Wetenschap - 22 juni 2006

Stress meten met waterdiertjes

2

Ecotoxicologen bepalen al langer met behulp van waterdiertjes of chemische stoffen veilig zijn of niet. Maar ze vroegen zich nooit af waarom de ene soort gevoeliger is voor een stof dan de andere. Dr. Paul van den Brink doet dat wel, en opent daarmee een compleet nieuwe onderzoeksstroming naar de gevolgen van allerlei soorten stress voor waterpissebedden, vlokreeften of bloedzuigers.

Boven (van links naar rechts): een mosdiertje, een tweeogige bloedzuiger en een onvolwassen waterroofwants. Midden: een zwemwants, een waterroofkever en twee soorten waterkevers waarvan duidelijk de kieuwen te zien zijn. Onder: een larve van een steekmug, een larve van een langpootmug en een waterpissebed. / foto's www.benthos.org

Paul van den Brink noemt zich liever stressecoloog dan ecotoxicoloog. Hij werkt net als ecotoxicologen met minuscule waterdiertjes om te onderzoeken wat de effecten zijn van schadelijke chemicaliën zoals bestrijdingsmiddelen of geneesmiddelen. Maar hij kijkt op een andere manier naar de processen dan een ecotoxicoloog, legt hij uit.
Voor een risicobeoordeling bestuderen ecotoxicologen het effect van chemicaliën door waterdiertjes in bekerglazen bloot te stellen aan verschillende concentraties, om vervolgens na vier dagen te kijken hoe het met de beestjes staat. Is bij relevante concentraties de helft dood, dan is het geteste middel gevaarlijk. Is er geen sterfte, dan is het veilig.
'Maar waarom zijn bepaalde beestjes gevoeliger dan andere?', vraagt Van den Brink zich af. Met een onderzoeksvoorstel waarin die vraag centraal staat, won Van den Brink onlangs de Innovative Science Award van de Society of Environmental Toxicology and Chemistry en de European Chemical Industry Council, twee non-profitorganisaties die zich bezighouden met het bevorderen van kennis over chemie en milieuproblemen.

Kieuwen of sluitklepjes
Het punt is dat er honderden soorten waterdiertjes zijn. Je hebt kriebelige beestjes met pootjes en andere uitsteeksels zoals vlokreeftjes, waterpissebedden, wantsen en waterkevers. Je hebt de bloedzuiger met zijn kenmerkende vorm van een leeglopende ballon, en larven van vliegen en muggen. En al die diertjes hebben hun eigen gevoeligheid voor een bepaalde stof. De ene stof kan zelfs een heel andere reactie teweeg brengen bij het ene dier dan bij het andere.
Maar waar ligt dat aan? Dat is wat Van den Brink graag zou willen weten. 'Ligt het aan het feit dat de ene soort kieuwen heeft en de andere niet, aan de grootte van het dier, het metabolisme, het enzymsysteem?' De grote vraag is in welke mate het dier in aanraking komt met water, en dus met de daarin opgeloste chemicaliën. 'Een larve van een eendagsvlieg heeft kieuwen, en dat vergroot het oppervlak van het dier dat in aanraking komt met water gigantisch. Een watervlo is een open beest, een filtermachine. Een zoetwaterpissebed is een wandelend tankje, maar die heeft wel weer kieuwen. En sommige slakken kunnen hun huisje met een sluitklepje dichtmaken.'

Gevoelige soorten
Voor die enorme ecologische diversiteit is volgens Van den Brink in de ecotoxicologie te weinig aandacht. 'De waaromvraag wordt in de ecotoxicologie niet vaak gesteld. Maar als je weet dat sommige beestjes gevoeliger zijn voor een bepaalde stof dan andere, dan kun je je in het onderzoek concentreren op die gevoelige soorten. Dat maakt niet alleen het onderzoek makkelijker, je gebruikt op die manier ook minder proefdieren.'
Waarom er zo weinig aandacht is? 'De ecotoxicologie is een zeer praktische en toegepaste wetenschap, met weinig aandacht voor meer fundamentele vragen. Risicobeoordelaars willen doorgaans alleen weten welke stof gevaarlijk is en welke niet. Wetenschappers maken bij hun proeven wel onderscheid tussen de diverse soorten waterdiertjes, maar dat gebeurt vaak op basis van een gut feeling, er zit nog weinig theorie achter.'

'Als je weet welke diertjes gevoelig zijn voor welke stof kun je nieuwe manieren van biomonitoring ontwikkelen’
Het komt volgens Van den Brink ook doordat toxicologen op een andere manier kijken naar de relatie tussen waterdiertjes en chemische stoffen dan ecologen. Toxicologen zijn erg gericht op de chemische stoffen en welke effecten die hebben op individuele dieren. Dat is bij grotere dieren zoals uilen best logisch, vindt Van den Brink, omdat die bovenin het ecosysteem zitten en bovendien heel zichtbaar zijn.
Bij kleine en takrijke waterdiertjes gaat het volgens Van den Brink veel meer om de populatie. 'Niemand geeft om één enkel vlokreeftje of een muggenlarve. Daarom moet je niet op het niveau van het individu kijken maar juist naar de populatie en de functies die bepaalde soorten hebben in het ecosysteem.'

Thermometer voor stress
Met de honderdduizend euro die hij als winnaar van de Innovative Science Award kreeg, kan Van den Brink nu een begin maken met onderzoek naar die ecologische functies. Promovenda Mascha Rubach gaat onder zijn leiding literatuuronderzoek doen naar toxicologische onderzoeken naar de effecten van acetylcholine-esterase-remmers, één van de best onderzochte groep van insecticiden. Rubach zal daarbij vooral gaan kijken of er in de literatuur aanwijzingen zijn of bepaalde waterdiertjes gevoelig zijn voor bepaalde stoffen, en of er hypotheses opgesteld kunnen worden over de oorzaken daarvan. In een later stadium wil Van den Brink proeven gaan doen om deze hypotheses te toetsen.
Van den Brink denkt dat zijn onderzoek een begin kan zijn van een geheel nieuw diagnosesysteem. 'Als je weet welke diertjes gevoelig zijn voor welke stof kun je gaan werken aan een nieuwe manier van biomonitoring. Het principe is in de toekomst ook toe te passen op zaken als de zuurtegraad, de temperatuur en andere stressfactoren.' Het doel is om uiteindelijk, zodra beter bekend is hoe en waarom waterdiertjes op bepaalde vormen van stress reageren, een soort thermometer voor stress in water te ontwikkelen.

Martin Woestenburg

Re:acties 2

  • hoi

    hallo mooi diyt

    Reageer
  • hoi

    hoi

    Reageer

Re:ageer