Kanjers

‘Watervlooien’, in de volksmond. Wij hebben het specifiek over de Daphnia, een merkwaardig beestje. De daphnia heeft een zeer groot aanpassingsvermogen en komt daarom zowat overal ter wereld voor in zoet water. Het is een belangrijke schakel in de voedselketen: zelf eten ze vooral algen (wat waarschijnlijk verklaart waarom onze populatie daalt: we hebben bijna geen algen) en ze worden gegeten door een groot aantal soorten. Door zijn vlotte aanpassing en korte generatietijd is hij geliefd bij ecologen. Maar ook evolutiebiologen kunnen niet weerstaan aan enkele van deze (mini-)kanjers in hun labo.

De Daphnia pulex, a beauty

De Daphnia pulex, a beauty

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Enkele merkwaardigheden:

  • Ze zijn recordhouder met 31.000 genen (vgl. mens: 23.000), waarvan een derde uniek voor watervlooien.
  • Ze hebben bijna geen junk-DNA, wat verklaart hoe al die genen in hun genoom passen.
  • Ze zijn doorzichtig, waardoor onderzoekers vb. het hart kunnen observeren.
Pootjes en hart bewegen

Pootjes en hart bewegen

  • Kan in water met een lage zuurstofconcentratie vertoeven door ineens z’n hemoglobinegehalte te doen stijgen.
  • Als verdedigingsmechanisme tegen predatoren komen er enkele stekeltjes tevoorschijn:
Verdedigingsmechanisme. Foto: Christian Laforsch, LMU Munich

Verdedigingsmechanisme. Foto: Christian Laforsch, LMU Munich

  • Dit beestje kiest, afhankelijk van de omstandigheden in het milieu, of het zich seksueel voortplant of ongeslachtelijk (via klonering). Dat laatste is meestal het geval en het zijn dan allemaal generaties vrouwelijke daphnia. Pas als de omstandigheden slechter worden, komen er mannetjes in het spel voor de seksuele voortplanting. Deze manier van voortplanten, cyclische parthenogenese, heeft z’n voordelen om te overleven. De seksuele fase zorgt voor eitjes die zeer lang meegaan in een soort van ruststadium. De eitjes kunnen tegen zware condities zoals koude en droogte. Ze kunnen ook overgewaaid worden naar andere poelen.

Dat laatste is zeer interessant voor evolutiebiologen. Een onderzoeksgroep aan de KULAK, onder leiding van biologe Ellen Decaestecker, onderzoekt de interacties tussen parasieten en hun gastheer (hier: daphnia). De co-evolutie tussen de daphnia en haar parasieten is op een geniale manier vast te stellen: door middel van de eitjes, die afgezet worden in lagen van sediment op de bodem. De eitjes gaan in een ruststadium en kunnen heel lang blijven zitten, terwijl er nog meerdere sedimentlagen worden afgezet boven de eitjes. Het leuke is dat die eitjes na lange tijd nog altijd kunnen uitkomen. Als je dus een bodemstaal neemt van een bepaalde poel, zit je met verschillende generaties daphnia die je nog kan uitbroeden. Door deze generaties te bestuderen krijg je een overzicht van de evolutie van deze soort. Dit doen ze dan ook in de KULAK, en ze doen hetzelfde met de parasieten van daphnia. Zo wordt de co-evolutie tussen deze soorten zichtbaar.

Wie meer wil weten over dit onderzoek kan de TED-talk van Ellen Decaestecker bekijken. Voor mensen met weinig tijd: vanaf 12:20. (Helaas niet in het Nederlands. Alhoewel…)

Grote update!

In de voorbije, drukke, weken hebben we regelmatig de kans gehad om het ecosysteem van buitenaf te observeren. We hebben de indruk dat de situatie momenteel stabiel is, en we wachten af wat er zal gebeuren in de zomer. Zo is er momenteel nog geen mos te zien, maar er zitten wel heel wat kiemen van mos klaar. Van varens komt er voorlopig nog niets in huis (we hadden nochtans redelijk wat kiemen achtergelaten). We hopen nog op een paar kiemen om het ecosysteem met hun aanwezigheid te verrijken. De grote overheerser blijft de waternavel, die zijn uitlopers gestaag laat doorgroeien. Dat de waternavel het goed doet, is geen verrassing: het is een moerasplant met voorkeur voor natte, zwak zure grond en de plant kan wel tegen een stootje.

Wat betreft schimmel valt het al bij al nog mee. Het dichtst bij de waterkant staat wat schimmel waar oorspronkelijk mos stond en op de grassen. Soms hebben we nog eens een pissebed gezien, en één keer meenden we te zien dat er eentje van het schimmel aan het snoepen was. Als dat zo zit, dan mogen ze blijven! In het water is het een beetje eentoniger geworden: voorlopig is er geen spoor meer van de waterjufferlarven, bloedzuigers en haftenlarven. De waterpissebeddenpopulatie is verkleind vergeleken met in het begin, maar is stabiel. De waterpissebedden onderhouden een soort van evenwicht met de waterpest. Dit zou een mooi voorbeeld zijn enkele cyclussen uit te leggen in een ecosysteem. Daar komen we later (binnen een weekje?) nog op terug: we zijn van plan om de cyclussen één voor één te bespreken.

