ” ,  verworpen  .

Hij heeft er opnieuw op gewezen,  dat selectie alleen kan   werken op de  voorhanden zijnde   variaties van  de replicators, die (bijna ) altijd allelen zijn

Toch,  zullen  sommige voorstanders van nicheconstructie volhouden dat evolutie kan werken met  een groter bereik: bever dammen zouden kunnen profiteren  van  andere dieren die niet direct betrokken zijn bij de bouw, bijvoorbeeld, het vergroten van de geschiktheid van die organismen.

Hoewel dit het geval zou kunnen zijn, heeft Dawkins erop gewezen dat dit nog niet zou betekenen  dat  elke vorm van niet species eigen  selectie  op de  bever allelen zou inwerken. Alleen de selectie van die organismen waarvan de  bijdrage leid tot  betere dammen,  is van rechtstreeks belang   voor bevers en kunnen  vervolgens invloed hebben op de selectie van de bever genen.

Het debat over het EP werd nieuw leven ingeblazen

°

Antwoord aan Laland, Turner en Jablonka ( Dawkins, 2004 ).

Dawkins  bracht als antwoord in  2004  het  document, ” Extended Fenotype-“ maar dit was niet echt uitgebreid.

Het was een directe reactie op papers door de zogenaamde ‘niche constructionists’ Scott Turner, State University van New York (Syracuse, NY, USA), Kevin Laland, aan de Universiteit van St. Andrews (Fife, Verenigd Koninkrijk), en Eva Jablonka, Universiteit van Tel Aviv in Israël.

In zijn paper, verduidelijkte  Dawkins dat het EP begrip  alleen geldig was  in situaties waarin er een rechtstreeks verband bestond  tussen variaties in het EP en  de selectie van de replicators.

“Uitgebreide fenotypes zijn alleen die  naam waardig als ze kandidaat  zijn  bij  aanpassingen ten behoeve van allelen verantwoordelijk zijn voor variaties in het EP ”  schreef hij.

De niche constructionistische opvatting  leek te  argumenteren  voor   de opvatting   dat verschillende selectieve(species eigen en species vreemde )  druk soorten  aan elkaar gekoppeld kunnen worden ter constructie van  een groter bereik terwijl die constructie  tegelijkertijd    op de genen van vele organismen  kan    inwerken ______een uitbreiding van  het EP-fenotype….(  te ver gaand  , volgens Dawkins ‘.)

SINDS het papier uit  2004, zijn   EP en nicheconstructie ,  vaak afgeschilderd als tegengestelde standpunten, ten minste tot de  ESF conferentie waarin de  consensus werd  bereikt dat de twee meer complementair dan tegenstrijdig, zijn

Volgens Patrizia d’Ettorre, Associate Professor bij het Centrum voor Maatschappelijke Ontwikkeling, Universiteit van Kopenhagen, Denemarken, die een verslag van de bijeenkomst schreef.

“[W] e concludeerden dat het EP  vandaag nog steeds  levend en wel is …. en dat  NIET  in strijd is met begrippen als nicheconstructie of interactie fenotypes,” bevestigde ze, en voegde eraan toe dat een van de belangrijkste verwezenlijkingen was   ”  het overtuigen van vertegenwoordigers van de verschillende standpunten om rechtstreeks te communiceren met elkaar.”

In feite, gaf de EP kamp toe dat fenotypes communiceren op grote schaal en invloed hebben  op de adaptieve landschap waarin zij opereren, door (o.a; ) het creëren van feedback op de organismen die ze te uiten.

Op zijn beurt, waren de niche constructionists het  eens  met de  bewering  dat EP allelen  alleen (evolutionaire ) invloed kunnen   uitoefenen mits het bestaan  van  directe selectieve druk op de betrokken genen   ( of andere replicator-zoals-memes )als er variatie in EP verband met de replicator.

Toch is de discussie in de ESF vergadering  verschoven naar de  toekomstige   bespreking van de vraag of de nicheconstructie  een  belangrijke evolutionaire drijvende kracht is  .

Niche constructionists, zoals Turner, die de conferentie ESF bijgewoond, beweren dat de neo-darwinistische opvatting   van het gen als de enige determinant van cellulaire processen en uiteindelijk fenotypes, en als de overheersende eenheid van het adaptieve proces,(= een vorm van genetisch determinisme )  zeer te wensen overlaat .

Turner voerde op de conferentie  aan dat   ” onze groeiende kennis van erfelijke epigenetische mechanismen die effectief gen-expressie veranderen___en dus ook het  fenotype  veranderd _____suggereert dat de evolutie werkt op verschillende niveaus boven het gen niveau  ”

. Het eerste principes van genetische overerving alleen, zei hij, kan geen verklaring geven   voor de fysiologische factoren  in  morfogenese   en het  soepele  aanpassingsvermogen.

Jablonka gaat nog verder, als ze stelt dat ” ….de darwinistische evolutie wordt  evenzeer gedreven door  de aanpassingen  van ecosystemen als door  door genetische sequenties ( Jablonka, 2004 ). ”

Wat nicheconstructie, gaan we  verder dan Dawkins ‘EP idee,….. Omdat we  erkennen  dat variaties in ecologische legaten kunnen worden overgeërfd, en dat dit zelfs kan gebeuren als er geen sprake is  van   genetische verandering____geen verandering in DNA basenvolgorde,” zei ze.

Jablonka gelooft ook dat epigenetische mechanismen een cruciale rol in deze adaptieve dans tussen organismen en milieu vervullen  :.

“…. De Ecologische erfenis kan worden vergemakkelijkt of afhankelijk zijn van  duidelijker  epigenetische overerving mechanismen , kan co-ontwikkeling van   epigenetische variaties  induceren  :   bijvoorbeeld op  voeding. gebaseerde ontwikkeling programmering van de moeder tijdens de zwangerschap kan leiden tot nageslacht met dezelfde voorkeuren, die de constructie van hetzelfde voedsel-gerelateerde milieu helpt. “

In een dergelijk scenario zou de omgeving die de grootste fitness  van   particulieren bevoordeeld, op zijn beurt  de onderliggende epigenetische veranderingen door opeenvolgende generaties kunnen stimuleren  . Maar, zoals de EP voorstanders vermelden  , hoewel deze epigenetische veranderingen  deel nemen aan het   selectieve landschap, blijven  de onderliggende genen  de uiteindelijke bron van variaties  .Epigenetische mechanismen  rekenen  immers op de  genen.

“Het  is echter een  een gat gebleven   dat niemand helemaal heeft weten te overbruggen,” zei Turner e. “Ik stel dan ook  dat een alomvattende theorie van de evolutie  niet mogelijk is  totdat die kloof is overbrugd.”

