20162017 origin#4

Opleidingen Bio-Farmaceutische Wetenschappen | Biologie | LST | MST

Teamwork in ants p.12

TEAMWORK

Juni 2017 jaargang 12

#4

GEESTVERRUIMENDE ONTDEKKINGSTOCHT DOOR DE LEIDSE HORTUS p.22

Interview met Levend Lab-oprichter Henrik Barmentlo p.20 ☰

2 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

NIEUWS

Naturalisonderzoeker Koos Biesmeijer hoogleraar Universiteit Leiden Ecoloog Koos Biesmeijer is per 1 maart 2017 benoemd tot hoogleraar Natuurlijk Kapitaal aan de Universiteit Leiden. Zijn leerstoel wordt gevestigd bij het Centrum voor Milieuwetenschappen (CML), onderdeel van de faculteit W&N. Hiermee intensiveren Naturalis Biodi-

versity Center en de Universiteit Leiden hun samenwerking en versterken zij de positie van Leiden binnen het nationale debat over de duurzame leefomgeving en het belang van natuurlijke processen om dat te bewerkstelligen.

Reusachtig sterrenstelsel in jong heelal plaatst astronomen voor raadsel Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie de Leidse astronomen Corentin Schreiber en Ivo Labbé, heeft een reusachtig sterrenstelsel ontdekt uit de tijd dat het heelal pas 1,6 miljard jaar jong was.

Het stelsel moet kort na de oerknal

extreem snel gegroeid moet zijn, wat ingaat tegen alle heersende theorieën.

De onderzoekers publiceren hun bevindingen donderdag in Nature.

Het reuzenstelsel is te vergelijken met een baby van honderd kilo met een baard', zegt coauteur Ivo Labbé (Uni-

versiteit Leiden). 'Het stelsel is zwaarder dan onze Melkweg en stopte met het vormen van nieuwe sterren toen het heelal pas zo'n 1 miljard jaar jong was. Ter vergelijking, onze Melkweg is al meer dan twintig keer zo lang aan het groeien.'

Leidse studenten winnen internationale codeerwedstrijd Twee teams van Leidse studenten Wiskunde en Informatica wonnen vrijdag goud en brons bij een internationale programmeerwedstrijd met 605 deelnemers. Tweede

Kamerlid en ICT-politicus van het Jaar Kees Verhoeven kwam langs om ze persoonlijk te feliciteren.

Alumnimentoren beantwoorden vragen van studenten Studenten krijgen gratis advies en tips van Leidse alumni over loopbaan, solliciteren, netwerken en meer. Het Mentornetwerk is een online platform waar ruim 650 alumni zich aanbieden om studenten te helpen.

Coverfoto door Victor Bots

INHOUD #4

Universiteit Leiden

The seam side of teamwork: cancer 4 – Studentenartikel: Eveline Kallenberg 6 – Alumni artikel: Bram Henneman 8 – Brain networks 10 – Special: The fates of ants 12 – Centrefold: Anemoonvissen en zeeanemonen 16 – Anemoonvissen: Hoe een mannetje een vrouwtje werd 18 – Small Talk: de levende make-up van een inktvis 19 – Levend Lab Leiden: interview met Henrik Barmentlo 20 – Origin zoekt uit : Een geestverruimende ontdekkingstocht door de Leidse Hortus 22 – Sociale bacteriën 24 – Tit For Tat 25 – De oorsprong 26 – Fotoreportage: The making of Origin 28 – Review: Cowspiracy 30 – Agenda, colofon, volgend nummer 31 SPECIAL:

The fates of ants 12 A tree of ponderous height is an entire cosmos to its tiny inhabitants- these ants are in never-ending strife for the use of their universe, of which they occupy and exploit every usable inch. They work together, inseparable, not able to work their world without the help of their colony – and they have become so good at it, that an ant is now merely a cog in a machine, a page in a book, a finger to pull a trigger.

SMALL TALK:

De levende make-up van een inktvis 19 Vrouwenwangen met make-up zijn eigenlijk net als inktvissen met lichtgevende bacteriën. Dit klinkt misschien wat uit de luchtgegrepen, en het schiet misschien iets te ver door, maar er zit een kern van waarheid in. Lees het op pagina 19!

De Oorsprong 26 Afvallen van een beugel? Eeuwig jong en fit? Het oudste leven op aarde? Lees het in onze mini-krant! Daarbij krijgt Origin komend jaar een vaste columniste: lees de kick-off column van Liselotte Rambonnet op pagina 27!

Voorwoord Elke werkdag loop ik langs de bouwplek van een nieuwe hoogbouw dichtbij het station Amsterdam Zuid. Er gaan maar weinig dagen voorbij dat ik niet met verwondering hiernaar heb gekeken; wat is het toch knap dat mensen in samenwerkingsverband zulke stevige, hoge, praktische gebouwen neer kunnen zetten! Aannemers, architecten, bouwvakkers, elektriciens, dakdekkers, loodgieters, schilders en nog veel meer soorten vakmensen zijn nodig om dit waar te kunnen maken. Ieder beroep heeft zijn eigen geschiedenis van verbetering, wat van generatie op generatie wordt doorgegeven. Uiteindelijk coördineert de uitvoerder de overallplanning zodat alles zo efficiënt mogelijk gebeurt en voor je het weet is het gebouw al klaar voor gebruik.

Zonder teamwork zou onze wereld er heel anders uitzien, en dan heb ik het niet alleen over teamwork tussen mensen. De neuronen in onze hersenen werken bijvoorbeeld samen in een netwerk, waardoor ons gedrag en onze cognitie mogelijk zijn (p. 10). Ook lijken verschillende soorten bacteriën in sommige gevallen zelfs sociaal gedrag te vertonen naar elkaar (p. 24). Daarbij is bij velen de term symbiose niet onbekend, waarmee een samenwerkingsverband tussen organismen wordt aangeduid. Een mooi voorbeeld hiervan is de symbiose tussen de anemoonvis en de zeeanemoon (p. 16).

Ook binnen het proces van Origin is er veel teamwork. Binnen dit teamwork vindt binnenkort een wisseling plaats, namelijk de overdracht van het hoofdredacteurschap.

Dit is mijn laatste editie als hoofdredacteur voordat Eveline Kallenberg dit van me gaat overnemen. Eveline, heel veel succes volgend jaar, ik weet zeker dat je het supergoed gaat doen!

Charlotte van ’t Westende Hoofdredacteur Origin Masterstudent Neurosciences (VU)

 ☰

3

4 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

The seam side of teamwork: Cancer.

When I heard that the theme of this edition of Origin would be teamwork, I directly thought of people working together in an efficient way or of cells which secrete compounds to communicate with each other. However, cooperation also occurs in diseases. A disease that directly came up when I searched for teamwork within sickness was cancer, one of the deadliest and most uncontrollable diseases of this time. What I found was that this uncontrollability is an important consequence of the cooperation between different types of cells within a tumour.

The initiation of cancer Cancer is initiated by what is called a mutation in the DNA. A mutation is an adjustment of one or more nucleotides in the DNA sequence. In most cases, this mutation is rapidly reversed by systems in the cell called DNA repair machinery. However, if the mutation occurred in an oncogene or in a tumour-suppressor gene, this can lead to a tremendous problem: the development of cancer.

An oncogene is a gene which normally is not expressed but when it undergoes a mutation, it produces a protein which can, for instance, stimulate uncontrolled cell division. A tumour-suppressor gene is a gene which in un-mutated DNA encodes for a protein which controls the cell division. If this gene is adapted, the cell cycle is no longer controlled, which also results in uncontrolled cell division. Both causes of uncontrolled cell division are hallmarks of cancer.

So, cancer is formed out of one single cell which is multiplying extraordinarily. In normal cells, each division cycle is composed of multiple steps. After each step, the DNA is precisely inspected for errors, which -if present- are rapidly corrected. In cancer cells, this control is completely ignored, which

leads to a genetic instability. The DNA gets adapted multiple times, and different cellclones originate with in the tumour.

The clonal evolution theory The various tumour clones differ in metabolism, in immunologic destruction, in their ability to metastasize and in many more aspects. A clone which

So just like in Darwin’s’ evolution theory, tumours also undergo Survival of the Fittest. is unable to evade the immune system, for example, will have a disadvantage in survival in comparison with a clone which has the possibility to do this. So just like in Darwin’s’ evolution theory, tumours also undergo Survival of the Fittest. When time goes by, an evolutionary process is in progress which creates genetically and biologically different neoplasms.

Research by Allison S. Cleary demonstrates that these clones are not only

trying to compete with each other but, surprisingly, they also cooperate in the process of tumour growth. In her experimental model, Cleary does research to tumours consisting of both luminal and basal epithelial cells. The tumours originate from a mutation in the Wnt1 oncogene. This protein is solely expressed by the luminal cells and diffuses to the basal cells through paracrine secretion: the first sign of cooperation.

To confirm the clonal behaviour of the tumours, somatic mutations in the HRas oncogene were examined. In some of the tumours, mutations of HRaswere only detectable in the basal cells and not in de luminal cells. Furthermore, expression of Wnt1 was present to a greater extent in the luminal cells than in the basal cells. This resulted in two types of subclones with­in the tumour: Wnt1high with HRaswild-typeluminal cells and Wnt1low with HRasmutantbasal cells.

This composition of clonality within the tumour is proven to be essential for tumour growth; after isolation of the subclones, tumour growth was impossible for both the luminal and the basal cell populations. However, a mixture of both subclones grew very fast (see figure 1).

TEAMWORK

Universiteit Leiden

Figure 1. Both subclones of Wnt1 tumours are necessary for tumourgrowth.

(Obtained from Allison S. Cleary. Teamwork: The tumor cell edition).

Metastasis The cooperation between the subclones within a tumour goes even further than just cooperation for growth. To metastasize, the subclones also work together.

Metastasis is the process through which tumour cells can leave the tissue by intravasation and migrate through the body to form a second tumour in distant organs. Not all tumour cells are able to metastasize, since this multi-step process can only be performed by a very specialized subclone. For instance, the cells must have a suitable membrane, be resistant to the immune system and have proper motility.

Furthermore, the tumour has to be composed of stem cells and differentiated tumour cells to include all the features necessary for metastasis. Normal cells and platelets could also be essential to form a unit which can undergo all the steps required to form a second tumour elsewhere in the body. These steps include: leaving the tissue, surviving in the blood vessels and invading secondary tissue.

Research by FR. Miller showed that metastatic subclones in the circulation could stimulate non-metastatic subclonesin the circulation and in subcutaneous sites to metastasize. This is possible in different ways, one of which is phenotype switching. This can be achieved by

 ☰

tumour antigen uptake in poorly metastatic cells excreted by the cells which are able to metastasize. This leads to up-regulation of their own expression of this antigen. Uptake of this kind of compounds then leads to an increased metastasizing ability of the cells.

ther in such a way that the healthy body can’t compete and is taken over by this cooperation of cells. That is not what comes up in your mind while thinking about teamwork, is it?

Therapeutic resistance The cooperation between subclones in the tumour does not only affect the growth of the tumour or metastasis, it also leads to therapeutic resistance and to a poor prognosis of patients. This also happens through paracrine secretion of certain compounds or through interaction of microtubes. These microtubes are used to replace damaged astrocytoma cells in the brain. Through this mechanism, the astrocytoma cells connected by these microtubules become resistant to radiotherapy.

