Deze mieren ontwikkelen een extra pantser

Laurien Onderwater

2020-11-26 15:00:00

pantser bladsnijdersmier

Om zich te beschermen tegen onder meer infecties maken deze bladsnijdersmieren een harnas van biomineralen.

Als we inmiddels iets over mieren hebben geleerd, dan is het wel dat ze goed tegen een stootje kunnen. Toch redt niet elke mierensoort het met zijn van nature aanwezige harnas: zijn exoskelet. Zo ontdekten onderzoekers van de Universiteit van Wisconsin-Madison dat de bladsnijdersmiersoort Acromyrmex echinatior zich zodanig heeft geëvolueerd dat hij nog een extra pantser kan maken.

Lees ook:

Symbiose

Zoals hun naam al weggeeft, zijn bladsnijdersmieren meester in het snijden van bladeren met hun ijzersterke kaken. Die kunnen ze zelf niet verteren maar kauwen ze fijn en gebruiken dat papje als voedingsbodem voor de groei van bepaalde zwammen. Met de onderdelen van die schimmels voeden de mieren zich wel. De relatie tussen de bladsnijdersmier en de schimmels is dus een schoolvoorbeeld van symbiose. Beide organismen kunnen dan ook niet meer zonder elkaar leven.

Daar houdt het nog niet op, want zogeheten Actinobacteriën spelen ook een belangrijke rol in deze symbiotische relatie: ze produceren antibiotica. Dat is nodig omdat de zwammen giftige stoffen aanmaken. Bovendien komen er in hun leefomgeving parasitaire microschimmels voor die gevaarlijk zijn voor de mieren. Met de Actinobacteriën op hun lichaam zijn de insecten beschermd.

Harnas van biomineralen

Toen de Amerikaanse en Chinese onderzoekers deze bacteriën verder onder de loep wilden nemen, stuitten ze op een wit laagje op de mieren. Door dat te bestuderen met een elektronenmicroscoop ontdekte het team dat het om kristallen ging bestaande uit magnesium en calciet. Hoewel dit biomineraal wel bekend is bij de vorming van het exoskelet in zeedieren, is het nog nooit eerder waargenomen bij insecten.

Entomoloog en mierenspecialist Tim Möhlmann, niet betrokkken bij de studie, noemt het dan ook erg bijzonder dat de onderzoekers dit hebben ontdekt bij insecten, en zeker in een veel bestudeerde soort als de bladsnijdersmier.

pantser
Boven: het glanzende pantser van de bladsnijdersmier. Beneden: microscopenfoto van het harnas dat uit biomineralen bestaat. © Li et al., Nature Communications, 2020

Beschermende functie

Over de functie van dit kristallen harnas zijn de wetenschappers nog niet helemaal uit, maar hoogstwaarschijnlijk biedt het extra bescherming. Hier sluit Möhlmann zich bij aan. “Ik verwacht dat deze extra laag van biomineralen op hun exoskelet is ontstaan doordat het extra bescherming geeft tegen vijanden (andere mieren), en tegen een schimmel die insecten doodt.”

In een experiment liet het team jonge en volwassen bladsnijdersmieren vechten tegen mieren van een ander geslacht. Jonkies hebben het beschermende schild nog niet; ze verloren het duel. Volwassen exemplaren die het pantser wel hadden ontwikkeld wonnen de strijd.

Möhlmann: “Tot slot zou het harnas een functie kunnen hebben in het in stand houden van een gewenst microbioom op het lijf van de mier. Wellicht zorgen de biomineralen voor de juiste omstandigheden die schadelijke micro-organismen (schimmels, bacteriën) weert, en de gunstige (antibiotica producerende) bacteriën behoudt.” De wetenschappers schrijven dan ook in hun artikel, dat is gepubliceerd in Nature Communications, dat mieren zonder de biomineralen ook minder bacteriën hadden die antibiotica produceren.

Bronnen: Nature Communications (pdf), ScienceAlert!

Beeld: CC BY 3.0

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE







Meer Nieuws

KIJK Zomernummer

Haal deze extra dikke editie nu in huis!