zichzelf onthoofden

Zeenaaktslakken ontdekt die zichzelf onthoofden

Elysia marginata. Japanse biologen onder leiding van Sayaka Mitoh hebben wel heel bizar gedrag ontdekt bij twee soorten zeenaaktslakken: Elysia marginata en Elysia atroviridis. Ze kunnen zichzelf onthoofden en daarna een volledig nieuw lichaam laten groeien.

Enkele jaren geleden schrok Sayaka Mitoh zich een bult toen ze het lab van Nara Women’s University in Japan binnenwandelde. In het labo werden tal van zeenaaktslakken bewaard, maar één van hen leek wel onthoofd te zijn. Hoe dat gebeurd was, wist Mitoh niet. Al vermoedde ze, nadat ze wat dichterbij ging kijken, dat de slak zichzelf had verminkt. Bovendien bewoog het hoofd voort, alsof er helemaal niets aan de hand was. Zodra het in de buurt van zijn geamputeerde lijf kwam, kronkelde dat ook wat verder. “Ik verwachtte dat de slak snel zou sterven, gezien zijn hart en andere belangrijke organen ontbraken”, zo blikt Mitoh terug. Maar het dier bleef leven. Meer zelfs, na drie weken had de slak een volledig nieuw lichaam geregenereerd.

Het vrijwillig afstoten van een lichaamsdeel komt veel voor bij bepaalde diersoorten, zoals geleedpotigen, buikpotigen, asteroïdea, amfibieën en hagedissen. Autotomie is een vorm van zelfamputatie. Het is een zelfverdedigingsmechanisme of afleidingsmaneuvre, waarbij een eigen lichaamsdeel plots wordt afgeworpen, om zo de vijand af te leiden en te kunnen ontsnappen. Aan land kennen we dit van hazelwormen en hagedissen die hun staart afwerpen. Sommige andere zeeslakken autotomiseren ook, maar ze werpen kleine lichaamsdelen af, zoals staarten, parapodia (zijdelingse uitgroeiingen) of dorsale papillen (op de rug gelegen knobbels, slierten, papillen).

Sacoglossan-soorten

Het zijn herbivore weekdieren die algen grazen en de chloroplasten of bladgroenkorrels ervan gebruiken om met behulp van zonlicht fotosynthese te bewerkstellen in hun lichaam en zodoende extra voedingsstoffen te vergaren. Een gekende soort in de Oosterschelde, die deze kleptoplastietechniek toepast, is groene wierslak (Elysia viridis). Autotomie wordt over het algemeen gevolgd door regeneratie van de afgestoten lichaamsdelen, zoals aanhangsels of staarten. Bij de twee sacoglossanzeenaaktslakken identificeren we een nieuw type extreme autotomie. Ze laten het lichaam vallen, inclusief het volledige hart en hoogstwaarschijnlijk ook de nier, de darm en de meeste voortplantingsorganen en regenereren vanuit de kop een nieuw lichaam.

De specifieke autotomietechniek die deze zeenaaktslakken toepassen is een eigenaardige en niet dodelijke eigenschap die weinig dieren gegeven is. De wetenschappers veronderstellen dat deze unieke eigenschap de overleving na autotomie en de daaropvolgende regeneratie kan vergemakkelijken. Deze bijzonder bizarre ontdekking beteken-

Foto's (8): Sayaka Mitoh & Yoichi Yusa.

Een intact exemplaar van Elysia marginata.

Foto's (4): Sayaka Mitoh & Yoichi Yusa.

Elysia marginata na onthoofding.