1.

Another example of a mechanism of resistance is that cells which have a large number of immune-inhibitory molecules can assist cells which do not have those kinds of molecules to evade the immune system. This means that those cells can also evade immune therapies, which leads to therapeutic resistance.

So teamwork has a seam side. It enables cancer, and many other diseases, to grow and distribute throughout the body. In these cases, the cells work toge-

Refrences Allison S. Cleary. Teamwork: The tumor cell edition.

Science. Vol. 350. Pp. 1174-1175 (2015).

2. Peter C. Nowell. The Clonal Evolution of Tumor Cell Populations. Science. 1;194(4260):23-8. (1976).

3. J. RAK. Possible Role of Tumour stem - End Cell Cooperation in Metastasis. Med Hypotheses.

May;29(1):17-9. (1989).

4. F.R. Miller. Tumor subpopulation interactions in metastasis. Invas. Metast. 3, 234, (1983).

5. HengboZhoua, DeepikaNeelakantanb, Heide L. Ford.

Clonalcooperativity in heterogenouscancers. Seminars in Cell&DevelopmentalBiology (2016).

Author Wieneke Carree Bachelor student Biopharmaceutical Sciences

5

STUDENTEN

6 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

Samenwerken is t

Voor de één is samenwerken wellicht lastiger dan voor de ander maar over het algemeen is samenwerken iets vanzelfsprekends. Gek is dat eigenlijk hè? Heb jij ooit een vak gevolgd waarin er inhoudelijk werd ingegaan op de manier waarop je zou moeten samenwerken?

De meeste (universitaire) vakken bevatten wel samenwerkende componenten, maar hoe we dat dan precies doen “zoeken we maar uit”. Logisch ook, want de manier waarop mensen met elkaar samenwerken, is iets dat we al vanaf onze kleutertijd hebben geleerd.

Echter, in de periode die daarna komt, zowel op de basisschool als middelbare school en universiteit, is er vrijwel nooit aandacht voor het inhoudelijke component van samenwerken,



laat staan dat er wordt gereflecteerd op het proces. Hoe werk je nu eigenlijk zo optimaal mogelijk samen? De Universiteit Leiden schrijft in haar vernieuwde onderwijsvisie dat de toekomstige academici beter onderwezen moeten worden in academische vaardigheden

als samenwerken, maar ook hier schort het alsnog aan informatie over de manier waarop.

Samenwerken: hoe dan?

In tijden van continue verandering binnen de technologie, de maatschappij en de arbeidsmarkt, wilt de Universiteit van Leiden haar studenten passender onderwijs aanbieden. Daarom heeft de Universiteit onlangs een hernieuwde versie van de onderwijsvisie opgesteld (“Learning @ Leiden”, 2016).

Hierin wordt beschreven met welke vaardigheden de Universiteit haar studenten het liefst ziet afstuderen. Ten

Auteur Eveline Kallenberg Bachelorstudent Biofarmaceutische Wetenschappen

eerste wilt de Universiteit de manier waarop studenten vakinhoudelijke competenties verwerven, verbeteren: de non-transferable skills. Daarnaast wilt de Universiteit de academische en persoonlijke ontwikkeling van haar studenten meer aandacht geven (transferable skills). Denk hierbij aan de academische vaardigheden, maar ook digitale, communicatieve en sociale vaardigheden en ondernemerschap en leiderschap komen hierbij aan bod.

Eén van de transferable skills, de academische vaardigheden, staat hierin zeer centraal. Echter, de definitie van ‘academische vaardigheden’ kent bijna net zoveel definities als dat er auteurs zijn. Eén van de vaardigheden die wel sinds jaar en dag onder academische vaardigheden valt, is de bekwaamheid om samen te werken.

Door het feit dat samenwerking al eeu-

wen door de mensheid wordt gepraktiseerd, is deze vaardigheid naar mijn idee ook een vanzelfsprekendheid geworden. Om een voorbeeld te geven: in mijn huidige curriculum volg ik het vak ‘Academische Vorming’ waarin aandacht wordt besteed aan de ontwikkeling van de studenten in het toekomstige wetenschappelijke vakgebied. De groepsopdrachten die ons worden gegeven zijn uiteraard met het oogpunt om beter te leren samenwerken, maar er wordt nooit gefocust of gereflecteerd op wat voor manier er nou eigenlijk samengewerkt zou moeten worden; iedereen doet wat voor hem of haar goed voelt, de taken worden verdeeld, de opdracht wordt gemaakt en ingeleverd en “that’s it”.

Als we als Universiteit dan zo graag willen dat onze academici goed kunnen samenwerken, waarom leggen we dan niet meer inhoudelijke aandacht op het samenwerken an sich, in plaats

TEAMWORK

Universiteit Leiden

topsport van het inhoudelijke eindproduct wat uit de samenwerking moet komen?

Zone verdediging: alleen als iedereen er staat Vanuit de middelbare school en Universiteit heb ik zelf mijn samenwerking skills niet verkregen. Waar ik persoonlijk heel veel heb geleerd op het gebied van samenwerken, was in het Nationale Basketbalteam. In 2011 debuteerde ik in het team voor de jeugd (onder de 16 jaar) en een jaar later stond ik op het Europees Kampioenschap in Miskolc, Hongarije. Eén van de meest memorabele wedstrijden die ik daar heb gespeeld, was de laatste poulewedstrijd tegen Italië. De gehele

… waarom leggen we niet meer inhoudelijke aandacht op het samenwerken an sich, in plaats van het inhoudelijke eindproduct wat uit de samenwerking moet komen? wedstrijd bleef de stand dicht bij elkaar en pas in de laatste minuut werd de wedstrijd beslist. Met nog vier seconden te spelen en een stand van 47-48 in het voordeel van Nederland, werden er twee vrije worpen genomen door een speelster van ons Nederlands team: de eerste mis, de tweede raak: 47-49. Italië nam de bal uit en had nu nog ongeveer drie seconden om tot een schot te komen. Met de vier andere speelsters waarmee ik in het veld stond, verdedigden we niet ieder een eigen Italiaanse speelster, maar gecentreerd onder de driepuntslijn: we ‘stonden in zone’. Het schot van Italië kon hierdoor moeilijk

 ☰

worden gemaakt en ging mis. De wedstrijd werd beslist in ons voordeel; ja, tranen van geluk!

Om als volwaardig team op dit toernooi te staan, zijn er veel zware dagen, weekenden en soms weken lang van trainingen aan voorafgegaan; het was het me allemaal waard. Soms stond je op het punt om op te geven maar je deed het niet omdat je team je er weer bovenop hielp. Zowel op het gebied van mentale weerbaarheid als op het gebied van teamspirit en teamwork heb ik enorm veel geleerd. Ik heb me leren opofferen voor anderen, er staan als een team en werken als een team.

Voordat we echt op het punt waren dat we daadwerkelijk als team op het veld konden staan, was het maken van afspraken over de samenwerking hierbij essentieel. Deze afspraken zijn naar mijn idee de details geweest waarop dit soort wedstrijden werden beslist; wanneer één van ons in die laatste drie seconden niet goed had gestaan, kon de uitslag van de wedstrijd zomaar de andere kant op zijn gevallen.

Tijdens de laatste twee toernooien (een EK en Europees Olympisch toernooi) heb ik gefungeerd als captain van het team. Een rol waar ik veel ervaring heb opgedaan in het aansturen van een team. Vooral de dingen die ik op dat moment anders had moeten aanpakken, zijn waardevolle lessen geweest.

Mijn ervaringen in het Nederlands Team zijn ook wel bepalend geweest voor de manier waarmee ik op de dag van vandaag in het leven sta: ik pak graag de leiding en ga altijd voor het hoogst haalbare resultaat.

47-49 winst, of 50-49 verlies Ook als student kom ik veel in aanraking met teams bij het uitvoeren van opdrachten. Zoals benoemd schrijft de Universiteit Leiden in haar onderwijsvisie dat we als studenten worden verwacht af te studeren met als com-

7

 petentie goede samenwerking skills.

Echter, hoe wordt dit dan getoetst? En misschien nog belangrijker: hoe weet je als student dat je het goed doet in samenwerking als we het daar nooit met elkaar over hebben? Mijn tijd bij het Nederlands Team hebben mij duidelijk gemaakt dat de inhoudelijke informatie over samenwerking soms nog belangrijker kan zijn dan de vakinhoudelijke componenten. Het Universitair onderwijs kan daarom naar mijn idee veel leren van de manier waarop topsport in teamverband wordt bedreven en de weg ernaartoe.

Dit is dan ook iets waar ik binnen het Universitair onderwijs voor zou willen pleiten: meer aandacht voor de manier van samenwerking op zichzelf en niet de (vaak passieve) groepsopdrachten waarbij samenwerking wordt toegepast. Écht goede samenwerking kan namelijk het verschil maken tussen 47-49 winst, of 50-49 verlies.

8 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

OVER NOORSE GODEN, EXTREME TEMPERATUREN EN DE VOUWING VAN DNA Door: Bram Henneman

Wie fan is van de Marvelfilms kent ze vast heel goed: Loki, Heimdall, Thor en Odin. Maar inmiddels zijn wetenschappers die onderzoek doen naar Archaea ook maar al te bekend met deze Noorse goden, hoewel ze vast niet meteen denken aan Tom Hiddleston, Idris Elba, Chris Hemsworth en Anthony Hopkins.

Archaea zijn micro-organismen die onder de microscoop moeilijk te onderscheiden zijn van bacteriën, maar hun genetisch materiaal is veel meer verwant aan Eukaryoten: de groep organismen die planten, dieren en schimmels omvat. Je vindt ze op de meest uiteenlopende plekken, zoals in hete bronnen (zoals de Grand Prismatic Spring in Yellowstone National Park, Wyoming), zoute meren (zoals die naast Salt Lake City) en op extreem zure of basische plekken (zoals in de verlaten Iron Mountain Mines in Californië, waar de pH onder de 1,5 kan komen). Echter, je komt ze ook tegen op meer alledaagse plekken, zoals in de grond, in water, in het riool en zelfs in de darmen van runderen en mensen. Daar zijn ze onder andere verantwoordelijk voor de productie van het broeikasgas methaan.

In 2015 doken Zweedse onderzoekers Archaea op die tot dan toe nog nooit waren gevonden. Deze organismen leven vlak bij de uitgang van hydrothermale bronnen, op 2 kilometer onder

het wateroppervlak tussen Noorwegen en Groenland. De bronnen, door hun vorm Loki’s Castle genoemd, kunnen het water verwarmen tot zo’n 300°C en bevatten veel zwavelverbindingen.

Op deze onherbergzame plek vind je de Lokiarchaeota. Het unieke van deze eencelligen is dat ze genetisch meer verwant zijn aan de Eukaryoten dan welk ander organisme dan ook. Niet veel later werden ook de Odin-, Thoren Heimdallarchaeota ontdekt op vergelijkbare plekken verspreid over de hele wereld, en samen worden zij de Asgard Archaea genoemd, naar de plek waar Noorse goden wonen. Met name de Heimdallarchaeota blijken evolutionair erg dicht bij de Eukaryoten te staan en zijn daarom erg interessant om te onderzoeken. Er wordt nu zelfs gedacht dat de Asgard Archaea de voorlopers zijn van de celkern, het compartiment in een Eukaryote cel waar het DNA in wordt bewaard. Ze zouden, net als bijvoorbeeld de mitochondriën, ergens in de evolutie opgeslokt zijn door Eukaryoten, om vervol-

gens als celkern dienst te doen.