Turner heeft  deze kloof gedefinieerd als een paradox waarin, door het creëren van hun eigen omgeving, organismen in feite zichzelf aanpassen aan zichzelf  “De mogelijke   oplossing van het  het raadsel is , denk ik te vinden door   evolutie en natuurlijke selectie te behandelen als een   fysiologische proces , dat de uitdrukking  is en van selectie en van  van “erfelijke geheugen” in het  DNA. Dit spoort  met het  opkomende beeld van het genotype als een dynamisch en geïntegreerd deel van de cel in plaats van een determinator  ervan, “besloot  Turner .

Binnen deze stand van zaken  , is er brede overeenstemming  dat het EP concept nuttig is om een ​​aantal aanpassingen die zich binnen drie de categorieën  voordoen  en  waarvan er vele verschillen in  evolutiesnelheid van de bijbehorende genotypen , verklaren.

De eerste categorie zijn  geconstrueerde EPs, zoals nesten of dammen-inclusief enkelvoudige organismen:  Meestal meercellige eukaryoten, waarvan het genoom relatief langzaam evolueert  en daardoor kan  leiden tot  stabiele lange termijn aanpassingen.

Bij de tweede categorie  van de  gastheer-parasiet interacties  gaat het zowel om het genoom van de gastheer alsdat van de parasiet in de pogingen   om het gedrag van de gastheer te wijzigen. Genen van de parasiet  evolueren bijna altijd snel en delen   de lakens , terwijl de gastheer zich meestal beperkt  tot  schade-inperkingen  .

Maar toch,  wees Sylvain Gandon, van het centrum van Evolutionaire en Functional Ecology in Montpellier, Frankrijk,erop , , betekent dit niet dat de parasieten onvermijdelijk evolueren naar een toestand van symbiose met de gastheer:

“Er zijn veel manieren waarop  een parasiet  zijn habitat kan   verbeteren binnen de gastheer.

Symbiosis zou een manier  kunnen  zijn, maar, [door], extreme virulentie-met meer agressieve exploitatiestrategieën-kan het nog wel. Symbiose is niet de ultieme evolutionaire uitkomst van een  gastheer-parasiet co-evolutie, “hij zei.
Jablonka […] stelde voor dat de “darwinistische evolutie  evenzeer wordt  gedreven door aanpassing van ecosystemen  als  door genetische sequenties ...

Naast dramatische voorbeelden zoals hondsdolheid, waarbij de gastheer bijna altijd sterft , zijn er vele voorbeelden van gastheer-parasiet  systemen die  homeostase  vertonen op  verschillende niveaus van virulentie. “Het meest klassieke voorbeeld is misschien wel de evolutie van de virulentie van het  myxomavirus bij konijnen,” merkte Gandon ( Fenner & Fantini, 1999 ). op”Het virus werd in Australië in 1950 ingevoerd om de uit de hand gelopen populaties  van  ingevoerde   Europese konijnen ( in australie dus erxoten )  te controleren […]. Hoewel de virulentie van het virus snel afnam  , bereikte  het uiteindelijk  een stabiele gemiddelde virulentie van  ongeveer 70% na een paar jaar . ” In feite zijn er vele modellen die aantonen dat  parasietaire  virulentie niet altijd hoeft te  evolueren naar nul ( Frank, 1996 ).

Er zijn ook bekende voorbeelden van het EP in de derde categorie   :    -genetische actie op afstand-zoals sociale parasieten die de gastheer van verre te manipuleren.

In sommige gevallen is de sociale parasiet nooit de gastheer  zelf  …..zoals in het geval van de gemeenschappelijke Europese koekoek, … een nest parasiet  die haar eitjes legt in de nesten van vogels, zoals graspiepers,  en karekieten ….. . Het EP is hier een bedrog  waarbij de gastheer vogels  ervan  overtuigd worden    het ei ( als hun  eigen ei) te bebroeden en de jongen groot te brengen. De relevante aanpassing ligt in het produceren   van de koekoeks  eieren, en daaropvolgende koekoek kuikens, met  voldoende overeenkomst met die van de gastheer  zodat   ze niet uit het nest worden geworpen.

Insecten kunnen ook sociale parasieten zijn  , zelfs van hun eigen soort, zoals de “slavenhoudende  “‘ mierensoort Polyergus rufescens, die d’Ettorre  bestudeerde  .

http://formicidae.be/polyrufe.htm

http://www.antweb.org/description.do?genus=polyergus&name=rufescens&rank=species&project=allantwebants

Polyergus_rufescens_casent0010688_head_2

Polyergus rufescens

Amazonemieren zijn o.a. herkenbaar aan hun sikkelvormige kaken die goed van pas komen tijdens hun rooftochten. De hier afgebeelde mier is P. breviceps.

Polyergus rufescens

Op deze foto zien we een gemengde kolonie van Polyergus breviceps en Formica argentea (Noord-Amerika) een beeld dat sterk overeenkomt met een kolonie P. rufescens / Formica fusca hier bij ons.

http://en.wikipedia.org/wiki/Polyergus

De Polyergus mieren koningin    infiltreert ( of verovert met haar eigen soldaten )   de nesten van haar ‘gastheer ‘-soorten (van de Formica  familie–en loost  chemische signalen  ,  om verder   haar  aanwezigheid te verbergen.

De Polyergus koningin doodt daarna  bioj de eerste de beste gelegenheid  de   Formica  koningin ,  dupeert   de gastheer werkmieren  en zal zodoende   voedsel voor haar eigen broed   van de  slaven-werksters  verkrijgen .

Het EPi  , (in dit geval  enigzins vergelijkbaar met dat van    de koekoek) , ligt in  het- voor -de- gek- houden van de gastheer soorten bij het voeden van het  parasitaire broed.

Duidelijk, dat eigen  Polyergus allelen die de mier effectiever  camoufleren worden  bevoordeeld door natuurlijke selectie. Zoals d’Ettorre opmerkte, zijn er variaties op dit thema:

” Er zijn ook  andere miersoorten  die fungeren als sociale parasieten, (de  zogenaamde ‘inquilines’ die de gastheer koningin,niet doden , maar gaan cohabiteren   met haar, ‘legde hij  uit. “Deze inquilines zijn in staat om de reproductie van de gastheer koningin -actie  zodanig te beinvloeden  dat ze alleen  nog  van werkmieren produceert , maar   de aanmaak  van  nieuwe mannetjes en reproductieve vrouwtjes word onderdrukt  ( Sociohormonen ?  )”

http://en.wikipedia.org/wiki/Inquiline

http://www.arkive.org/workerless-inquiline-ant/pogonomyrmex-colei/

Workerless inquiline ant specimen

Deze voorbeelden wijzen op de kracht  van het EP om  een  enorm arsenaal van  complexe relaties en aanpassingen waargenomen in de natuur , te verklaren.

