Persbericht CBS-KNAW

De evolutie van onze zintuigen: wat we van schimmels kunnen leren

26 mei 2016

Schimmels nemen signalen uit hun omgeving waar en reageren hierop met een verandering in hun ontwikkeling, groeirichting of stofwisseling. Biologen zijn al ruim een eeuw gefascineerd door de opmerkelijke, zeer precieze reacties van de schimmel Phycomyces blakesleeanus. Onderzoekers van onder andere het Centraalbureau voor Schimmelcultures hebben nu aangetoond hoe dat werkt.

Gevoelige cel

De veranderingen van de schimmel zijn zichtbaar in de sporendragers, sporangioforen genaamd. Deze ‘takken’ van de schimmel groeien een aantal centimeters de lucht in om sporen te kunnen verspreiden. Een sporangiofoor bestaat uit één lange, snel groeiende reuzencel met een groot aantal celkernen. Hij reageert op licht, zwaartekracht, aanraking en zelfs op de aanwezigheid van voorwerpen in de buurt.

Vruchtlichamen van de schimmel Phycomyces blakesleeanus. Foto: Maria del Mar Gil Sanchez Klik op de afbeelding voor een afbeelding van hoge resolutie.

Prijswinnende schimmel

Het was deze unieke manier van reageren die Nobelprijswinnaar Max Delbrück op het idee bracht om Phycomyces te gebruiken om inzicht te krijgen in de manier waarop cellen signalen waarnemen en zich aanpassen. Een verwante schimmel, de Mucor circinelloides, laat vergelijkbare reacties zien. Deze schimmel is van belang omdat hij ook als ziekteverwekker bij mensen voorkomt.

Eerst waarnemen, dan veranderen

Het zich aanpassen aan veranderende omstandigheden begint met zintuigelijke waarneming. Zo kunnen schimmels ‘leren’ hun groei te bevorderen en organisch afval te verwerken, maar ook hoe en wanneer ze een gastheer (plant of dier) het beste kunnen infecteren.

Inzicht in evolutie

Vandaag wordt in het tijdschrift Current Biology onderzoek gepubliceerd dat nieuw licht werpt op de evolutie van zintuigelijke waarneming bij schimmels. Onderzoek naar het erfelijk materiaal van de schimmels Phycomyces en Mucor wijst uit dat wijzigingen in het verleden hebben geleid tot het ontstaan van nieuwe genen. Deze genen zorgden voor een betere waarneming en verwerking van omgevingssignalen. In de loop der tijd is de gevoeligheid voor licht zodanig vergroot dat zij die van het menselijk oog benadert, zowel wat betreft zwak licht (sterren in de nacht) als het volle zonlicht. Het onderzoek maakt duidelijker welke rol veranderingen in het genoom spelen bij de evolutie van zintuigelijke waarneming.

De onderzoekers

Het onderzoek is uitgevoerd door het Joint Genome Institute (Department of Energy, Verenigde Staten), in samenwerking met 31 onderzoeksinstituten en universiteiten uit dertien verschillende landen. Het onderzoek werd gecoördineerd door onderzoekers van de Universiteit van Sevilla (Spanje). Namens het Centraalbureau voor Schimmelcultures van de KNAW waren Ronald de Vries, Isabelle Benoit en Ad Wiebenga betrokken. Zij richtten zich met name op de eigenschappen van Phycomyces op het gebied van koolstofgebruik.

Over het CBS

Het Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS), een instituut van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, houdt een wereldberoemde collectie levende schimmels, gisten en bacteriën in stand.

De onderzoeksprogramma's van het CBS zijn primair gericht op de taxonomie, de evolutie, de biologie en de ecologie van schimmels. Bij het instituut werken circa zeventig mensen. Het CBS is gevestigd in Utrecht.