In het lab van Remus Dame in het Leiden Institute of Chemistry (LIC) doe ik onderzoek naar Archaea. Aangezien de Archaea op zulke unieke en extreme plekken leven en een bijzondere maar nog vrij onbekende rol in de evolutie spelen, is het belangrijk om precies te weten hoe ze in elkaar zitten. Wij zijn specifiek geïnteresseerd in de manier waarop Archaea hun DNA beheren. Het DNA van Archaea is, net als dat van alle andere organismen die op de wereld leven, veel te groot voor de cel waar het in moet passen, zo’n 1000 keer te groot. Dat betekent dat het DNA flink moet worden opgevouwen en dat gebeurt met behulp van eiwitten die histonen heten. Deze histonen kunnen het DNA om zich heen wikkelen waardoor het veel minder volume inneemt. Het gebruik van eiwitten om het DNA compacter te maken is zeker niet uniek; in bacteriën zijn er allerlei eiwitten die hieraan bijdragen, maar histonen komen naast Archaea alleen voor in Eurkaryoten, wat de evolutionaire link tussen die twee nog maar eens onderstreept.

De structuur van de Archaeale histonen lijkt heel erg op die van Eukaryote histonen: drie alfa-helices die worden gescheiden door twee loops. Echter, histonen uit Eukaryoten hebben aanvullend daarop nog een extra onderdeel dat niet te vinden is bij Archaea, en juist van dat onderdeel is bekend dat het heel erg belangrijk is voor de

TEAMWORK

Universiteit Leiden

Het gebruik van eiwitten om het DNA compacter te maken is zeker niet uniek; in bacteriën zijn er allerlei eiwitten die hieraan bijdragen, maar histonen komen naast Archaea alleen voor in Eurkaryoten, wat de evolutionaire link tussen die twee nog maar eens onderstreept.

compactie van het DNA in Eukaryoten. Het is vooralsnog niet precies bekend hoe Archaeale histonen kunnen compenseren voor het onderdeel dat ze missen, en of ze dat überhaupt doen. Dit is een van de vraagstukken waar wij in het lab mee bezig zijn. Met behulp van biofysische technieken proberen wij erachter te komen hoe histonen precies het DNA opvouwen, en wat de verschillen hierin zijn tussen histonen uit verschillende organismen. Zo maken we DNA vast aan plastic bolletjes en voegen we hier histonen aan toe. De beweging van de bolletjes geeft aan hoe de histonen het DNA opvouwen. Korte bewegingen

 ☰

geven aan dat de histonen het DNA zeer sterk opvouwen. Op deze manier vergelijken we de eigenschappen van verschillende histonen.

Een ander verschil tussen histonen in Eukaryoten en Archaea is het complex dat ze vormen samen met DNA. Het complex van Eukaryote histonen is al erg goed onderzocht en bestaat uit een octameer, een achttal eiwitten die aan elkaar gebonden zijn, en die het DNA iets meer dan anderhalve keer oprollen. In Archaea is er echter nauwelijks iets bekend over het aantal histonen dat betrokken is bij het oprollen van DNA. We weten dat een tetrameer, vier histonen, soms worden

gevonden op het DNA, maar er wordt ook gedacht dat er ook veel grotere complexen kunnen worden gevormd, die als het ware een ‘oneindige’ structuur vormen waar het DNA vele malen omheen is geslagen. Deze structuur is mogelijk een heel krachtige tool in het verkleinen van het volume van DNA in de cel. We willen weten hoe dit lange complex van histonen precies gevormd kan worden, en of de histonen uit de Asgard Archaea meer kunnen vertellen over het ontstaan van de verschillende vormen van DNA compactie.

In ons lab wordt dus fundamenteel onderzoek gedaan naar een van de meest belangrijke processen in de cel: de compactie van het DNA. Het is een onderwerp waar veel onderzoek naar wordt gedaan, omdat het mogelijk relevant is voor het ontstaan van allerlei ziekten, maar er is ook nog heel veel onbekend. Het onderzoek aan histonen in Archaea zit op het snijvlak van de celbiologie, chemie en natuurkunde, wat betekent dat samenwerking van groot belang is bij het oplossen van de open vragen die nog voor ons liggen.

Loki, Heimdall, Thor en Odin kunnen ontzettend nuttig zijn bij het begrijpen van de evolutie van eencelligen én van mensen, en tijdens mijn PhD hoop ik hier samen met collega’s een nuttige bijdrage aan te leveren.

9

10 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

BRAIN NETWORKS What do railways, veins, the roots of a plant and neurons have in common?

Probably you thought of the right answer; they are all part of a network.

Networks are made up of wired or wireless communication pathways that organize all kinds of traffic. For example, think of the traffic of cargo in trains, of nutrients through the veins of the body and of electric signals through the axons of a neuron. The use of networks for efficient traffic is a universal principle, and our world wouldn’t be possible without them.

The world of network theory As you can imagine, some networks are more efficient than others, due to how the network is organized. Various groups of networks can be distinguished, based on specific characteristics. It is maybe not that obvious at first sight, but knowledge on how different networks are built up helps us to understand the brain in a very fundamental way, and it has already become clear that this knowledge can even play an important role in understanding the development of many diseases.

But before giving away all the amazing recent discoveries related to brain networks, let’s present a few basic insights using the railway network as an example. First of all, the railway network consists of railways and stations. In network terms, railways are called edges and stations are called nodes. This distinction helps to divide networks into different groups based on the degree of distribution, degree meaning how many edges (red. railways) end at a specific node (red. station).

Imagine the railway network of the Netherlands being built up randomly. What would this look like? Well, probably quite chaotic. In a random network, there is an equal chance that a certain number of railways end at a station in a small village or in a big city like Utrecht.

Luckily, the railway network shows very non-random features, with a few important stations and railways forming the skeleton of the network. These stations, or key nodes, are called hubs. The intercitytrains are used to connect these hubs, and together the hubs form a ‘rich club’.

Many properties of the railway network can be explained by the scale-free model for networks. In the scale-free model, a specific type of growth is assumed in which new nodes connect to existing nodes with the probability proportional to their degree. This means that a few hubs (e.g. the stations of Utrecht, Amsterdam and Rotterdam) connect to many other nodes, while low degree nodes connect to few other nodes. The scale-free degree distribution resulting from this type of growth shows a very similar degree distribution, as observed in brain networks. Together with the finding that scalefree networks share many other features with brain networks, this was seen as a great breakthrough in the neurosciences.

Applying network theory to neurosciences It is clear that there is a link between network theory and the brain.

But how do we know where the nodes and edges are in the brain so we can reconstruct a brain network? With the use of neuroimaging techniques such as magnetic resonance imaging (MRI), electroencephalography (EEG) and magnetoencephalography (MEG),

TEAMWORK

several measures have been developed for assessing structural and functional connectivity in the brain. Structural connectivity reflects how many fibers run between two regions of the brain, whereas functional connectivity reflects how much two nodes communicate or, in other words, how strongly the measured signals (mainly derived from firing neurons) are related between the two nodes.

Based on these network measurements, nice schematic images can be constructed on what the network in the brain looks like (figure 1). However, the networks derived from different network measurements can look very different. First of all, it makes a big difference which neuroimaging technique is used to construct a network. For example, when scientists use functional MRI, they achieve a great spatial resolution, which means that they can very accurately discover where a certain activity occurs in the brain. On the other hand, the temporal resolution of MRI is much lower, since there is a delay of a couple of seconds between the real activity in the brain and the measurement. This is due to the fact that MRI measures the increase in blood supply (red. oxygen consumption) in areas in the brain, and this takes some time.

Universiteit Leiden

11

networks, amazing results are already emerging. For example, the question was raised if there is a possible association between intelligence and the degree of efficiency in which regions of our brain are connected, and indeed, there was a strong association between specific measures of the brain network and IQ. Furthermore, it is very plausible that our networks are under strong genetic control, since studies have shown a high level of heritability for the levels of connection in brain networks.

Besides providing information on how our brains work in the healthy state, neurosciences have also shown that disruption of brain networks seems to be involved in diseases. The general idea is that diseases are associated with changes from a more organized network to a more random network. This pattern has been shown in studies on brain networks in patients with Alzheimer’s disease, brain tumors and schizophrenia. In Alzheimer’s disease, the hubs (i.e. the important train stations) are affected more severely than other nodes, which raises the question if it may be better to look at Alzheimer’s disease as a hub disorder. In epilepsy, networks tend to abnormally synchronize their activity, evoked by hub-like brain areas which are activated abnormally strongly.

These few examples illustrate that brain network theories cannot only be used to find answers on fundamental questions, but also to explore new avenues for treatments. Altogether, this makes the area of brain network research very exciting, and it seems to offer unlimited possibilities.

References Barabasi AL, Albert R. (1999) Emergence of scaling in random networks.

Science 286(5439):509-12.

Barabasi AL. (2009) Scale-Free Networks: A Decade and Beyond. Science Vol. 325.

Zweiphenning WJ, van 't Klooster MA, van Diessen E, et al. (2016) High frequency oscillations and high frequency functional network characteristics in the intraoperative electrocorticogram in epilepsy. Neuroimage Clin. 12:928-939.

Smit DJ, Stam CJ, Posthuma D, Boomsma DI, de Geus EJ (2008) Heritability of “small-world”

networks in the brain: a graph theoretical analysis of resting state

EEG functional connectivity. Hum Brain Mapp 29:1368–1378.

Van den Heuvel MP, Stam CJ, Kahn RS, Hulshoff Pol HE (2009) Efficiency of Funtional Brain Networks and Intellecutal Performance. J Neuros 29(23):7619-7624.

Figure 1. Example of a constructed brain network (source wikimedia commons) With EEG, this is the other way around. The temporal resolution of EEG is great, with almost no delay between the real activity in the brain and the measurement. However, there is a problem in determining where the activity is located exactly, since EEG channels can measure electrical potentials at a distance from their original sources. This problem is referred to as the problem of ‘volume conduction’, and researchers are still looking for new network measures to tackle this problem.

Studying the brain with network theory Even though there still is no sufficiently accurate way to analyze brain

 ☰

Stam CJ, de Haan W, Daffertshofer A, et al. (2009) Graph theoretical analysis of magnetoencephalographic functional connectivity in Alzheimer’s disease. Brain 132:213-224.

Auteur Charlotte van ‘t Westende Master student Neurosciences (VU)

SPECIAL



12 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

Turning and turning in the widening gyre The falcon cannot hear the falconer; Things fall apart; the centre cannot hold; Mere anarchy is loosed upon the world, The blood-dimmed tide is loosed, and everywhere The ceremony of innocence is drowned; The best lack all conviction, while the worst Are full of passionate intensity.

-Yeats Evolution cannot cast its eye forward.

An ant cannot fell a tree, though it can carry many times its own weight.

