Het Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit heeft onlangs een subsidie verleend aan EcoDeco BV voor de opzet van een koraalkwekerij. Het project werd gekozen uit een korte lijst met plannen gericht op het behoud van biodiversiteit.
Van 13 tot 17 december dit jaar komen ongeveer 300 marien biologen van over de hele wereld samen in Wageningen om de laatste vorderingen omtrent koraalrifonderzoek te bespreken.
De National Marine Fisheries Service (NMFS) in de Verenigde Staten heeft onlangs een petitie ontvangen van the Center for Biological Diversity, Tucson, Arizona, om 83 soorten koraal op de lijst met bedreigde soorten te plaatsen.
Afgelopen mei werd de CORALZOO workshop “Working with Aquarium Corals” gehouden in Genova, Italië. Van 12 tot 15 mei kwamen aquaristen van diverse Europese dierentuinen en publieke aquaria samen om kennis te nemen van de nieuwste technieken voor koraalkweek.
De gezondheid van een koraalrif wordt door vele factoren beïnvloed, waaronder de aanwezigheid van algetende dieren. Als deze grazers niet in de juiste verhoudingen voorkomen, dan heeft dit soms dramatische gevolgen voor het rif.
|
|
| Chemische oorlogsvoering op koraalriffen |
|
|
|
| Geschreven door Sander van der Weijden & Martijn Zwiers | |
|
De oceaan is een gevaarlijke leefomgeving; ook voor koralen. Omdat deze dieren sessiel zijn, hebben koralen chemische verdedigingsmechanismen ontwikkeld om predatie te beperken. Deze voortdurende strijd tussen roofdier en prooi heeft tot een aantal van de dodelijkste toxinen geleid die in de natuur worden gevonden. In dit artikel worden enkele van deze gifstoffen besproken. Waarom bezitten koralen toxinen? Koralen zijn sessiele organismen; ze brengen het grootste gedeelte van hun levenscyclus op dezelfde locatie door. Aangezien ze vastgehecht zijn op een substraat, kunnen ze niet vluchten voor predatie. Om predatie toch te kunnen vermijden produceren sommige koralen toxinen, of leven ze in symbiose met bacteriën en protisten die toxinen produceren. Verder bezitten de meeste koralen nematocyten. Deze netelcellen worden gebruikt om kleine prooidieren te vangen en om naburige koralen te doden in de constante strijd om ruimte op het rif.
Figuur 1: Het afvuren van een nematocyst: een sluimerende nematocyst vuurt in reactie op het aanraken van het cnidocil door een nabij prooidier. Het operculum, een klepje, opent zich en via een veermechanisme wordt de weerhaak afgevuurd richting het prooidier. Via deze weerhaak worden toxinen geïnjecteerd die de prooi verlammen. Vervolgens manoeuvreren de tentakels de prooi naar de poliepmond. Copyright the Wikimedia Foundation. De toxinen die aanwezig zijn in koralen zijn relatief onschadelijk voor mensen, hoewel vuurkoralen wel een cocktail van gif produceren die ernstige pijn en ontstekingsreacties kan veroorzaken.
Soorten toxinen en werking Koralen, en de organismen die met ze samenleven, produceren verschillende typen toxinen. De meeste hiervan zijn neurotoxinen; deze verstoren de signaaloverdracht in het zenuwstelsel van dieren. Hieronder worden drie van de belangrijke neurotoxinen die koralen produceren besproken, en wordt ingegaan op hoe deze de neuronale signaaloverdracht verstoren. Saxitoxine
Figuur 2, rechtsboven: chemische structuur van saxitoxine. Copyright the Wikimedia Foundation. Palytoxine Een ander zeer krachtig toxine is palytoxine. Hoewel beperkte concentraties van dit toxine in verschillende soorten korstanemonen voorkomen, wordt vermoed dat dit toxine wordt geproduceerd door een dinoflagellaat (Ostreopis siamensis). Dit complexe toxine verstoort het functioneren van zenuwcellen; het verstoort membraantransport en veroorzaakt celdood. Het in stand houden van dit transport is essentieel voor het goed functioneren van lichaamscellen zoals die van de nieren en rode bloedcellen. Blootstelling aan hoge doses van dit toxine kan leiden tot hemolyse, nier-, ademhalings-, en hartfalen.
