Een amoebe die leeft in een warmwaterbron in de Amerikaanse staat Californië gedijt uitstekend bij temperaturen boven de 60 graden Celsius. Voorheen dachten wetenschappers dat complexe levensvormen zulke hoge temperaturen niet konden overleven.
Biologen hebben een bijzondere amoebesoort ontdekt in het vulkanisch nationaal park Lassen in de Verenigde Staten. Het eencellige wezentje kan overleven en zich voortplanten bij temperaturen die tot nu toe als onmogelijk hoog werden beschouwd voor complex leven.
Vurig karakter
De vuuramoebe (Incendiamoeba cascadensis) kan overleven in water van 70 graden Celsius. Het organisme kan echter alleen eten en zich voortplanten als de temperatuur onder de 63 graden is. Als het kwik stijgt tot boven de 64 graden, verliest het zijn vermogen om zich te verplaatsen.
LEES OOK
Dieren rouwen anders dan mensen
Ook dieren rouwen om het verlies van overleden soortgenoten. Maar we moeten niet door een te menselijke bril naar dit fenomeen kijken, zegt filosoof S ...
De vuuramoebe behoort tot de eukaryoten. Die tak van de stamboom van het leven omvat alle complexe levensvormen, waaronder dieren en planten. Kenmerkend voor de eukaryoten is dat ze in elke cel een celkern hebben waarin het DNA wordt beschermd.
Extreem, extremer, extreemst
De ontdekking toont aan dat eukaryoten kunnen gedijen bij temperaturen die hoger liggen dan eerder voor mogelijk werd gehouden, zegt biochemicus Angela Oliverio van de Syracuse-universiteit in de VS. Nu de vuuramoebe is gevonden, zullen er waarschijnlijk meer vergelijkbare soorten worden ontdekt die van extreme temperaturen houden.
Vroeger zagen wetenschappers 60 graden Celsius als een soort ‘4-minute mile’-barrière voor de eukaryoten, zegt Oliverio. Om in minder dan vier minuten een mijl (1609 meter) te rennen, werd lange tijd als onmogelijk beschouwd. ‘Maar toen het een hardloper eenmaal was gelukt, duurde het slechts enkele weken voordat een ander het record weer had verbroken’, zegt Oliverio.
Eenvoudigere organismen kunnen bij nog extremere temperaturen overleven dan de vuuramoebe. Methanopyrus kandleri, een eencellige zonder celkern, kan temperaturen tot 122 graden Celsius doorstaan.
Hete beren
Oliverio en haar collega’s hebben de vuuramoebe gevonden in een klein, warm beekje in het Lassen-park in Californië. Het beekje stroomt door een weide en is voor het grootste deel minder dan een halve meter breed. De temperaturen in het beekje variëren van 49 tot 65 graden Celsius dankzij warmte die diep in de aarde is opgeslagen. Het water in het beekje is iets zuurder dan drinkwater: de pH-waarde ligt tussen de 6 en 7.
Volledig uitgestrekt is de vuuramoebe gemiddeld ongeveer 40 micrometer lang en 10 micrometer breed, zegt Oliverio. ‘Dat is meer dan tien keer zo groot als de gemiddelde bacteriecel. Qua breedte komt het dichter in de buurt van een menselijke witte bloedcel‘, zegt ze.
In zo’n hete omgeving heeft de vuuramoebe geen natuurlijke vijanden. Het wezentje voedt zich met veelvoorkomende bacteriën die ook van warmte houden. ‘Je kunt het vergelijken met een bos waar je veel planten ziet, maar heel weinig beren. Toch komen er beren voor; ook zij leven daar’, zegt Oliverio.
Microbioloog Bob Leung van de Monash-universiteit in Australië zegt dat hij door deze ontdekking zijn colleges over wezens die van extreme temperaturen houden moet herschrijven. ‘Het is een zeer opwindende ontdekking die het temperatuurrecord voor de groei van eukaryotisch leven met minstens 3 graden opschroeft. Dat is aanzienlijk’, zegt hij.
Ook de vuuramoebe kent grenzen
Het team kweekte de amoebe in het laboratorium, waar ze de boven- en ondergrenzen van zijn overlevingsvermogen testten. Daarvoor bestudeerden ze hem bij zeventien verschillende temperaturen, variërend van 30 tot 64 graden Celsius.
De biologen ontdekten dat de amoebe niet groeit bij temperaturen onder de 40 of boven de 63 graden Celsius. De optimale groei vond plaats tussen de 55 en 57 graden. Bij temperaturen boven de 64 graden Celsius rolt de amoebe zich op om zich tegen de hitte te beschermen. Als de temperaturen boven de 70 graden stijgen, wordt de amoebe ‘gedeactiveerd’.
Andere hitteliefhebbers
Het team ging in wereldwijde DNA-databases op zoek naar organismen die lijken op de vuuramoebe. Ze ontdekten enkele overeenkomsten bij organismen in een warmwaterbron in de Nieuw-Zeelandse Taupō-vulkaanzone en drie overeenkomstige soorten uit het nationaal park Yellowstone in de VS.
Sommige van deze soorten kunnen verwant zijn aan de vuuramoebe. De organismen zijn nog niet verzameld of gekweekt.
Het onderzoek naar nog extremere levensvormen moet worden voortgezet, zegt Oliverio. ‘Voor zover wij weten, is er geen reden waarom 63 graden Celsius de absolute grens zou zijn.’