In an unexplored tropical ocean lies a small coral island, so far away from anywhere else it doesn't even have a name, though it is claimed by the Republic of Palau. On it sprawls a small rainforest - a green world of uneasy alliances, of tolerance only so far as is absolutely necessary; everything that lives there lives because something else hasn't deemed it profitable to eat it. Within that world stands one

tree of ponderous height (genus Falcatifolium) with leaves like upturned raindrops and fruits that are small, round and a deep purple in colour.

The tree, to its tiny inhabitants, is an entire cosmos - these ants, for that is what they are, although closely related within the same genus and unbeknownst to themselves, are in never-ending strife for the use of their universe, of which they occupy and exploit every usable inch.

‘Superorganism’ is term favoured for these populations. The ants are not full creatures; together, however, they form

TEAMWORK

Universiteit Leiden

13

Figure 3

 one higher thing, some sort of brain in charge of some sort of body. They work together, inseparable, not able to work their world without the help of their colony – and they have become so good at it, that an ant is now merely a cog in a machine, a page in a book, a finger to pull a trigger. Evolution has invented minds twice over; not just in the heads of notochordal animals, but also in the humming togetherness of these ants in their tree.

How must we see the brain and body

of something so foreign to what we are? Let’s start as we start any anatomy lesson: by a description of what lies before us.

In the canopy of the tree, distant and sunlit, we find a colony of ants of the genus Dolichoderus - small, red, hirsute leaf-eaters. They spend their days in the treetops, cutting leaves to build their homes, milking the aphids for honeydew, and scavenging what they can. They live off their environment in a way that barely impacts it; in a rich

Evolution has invented minds twice over; not just in the heads of notochordal animals, but also in the humming togetherness of these ants in their tree.

 ☰

and luscious treetop, these arboreal Dolichoderus thrive.

At the very bottom of the tree, in nooks and crannies formed by the roots as they plunge thirstily into the rich soil, live ants of the same genus, though they are large, black, their carapace shiny and reflective of the green-andblue world above. The root-dwellers eat the woody substance of their tree, and they have known nothing but proliferation in their lignified world, for the wood is plentiful, and behind each bite lies ever more.

If looking closely at the trunk in between the treetop and the roots, we would find in the trunk's shaded hollows yet another subpopulation of Dolichoderan ants: smallish, brownish, slightly hairy. They choose their way of life anew each time they forage; they go up or down, feeding either upon the scraps left by the canopy-

SPECIAL

î?š

14  ORIGIN #4

ants or by the bottomdwellers.

There seems to be sporadic gene exchange between these populations, and indeed, it appears that they originated from a single population that arrived at the island in some distant, forgotten past. The subpopulations remain, however, quite distinct and any gene exchange between the top to the bottom happens almost exclusively through the intermediate population.

Knowing now the material of the body, we must discover how the brain works.

The bottomdwellers depend on nothing but wood, the roots of their world. The roots that feed the upward canopy, that cause the leaves to grow and berries to swell. The tree lives at the mercy of the ants, and they exist at that of the tree. They decide not by charter but instinct: when the ants who sit in the middle find more to eat in the canopy, the pressure on the roots is relieved; when the roots yield more sustenance, the treetop outgrows the gnawing of the canopy-ants.

The middle-ants, without deliberate action or thought, keep the extremes from escalating their frenzy; gene exchange keeps the meta-population from diverging too perversely in its forms and habits, and adaptable feeding patterns spare the tree where it needs to be spared.

In ways they cannot understand and without ever meeting, the lives of the Dolichoderus in their canopy depend on the Dolichoderus down below. They do not know it, as all they know is to feed and produce at the cost of anything, and they would have no need to know, if the privilege of the bottomdwellers were absolute, one of pure benefit; but the only benefit they have is that of time. Environments are never stable and impacted by everything. To see how it is impacted, we must know where the effects will be felt first, and where last.

Think of an observer arriving at this small coral island by fishing boat, backpack full of equipment, ready to study this tree, to note the fluctuations and decisions that influence these

jaargang 12, juni 2017

organisms; what could make them as one, or what could separate them.

Such a patient student of this tree would notice the vertical shifts in the middle population, but when charting them, would after some time begin to see a broader trend: whereas the canopy is ever changing its yield, baroquely shifting its growth for every season, the roots remain, always present, slowly regenerating. Over the course of months, the oscillation of the middledwellers guided them slowly lower and lower down toward a more secure way of living. The centre, it seemed, could not hold for the temptation of everlasting plenty.

And in that fashion, it took months, but it took place. The middle-feeders subsisted after some time entirely on scraps left by the bottomdwellers, and one treewide population, varied and rich, split along the line of its variation and became two ethnicities in isolation. Contact between populations ceased almost entirely; one kept to its canopy, the other to its roots.

The environment allowed for this; after all, the ants were small and not in great enough number to fell their world in a day, and so, evolution's blind stagger adapted the ants over several years to

suit their isolated homes. The canopydwellers became more at home in their canopy, building extensive nests in the foliage, adapting the treetops to their bodies and living in an Eden of their own hand; the wood-eaters dug great halls and nurseries in the tree, finding more wood however deep they dug, ever softer and more nutritious.

The roots suffered and grew diminished, and as a result, the crown did too. Fewer nutrients were carried through the trunk, and fewer leaves and fruits appeared - though the canopy-dwellers persisted. They knew only their canopy, and did not know to cast their eye downward for the cause

Figure 5 of their poor harvests.

As the treetop grew slimmer, the flow of organic material falling to the earth slowed to a trickle, and the soil became steadily greyer and sandier. The roots of the tree, once mighty and expanding into the rainforest, could not sustain themselves and shrunk thinner and shorter.

The bottomdwellers moved off that reducing forest floor and entirely into the tree, which provided unendingly.

Where the canopy-dwellers never saw the trunk or roots beneath, the rooteaters were now unconnected to the earth yet beneath them; life moved

TEAMWORK

neither up nor down, only sideways.

The bottomdwellers looked up at the tree, and saw what the roots gave life to. Whilst they did no longer see ants go up or come down, they saw the greenery and sunlight but a biased observer would think that its lustre was lost on their eyes, unable to see the allure of anything that was not wooden, or burrowed. Whatever the case, as time went on, they saw steadily more sunlight and less greenery.

Why would the green matter to them, when it did nothing for them – of which they knew?

The tree, in summation, declined.

The ants are no gardeners and to them their tree is what water is to a fish: undetected for its omnipresence.

But so long as it remained liveable, it remained strong - a tree, unshakable by any number of ants.

In their growing efforts to gather food

Universiteit Leiden

twig and leaf-tip. Their organism became more cohesive as the job of living became more complex, both in the finding of nutrients and in balancing the impact they had with what their world could sustain. They adapted to their adapting world, made of it what they could, changing themselves as quickly as natural law would allow.

The bottomdwellers, on the other hand, grew larger, stronger, more able to burrow and chew, but less numerous. The great bounty of the roots required ever less of them, less in teamwork and less in thought. As they became slowly more solitary, their strength grew, though their status as a superorganism became more questionable with every generation. A solitary ant was able to make a living, to find a mate whenever it suited it, to fight of its fellows when it needed to. After all, in a garden of infinite delights, who needs an ally?

In ways they cannot understand and without ever meeting, the lives of the Dolichoderus in their canopy depend on the Dolichoderus down below and resources, the canopy ants used their realm for all its resources which took longer and longer to regrow each time they were cropped. Expanding their colony downward at some points lead them only to find that the prospect of sharing in the remaining riches of the canopy meant little to the root-burrowers in their caves of plenty. Furthermore, their fellow Dolichoderus had become too different to interbreed or even live among; the colony, entirely dependent on their now distant fellows, had been trapped unwittingly.

Over generations, the canopy ants grew smaller and more numerous to more completely make use of their habitat, expanding onto every last

 ☰

The burrowers, seemingly losing whatever connection they had to their own world, dug into their roots ever more vigorously even as the canopy-ants stayed the course of scavenging and aphid farming; where the influence of the canopy-ants diminished with every passing day, the wood-feeders expanded up the trunk for fresh pastures, closing around the tree like ivy, digging in, resources plentiful as they had always been. No one there to deny them the right to do so, no control, no competition; they had transcended the balance of nature, and ran rampant.

Could they be called evil? It would be beyond the scope of this article to do so. They fed as anyone would, they specialised as anyone would, they thought of their own survival as any-

15

one does. They pretended to nothing, not to complexity or philosophy. They thrived in the only way they knew.

Neither ant, for that matter, was trying to improve on or bring harm to their world; both were surviving, and that was all.

The extremes of canopy and root had existed for time untold and the world had been balanced. Too many variables play into what keeps a world aloft to explore here, but if, for simplicity’s sake, we return to the allegory of the body of our superorganism, the extremes would be extremities: useful and specialised, certainly, but worth nothing without a body to which to attach them, in this case to temper them, to harness them; to keep the foot from only kicking, and the fist from only choking.

While a superorganism may not have such a definitive body and we may not even know where it starts or finishes, it seems possible to dismember it.

When the thing that united this organism disappeared, for a few moments it seemed as though the limbs would labour on, undisturbed, liberated and ready to finally really dig in.

It is worth noting that the tree stood unshakable, to the very end.



In the early morning cacophony of the ancient forest, a cracking is heard.

Birds turn their heads, lizards stand alert. The air cracks once more, and again, now sustained, swelling in volume. Distantly, a guiltless world crashes down with murderous violence. Far more distantly, the sun begins to rise.

Auteur: Robbert Folmer Master student Biology

1 6  ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

TEAMWORK

Universiteit Leiden

17

Anemoonvissen leven in zeeanemonen. In ruil voor bescherming geeft de anemoonvis voedsel aan de zeeanemoon in de vorm van afval, maar ook jaagt de vis predatoren weg. Deze positieve samenwerking wordt mutualisme genoemd, een vorm van symbiose.

Foto door Maarten Lubbers, @Stichting Koninklijke Diergaarde Rotterdam

 ☰

1 8 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

Hoe een mannetje een vrouwtje werd We bevinden ons in het Groot Barrièrerif, een tropisch koraalrif aan de noordoostkust van Australië. In dit rif leven honderden soorten kleurrijke vissen, zeeschildpadden en ongewervelden. Tussen het koraal bevindt zich een zeeanemoon, met als alerte bewaakster de hoofdpersoon van dit artikel: een anemoonvis.

Het Groot Barrièrerif is een gevaarlijke plek voor een anemoonvis om in te overleven.

Overal liggen vijanden op de loer, zoals snelle murenes, grote rifbaarzen en giftige kegelslakken. Anemoonvissen, ook wel bekend als clownvissen, schuilen voor die gevaren in zeeanemonen: poliepvormige neteldieren met giftige netelcellen.

In ruil voor bescherming geeft de anemoonvis voedsel aan de zeeanemoon in de vorm van afval, maar ook jaagt de vis predatoren weg zoals de pincetvis (Chelmon rostratus).

Deze positieve samenwerking wordt mutualisme genoemd, een vorm van symbiose.

1977). De rest van de groep bestaat uit juveniele mannetjes, wiens gonaden niet functioneren en dus geen functie hebben in de reproductie.

len (zie afbeelding 3). Hierbij moet worden opgemerkt dat de geslachtschromosomen van anemoonvissen niet veranderen.

