Voelsprieten
Bijenwolven zijn solitair levende wespachtigen. In hun ondergrondse holen bouwen ze broedcellen waarin hun larven uit het ei kruipen en zich ontwikkelen. Hier worden de larven echter continu bedreigd door snelgroeiende schimmels , waarvan de sporen alomtegenwoordig zijn in de grond. Volwassen vrouwtjes kweken daarom streptomyceten in hun voelsprieten. Deze bodembacteriën produceren een cocktail van tientallen antimicrobiële stoffen. De vrouwtjes zetten deze bacteriën af op de wanden van de broedcellen. Wanneer de larve een cocon maakt, weeft hij de streptomyceten in de zijde van de cocon. De bacteriën en hun antimicrobiële stoffen vormen zo een beschermende laag die voorkomt dat schimmels in de cocon terecht komen en de larve infecteren.
Al 68 miljoen jaar onveranderd
De 25 onderzochte soorten bijenwolven gebruiken zeer vergelijkbare mengsels van antimicrobiële stoffen, gebaseerd op streptochlorine en piericidine. De onderzoekers uit Duitsland hadden verwacht dat de bijenwolven en hun bacteriën in de loop van de evolutie andere stoffen zouden ontwikkelen om nieuwe of resistente schimmels te kunnen bestrijden. Dat bleek niet het geval. Het team ontdekte dat de cocktail verrassend stabiel is gebleven sinds de symbiose zo’n 68 miljoen jaar geleden ontstond. Desondanks zijn er geen resistente ziekteverwekkers bij bijenwolven bekend. Dit betekent dat de cocktail al vanaf het begin van de symbiose zeer breed en adaptief geweest moet zijn.
Minder selectief
Moleculair onderzoek naar de werking van de antimicrobiële stoffen onthulde dat de enzymen die de symbiotische streptomyceten in de bijenwolven produceren, veel minder specifiek werken dan die van vrijlevende streptomyceten. Dit gebrek aan specificiteit zorgt ervoor dat de afweerstoffen veel meer verschillende chemische processen in de ziekteverwekker aantasten, en daardoor efficiënter zijn in het doden van een brede variatie aan schimmels. Zo zijn specifieke bijenwolfpopulaties in staat zich in zekere mate aan te passen aan lokale schimmelgemeenschappen.
Nieuwe medicijnen?
Veel van onze antibiotica en andere antimicrobiële middelen zijn afkomstig van streptomyceten. Wellicht dat de soorten die in de voelsprieten van de bijenwolven leven, kunnen helpen bij het ontwikkelen van nieuwe medicijnen waartegen minder snel resistentie wordt opgebouwd. Desalniettemin is het dan nog steeds van belang dat deze stoffen op een verantwoorde manier worden gebruikt.
Een kolonie streptomyceten produceert een cocktail aan antimicrobiële stoffen als afweer tegen concurrerende micro-organismen. (foto: Micropia/Wim van Egmond)
Bron: Engl et al. 2018 - Evolutionary stability of antibiotic protection in a defensive symbiosis