Het blijft echter te bezien, of het idee van het EP zelf kan worden uitgebreid tot een integraal onderdeel van een verenigde evolutietheorie, die volledig de brug kan slaan tussen genotypen en omgevingen 

Dawkins R (1982) The Extended Phenotype: The Long Reach of the Gene. Oxford, UK: Oxford University Press

Dawkins R (2004) Extended Phenotype—but not too extended. A reply to Laland, Turner and Jablonka. Biology & Philosophy 19: 377–396 | Article

Fenner F, Fantini B (1999) Biological Control of Vertebrate Pests. The History of Myxomatosis: An Experiment in Evolution. Wallingford, UK: CAB International

Frank SA (1996) Models of parasite virulence. Q Rev Biol 71: 37–78 | Article | PubMed | ISI | ChemPort |

Hughes DP, Kronauer DJC, Boomsma JJ (2008) Extended Phenotype: nematodes turn ants into bird-dispersed fruits. Curr Biol 18: R294–R295 | Article | PubMed | ChemPort |

Jablonka E (2004) From replicators to heritably varying phenotypic traits. The Extended Phenotype revisited. Biology & Philosophy 19: 353–375 | Article

De BEVERDAM  

 Sir David Attenborough..

KOLONIES – NESTEN

wever vogels

KRUISSPIN “IN SLOW MOTION ”

Darwin’s Paradox of ecosyteem met sponzen

sponzen

°

°

ecosystemen.docx (2.5 MB)

http://www.ecomare.nl/ecomare-encyclopedie/natuurlijk-milieu/ecologie/ecosystemen/

Ecosystemen

Een ecosysteem is het geheel van planten, dieren en het gebied waar ze in leven, bijvoorbeeld de wadplaten, prielen en geulen van de Waddenzee. De Noordzee en de Waddenzee zijn twee heel verschillende ecosystemen. Het kustlandschap, stranden en duinen samen, is één ander ecosysteem.

°

De spons: het antwoord op de 171 jaar oude Darwins Paradox!

°

http://www.nu.nl/wetenschap/3595230/koraalriffen-bestaan-dankzij-sponzenpoep.html

7 oktober 2013

…..Sponzen zetten de afvalstoffen van koralen en algen om in voedzame poep waarmee andere bewoners van een koraalrif zich in leven kunnen houden.De vraag hoe koraalriffen in voedselarme wateren kunnen groeien, is daarmee opgelost.

wetenschappelijk tijdschrift Science.

“Tot nu toe werd er maar weinig aandacht besteed aan sponzen”, verklaart hoofdonderzoeker Jasper de Goeij op BBC News.

“Maar nu blijkt dat sponzen grote spelers zijn in een koraalrif: ze verdienen de credits voor die rol.”

°

07 oktober 2013  1

rif

Koraalriffen zijn oasen in een grote oceaan, die verder grotendeels leeg is. Hoe is het mogelijk dat er op het koraalrif zoveel organismen leven, terwijl een paar meter verderop de oceaan wel een woestijn lijkt? Darwin vroeg zich dit 171 jaar geleden ook al af. Later werd dit raadsel ‘Darwins Paradox’ genoemd. Wetenschappers uit Nederland hebben nu het antwoord gevonden!

°

Tropische zeeën zijn over het algemeen voedselarm.

Hoe kan het dat er zoveel organismen op een koraalrif kunnen leven, terwijl er zo weinig voedsel beschikbaar is? Het antwoord is: sponzenpoep!

Sponzen kunnen het water heel goed filteren, waarbij ze bacteriën, eencellige algen en zelfs virussen eten. Het grootste deel van hun dieet bestaat echter uit organische stoffen, zoals suikers die zijn opgelost in het zeewater. Deze opgeloste organische stoffen zijn de belangrijkste bron van voedsel op de koraalriffen: ze worden geproduceerd door de koralen en algen op het rif. Deze voedselbron is echter niet beschikbaar voor de meeste andere bewoners van het koraalrif en dreigt daarom weg te lekken naar de omliggende tropische zee-woestijn.

Spons
Jasper de Goeij van de Universiteit van Amsterdam en Dick van Oevelen van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee hebben samen met een aantal collega’s onderzoek gedaan aan het koraalrif bij Curaçao.

Daar ontdekten ze dat de binnenkant van het koraalrif – een soort grotten – bedekt is met een dun laagje spons.

Omdat deze binnenkant van de koraalgrotten heel sterk geplooid is, is het toch een groot oppervlak. Al deze sponzen bij elkaar blijken in staat om de opgeloste suikers uit het zeewater te filteren.

Ondanks al dit voedsel, groeiden de sponzen niet.

Wat gebeurde er dan wel?

Close-up van de spons Halisarca caerulea met uitstroomopening voor het gefilterde water (stervormig). De sponzenpoep (detritus) is zichtbaar als lichtbruine vlokjes op het oppervlak van de spons. © Jasper de Goeij.

Close-up van de spons Halisarca caerulea met uitstroomopening voor het gefilterde water (stervormig). De sponzenpoep (detritus) is zichtbaar als lichtbruine vlokjes op het oppervlak van de spons. © Jasper de Goeij.

Sponzenpoep
Het bleek dat de sponzen enorm veel nieuwe cellen produceerden.

Maar als ze niet groeien, waar bleven die cellen dan? Uiteindelijk bleek dat ze hun cellen heel snel vernieuwen en de oude cellen als dood organisch materiaal uitpoepten. En die sponzenpoep, dat is een lekker maaltje voor krabbetjes, wormen en slakjes. En die worden op hun beurt weer gegeten door grotere dieren, zoals vissen. De Goeij en collega’s toonden hierdoor aan dat sponzen een tot nu toe onbekende en onmisbare schakel zijn in de voedselkringloop van koraalriffen.

Onopvallend
Hoe kan het dat dat niet veel eerder ontdekt is? De sponzen leven vooral aan de binnenkant van het rif, en vallen dus niet op als u langs het rif zwemt. Bovendien poepen de sponzen ook nog eens vooral ‘s nachts. En wie gaat er nu midden in de nacht in het pikkedonker aan de binnenkant van een koraalrif kijken?!

De Goeij en Van Oevelen wijzen op de belangrijke rol van sponzen in toekomstig onderzoek en in de bescherming van koraalriffen. Deze rol is tot nu onderbelicht gebleven terwijl het voortbestaan van de koraalriffen wereldwijd ernstig wordt bedreigd. Het sponzenonderzoek maakt niet alleen duidelijker hoe het koraalrif werkt, maar ook hoe het ecosysteem productief kan zijn zonder dat er energie verloren gaat. Dit is belangrijk voor de ontwikkeling van duurzame vormen van aquacultuur en het opzetten van zeeboerderijen.