Wanneer het vrouwtje sterft, transformeert het grootste mannetje in een vrouwtje. Dit proces wordt in de zoölogie protandrie genoemd. Dit proces vindt tevens plaats bij murenes, gobies en lipvissen. Waarom vindt deze intrigerende geslachtsverandering plaats en hoe?

Afbeelding 2: een zwarte anemoonvis (Amphiprion clarkii) bewaakt zijn eitjes. Maarten Lubbers, Diergaarde Blijdorp

Afbeelding 1: een pincetvis (Chelmon rostratus). Maarten Lubbers, Artis Een dominant vrouwtje Anemoonvissen leven in een hiërarchisch groepsverband. Alle anemoonvissen worden geboren als mannetje. Daarentegen is de grootste vis een dominant, agressief vrouwtje. Zij zal paren met het grootste vruchtbare mannetje (Fricke & Fricke,

Evolutie De totale productie van bevruchte eieren is hoger wanneer de grootste vis van een paartje een vrouwtje is, aangezien een groter vrouwtje meer eieren kan produceren dan een klein vrouwtje. Protandrie is dus voordelig voor beide volwassenen (Warner.

1984).

Wanneer meerdere vruchtbare mannetjes aanwezig zijn in een groep, zouden er relatief minder nakomelingen worden geproduceerd. Hiervoor is protogonie de oplossing: het veranderen van een vrouwtje in een mannetje. Zo kan het geslachtsrijpe mannetje meerdere vrouwtjes bevruchten.

Afbeelding 3; de gonaden van een zwarte anemoonvis (Amphiprion clarkii) links: gonaden van een mannetje bestaande uit volwassen testis (T) en onvolwassen ovarium (O), rechts: gonaden van een vrouwtje bestaande uit volwassen ovarium. Tekening door Maarten Lubbers, naar Sex change in coral reef fish (M. Nakamur et Al. (2015)

Literatuur: Fricke & Fricke, 1977. Monogamy and sex change by aggressive dominance in coral reef fish. Nature 266, 830 - 832 R. Warner Warner, 1984. Mating Behavior and Hermaphroditism in Coral Reef Fishes: The diverse forms of sexuality found among tropical marine fishes can be viewed as adaptations to their equally diverse mating systems.

Auteur: Maarten Lubbers Bachelorstudent Biologie

Hormonen Tijdens de transformatie van een mannetje in een vrouwtje, neemt het mRNA en het aantal receptoren van drie GTH subunits toe (K.W. An, J. Lee, C.Y. Choi, 2010). GTH, gonadotropines, zijn hormonen die worden uitgescheiden door gonadotrope cellen van de Adenohypofyse. GTH reguleert de eierstokken, de eicelrijping en eisprong.

Hierdoor produceert een getransformeerd mannetje geen zaadcellen meer maar eicel-

American Scientist, Vol. 72, No. 2, pp. 128-136 K.W. An, J. Lee, C.Y. Choi (2010). Expression of three gonadotropin subunits and gonadotropin receptor mRNA during male-to-female sex change in the cinnamon clownfish, Amphiprion melanopus. Elsevier, Vol. 156, Issue 4, August 2010, Pages 407–415 M. Nakamura, Y. Kobayashi, S. Miura, M. A. Alam (2015). Sex change in coral reef fish. Fish Physiology and Biochemistry

TEAMWORK

Universiteit Leiden

19

De levende make-up van een inktvis Niet alleen mensen werken samen, ook in het dierenrijk komt teamwork overvloedig voor. Sommige bacteriën bijvoorbeeld kleuren bepaalde inktvissen in een bijzonder samenwerkingsverband.

Veel mensen hebben iets waar ze niet zonder kunnen. Sommige kinderen slapen niet zonder hun favoriete knuffel; de meeste jongeren blijken ook niet meer zonder hun telefoon te kunnen; veel vrouwen verlaten het huis niet voordat een laagje make-up hun wangen siert en mensen in het algemeen hebben een hele hoop bacteriën in hun darmen. Het is dat de genoemde voorwerpen (behalve de laatste) niet leven, anders zou er zeer zeker sprake zijn van ‘symbiose’ (een duur woord voor teamwork). De term symbiose wordt gebruikt om de relatie tussen verschillende organismen die zonder elkaar niet zouden kunnen overleven aan te duiden.

Vrouwenwangen met make-up zijn eigenlijk net als inktvissen met lichtgevende bacteriën. Dit klinkt misschien wat uit de lucht gegrepen, en het schiet misschien iets te ver door, maar er zit een kern van waarheid in. Bepaalde inktvissen (de Euprymna scolopes) hebben namelijk een symbiose met de bacteriestam Vibrio fischeri (Thomas, 2009). Deze bacteriën zorgen voor een glow-in-the-dark effect en helpen de inktvis daarmee om prooien aan te trekken en vijanden af te schrikken. Tegelijk zorgt de inktvis voor een slijmlaagje (een biofilm) waarin de bacterie zich kan verschansen en wat de bacterie verbindt met de ‘lichtorganen’. Alleen door middel van deze laag kan de lichtshow worden gegeven.

van de inktvis (Mandel, Wollenberg, Stabb, Visick, & Ruby, 2009). Op deze manier voeren inktvis en bacterie een conversatie; niet per se met woorden, maar meer een biochemisch praatje.

heer (de inktvis of de denappelvis) moeten hebben. Verder moeten alle componenten aanwezig zijn om de lichtshow te kunnen geven. Symbiose is een prachtig ontwerp dat niet alleen is toegepast in (inkt)vissen, maar ook in tal van andere organismen. Zoals hierboven genoemd hebben mensen ook een symbiose met bacteriën, voornamelijk in onze darmen (het darmmicrobioom). Zonder dit teamwork zou voedsel verteren–en daarmee het leven zelf–ondraaglijk en onmogelijk worden.

Gelukkig zijn dieren en mensen daarom goed ontworpen.

Dwerginktvis: Planet Earth, Hawaiian Bobtail Squid, Euprymna scolopes

Bronnen: Ruby, E. G. (2009). A single regulatory gene is sufficient

De ‘inktvis-bacterie’-interactie is niet de enige bioluminescente (‘levend licht’) symbiose. Dezelfde bacteriesoort leeft namelijk ook samen met een denappelvis (de Monocentris japonica). Maar in tegenstelling tot de eerste samenwerking gaat de ‘denappelvis-bacterie’-interactie net weer iets anders: V. fischeri in de vis gebruikt RscS niet! Dit regel-gen is dus niet nodig in de vis, terwijl het ‘aan’ moet worden gezet in de inktvis.

 ☰

to alter bacterial host range. Nature, 458(7235), 215–218. http://doi.org/10.1038/nature07660 Sherwin, F. (2008). Squid Reflects Creation Evidence. Acts & Facts, 37(4), 14. Retrieved from http://www.icr.org/article/ squid-reflects-creation-evidence/ Thomas, B. (2009). Teamwork Between Shining Bacteria and Squids Evolved? | The Institute for Creation Research. Retrieved March 26, 2017, from http://www. icr.org/article/teamwork-between-shining-bacteria-squids-evolved

Afbeeldingen:

https://www.f lickr.com/photos/phylomon/4431689235/ ht t p s : // w w w. f l i c k r. c o m /p h o t o s /139132 52 @N 0 4 / 2 0 7 9 9 4 7 9 6 3/ i n /photol ist-a9FBq p-d7vLCU67msfL-4aNh4M-pf hmmm-xKNNDUxKVtqZ-67hahB/

Biochemisch Praatje

De manier waarop deze organismen samenwerken klinkt vrij eenvoudig, maar het is ontzettend ingenieus bedacht. Als de microben één specifieke genetische schakelaar hebben–RscS, een twee-componenten sensor kinase–kan de chemie van de inktvis die schakelaar ‘aan’ zetten. Dit zorgt ervoor dat er Syp exo-polysacharide vrijkomt, een lang suikermolecuul. Deze polysacharide kan vervolgens worden omgezet in de biofilm; zo heeft de bacterie via RscS dus controle over het lichtorgaan

Mandel, M. J., Wollenberg, M. S., Stabb, E. V., Visick, K. L., &

Denappelvis: Drow_male, Pez piña japonés (Monocentris japonica) - Aquarium Finisterrae De genetische schakelaar is niet het enige aspect dat nodig is voor de interactie van de V. fischeri bacterie (Sherwin, 2008). Ook hebben ze componenten die een directe en zeer specifieke wisselwerking met de gast-

Auteur: Daniël Linzel Chemistry masterstudent

INSTITUTE

20 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

Levend Lab Leiden Het Centrum voor Milieuwetenschappen (CML) van de Universiteit Leiden onderzoekt onder andere de effecten van bestrijdingsmiddelen op de natuur. Veel van dat onderzoek vindt plaats in een laboratorium, maar dat heeft zijn beperkingen. Daarom heeft Universiteit Leiden sinds een paar maanden het ‘Levend Lab’. Promovendus Henrik Barmentlo is één van de oprichters van deze innovatieve vorm van onderzoek en vertelt hier meer over in een interview.

Het idee voor het Levend Lab is een jaar geleden ontstaan. Toen onderzochten we de effecten van bestrijdingsmiddelen in 48 vijvers die we hadden gecreëerd in plastic kuipen. Net als in het laboratorium, bepaalden we zelf welke soorten in welke hoeveelheden voorkwamen. Dit kan nogal afwijken van de situatie die je in de natuur vindt.

Daarom hebben we het Hoogheemraadschap van Rijnland gevraagd of er niet bestaande sloten zijn waar we in zouden kunnen experimenteren.

Maar dan heb je weer sloten die niet vergelijkbaar zijn met elkaar, wat wel belangrijk is voor de experimenten.

Dus besloten we zelf sloten te creëren.

Hiervoor mochten we een terrein van de Universiteit Leiden gebruiken, vlak naast Corpus. Omdat daar geld voor nodig was én omdat we graag meer aandacht wilden voor onderzoek naar waterkwaliteit, hebben we een crowdfundingactie opgezet. Met de hulp van vrienden, familie, waterschappen, onderzoeksinstituten en andere geïnteresseerden, verzamelden we in twee maanden tijd 15.000 euro.

Het was een mooi moment toen de eerste schop de grond in ging. De crowdfunding was gelukt en we beseften dat wat ooit een wild plan was, écht ging gebeuren. Inmiddels bestaat het Levend Lab uit 38 sloten, aangesloten op een plas die in verbinding staat met de Oude Rijn. Hierdoor worden de sloten op een natuurlijke wijze gekoloniseerd met bacteriën, dieren en planten.

Henrik Barmentlo

Vertegenwoordigers van betrokken instituten starten de graafwerkzaamheden (foto Poppy Savenije) Op dit moment monitoren we de biodiversiteit in de sloten. Zo zagen we de afgelopen weken dat het met de zwemmende organismen goed gaat maar dat de bodemkruipers nog niet op gang komen. Dit is logisch want er is niks voor ze te halen behalve anorganische kleigrond. Daarom gaan we ze een klein sedimentlaagje geven met organisch materiaal. Zodra er een goed werkend voedselweb aanwezig is, sluiten we de sloten af van de plas.

We weten niet hoe lang dit duurt, aangezien het voor de eerste keer wordt gedaan.