De LD50 dosis van palytoxine is ongeveer 100 ng/kg, wat betekent dat de lethale dosis voor een volwassene bijna onzichtbaar is voor het blote oog. Lophotoxine Lophotoxine wordt geproduceerd door Lophogorgia sp. en Pseudopterogorgia sp; het toxine blokkeert de nicotinerge receptoren die zich bevinden bij de synapsen en bij de neuromusculaire knooppunten, die zenuwen verbinden met spieren. Stimulatie van deze receptoren veroorzaakt spiersamentrekkingen. Het is dan ook niet verrassend dat dit toxine verlamming en ademhalingsfalen kan veroorzaken. Toxinen en medicijnen Veel koraal- en symbionttoxinen worden op dit moment onderzocht op hun medicinale eigenschappen. Een dergelijke stof, genaamd curacine A, is een veelbelovende kandidaat voor een nieuw antikanker medicijn. Dit eiwit, geproduceerd door een met koraal geassocieerde bacterie genaamd L. majuscula, bindt zich aan tubuline. Dit is een eiwit wat deel uit maakt van het cytoskelet, en het is belangrijk voor celdeling en vesiculair transport. Wetenschappers proberen dit eiwit te optimaliseren voor medicinaal gebruik.
Figuur 4: Structuur van de verschillende subklassen van lophotoxine (Groebe & Abramson, The American Society for Biochemistry and Molecular Biology Inc, 1995). Een ander goed gedocumenteerde stof waarop medicijnonderzoek wordt uigevoerd is bryostatine, dat wordt geproduceerd door bepaalde Bryozoa soorten. Van bryostatines is inmiddels bekend dat deze een krachtige werking tegen kanker hebben. Uitgebreid klinisch onderzoek heeft aangetoond dat bryostatine 1 protein kinase C (PKC) onderdrukt, een eiwit wat kanker bevordert. Daarnaast heeft recent onderzoek op muizen aangetoond dat bryostatine 1 de effecten van dementie en depressie tegengaat, waarmee mogelijk Alzheimerpatiënten behandeld kunnen worden. Ter conclusie De toxinen die in dit artikel worden beschreven zijn enkele van de meest giftige in de natuur; dit plaatst het gebruik van rubberen handschoenen tijdens werkzaamheden in het aquarium in een geheel ander daglicht. De diverse stoffen die worden geproduceerd door koralen en hun symbiotische bacteriën en algen kunnen in de nabije toekomst veelbelovende medicijnen opleveren. Ziekten zoals als kanker, arteriosclerose, hartfalen en Alzheimer zouden hiermee mogelijk bestreden kunnen worden. De volgende keer dat je naar een aquarium kijkt verwonder je je misschien over de bewoners, die zowel dodelijke toxinen als levensreddende medicijnen produceren.
Figuur 5: Kwallen, zoals deze in Indonesië, bezitten zeer sterke nematocyten (foto: Hans Leijnse).
Referenties: van Apeldoorn ME, van Egmond HP, Speijers GJ, Bakker GJ. Toxins of cyanobacteria. Mol Nutr Food Res. 2007 Jan;51(1):7-60. Sorenson E. M., Culver P., Chiappinelli V. A. .Lophotoxin: selective blockade of nicotinic transmission in autonomic ganglia by a coral neurotoxin. Neuroscience. 1987 Mar; 20(3): 875-84 Habermann E. Palytoxin acts through Na+,K+-ATPase. Toxicon. 1989;27(11):1171-87. Review. Wipf P, Reeves JT, Day BW. Chemistry and biology of curacin A. Curr Pharm Des. 2004;10(12):1417-37. Paul V.J, Arthur K.E., Ritson-Williams R., Ross C., Sharp K. Chemical Defenses: From Compounds to Communities. Biol. Bull. 213: 226-251. (December 2007) |