Verder doet de puntkroos het ook goed. Deze waterplant waren we even uit het oog verloren. We hebben er maar een klein stukje in gedaan en dat is nu gegroeid. Daphnia zijn ook nog steeds aanwezig, al hebben we de indruk dat het er minder zijn. We zijn echter niet ongerust over deze kleine helden, ze zijn zowaar niet te onderschatten in hun survivalskills… Meer daarover in een volgende post.

 

Trouwens: al ons opzoekwerk gebeurt niet via Google, maar via het milieuvriendelijkere, even effectieve alternatief Ecosia. Uitproberen kan geen kwaad…

Update + CTS

De examens zijn gedaan. Nu dat akkefietje voorbij is hebben we even ademruimte. Heel eventjes maar, want in no-time staan we weer ons ding te doen voor onze lieftallige stageklassen. Tijdens deze verpozing zorgen we graag even voor een update:

Na een maand in het ongewisse kregen we vorige week de kans om nog eens het ecosysteem te inspecteren. Al van ver zagen we dat het ecosysteem het nieuwe jaar zonder schimmel had ingezet. Een eerste opluchting. De waternavel doet het uitzonderlijk goed en is nu de dominerende soort op land. De grassen en mossen zijn onveranderd. De bekerplant was al voor de vakantie aangevreten door één van de landslakken, die dit moest bekopen met zijn eigen leven. We vermoeden dat de slak gewoon niet op kon tegen de enzymen van de bekerplant. De vrijdag voor de vakantie waren we nog getuige van de bijzonder sterke overlevingsdrang van de andere landslak. Deze was in het water gevallen en in een recordtijd van 1 uur er terug uitgeraakt, onder onze luide aanmoediging aan de kantlijn weliswaar. Ondanks deze uitzonderlijke overlevingsdrang vonden we vorige week de verlaten schelp van deze landslak op de bodem van het watergedeelte. Ook de poelslak overleefde het kerstgebeuren niet. De twee schelpen waren al behoorlijk aangetast: geen slak meer te bespeuren en de schelp was kleurloos geworden. Dat laatste doet ons vragen stellen bij de zuurtegraad van het water.

Verder zag alles er goed uit. De bak ‘leeft’ nog en dat is goed. Grondigere vaststellingen gebeuren in de loop van volgende week.

Hevige fans van deze blog zullen ondertussen iets opgemerkt hebben. Als side-project hebben we een tijdje geleden hierboven een pagina bijgemaakt. CTS staat voor ‘critical thinking skills’. Skills die, in de ogen van toekomstige leraren wetenschappen, onontbeerlijk zijn. We verwerken dagelijks nieuwe informatie. Grote hoeveelheden, mede dankzij het internet en sociale media. Maar ‘verwerken’ we die informatie steeds zoals het hoort? Af en toe durven we al eens in de val lopen. Voorbeelden genoeg, de laatste tijd. Onlangs kwamen de kranten ook onder vuur omdat ze verhalen à la ‘mega-inktvis aangespoeld in Mexico’ delen zonder bronnen te checken. Skills om niet in de val te lopen lijken ons handig, en worden dus op de CTS pagina graag gedeeld.

Eerste indrukken

We hebben alvast enkele impressies van het CES voor jullie. Meer foto’s en video’s volgen, dat staat vast.

1. De groene larve van een waterjuffer beweegt voorzichtig van rechts naar links in het scherm. Daarbij krijg je een indruk van de levendige drukte in en op de bodem: daphnia, muggenlarven, haften en waterpissebedden laten zich van hun beste kant zien.

2. Onze poelslak aan het werk. Omgekeerd hangend aan het wateroppervlak eet hij van de eendenkroos. Bemerk ook de opportunistische waterpissebed die een gratis ritje op de slak krijgt. Af en toe loopt zo’n ritje wel eens fout…

dary!

Potdicht!

Potdicht!