Vervolgens starten we verschillende behandelingen. Daarvoor gebruiken we bestrijdingsmiddelen en nutriënten om te onderzoeken wat de effecten ervan zijn op het waterleven. De concentraties van deze stoffen wor-

den gebaseerd op concentraties die daadwerkelijk worden gemeten in het oppervlaktewater van Nederland.

“Met het Levend Lab willen we de onderliggende ecologische vragen beantwoorden” De gemeten concentraties in het oppervlaktewater van Nederland overschrijden vaak de toegestane norm. Het betreft hier de zogeheten waternorm, die gericht is op de concentratie van bestrijdingsmiddelen in het Nederlandse oppervlaktewater. Het grootste deel hiervan komt, door bijvoorbeeld regen en wind, terecht in kleine sloot-

TEAMWORK

jes naast het veld. Daar meet je dan al snel een hoge concentratie.

Het Levend Lab vervangt niet het traditionele labwerk. Wij gaan in één jaar tijd de effecten van één bestrijdingsmiddel bestuderen, terwijl elke paar seconde een nieuwe chemische stof wordt ontdekt. Wij voeren geen risicoanalyses uit waarbij wordt onderzocht welke concentratie schadelijk is voor een soort, dat wordt in het lab gedaan. Met het Levend Lab willen we de onderliggende ecologische vragen beantwoorden. Kunnen we de in het lab geconstateerde effecten inderdaad terugzien in de sloot en hoe veranderen die effecten, bijvoorbeeld wanneer bestrijdingsmiddelen worden gemengd met nutriënten?

Er wordt ook onderzoek gedaan naar eDNA (environmental DNA). Dat is DNA dat in het milieu teruggevonden wordt, bijvoorbeeld in het water maar ook in aarde. Hierdoor kan relatief snel achterhaald worden welke soorten voorkomen op een bepaalde plek. We hangen potjes in de sloot met daarin een diersoort die niet van nature voorkomt op de locatie van het Living Lab. Het eDNA kan zich vervolgens uit het potje verspreiden en dan meten we op verschillende plekken hoeveel eDNA we kunnen terugvinden.

Universiteit Leiden

Met zo’n groot project heb je veel helpende handjes nodig. We werken daarom samen met andere onderzoeksinstituten. Bijvoorbeeld met het NIOO-KNAW (Nederlands Instituut voor Ecologie), de Hogeschool Rotterdam en het LION (Leids Instituut voor Onderzoek in Natuurkunde). Zo zijn eerstejaars studenten scheikunde uit Rotterdam op dit moment bezig om de metaalconcentraties in het water en het sediment te bepalen. Verder werken twee studenten natuurkunde uit Leiden aan nieuwe apparaten om de waterkwaliteit te meten. Onderzoekers van Naturalis komen binnenkort bij ons onderzoek doen naar bijen. Daarnaast zijn we druk bezig om te gaan samenwerken met scholen.

“Eén keer heb ik ruzie gehad met een gans die zijn nest aan het bouwen was”

bouwen kan ik dan ook afraden. Nu hebben we graszoden van biologische kwaliteit. Die zijn anderhalf jaar geleden voor het laatst zo minimaal mogelijk bemest. Er zijn geen bestrijdingsmiddelen overheen gespoten, anders zouden de experimenten natuurlijk in de soep lopen. We hebben het idee dat het goed werkt en het ziet er nu uit als een mooie golfbaan.

Veel mensen lieten de hond uit op het terrein. Dat geeft toch wel een ongewenste nutriëntenboost als ze in de sloot poepen. Inmiddels hebben we een hek en ‘verboden toegang’-bordjes opgehangen. Een ander probleem waren de meerkoeten die in de sloten verbleven. Daarom hebben we aan het begin en eind van elke sloot een paaltje geslagen en een felgekleurde draad over de sloten opgehangen die ze afschrikt. Eén keer heb ik ruzie gehad met een gans die zijn nest aan het bouwen was. Toen dacht ik, nee dit gaat dus niet gebeuren. Ook mogen we niet experimenteren met vissen, dus hangt er een net tussen de slootjes en de plas.

Aangezien het de eerste keer is dat we zo’n project doen ben ik veel brandjes aan het blussen. Zo hadden we problemen met erosie van de slootjes door regen. We hadden bovendien graszaad gezaaid maar dat kwam niet of nauwelijks op. Een levend lab in de winter

Naast de vele brandjes die geblust moeten worden, zijn er ook veel mooie momenten. Bijvoorbeeld na een dag hard werken, wanneer een student uit de sloot springt met twee slierten modder en die á la ‘Rambo’ uitsmeert over zijn gezicht.

Wil je op de hoogte blijven van de vorderingen omtrent het Levend Lab? Volg ze dan via Facebook @levendlab of hun blog www.levendlab.wordpress.com

Auteur: Liselotte Rambonnet

Studenten nemen monsters in sloten van het Levend Lab (foto Liselotte Rambonnet)

 ☰

Masterstudent Biology en Science Communication & Society

21

2 2 ORIGIN #4

ORIGIN ZOEKT

jaargang 12, juni 2017

Een geestverruim ontdekkingstocht

Als biologiestudenten onderzoeken we natuurlijk maar uiterst nauwkeurig en al te graag, tijdens practica, de enorme verscheidenheid aan planten op de wereld.

Om ze systematisch in te kunnen delen moet je de planten soms ook grondig proeven en ruiken om ze te kunnen herkennen en categoriseren. Nu kun je dit als student natuurlijk alleen in de collegebanken doen maar zeker ook daar buiten. We praten over drugs, spacen, geestverruimers! Het blijft echter lastig om aan deze te komen, zeker omdat de meeste soorten aan de andere kant van de wereld groeien. Maar hebben wij niet toevallig een grote wetenschappelijke verzamelplek van planten van over de hele wereld in de buurt zitten?... Juist! De Leidse Hortus!

‘Wat groeit er nu zoal aan ‘drugs’ in de Hortus?’ is dan ook de vraag die we voorlegden aan kaschef Rogier van Vugt. Met zijn onuitputtende kennis nam hij ons mee op een geestverruimende ontdekkingstocht door de krochten van de botanische tuin en zochten we het uit!

In de tropische kas, staat een struik die in westelijk Afrika veel gebruikt wordt tijdens religieuze rituelen, namelijk de Iboga (Tabernanthe iboga Nutt.). De Hortus heeft deze plant gekregen van Burgers Zoo en staat nu nog in het niet-openbare deel van de kas. De wortel van deze plant bevat het hallucinerende en stimulerende middel ibogaїne, dat de neurotransmitters in ons brein beïnvloedt. De schors van de wortel wordt meestal geraspt en opgegeten.

Bij hoge doseringen schijn je in een heerlijke roes te komen die je dichter bij je voorouders brengt. Tevens zou ibogaïne ook werken als anti-verslavingsmiddel bij zware drugs verslaafden.

Een geheimpje uit de Hortus is de Peyote (Lophophora williamsii J.M.Coult.).

Deze cactussoort groeit wel in de tuin maar is niet te zien voor bezoekers. Gek zou je denken, maar dit heeft een reden. Deze vetplant is namelijk een geliefd jat object! Steevast werd deze, zeer sloom groeiende, cactus uit de Hortus meegenomen, maar nu staat hij onder het toezicht van het waakzame oog van de kaschef. De Peyote bevat mescaline, een stof met een werking die doet denken aan dat van LSD. De indianenstammen die leven in het verspreidinggebied van deze vetplant gebruiken de cactus tijdens religieuze riten. Bovendien wordt het door hen ook wel ingenomen als middel tegen dorst, honger en om het uithoudingsvermogen te vergroten tijdens de jacht.

Peyote

De verwante geslachten Brugmansia (Pers.) en Datura (L.) zijn zeer giftig. Met de zaden en bloemen van deze planten zijn dan ook vele moorden gepleegd. Ook zijn ze bekend van de ‘Devils breath’, een goedje dat jou verandert in een zombie. In de Hortus kun je een Brugmansia soort vinden, deze heeft gladde vruchten, in plaats van stekelige die de Datura soorten hebben. De Doornappel is een soort van het laastgenoemde geslacht en is vrij algemeen te vinden in Nederland. Beide geslachten bevatten hallucinogene alkaloïden. De plant wordt soms gebruikt door experimenterende drugsgebruikers, maar door de enorm variërende hoeveelheden alkaloïden in de plant is de kans op een overdosis enorm groot en het gebruik loopt soms dan ook fataal af.

Achtergrondbeeld: Barry Lawrence Ruderman Antique Maps Inc.

Iboga

TEAMWORK

Universiteit Leiden

23

mende door de Leidse Hortus Rogier vertelde dat hij als kind al gefascineerd was door de Wolfskers (Atropa belladonna L.). Het was zelfs zijn eerste plant die hij graag wilde hebben. “De bessen van deze plant zijn lekker zoet, net als bosbessen” zei Rogier, die er wel is een geproefd heeft. Maar let op! Het eten van 5 bessen kan al dodelijk zijn. Ze bevatten namelijk de zeer giftige stof atropine, in mindere maten kan deze stof ook visioenen opwekken die vergelijkbaar zijn met die van de doornappel.

We vervolgen onze tour door de Hortus en komen het plantje Absintalsem (Artemisia absinthum L.) tegen, natuurlijk bekend van het groene feeën drankje Absint, waar Van Gogh zich in grote mate aan tegoed heeft gedaan. Thujon, het actieve bestanddeel van Absintalsem, wordt verondersteld hallucinaties op te wekken. Bovendien staat het bekend als een van de bitterste keukenkruiden op deze planeet.

Na een blaadje geproefd te hebben, kunnen wij dit bevestigen.

Witlof is er niks bij.

De plant behoort tot de familie van de composieten en staat te boek als vrij zeldzaam op de rode lijst van de Nederlandse planten.

Absintalsem komt onder andere nog voor op de Pietersberg in Limburg. Van nature komt deze alsem soort voor in de gematigde streken van Eurazië en noordelijk Afrika.

 ☰

Een belangrijke collectie in de Hortus is de Siebold-collectie.

Hij introduceerde veel Japanse planten in Nederland. Waaronder de nu in Nederland alombekende en bij uitstek geschikte tuinplant de Hortensia (Hydrangea L.). Wat velen echter niet weten, is dat de jonge bladeren van de pluimhortensia (Hydrangea paniculata Siebold.) gerookt kunnen worden. Dit roept een euforisch gevoel op dat kan worden vergeleken met het effect dat opkomt bij het roken van marihuana. Maar pas op! Het roken van de Hortensia is risicovol, want al snel heb je een overdosis te pakken en leg je door de aanwezige cyanide-verbindingen in het blad het loodje.

De Ephedra (Ephedra L.), in het Nederlands ook wel zeedruif genoemd, staat tegenwoordig bekend om zijn medicinale werking. Maar tot 2004 kon je deze geestverruimende en tevens zeer primitieve plant ook gewoon in smartshops krijgen. De werkzame stof is efedrine. Efedrine zorgt er voor dat er adrenaline en nor-adrenaline vrijkomt en werkt als een ‘natuurlijke amfetamine’. Werd het in de geneeskunde vooral gebruikt als afslank- en bloeddruk regulerend middel, in de uitgaanswereld was het in de jaren ‘90 vooral populair als party-drug vergelijkbaar met XTC.