°

auteur  : Nienke Bloksma is wetenschapsvoorlichter bij het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee op Texel. Sinds haar jeugd heeft ze een passie voor de natuur en het milieu, met een speciale voorkeur voor het Waddengebied en de zeeën. Na een studie Biologie en Geografie heeft ze voor de milieucommunicatie gekozen.

Science-publicatie_ Spons poept leven in tropisch koraalrif – Universiteit van Amsterdam <—PDF 

Video  

De sleutel voor echt duurzame visteelt ligt in de koraalriffen. In deze superefficiënte ecosystemen wordt al het afval gerecycled en gaat geen greintje energie verloren.

http://www.uitzendinggemist.nl/afleveringen/1300799

LINKS 

KOUDWATERKORAAL   —>‘dodemansduim’

http://natuurbericht.nl/?id=6198

Enige Nederlandse koraal in Zeeuwse Delta nagenoeg uitgestorven

Bericht uitgegeven door Stichting ANEMOON op zondag 26 juni 2011

Dodemansduim is de illustere naam van het enige in de Nederlandse kustwateren voorkomende koraal. Voor de geheel of gedeeltelijke afsluiting van het Veerse meer, Grevelingenmeer en de Oosterschelde kwam dit zachte koraal nog veelvuldig in de Zeeuwse Delta voor. Na de afronding van de Deltawerken is de soort hier heel snel achteruit gegaan. In de afgelopen jaren werd het steeds minder vaak aangetroffen. Momenteel lijkt Dodemansduim in deze wateren uitgestorven te zijn. Gelukkig komt dit zachte koraal tenminste nog veel voor op de wrakken en lokaal ook op de Klaverbank in de Noordzee. Het is een bijzondere soort die mogelijk als indicator soort kan fungeren voor te beschermen gebieden en habitats in de Noordzee. Iets waar nu nog een groot gebrek aan is.

Dat Dodemansduim een koraalsoort (Klasse Octocorallia) is blijkt uit de acht tentakels van de poliepen. De vlezige lobben en de afwezigheid van een kalkskelet geven vervolgens aan dat het een zogenaamd zacht koraal is (orde Alcyonacea). De Latijnse naam Alcyonium digitatum is afgeleid van het feit dat de lobben tweevoudig vertakt zijn. De kolonies kunnen circa twintig centimeter groot worden. De kleur van de kolonies is wit of geeloranje. Langs de Nederlandse kust kwam het vroeger op veel plaatsen voor: van enkele meters tot meer dan veertig meter diep.

Dodemansduim op Klaverbank 2011 (foto: Peter H. van Bragt)

Dodemansduim op Klaverbank 2011 (foto: Peter H. van Bragt)

De Doggersbank expeditie van 2011 heeft op de meeste wrakken die zij hebben bekeken het Dodemansduim aangetroffen. Vaak betrof het grote, mooie volgroeide kolonies. Ook op een tweetal bekeken plaatsen op de Klaverbank, ten noordoosten van Den Helder, werden veel maar vaak kleinere kolonies aangetroffen. Hier komt het enige Nederlandse koraal dus nog veelvuldig voor.

Voor de afsluiting van de het Veersemeer, Grevelingenmeer en de gedeeltelijke afsluiting van de Oosterschelde kwam het Dodemansduim ook hier op heel veel plaatsen voor. Oudere sportduikers die hier voor de Deltawerken hebben gedoken kunnen dit bevestigen. Het getijdenverschil was toen gemiddeld circa een meter groter dan het nu is. In het Veerse meer en Grevelingenmeer bestaan nu in het geheel geen getijdenstromingen meer. De waterkwaliteit en zuurstof concentraties zijn hier na de afsluiting sterk achteruit gegaan. In deze wateren hebben de veranderde factoren er toe bijgedragen dat het Dodemansduim hier nu is uitgestorven. Ook in de Oosterschelde is door de aanleg van de Oosterscheldekering de stroomsnelheid aanzienlijk afgenomen. En hoewel in de centrale en westelijke Oosterschelde nog een redelijke getijdenstroming bestaat is de afname van de stroomsnelheid ook hier een belangrijke factor geweest in de teloorgang van het koraal in deze zeearm.

Dodemansduimpje Oosterschelde mei 2011 (foto: Floor Driessen)
Dodemansduimpje Oosterschelde mei 2011 (foto: Floor Driessen)

De laatste jaren heeft er tijdelijk nog een kleine populatie Dodemansduim in het zuidwestelijke Grevelingenmeer gestaan. Die is er nu weer verdwenen. Ook zijn er recent slechts zelden en uitsluitend hele kleine kolonies Dodemansduim op enkele plaatsen van de Oosterschelde aangetroffen. Die hebben zich echter nooit kunnen vestigen of voor een nieuwe populatie kunnen zorgen. Daarom moeten we nu helaas vaststellen dat het enige Nederlandse koraal in deze zeearmen nagenoeg uitgestorven is.

Dodemansduim is door menselijk ingrijpen uit een groot deel van de Zeeuwse Delta verdwenen. We weten dat het lokaal op de wrakken en tenminste ook op de Klaverbank in de Noordzee nog veelvuldig voorkomt. Dat is een van de vele goede redenen om snel over te gaan op de bescherming van deze gebieden. We wachten nog steeds op de Nederlandse overheid om adequate maatregelen te nemen om zowel onze enige koraalsoort als de rest van de bijzondere mariene biodiversiteit die hier voorkomt te beschermen voor het te laat is!

Tekst: Peter H. van Bragt, Stichting Anemoon
Foto’s: Peter H. van Bragt en Floor Driessen

Sponsdieren /Sponzen  soorten

Sponzen

Dieren 

http://www.soortenbank.nl/hoofdgroepen.php?groep=Sponzen&selectie=65&hoofdgroepen_pad=%2C1%2C65

sponzen

Boorspons   Broodspons  Gele korstspons  Geweispons   Gewone zakspons  Grillige buisjesspons   Paarse buisjesspons                        Sliertige broodspons  Hymeniacidon perlevis   Mycale micracanthoxea

http://oud.digischool.nl/bi/onderwaterbiologie/html/biologie/sponzen.htm

Van alle dieren die zijn opgebouwd uit structuren van meerdere cellen is de spons wel de meest eenvoudigste. Bij een spons ontbreekt het aan gespecialiseerde organen als hart, maag, en darmen. Ook zijn er geen kringloopsysteem of zenuwbanen aanwezig; ze zijn niets meer dan één groot filtersysteem en dat filtersysteem is enorm efficiënt.
Door microscopisch kleine openingen (ostiën) in het sponsoppervlak stroomt het water naar binnen. De ostien zijn verbonden met kanaaltjes die door het lichaam van de spons lopen. In die kanaaltjes zitten speciale cellen die, met hun trilharen, een stroming op gang brengen, zodat er binnen het lichaam van de spons een soort vacuüm ontstaat. Op die manier is de spons in staat om elke minuut meer dan vier keer zijn eigen volume aan water door zijn lichaam heen te pompen en zodoende van microscopisch kleine organismes te zuiveren. Het gezuiverde water verlaat het lichaam weer via een veel grotere uitstroomopening (oscula).