De onthoofde kop van Elysia marginata. De kop van Elysia marginata kruipt rond op zoek naar voedsel.

de het begin van Mitoh’s boeiende onderzoek. Het doel van haar onderzoek was om te ontdekken hoe en waarom de zeeslakken hun hoofd dumpen. Het resultaat van dat onderzoek werd op 8 maart 2021 gepubliceerd in het vaktijdschrift Current Biology. De slakjes die zichzelf onthoofden waren 226 tot 336 dagen oud. De wondsluiting van het hoofd was binnen een dag voltooid en binnen een paar uur begonnen ze zich te voeden met algen. Binnen de zeven dagen was aan het hoofd al een nieuw hart gegroeid. Op minder dan twintig dagen was er een volledig nieuw lichaam. Eén slak was zelfs in staat om het hele proces twee keer te voltooien. Oudere slakken onthoofdden zichzelf ook, maar overleefden het manoeuvre meestal niet. Ze begonnen na de autotomie niet te eten en stierven binnen 10 dagen. De lichamen van de jonge onthoofde dieren bewogen, reagerend op tactiele prikkels, gedurende enkele dagen tot maanden. Geen van de lichamen regenereerde echter het hoofd. De lichamen krompen geleidelijk in, werden bleek – blijkbaar door het verlies van chloroplasten – en uiteindelijk ontbonden ze. Het kloppen van het hart was zichtbaar net voordat het lichaam uiteenviel.

Waarom de slakken zichzelf onthoofden, is nog steeds niet duidelijk. Dat ze autotomiseren om aan predatie te ontsnappen is zeer onwaarschijnlijk, omdat roofdieren deze slakkensoort vermijden omwille van hun cryptische kleur (opgelet, ik ben gevaarlijk) en de aanwezigheid van giftige chemicaliën die ze uit hun voedsel opnemen. De biologen denken dat ze zich zo mogelijk beschermen na een aanval door parasieten. Ze suggereren dat het verwijderen van interne parasieten een waarschijnlijke functie is van autotomie, althans bij Elysia atroviridis, want alle zelfverminkte individuen hadden de parasiet Arthurius sp. (een roeipootkreeft) in hun lichaam zitten. De parasieten bezetten het grootste deel van het lichaam en remmen de voortplanting sterk af. Het verwijderen van dergelijke parasieten door autotomie verbetert dus waarschijnlijk het reproductiesucces van de gastheer. Na regeneratie werden ze parasietvrij. Elysia marginata bleek geen parasieten te hebben in de onderzochte exemplaren, maar het is geweten dat deze soort last heeft van een andere soortgelijke endoparasiet.

Hoe de slakken overleven zonder hart of andere vitale organen is eveneens onduidelijk. De biologen vermoeden dat kleptoplastiek erbij betrokken is. Het is een endosymbiotisch verschijnsel waarbij een gastheerorganisme of predator één of meer plastiden (een groep van organellen die alleen in cellen van eukaryoten, zoals planten en algen voorkomen) van een ander organisme (de prooi-cel) in zich opneemt. De Elysia-soorten hebben een sterk vertakte spijs-

verteringsklier verspreid over het grootste deel van het lichaamsoppervlak, inclusief het hoofd. Deze klier is bekleed met cellen die de ingenomen chloroplasten van algen vasthouden. Deze sacoglossans kunnen dus energie voor overleving en regeneratie halen uit fotosynthese door kleptoplasten, zelfs als ze geen voedsel kunnen verteren. Nader onderzoek van autotomie bij deze en andere sacoglossans zal de functie, het mechanisme en de evolutionaire oorsprong ervan ophelderen.

IVO MADDER

Gezond individu van Elysia marginata met een 'breekvlak' in de nek (stippellijn).

Foto: Sayaka Mitoh & Yoichi Yusa.

Elysia atroviridis.

Video's

Bekijk de video's van de beweging van Elysia marginata vóór en na geïnduceerde autotomie: • http://bit.ly/autotomie-Elysia-marginata • http://bit.ly/elysia-autotomie

Arthurius sp., de interne parasitaire roeipootkreeft van Elysia atroviridis.

Foto: Sayaka Mitoh & Yoichi Yusa.

Bronnen

• Current Biology (www.cell.com/current-biology): 'Extreme autotomy and whole-body regeneration in photosynthetic sea slugs', correspondence volume 31, issue 5, PR233-R234, 8 maart 2021, door Sayaka

Mitoh. • The New York Times (www.nytimes.com).