Overwinterende mijten bekennen kleur

3 augustus 2017

Moleculair-genetisch onderzoek aan de afdeling voor Evolutie en Populatie Biologie van de Universiteit van Amsterdam en de Universiteit Gent heeft uitgewezen dat de kasspintmijt genen gebruikt van schimmels om kleurstoffen aan te maken die noodzakelijk zijn om te overwinteren. De resultaten zijn gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA en zijn van belang om de wereldwijde succesvolle overlevingsstrategie van dit - voor gewassen - schadelijke organisme beter te begrijpen.

In de zomer vind je heel wat insecten en mijten in je tuin, maar als de dagen korter worden verdwijnen ze stilaan om te gaan overwinteren. Ook de spintmijt houdt een winterslaap en hierbij wordt de mijt feloranje door zogenaamde carotenen in het lichaam op te slaan (zie foto).

Carotenen zijn pigmenten die overal in de natuur te vinden zijn. Zo zitten bijvoorbeeld planten er vol mee. Carotenen geven niet alleen kleur aan rijpe tomaten en winterpenen, maar zijn ook essentieel voor het aanmaken van vitaminen. Verscheidene van deze carotenoïden zijn bovendien betrokken bij het waarnemen van licht: zo bestaan ook de felrode ‘oogjes’ van de mijt in de foto uit carotenen. Tenslotte kunnen carotenen werkzaam zijn als beschermende antioxidanten. Ze zijn dus erg belangrijk. Planten, schimmels en bacteriën zijn in staat zelf carotenen te maken, maar dieren verkrijgen ze alleen via hun voedsel.  Tenminste, zo staat het in de handboeken.

Wat je zelf doet, doe je beter?

Tot ieders verrassing vonden wetenschappers uit diverse laboratoria enkele jaren gelden in het DNA van drie groepen plantetende geleedpotigen - bladluizen, galmuggen en spintmijten – caroteen-biosynthese genen. Minstens zo verrassend was het toen bleek dat deze dieren de genen moeten hebben overgenomen van schimmels. De onderzoekers stonden voor een raadsel: waarom zouden deze plantetende  beestjes zelf carotenen produceren, als ze deze stoffen ook in grote hoeveelheden binnenkrijgen via hun voedsel?

Zelf winterslaap starten

Op die vraag ontdekte onderzoeker Thomas Van Leeuwen van het UvA Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED; onderzoeksafdeling Evolutie en Populatie Biologie) en eerste auteur Astrid Bryon (Universiteit Gent), samen met collega’s uit de VS, Japan en Griekenland, het antwoord. Het team maakte hiervoor gebruik van kleurloze albino mijten en geavanceerde moleculair-genetische technieken en achterhaalde zo één van de essentiële functies van deze voormalige schimmelgenen: het gen bleek aan de basis te staan van de winterslaap van de mijten. 'Insecten en mijten hebben een overwinteringsstrategie waarbij hun stofwisseling, voedselopname en voortplanting op een laag pitje komen te staan en ze beter beschermd zijn tegen de kou', aldus Bryon. 'Ze eten dan dus weinig tot niets en het ziet er naar uit dat deze mijten dat hebben opgelost door lichaamsvreemde genen te incorporeren waarmee ze tijdens hun winterslaap zelf caroteen kunnen maken.'

Door deze strategie kunnen de mijten hun overlevingskans in de winter vergroten zonder afhankelijk te zijn van voedselopname om daarna in het voorjaar sneller nieuwe locaties te koloniseren. Voor een wereldwijd verspreide plaag zoals die van de kasspintmijt, die talloze concurrenten heeft, is dit van cruciaal belang.

Publicatiegegevens

Bryon, A., Kurlovs, A. H., Dermauw, W., Greenhalgh, R.,  Riga, M., Grbic, M., Tirry, L., Osakabe, M., Vontas, J., Clark, R. M. and Van Leeuwen, T. (2017). Disruption of a horizontally transferred phytoene desaturase abolishes carotenoid accumulation and diapause in Tetranychus urticae. PNAS 114 E5871–E5880.
DOI: 10.1073/pnas.1706865114

Gepubliceerd door  IBED