Van de ongeveer 10.000 bekende soorten zijn er slechts enkele die in zoetwater leven. Het overgrote deel leeft in zee, van de pool tot de tropen en van ondiepe poeltjes tot de diepe oceaan troggen.

Door zijn eenvoudige bouw bezit de spons een groot regeneratievermogen. Als hij, door welke reden dan ook, in verschillende stukjes zal worden verdeeld, kan elk gedeelte weer uitgroeien tot een zelfstandige spons.

Sponzen kunnen uitgroeien tot hoge bekervormige of geweiachtige structuren. De stevigheid die daarvoor nodig is ontlenen ze aan de aanwezigheid van glas, hoorn of kalkachtige naaldjes of skeletelementen (spicula), die samen met het sponsweefsel voor een stevige structuur zorgen. Deze skeletelementen zijn er ook verantwoordelijk voor dat de spons, voor de meeste dieren, oneetbaar is.

Boorspons
Geweispons
Gewone broodspons
Oranje korstspons
Paarsebuisjesspons
Sliertige broodspons
Bleke badspons
WittebuisjessponsZaksponshttp://www.anemoon.org/search?SearchableText=zakspons
Zeeland
Zoetwaterspons zoet water
Buisspons
Bekerspons
tropen

http://users.skynet.be/sky68333/biologie/dierenrijk/k_sponzen.htm

Stam 1 Sponzen (porifera)

Sponsen zijn voornamelijk in zee levende, vastzittende dieren met een regelmatige vorm (sommige soorten zijn echter wel veranderlijk van vorm). Slechts enkele soorten komen voor in zoet water. Sponsen bezitten geen mond, geen spijsverteringsstelsel en hebben geen waarneembaar zenuwstelsel. Een spons bestaat meestal uit een verzameling cellen, die niet samen geordend zijn tot organen of weefsels. Ze omvatten een systeem van kamers en kanalen, die door middel van poriën met de buitenwereld in verbinding staan.De cellen liggen meestal in een geleiachtige massa, die wordt ondersteund door een skelet, bestaande uit kalk- of kiezelnaalden (= spicula). Deze spicula kunnen tot een fijn traliewerk samengevlochten zijn. Diverse soorten bezitten dit skelet niet maar verkrijgen hun stevigheid door een fijnmazig netwerk van sponginevezels. (Spongine is een chemische stof die nauw verwant is aan zijde.) De grondvorm van een spons is in het eenvoudigste’ geval een zak die aan de buitenkant bedekt is met afgeplatte cellen, de dekcellen, die aaneensluiten. De inwendige holte is bekleed met kraagcellen, die voorzien zijn van een zweephaar. Door het slaan met deze zweepharen bewerkstelligen de kraagcellen een waterstroom die binnenkomt langs de poriën, naar de centrale holte wordt gevoerd en door de uitstroomopening weer naar buiten vloeit. De kraagcellen houden de voedseldeeltjes vast en verteren ze of geven ze door aan andere cellen, die voor de vertering zorgen. De waterstroom kan worden vertraagd of versneld door samentrekken of uitstulpen van de poriën. Het voedsel bestaat hoofdzakelijk uit plankton en organisch afval (detritus).

Indeling:

De indeling van de sponsen gebeurt aan de hand van de bouw van de skeletnaalden. We onderscheiden 4 klassen :

  • Kalksponsen of Calcarea waarvan het skelet bestaat uit kalknaalden (Plaat 8, fig. 1 en 2)
  • Glassponsen of Hexactinellida waarvan het skelet bestaat uit kiezelnaalden. Bijna alle glassponsen zijn diepzeebewoners. (Plaat 8, fig. 3 en 4)
  • Hoornsponsen of Demospongia waarvan het skelet spongine bevat. De meest bekende sponsen behoren tot deze klasse (Plaat 9).
  • Koraalsponsen of sclerospongia waarvan het skelet opgebouwd is uit kiezelnaalden en spongine (Plaat 9, fig. 7).

Kenmerken:

Eenvoudige bouw, uitstroomopeningen zichtbaar, zacht en plooibaar

vormen:

  • korstsponzen: bedekken het substraat met een dunne korst
  • geweisponzen: hebben de typische gewei-vorm
  • bekersponzen & buissponzen: zoals de geweispons maar holle ‘buizen’ of zelfs ‘bekers’ als de binnendiameter groter is dan de lengte van de spons
  • massieve sponzen: bolvormig, zoals de badspons

  

types:

  • Ascon type: kleine sponzen; de zweephaarcellen zitten in de centrale holte
  • Sycon type: grotere sponzen; de zweephaarcellen zitten in de vetakkingen van de centrale holte
  • Leucon type: grote sponzen; zeer sterk vertakt, de zweephaarcellen zitten in kleine kamertjes 

Bouw:

bouw spons1

  1. Hol lichaam, voorzien van microscopische instroomopeningen en zichtbare uitstroomopeningen.
  2. Binnenkant bekleed met kraagcellen (cellen, voorzien van een zweephaar) of choanocysten die de waterstroom door de spons veroorzaken. De kraagcellen kunnen voedsel vangen.
  3. Naargelang de plaats waar de kraagcellen zich bevinden onderscheiden we het Ascon-, Sycon– en Leucon type.
  4. Skelet van naalden (spicula) van kalk, kiezelzuur of hoorn dat stevigheid geeft aan de spons. Naargelang de naalden worden de sponzen ingedeeld in kalk, glas en hoornsponzen. De naalden bevinden zich in de gelei-achtige massa tussen de buitenste en binnenste cellaag.
  5. Weinig verschillende soorten cellen:
  • dekcellen (pinacocyten) a.d. buitenkant. Het zijn de levende tegels van de spons.
  • mesenchymcellen (amoeboïdale cellen die voedsel transporteren tussen kraagcellen en dekcellen. zoals het bloed bij de mens). Ze kunnen uitgroeien tot eicellen, zaadcellen of cellen die skeletnaalden produceren (spiculablasten).
  • sluitcellen (porocyten) zijn doorboorde dekcellen die de instroomopeningen vormen. Ze kunnen de waterstroom door de spons regelen door zich min of meer samen te trekken.
  • drie spiculablasten die een skeletnaald (spicula) vormen.
  • contractiele cellen rondom een porie kunnen samentrekken om de waterstroom te verminderen en om de spons lichtjes van vorm te veranderen. Door het ontbreken van een zenuwstelsel zal deze contractie niet gecoördineerd verlopen.
  • kraagcel (choanocyt). Ze verzorgen de waterstroom door de spons met hun zweephaar en nemen voedseldeeltjes op. De kraag zorgt ervoor dat de deeltjes niet wegdrijven als ze de cel naderen.
  • Naargelang de vorm herkennen we de Bekersponzen, Geweisponzen en Korstsponzen

tek_spons_versch_cellen

Voeding:

De spons is een aktieve filteraar; aktief omdat ze een inspanning doet om de waterstroom te bekomen (pomp) en filteraar omdat ze het zwevende microscopische plankton uit het water filtert d.m.v. kraagcellen. Deze kraagcellen nemen ook zuurstof op uit het water. Dit microscopische plankton bestaat voornamelijk uit diatomeeën; ééncellige wiertjes. De instroom openingen zijn zeer klein om te voorkomen dat de spons zou verstoppen. Toch kan de spons niet voorkomen dat er binnenin algen samenklitten tot een vlies dat de voedselvoorzienng in gevaar brengt. Daarom zien we soms slangsterren in de spons om ze te reinigen.

Voortplanting:

1) Geslachtelijk

Sommige mesenchymcellen slaan reserve voedsel op en groeien uit tot eicellen; andere mesencymcellen vormen spermatozoïden. Sommige sponzen zijn tweeslachtig (Hermafrodiet). De spermatozoïden worden in de waterstroom gebracht en kunnen dan bij een vrouwelijke spons terecht komen. De bevruchtte eicellen ontwikkelen zich tot larven met zweepharen. Na enige tijd verlaten ze de moederspons en zwemmen rond om een vasthechtingsplaats te zoeken. Eens vastgehecht keren de zweepharen naar binnen en groeit de larve uit tot een nieuwe spons.

2) Ongeslachtelijk

  • Knopvorming: De spons vormt knoppen die kunnen uitgroeien tot sponsjes op de moederspons of die kunnen afbreken en vormen een nieuwe spons.
  • Uitbreiding: Sommige sponzen bedekken rotsen en worden steeds groter; ze breiden zich horizontaal uit (zoals de kolonievormende neteldieren). Andere bestaan uit draden. Als ze een draad laten vallen, breekt die af en zal een nieuwe spons vormen.

  

  • Gemmula: Verschillende sponzen vormen bolletjes van met voedsel gevulde cellen, omgeven door een met sponsnaalden beschermende laag. Deze gemmulae kunnen tegen uitdroging en bevriezing en geven de spons extra overlevingskansen. Onder gunstige omstandigheden barst de gemmula open en verenigen de uitgestoten cellen zich tot een nieuwe spons.
  • Regeneratie: Regeneratie is vrij algemeen bij de lagere dieren en duidt op de mogelijkheid om waar lichaamsdelen afgerukt werden, er terug een nieuw aangroeit. Bij de spons is het regeneratievermogen enorm. Een spons die door een zeef gedrukt wordt in duizenden stukjes vormt eerst een vlokkige wolk in het water. Na een tijdje zal deze wolk zich organiseren een nieuwe spons vormen. Elk stukje bezit zelfs de mogelijkheid om een nieuw spons te vormen.

Relaties met andere dieren:

Vijanden:

Sponzen staan voornamelijk op het menu van de sommige naaktslakken (géén vlokkige). Elke naaktslak heeft haar specifieke spons op het menu staan vb dalmatieërslak eet steenspons, doris eet badspons,…

De grootste vijand van de spons is het zand (verstopt de poriën) en de algen ( groeien op de spons indien er veel zonlicht bij kan en verstoppen dus ook de poriën).

Symbiose:

Sponzen leven dikwijls in symbiose met de worm eupolymnia die de filterverstoppingen van de spons wegpeuzelt. kleine slangsterretjes of galathea kreeftjes die de algenbegroeiing in de spons of de verstoppende eetbare deeltjes wegnemen. Deze bewoners komen ’s nachts uit hun spons om een frisse neus te halen

Andere relaties:

In vele bekersponzen verstoppen zich kleine visjes(5), garnalen(3) of slangsterren(4). De spons is een groot filter dat kan verstoppen door grote organische deeltjes. Deze deeltjes dienen als voedsel voor de symbiotische partner. Op deze manier blijft het sponsfilter zuiver en blijft de spons in leven.

Het tweekleppige weekdier Ark van Noach(1) bedekt zich steeds met de rode korstspons als camouflage.

Op sommige sponzen groeien korstanemonen(2)

Philippe Mertens ***I Yellow Diving School

http://nl.wikipedia.org/wiki/Sponsdieren

Sponsdieren (Porifera; een samentrekking van de Latijnse woorden porus, porie, en ferre, dragen) vormen een stam van het dierenrijk. Het zijn sessiele, primitieve meercellige dieren die in het water leven en zich vastzetten op de bodem. De meeste leven in zeeën en oceanen, tot op 8,5 kilometer diepte, maar er zijn ook zoetwatersponzen. Ze vangen hun voedsel door water te filtreren. Er is wel sprake van enige differentiatie in de cellen, maar niet van aparte organen, spieren of zenuwen.

Anno 2013 zijn ruim 8400 soorten bekend,[2][3] en regelmatig worden nieuwe soorten beschreven.

°

DIEPZEE

KORAAL  EN WORM  : een BASALE  SYMBIOSE  binnen   een  DIEPZEE  ECOSYSTEEM  van   KOUDWATER-KORAALRIFFEN    ? 

Liefde tussen koraal en worm

Bericht uitgegeven op maandag 18 maart 2013

De relatie tussen een koudwaterkoraal en een worm is voor beide partners voordelig, concludeert Christina Mueller van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) in haar artikel in het tijdschrift PLOS ONE van 11 maart. De worm kan zijn voedselopname vergroten door van zijn gastheer het koraal te stelen, het koraal versnelt de opbouw van zijn skelet zonder dat hem dat significant meer kost.

Koudwaterkoraal Lophelia pertusa (foto: NOAA)
Koudwaterkoraal Lophelia pertusa (foto: NOAA)
°

Koudwaterkoralen leven in koudere oceanen, tussen de 40 en meer dan 2000 meter diepte. 