Als laatste willen we graag nog van het moment gebruik maken om een andere bijzondere, niet geestverruimende, plant voor te stellen. De naam zegt al genoeg: geile geitenkruid (Epimedium grandiflorum C. Morren). Naar verluid heeft deze plant zijn naam te danken aan een Chinese herder. Deze meneer zag namelijk dat zijn geiten erg hitsig werden en elkaar begonnen te bespringen, nadat ze van deze plant hadden gegeten.

Uit onderzoek is gebleken dat de plant een flinke boost geeft aan je testosterongehalte. De stof icariin, die hiervoor verantwoordelijk is, zou de potentie van een man sterk verhogen. Maar ook vrouwen gaan fluitend door hun menstruatie bij het gebruiken van deze plant. Dit moesten wij natuurlijk even testen. Ik moet zeggen na het kauwen van een stuk of 4 bladeren en een paar uur later had ik toch behoefte aan wat genegenheid…

Auteurs: Kevin Groen BSc Life Science & Technologie, Masterstudent Biologie (EBC)

Marvin Groen Ephedra

Masterstudent Biologie (EBC) & Bos en Natuurbeheer (WUR) Foto's door Maarten Lubbers

24 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

Sociale bacteriën Bij een woord als teamwork denk je wellicht aan sport, of misschien aan het oplossen van een opdracht in teamverband. Maar bacteriën en teamwork lijkt niet echt een logisch verband. Toch?

Symbiose

Om te kunnen overleven in competitieve omstandigheden (a.k.a.: de natuur) gaan dieren, planten en mensen soms juist over op samenwerken. Het is dan extra bijzonder als dit juist tussen verschillende soorten gebeurt. Denk bijvoorbeeld aan korstmos: dat lijkt een plantje, maar is een symbiose tussen een schimmel en een wier. Het wier zorgt door middel van fotosynthese voor suikers, en de schimmel neemt water en mineralen op. Zo voeden ze elkaar.

In 2015 werd door de Universiteit van Tel Aviv een onderzoek gepubliceerd waarin werd aangetoond dat ook bacteriën samenwerken voor een wederzijds voordeel. Ze startten het onderzoek nadat bekend werd dat de bacterie Paenibacillus vortex sporen van de schimmel Aspergillus fumigatus tientallen centimeters transporteerden, om deze ontkiemende sporen te gebruiken als bruggetjes om leegtes in de ondergrond waarop ze groeien te overbruggen.

De onderzoekers besloten de beweeglijke P. vortex bloot te stellen aan beta-lactaam antibiotica (BLA).

Deze antibiotica tasten de celwand van bacteriën aan.

Sommige bacteriesoorten kunnen zich hiertegen wapenen door een enzym te produceren dat de BLA’s kapot maakt: beta-lactamase (BL). E. coli is een bacteriesoort die soms het vermogen tot productie van BL’s bezit. Wanneer P. vortex werd blootgesteld aan BLA’s in het bijzijn van E. coli die BL’s produceerde, transporteerde P. vortex de niet-beweeglijke E.coli’s

Auteur Annika Koumans Bachelorstudent Biologie

naar de rand van de kolonie, waar de BLA aanwezig was. Omdat de BLA’s dan kapot gemaakt werden door de enzymen van E. coli kon P. vortex zich dan alsnog verder verspreiden over de voedingsbodem.

Het voordeel voor P. vortex lijkt misschien vrij duidelijk: antibiotica onklaar gemaakt en de bacterietjes swarmden nog lang en gelukkig. Maar wat is de teamwork-component in deze symbiose met E. coli?

Wat is voor hen het voordeel? Nu is het centrum van een kolonie bacteriën snel overvol en ontstaat er een tekort aan voedingsstoffen. De E. coli bevinden zich juist nog wel aan de rand van de kolonie. Maar als je daar niet zelf kan komen omdat je je niet kunt voortbewegen, is zo’n P. vortex een welkome taxi naar voeding en ruimte om jezelf te vermenigvuldigen!

Wat is daar nou erg aan?

In het onderzoek wordt veel nadruk gelegd op het belang van deze ontdekking. Dit komt omdat dit vermogen van de bacteriën om zelf niet resistent te worden, maar wel resistente bacteriën te rekruteren voor hun overleving nieuw licht werpt op de problematiek rondom antibiotica. Resistente bacteriën zijn dus niet alleen op zichzelf een probleem, maar ook bacteriën die gebruik maken van deze resistente vermogens, en ze op de koop toe ook nog verspreiden.

Om de impact op ecologische systemen en gezondheid goed te kunnen zien zullen meer van dit soort onderzoeken gedaan moeten worden. Wellicht kan P. vortex ook andere handige bacteriesoorten met zich mee vervoeren. Tot die tijd blijft het interessant om je te beseffen dat teamwork zelfs op microniveau loont.

TEAMWORK

Universiteit Leiden

Tit For Tat

Why Evolution Need Not Necessarily Be Selfish Evolution is known to be geared towards maximizing an individual's reproductive success. Therefore social behaviour cannot be, but selfish. Yet, how then, do we explain the widespread occurrence of cooperative behaviour at the cost of the individual?

The natural world is often thought to be a place of unrestrained and ruthless competition. Even a cursory glance at those who excel at teamwork will show that seemingly cooperative behaviour is actually genetically selfish at heart. Ants, for instance, like bees and termites only work together in communal service, because they share the same genes; they are essentially siblings. As a result, an ant from colony A would never come to the aid of another from colony B. But that would only be half the story.

Organisms do, in fact, engage in social action that benefits the group as a whole. In a well-known paper, the Australian philosopher J. L. Mackie revealed how this could be so. Suppose a species of birds is parasitized by dangerous ticks and that, unless these ticks are removed, the birds will die. Of course, having a beak and no hands, the birds are unable to rid themselves of the ticks completely. For this to be accomplished, they must recruit the help of another, fellow bird. A typical case of mutual grooming.

“Being uncompromisingly helpful is a sure road to defeat.”

In a population of birds suffering from these parasites different grooming strategies may emerge.

Let’s suppose three such strategies exist: a) the helper, willing to groom anyone. He’s the good guy. b) The cheat, a bird that accepts grooming, but never returns the favour. He would be like the kind of person that never buys you a beer. c) The grudger, willing to groom anyone who has groomed him, but bearing a grudge against those that cheat him: tit for tat.

Only two strategies seem to be evolutionary stable.

Both grudger and cheat birds will survive indefinitely in competition with all three types. Helpers

 ☰

always lose. The cheats use them to remove all the ticks, whilst not doing any work themselves. Consequently, the cheats outcompete the helpers. Being uncompromisingly helpful is a sure road to defeat.

In a population of mostly cheats, the cheats even eliminate the grudgers, because, when the number of grudgers declines, grudgers have increasing difficulty in finding some bird that can groom them in return. Such a population, however, is doomed to failure. Why? Because it no longer has a single bird that can remove the lethal ticks. Eventually, the parasites will kill off the entire population. Abstaining from work may not have been such a good strategy after all.

But there is a way out. Any population having more than a critical number of grudgers will wipe out the cheaters, because grudgers simply do not help crooks. Hence, if populations are sufficiently isolated, they must all be grudgers and not cheats. Social behaviour can thus persist. Even when it is costly for the individual. It can persist because the individual needs the group and the group needs the individual - and would this not be the basis of all teamwork?

Auteur Dylan van Gerven Master student Biology & Communication

25

2 6 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

DE OORS

Suzanne Vink Master student Biology and Science Communication & Society

Nieuwe kennis over het oudste leven Foto: Maarten Lubbers

Bijen spelen golf Wie denkt dat bijen eenvoudige insectjes zijn, slechts goed in het maken van honing, heeft het mis: ze blijken uistekend te kunnen golfen!

Veel andere studies hebben reeds aangetoond dat bijen behoorlijk intelligent zijn en allerlei complexe taken kunnen uitvoeren. Deze taken waren echter vaak vergelijkbaar met hun natuurlijke gedrag. Een nieuwer onderzoek, uitgevoerd door een team van Queen Mary University van Londen en gepubliceerd in Science, laat zien dat men bijen kan leren om golf te spelen.

De onderzoekers duwden met een ‘nep-bij’ op een stokje een balletje in een gat, en als de bijen dit nadeden kregen ze een beloning.

Binnen de kortste keren wisten de bijen wat ze moesten doen als ze een balletje kregen, en de een na de andere hole-in-one werd gescoord.

Dit is de zoveelste studie die de intelligentie van bijen aantoont, maar bijzonder aan dit onderzoek is dat het ook hun goede cognitieve vaardigheden laat zien. Kijk vooral online even het komische filmpje van het onderzoek!

Een belangrijke vraag in de wetenschap is of er leven is op andere planeten. Om hier meer helderheid over te krijgen, is het nodig om te weten hoe leven hier op aarde is begonnen. Een recent onderzoek, gepubliceerd in Nature, heeft de oudste chemische fossielen van bacteriën ooit gevonden, waarschijnlijk ‘s werelds oudste resten van levende organismen.

Het team van het London Centre for Nanotechnology denkt dat de resten van bacteriën zijn die zo’n 3,8 tot 4,3 miljard jaar leefden.

Ze werden gevonden in rotsen die ooit werden gevormd in hydrothermale bronnen in de bodem van de zee.

Het oude ‘record’ voor bewijs voor het oudste leven op aarde is ongeveer 300 miljoen jaar jonger. Resten van bacteriën gevonden in Australië werden geschat op 3,5 miljoen jaar oud.

De onderzoekers pleiten voor meer onderzoek van onderzeese vulkanische gebieden, aangezien dit plekken blijken waar wellicht leven op aarde is ontstaan. Zo kan men weer een stapje dichter bij het vinden van buitenaards leven komen.

Tinder als hypermoderne pastoor Liselotte Rambonnet Master student Biology and Science Communication & Society

J

e grote liefde vinden kan tegenwoordig op vele manieren. Gewoon in de kroeg, via datingsites, op basis van je DNA of via apps zoals Tinder. Tinder maakte mijn toiletpauzes productiever en mijn momenten ‘s avonds in bed minder eenzaam. Ook bracht het me een flinke portie ongemakkelijkheid, wanneer vrienden hadden geswipet voor mij. Matches met exen of mensen die je vaak tegenkomt maar waar

je geen interesse in had, waren dan het resultaat. Ook was het goed vermaak, zeker als de slechtste openingszinnen afgevuurd werden, zoals: Je doet me denken aan een spoorwegovergang, lekker ding-ding-ding.

Meerdere dé- en re-ïnstallaties, 100en tindermatches en een handjevol interessante dates later, vond ik mijn ware tinderliefde. Ondanks dat ik hem in mijn 2e

TEAMWORK

Universiteit Leiden

27

SPRONG Bejaarde muis weer piepjong Een pilletje dat je oude cellen kapotmaakt en de jonge heel laat zodat je voor eeuwig jong en fit blijft: het lijkt een utopie. Een recent onderzoek aan de Erasmus Universiteit laat echter belangrijke ontwikkelingen zien op het gebied van verjonging: het team van onderzoekers heeft de veroudering van muizen teruggedraaid.