Memorabel, dat is de juiste beschrijving van vrijdag 29 november. Vanaf deze dag kunnen we van een werkelijk gesloten ecosysteem praten. Gesloten is de bak, en dat blijft hij. Zorgvuldig hebben we het ecosysteem verzegeld met silicone, waardoor enkel nog warmte-energie en lichtenergie de verbinding met de buitenwereld vormen. Wie onze top-secret locatie kent (VIVES Campus Torhout, als je binnenkomt langs de hoofdingang meteen links en langs de sportzaal, lokaal 119) kan vanaf heden het gesloten ecosysteem, 1.6, in al zijn glorie komen bewonderen. Kronkelende creaties, kriebelende kruipers en glibberige gluiperds kan je er met alle pracht in hun eenvoud aan het werk zien. Wij zijn alvast zeer benieuwd hoe het op lange termijn uitdraait. Welke organismen overleven? Staan er ons nog verrassingen te wachten? Wie eet wie? Dat zijn maar enkele vragen die maar binnen enkele maanden beantwoord kunnen worden, wie weet enkele jaren!

CES 1.6 op haar permanente standplaats

CES 1.6 op haar permanente standplaats

Tussen 1.6 en 1.4 hoort uiteraard een 1.5, want tussenin is er nog één en ander veranderd. Het gaat hier natuurlijk over berekende perfectie, geen impulsiviteit. Zo werd er een tweede, kleinere,  ‘poel des levens’ toegevoegd aan het water. Met deze laatste aanpassing kunnen we rekenen op 3 larven van waterjuffers, een bootsmannetje, platwormen, een bloedzuiger, haften (nimf), witte muggenlarven, daphnia en waterpissebedden extra. Dat maakt het aquatische deel compleet. Voorts is er aan land een plantensoort bijgekomen die normaalgezien nogal moerasbestendig is, namelijk waternavel.

Zoals beloofd vind je onderstaande foto van de overloop die afgewerkt is met zand… In het zand zijn altijd wel insecten actief, als ware het de zandbak van het ecosysteem. Het zand vormt geen obstructie voor de waterflow tussen het aquatisch gedeelte en de drainagelaag.

Zand!

De overloop

De sarracenia, weliswaar in wintertoestand.

De sarracenia, weliswaar in wintertoestand.

De poelslak

De poelslak

Posthoornslak

Posthoornslak

Legen-

We hebben de bak een nieuwe thuis gegeven: het biologielokaal van campus RENO, de thuisbasis van al wie biologie een plaatsje in het hart geeft in West-Vlaanderen en ver daarbuiten. De verhuis van alle componenten verliep goed en zonder schade. Wegens de gemiddelde snelheid van het betreffende transport werd er de bewuste dag een piek in het fileleed vastgesteld, waarvoor onze excuses. Maar: alles voor de wetenschap.

De foto’s volgen later, s-p-annend! Wat we wel al kunnen vertellen is het volgende: het ecosysteem staat in volle glorie te blinken in het licht, komende van het noordwesten. Zo komt ze niet in volle zon te staan.

Er zijn ondertussen ook al een aantal structurele veranderingen doorgevoerd in de bak:

  • CES 1.3: eerst en vooral is het aquatisch gedeelte tot leven gekomen door het bijvullen met ‘de poel des levens’, zijnde een kleiner slootaquarium die we maanden op voorhand opbouwden. Ongekend, maar fascinerend, is de hoeveelheid en variëteit aan organismen in het water. Na menig uren staren en turen naar het ecosysteem (het beter equivalent van de televisie) identificeerden we volgende soorten: een bloedzuiger (waarschijnlijk paardenbloedzuiger) die meteen de naam ‘Anaconda’ meekreeg door zijn gracieuze voortbeweging in het water, een zwerm waterpissebedden, een larve van een waterjuffer die uiterst goed gecamoufleerd tussen de waterpest vertoeft, een poelslak van formaat met eigenaardige eetgewoontes, een uitbreidende kolonie daphnia, witte muggenlarven, een aantal nimfen van haften, … Het plantenbestand bestaat uit waterpest (zowel wilde als uit de aquariumzaak) en eendenkroos, dat een groot deel van het wateroppervlak bedekt. We merken tot grote vreugde na een week op dat het water nog steeds glashelder is. We denken dat de bacteriën in de drainagelaag hier een groot aandeel in hebben. De overloop tussen het aquatisch gedeelte en de drainagelaag onder het landgedeelte is nu bedekt met een anderhalve centimeter zuiver zand.
  • CES 1.4: wat betreft het landgedeelte is er ook wat veranderd: de plant met de paarse bloemen heeft plaats moeten ruimen voor een kleine sarracenia sp. Bij nader inzien was deze plant helemaal niet geschikt voor een vochtig milieu (er was al een klein beetje schimmelvorming). Voor de sarracenia zou het aangenaam vertoeven moeten zijn in de moerassige omgeving. We zijn ook benieuwd naar het effect van een ‘vleeseter’ in het ecosysteem. (stiekem hopen we op een paar generaties muggen, maar daar kan deze plant misschien een stokje voor steken). Voorlopig doen de carexen het nog goed. In een vrij hoekje hebben we ook wat gekweekte kiemen van varens en mos gedropt.

Tot zover de korte stand van zaken. Vandaag werken we alles af en morgen gaat hij dicht. Stay tuned!