De beter bekende tropische koralen leven in warm en ondiep water.
Koudwaterkoralen zijn vrij onbekend, maar hun riffen zijn ‘hotspots’ van biodiversiteit in de diepzee.
Koudwaterkoralen zoals Lophelia pertusa vormen uitgestrekte riffen op de bodem van de diepzee.
De worm Eunice norvegica leeft samen met dit koraal, maar tot voor kort was het onduidelijk waar deze samenwerking uit bestond. Mueller en haar collega’s ontdekten dat de worm meer voedsel kan opnemen door dit te stelen van zijn gastheer het koraal. Het koraal lijdt hier echter niet onder, omdat het kan omschakelen naar een ander soort voedsel. Als de worm van het koraal steelt, gaat het koraal kleinere voedseldeeltjes eten, die voor de worm minder interessant zijn. Daarnaast versnelt het koraal de opbouw van zijn skelet (calcificatie) onder invloed van de worm. Verrassend genoeg veroorzaakt dit geen significante verhoging van zijn stofwisseling. De relatie tussen koraal en worm is daarom voor beide voordelig.Experimenten in het aquarium
Wormen en koralen werden samen of alleen in aquaria geplaatst en gevoerd met verschillende soorten voedsel. Mueller en haar collega’s merkten het voedsel met een chemische ‘marker’. Hierdoor konden ze zien hoeveel voedsel werd gebruikt voor groei en hoeveel voor de stofwisseling van beide dieren. Ze keken ook of er een verschil was als de dieren alleen of samen werden gehouden. Bij het koraal bepaalden ze ook hoeveel van het voedsel werd gebruikt om het kalkskelet op te bouwen, met en zonder de aanwezigheid van wormen.Invloed van klimaatverandering
Om het koraalrif te begrijpen is het dus belangrijk om ook naar de interacties tussen organismen te kijken. Een rif is niet een louter koraalrif, maar het wordt ook gekenmerkt door de interacties tussen verschillende organismen die het rif zo rijk maken en zijn functie bepalen. De aanwezigheid van de worm stimuleert de groei van het rif en kan zo de ontwikkeling en het behoud van dit bijzondere ecosysteem bevorderen. De interacties tussen deze soorten zijn dus heel belangrijk voor de toekomst van de koudwaterkoraalriffen, gezien de veranderende omstandigheden. Dit unieke ecosysteem wordt al bedreigd door de klimaatverandering, waardoor het zeewater opwarmt en verzuurt.Dit onderzoek maakte deel uit van het promotieonderzoek CALMARO, dat mede gefinancierd werd door het Europese Zevende Kaderprogramma. De experimenten werden uitgevoerd bij het Sven Lovén Centre for Marine Sciences-Tjärnö, van de universiteit van Gothenburg in Zweden, in de zomer van 2010.Meer informatie
Lees meer in het Engelstalige wetenschappelijke artikel ‘The symbiosis between Lophelia pertusa and Eunice norvegica stimulates coral calcification and worm assimilation’, Christina E. Mueller, Tomas Lundalv, Jack J. Middelburg and Dick van Oevelen, PLOS ONE March 11, 2013.                       —–   journal.pone.0058660[1]koudwaterkoraal <—PDF Bron: Persbericht NIOZ <—  wtd026042.pdf big picture  <—-pdf 
Foto: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)

Vleesetende spons in de vorm van een harp ontdekt

 07 november 2012  1

Wetenschappers hebben voor de kust van Californië, op een diepte van zo’n 3500 meter een wel heel bijzondere en nieuwe soort spons ontdekt. De spons lijkt op een harp, maar is een stuk dodelijker. De spons is namelijk een efficiënte vleeseter.

De spons bestaat uit verschillende horizontale takken die bijna op de grond leunen. Op die takken bevinden zich vele verticale takjes. En daarmee doet de vorm van de spons – die de naam Chondrocladia lyra heeft gekregen – denken aan een harp.

Jagen
Maar de functie van de lange takken van de spons is heel anders. Hij gebruikt ze om te jagen. De spons beschikt over kleine wortels waarmee hij zich redelijk stevig in de modderige ondergrond gevestigd heeft. Waterstromen hebben dan ook geen invloed op de spons zelf. Maar wel op zijn maaltijden: kleine diertjes moeten zich wel mee laten slepen door het water en belanden dan tussen de takjes van de spons. Op de takjes zitten haartjes waar de diertjes niet meer aan ontsnappen kunnen. Zodra de spons zijn prooi zo gevangen heeft, verpakt deze de diertjes in een dun membraan en begint ze langzaam te verteren.

 

Zes takken
De onderzoekers ontdekten de spons – die op enorme diepte leeft – met behulp van twee op afstand bestuurbare voertuigen. De eerste spons die de onderzoekers vonden, had maar twee takken met daarop verticale takken. Later werden echter sponzen aangetroffen met tot wel zes horizontale takken, zo meldt het blad Invertebrate Biology. Vanzelfsprekend kan een spons met meer takken ook een groter gebied beslaan en dus meer diertjes vangen.

Bolletjes
Op de foto’s is goed te zien dat zich op de verticale takken kleine bolletjes bevinden. Hierin wordt sperma geproduceerd. Wanneer een waterstroom door de takken beweegt, laat de spons het sperma los. Het zaad wordt meegevoerd en belandt in de takken van andere sponzen waar het eitjes kan bevruchten.

De spons. Rechts een uitvergroting van de bolletjes op de uiteinden van de takjes. Ook zijn op deze foto’s de haakjes en haartjes waarmee de spons diertjes vangt goed te zien. Foto’s: © MBARI.

Wie een spons als C. lyra op de bodem van de zee tegenkomt, moet ongetwijfeld even in zijn ogen wrijven. Want dit is toch een wel heel bijzonder organisme. Ergens is dat echter logisch: een organisme moet van goede huize komen en zich aanpassen, wil het op zo’n diepte, in de kou en het donker kunnen overleven.

Bronmateriaal:
Scientists discover extraordinary new carnivorous sponge” – Mbari.org
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door © MBARI.

°

OUDSTE  DIEREN 

Eerste complexe levensvormen op aarde hadden bijna geen zuurstof nodig

Geschreven op 18 februari 2014 om 08:46 uur door 4

broodspons

Wetenschappers gaan er eigenlijk altijd vanuit dat complex leven op aarde alleen kon ontstaan toen het zuurstofniveau in de atmosfeer vergelijkbaar was met het huidige zuurstofniveau. Maar nieuw onderzoek met sponsdieren spreekt dat tegen: complexe levensvormen hebben helemaal niet zoveel zuurstof nodig om te leven en groeien.