In de studie, die in Cell is gepubliceerd, werden gemuteerde muizen gebruikt die extra snel oud worden. Deze muizen leven twee keer zo kort als normale muizen, en krijgen kwaaltjes als haaruitval, nierfalen en traagheid. De voornaamste oorzaak van deze veroudering is dat er veel verouderde, kapotte cellen in het lichaam aanwezig zijn. In het verleden zijn er al manieren gevonden om deze oude cellen te vernietigen, maar niet zonder ook goede, jonge cellen te beschadigen.

Nu is dat dus wel gelukt. De oude cellen vernietigen zichzelf vaak niet door binding van een ‘fout’ eiwit (FOXO4) aan het eiwit dat voor geprogrammeerde celdood zorgt (p53).

De onderzoekers vonden een manier om met een bepaald molecuul de binding van deze eiwitten te voorkomen, waardoor de oude cellen zichzelf wél konden doden. Door uitschakeling van de oude

berichtje al uitmaakte voor knor, bleef hij met me praten. Voor we het wisten waren we dagenlang aan het tinderspammen en ging het subtiel over naar whatsappjes. Iets later volgde de eerste date. Zenuwachtig tot de max. en met de modder nog in mijn haar van de strong viking run, ontmoette ik hem ’s avonds op het station. Na talloze ongemakkelijke momentjes bij mij thuis en in het theater, veranderde de ongemakkelijkheid in ontspannenheid en sloten we de avond af onder het genot van goede biertjes

 ☰

cellen werden oude muizen daadwerkelijk fitter en verdwenen hun ouderdomskwaaltjes.

Deze vindingen zijn belangrijk voor het onderzoek naar medicijnen. De stof die de onderzoekers hebben gebruikt lijkt ook goed te werken tegen bepaalde vormen van kanker, aangezien kankercellen overeenkomsten vertonen met oude cellen. Een gevaar is echter wel dat gezonde cellen door de behandelingen tegen kanker (zoals chemotherapie) vaak dusdanig beschadigd raken dat ze door de stof worden aangezien voor oude cellen, en ook worden vernietigd.

Daarnaast is dit onderzoek relevant voor ontwikkeling van behandelingen tegen menselijke ouderdomskwalen. Zo kan het wellicht bijdragen aan het ontwikkelen van haargroeimiddel: de muizen kregen namelijk meer haar na behandeling met de stof. Of de stof ons gaat helpen om langer te leven is onduidelijk, maar ouder worden zonder kwaaltjes is alvast een mooi vooruitzicht.

en foute liedjes in de Kroeg. Van het één kwam het ander.

Binnen twee maanden ontmoette ik bijna zijn hele familie bij de begrafenis van zijn oma. Al gauw vroeg een lieve vrouw van een jaar of 75 hoe we elkaar hadden ontmoet. Met de vleeskeuringsreputatie die het heeft schaamde ik me daar stiekem een beetje voor. Maar zij wist gelukkig niet wat Tinder was. Nadat ik het haar had uitgelegd, vertelde ze dat het in haar tijd heel normaal

Te dik?

Neem een beugel!

Op het gebied van afvallen zijn er natuurlijk duizenden methodes die men kan proberen: van een bananendieet tot een sapkuur en van Sonja Bakkeren tot Weight Watchers. Maar heb je al eens gehoord van een beugel die zorgt dat je gewicht verliest? De speciale beugel, genaamd Smallbite®, wordt met slotjes aan de kiezen bevestigd en zorgt ervoor dat je mond niet verder open kan dan de dikte van een snee brood. Open je de mond verder dan dit, geeft een ijzeren draad een kleine prikkel op het tandvlees.

Je gaat dus kleinere hapjes eten, en doet dus langer over je maaltijd. Dit kan er voor zorgen dat je afvalt.

Een niet zo heel comfortabele methode misschien, maar in ieder geval een bijzondere.

was maar dan via advertenties in de krant.

Later bleek dat de overledene haar partner gevonden had door een koppelactie van de pastoor. Op de terugweg in de auto grapten we tegen het broertje van mijn vriend dat hij dus voor een vriendinnetje maar even langs de pastoor moest gaan. Destijds met de negatieve berichtgeving over pastoors was dat alleen wel een beetje een dubieus advies...

2 8 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

ORIGIN behind the scenes Teamwork kom je overal tegen. Wij van de redactie weten daar alles van. Deze editie bieden we jullie een kijkje achter de schermen van het vergaderen tot het schrijven van de editie die jij nu door bladert.

Origin presenteert: Origin behind the scenes.

Origin stelt zich voor: Onze redactie bestaat uit 17 leden Waarvan 8 mannen en 9 vrouwen 11 Biologie studenten 3 BFW studenten 1 LST studenten 1 Scheikunde student 1 Neurowetenschappen student

Vergadering 1 In de eerste vergadering worden de artikelen verdeeld. Er zijn een aantal vaste rubrieken, zoals de special en het institutenartikel en een aantal vrije pagina’s.

Lezen! Nu zijn we bij jullie aan beland, onze lezers. Voor tips en leuke ideeën voor een artikel kun je altijd mailen naar: originredactie@gmail.com

Auteur Marijke Grundeken Bachelorstudent Bio-farmaceutische Wetenschappen

Verspreiden Met de hulp van studieverenigingen en medewerkers van de universiteit wordt ons blad verspreid. Ons blad wordt al langer op het Gorlaeus en het Huygens Laboratorium verspreid en sinds kort kun je de Origin ook op het van Steenis vinden!

TEAMWORK

Universiteit Leiden

29

Vergadering 2 In de tweede vergadering wordt er gekeken hoe ver iedereen is met het schrijven van de artikelen. Als je nog hulp nodig hebt met een artikel kun je dat dan aangeven en er wordt bepaald wie aan wie feedback gaan geven.

Als je nog een foto of tekening nodig hebt voor je artikel kun je dat ook tijdens deze vergadering vragen.

Schrijven Als iedereen zijn eigen stuk toegewezen gekregen heeft gaan we aan de slag. Voor sommige artikelen betekent dat dat we de boeken in duiken, anderen moeten er zelf op uit, zoals een uitje naar de Hortus Botanicus voor de rubriek “Origin zoekt uit”.

Vormgeving Voor de cover en de rest van de opmaak binnen het blad kunnen we onze vormgever bedanken. Elke editie wordt in elkaar gezet door hem tot we er helemaal tevreden mee zijn.

Peer feedback Naast de hoofdredacteur geven ook andere redactie leden feedback op de artikelen.

Drukker Als we helemaal tevreden zijn sturen we het blad door naar de drukker.

 ☰

30 ORIGIN #4

jaargang 12, juni 2017

Cowspiracy:

The sustainability secret Why Cowspiracy is a must see and shows why we all, in the end, must become vegetarians. Rather sooner than later.

By Marius Maurer, Bachelor student Biology Cowspiracy is a documentary made in 2014 involving Kip Andersen who goes on a environmental quest to try to interview - and almost tries to talk sense into - environment NGO’s on one particular subject: the animal agriculture. An endless list of negative effects on the earth’s health caused by livestock are mentioned and explained. These tremendous worldwide effects are nitrogen flooded ‘deadzones’ in the oceans, deforestation, desertification, top predator loss caused by shooting and protecting of cattle, immense water use and drink water shortage, methane production and other waste produced.

And the list goes on.

We live in a world with 90 billion cows.

How can we never have thought through that a number as extraordinary as those many billions has its own huge consequences on the health of the earth? By watching the documentary you can now imagine that an industry as big and continual as the meat industry, which generates enormous amounts of money, is a strong party which

lobbies against everything that decreases meat and dairy consumption. This is probably the reason why NGO’s like Greenpeace and many others do not address animal agriculture as a major problem for our globe.

This featured documentary shows a neat arsenal of animated graphs full of shocking facts.

Also the documentary has a story that is both objective as it is a personal quest. The amount of interviews on all aspects of animal agriculture is extraordinary. Even without proper funding it’s a seriously beautiful documentary that grabs you tight.

In the end we should not only try to be sustainable, cause what time indication does sustainability give us, is it in years?

It almost couldn’t be a guarantee that says: ‘for ever’. Kip Anderson says that instead of sustainability we must give the earth ‘thrivability’; it must thrive.

This is probably the reason why NGO’s like Greenpeace and many others do not address animal agriculture as a major problem for our globe.

Boek

Recensie Author

Kip Andersen and Keegan Kuhn Kip Andersen is particularly known for his groundbreaking documentary film “Cowspiracy: the sustainability secret”. He is also the executive director of Animals United Movement, which is a non-profit dedicated to producing films and media promoting sustainable, compassionate and peaceful living.

Keegan Kuhn, the co-director of “Cowspiracy”, is an award winning documentary filmmaker, video producer and professional musician.

Cover

Origin Suggests:

An Inconvenient Truth (by Davis Guggenheim and Al Gore) Blackfish (by Gabriela Cowperthwaite) Revolution (by Rob Stewart)

Recent discussions

TEAMWORK

Universiteit Leiden

AGENDA 2 juni 2017 10:00 – 17:00 • Sylvius Laboratorium

Meet Biology Leiden Tijdens deze dag kom je als toekomstige student Biologie meer te weten over je studietijd, kun je nader kennis maken met de omgeving van de opleiding en je toekomstige medestudenten en docenten alvast ontmoeten.

16 juni 2017 10:00 – 17:00 • Snellius

Meet Informatica&Biologie Leiden Tijdens deze dag kom je als toekomstige student Informatica&Biologie meer te weten over je studietijd, kun je nader kennis maken met de omgeving van de opleiding en je toekomstige medestudenten en docenten alvast ontmoeten.

14 oktober 2017 9:00 – 17:30 • Pieterskerk Leiden

Open Dag Op de Open Dag maak je kennis met alle bacheloropleidingen van de Universiteit Leiden. Oriënteer je op één of meer bachelorstudies tijdens de opleidingspresentaties en

VOLGEND NUMMER: COMPETITIE Hoewel het na afgelopen editie duidelijk is geworden hoe belangrijk teamwork is, is een wereld zonder competitie ook ondenkbaar.

Naast het voor de hand liggende ‘survival of the fittest’, behandelt Origin in het volgende nummer allerlei situaties waarin competitie voorkomt: van de strijd tussen de spermacellen op weg naar een eicel tot strijdende koralen in koraalriffen! Lees het in de volgende Origin!

bezoek de Informatiemarkt.

COLOFON Oplage 3.100 Redactieadres Origin Magazine Einsteinweg 55 2333 CC Leiden originredactie@gmail.com www.originmagazine.nl 071-5274538

 ☰

Aan deze Origin werkten mee Bram Henneman, Henrik Barmentlo, Rogier van Vugt Redactie hoofdredacteur

Charlotte van 't Westende Eindredacteur

Maxim Allaart

redactie

Wieneke Carree, Robbert Folmer, Dylan van Gerven, Kevin Groen, Marvin Groen, Marijke Grundeken, Lisette Hemelaar, Eveline Kallenberg, Annika Koumans, Daniël Linzel, Maarten Lubbers, Marius Maurer, Liselotte Rambonnet, Suzanne Vink.

ISSN 2352-0051

Productie UFB Universiteit Leiden Ontwerp en vormgeving Balyon, Katwijk Origin en al haar inhoud © Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen, Universiteit Leiden.

Alle rechten voorbehouden.

31