Complexe levensvormen ontstonden zo’n 630 tot 635 miljoen jaar geleden. Hun ontstaan viel samen met een stijging van de hoeveelheid zuurstof in de atmosfeer. Geen wonder dat onderzoekers eigenlijk altijd dachten dat deze organismen zonder die zuurstofstijging nooit tot stand zouden zijn gekomen. Maar een nieuw onderzoek gooit dat idee nu overhoop. (1)

Laag zuurstofniveau
Experimenten met sponsdieren tonen aan dat complexe levensvormen zelfs met 0,5 procent van het huidige zuurstofniveau in de aardse atmosfeer tot hun beschikking kunnen leven en groeien. Het suggereert dat het niet de zuurstofstijging was die het ontstaan van complex leven zo’n 635 miljoen jaar geleden mogelijk maakte. “Onze studies suggereren dat het ontstaan van dieren niet voorkomen werd door een laag zuurstofniveau,” bevestigt onderzoeker Daniel Mills.

COMPLEX LEVEN

Onderzoekers maken onderscheid tussen eenvoudige levensvormen (bacteriën bijvoorbeeld) en complexe levensvormen. Complexe levensvormen onderscheiden zich met name van eenvoudige levensvormen door hun meercelligheid en het feit dat cellen kunnen differentiëren en specialiseren. Onder de complexe levensvormen vallen onder meer dieren, schimmels en planten.

Gelijkenis
De onderzoekers baseren hun conclusies op experimenten met het sponsdier Halichondria panicea. Ze kozen bewust voor dit organisme: de dieren die vandaag de dag op aarde leven en het meest op de eerste complexe levensvormen op aarde lijken, zijn sponsdieren.

“Toen we de sponzen in ons lab plaatsten, bleven ze ademhalen en groeien, zelfs wanneer het zuurstofniveau nog maar 0,5 procent van het huidige zuurstofniveau in onze atmosfeer was.”

Het interessante onderzoek roept een prangende vraag op. Jarenlang waren op aarde alleen maar eencellige organismen te vinden en 635 miljoen jaar geleden ontstond opeens complex leven. Als de zuurstofstijging daar geen of een beperkte rol in speelde: wat veroorzaakte dan deze explosie van complex leven?

“Er moeten andere ecologische en evolutionaire mechanismen in het spel zijn geweest. Misschien bleef het leven lang microbieel, omdat het lang duurde om de biologische ‘machine’ die nodig was om een dier te ‘bouwen’ te ontwikkelen. Misschien bezat de oude aarde geen dieren, omdat complexe, meercellige lichamen nu eenmaal simpelweg moeilijker evolueren.”

Bronmateriaal:
Theory on origin of animals challenged: Animals need only extremely little oxygen” – SDU.dk
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Minette Layne (via Wikimedia Commons).

°

(Reacties )

(1) .- Misschien was  toch de  sneeuwbal- aarde de trigger voor het ontstaan van complex leven.

(2) .- Het gegeven dat een huidig complex wezen kan leven met weinig zuurstof zegt  niks over juist de ontwikkeling van complexe wezens

–> Gegeven is dat :  eenvoudige levensvormen (stromatolieten/algen) voor een grote toename van zuurstof zorgen (fotosynthese), waardoor een atmosfeer en ozonlaag onstond.

Zuurstof biedt  voordelen: het maakte cellen met specifieke taken mogelijk (door mitochondriën efficiënter gebruik van zuurstof, symbiose, meercellige organismen, complexe organismen, enzovoort).

Dat achteraf een dier met weinig zuurstof kan leven zegt niks over het ontstaan van complexe wezens, er zullen vandaag de dag immers nog meer dieren en planten zijn die in ” ruige ” omstandigheden kunnen overleven.  Echter ;“ruig” is niet gelijk aan anaëroob of zuurstofarm.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Sponsdieren

FOSSIELE   SPONZEN  

Sponzen behoren tot de oudst bekende dieren. Fossielen dateren uit het Precambrium.

Sponzen  //Porifera

Het phylum Porifera omvat de sponzen. Dit zijn primitieve meercellige dieren die zich vasthechten op de zeebodem. Ze filteren het zeewater om er voedseldeeltjes uit te halen. Bij sommige fossiele sponzen kun je de uitstroomopening van de spons nog zien waar het gefilterde water naar buiten kwam.

Voorbeeld van een spons uit het cenomaan van Cap Blanc Nez

De meeste sponzen hebben een skelet dat uit kleine skeletdeeltjes (spicula of sponsnaalden) hoorn, kalk of kiezel bestaat. De aanwezigheid van deze naalden is vaak bij fossiele sponzen (onder vergroting) zichtbaar. De onderverdeling van de sponzen geschiedt dan ook op het soort skelet: Hoornsponzen (Demospongiae), Kalksponzen (Calcispongiae) en Glas of Kiezelsponzen (Hexactinellida). Sponzen met een kiezelskelet fossiliseren vrij gemakkelijk. Vooral in afzettingen uit het Krijt tijdperk vinden we vaak fossiele sponzen. De oudst bekende sponzen stammen uit het Precambrium tijdperk.


Voorbeeld van een fossiele spons uit Paulmy, Frankrijk.

Spons-fossiel

     Globe.png

Foto’s of locaties voor Porifera bekijken.

http://www.bloggen.be/info_vuursteen/archief.php?ID=936304

         
Vuursteenconcretie met fossiele sponzen in de holtes, lengte 25 cm,

Detail van de fossiele spons
vuursteeneluvium Haute Normandie

             
Doorgeslagen vuursteenknol, lengte 5 cm,  vuursteeneluvium Pas de Calais

Negatief van de fossiele spons

Gerolde vuursteen met fossiele spons, vuursteeneluvium Pas de Calais

http://community.fortunecity.ws/lavender/scarface/55/locaties/Wilsum/wilsum.htm

Deel van de verzameling Ordovicische sponzen (afgebeeld enkele Caryospongia’s). Het resultaat na vele jaren zoeken

sponzen
Anthaspidella florifera
Astylomanon praemorsa
Ordovicium
Astylomanon praemorsa
Ordovicium
Astylomanon praemorsa
Ordovicium
Astylomanon praemorsa
Ordovicium
Aulocopium cylindraceum
Ordovicium
Carpospongia conwentzi
Ordovicium
Carpospongia castanea
Ordovicium
Carpospongia globosa
(in baksteenkalk)
Ordovicium
Carpospongia globosa 
Ordovicium
Carpospongia globosa
Ordovicium
Carpospongia globosa 
Ordovicium
Patellispongia cf alternata
Ordovicium
Hindia fibrosa
Ordovicium
Hindia sphaeroidalis 
Ordovicium
Hudsonospongia
Ordovicium
Vankempenia

°

http://www.scientias.nl/oudste-fossielen-van-dieren-ontdekt/55384

fossielen uit Namibie