Je leest:

Slimme slijmzwam vindt zijn weg

Slimme slijmzwam vindt zijn weg

Auteur:

Ze hebben uiteenlopende namen van Heksenboter en Bloedweizwam tot Zilveren boomkussen. Ze kunnen zonder hersenen hun weg door een doolhof vinden en zijn zelfs in staat een robot te besturen. De slijmzwam is een intelligentere bodembewoner dan je denkt.

Myxomycete met sporen
De vruchtlichamen van deze myxomyceet bevatten de sporen.
Wikimedia Commons

Naam: Slijmzwam Aantal soorten: 1050 Lengte: van enkele centimeters tot een vierkante meter Uiterlijk: Over het algemeen kleurloos. De myxomyceten hebben een waaiervormig uiterlijk en de cellulaire slijmzwammen vormen clusters van afzonderlijke cellen die samenleven Dieet: bacteriën, gisten, groene algen, plantenresten Bijzonder: Slijmzwammen kunnen de uitgang in een doolhof vinden en zelfs een robot besturen

Slijmzwammen zijn eukaryote organismen die sporen produceren. Hoewel hun uiterlijk sterk aan schimmels doet denken, vormen ze een aparte groep en hebben ze meer overeenkomsten met protozoa, zoals de amoeben. Ze worden vrijwel overal gevonden, zowel in als op de bodem. Plasmodiale slijmzwammen vormen met 900 soorten de grootste groep slijmzwammen, ze worden ook wel myxomyceten genoemd. Als je een slijmzwam in de natuur ziet is de kans groot dat dit een myxomyceet is. Met 150 soorten vormen de cellulaire slijmzwammen een kleinere groep. Ze zijn het grootste gedeelte van hun leven microscopisch klein en dus moeilijk te vinden.

De levenscyclus van een myxomyceet

Myxomyceten houden er een gecompliceerd leven op na. Kort gezegd bestaat hun levenscyclus uit twee verschillende trofische stadia, de stadia waarin de slijmzwam zich voornamelijk voedt, en een stadium waarin de slijmzwam zich voortplant. In het eerste trofische stadium bestaat het organisme uit allemaal amoebische cellen met een celkern, die soms ook flagella hebben om zich voort te bewegen. De eencelligen komen voort uit ontkiemende sporen. Wanneer de cellen zich delen kan uit beide nieuwe cellen in principe een nieuwe slijmzwam groeien. Deze vorm van delen wordt ook wel binaire deling genoemd. Op die manier kunnen er snel grote populaties slijmzwammen ontstaan.

Vruchtlichamen van een myxomyceet
European Atlas of Soil Biodiversity

Uiteindelijk groeien de cellen uit tot de tweede trofische fase waarin de cellen meerdere kernen hebben die niet door een membraan worden gescheiden. De cellen smelten samen tot een plasmodium. Een plasmodium kan soms wel 10.000 kernen bevatten, heeft geen celwand en leven als een laagje protoplasma dat waaiervormig is. De meeste plasmodia zijn niet groter dan een paar centimeter, maar sommige soorten kunnen tot een vierkante meter uitgroeien en 20 tot 30 gram wegen.

Uit een plasmodium groeien een of meer vruchtlichamen, die de sporen bevatten. De sporen kunnen donker of licht van kleur zijn en soms zelfs felgekleurd. Ze worden door de wind verspreid. Als ze ontkiemen en nieuwe amoebische cellen produceren, begint de levenscylcus opnieuw.

Myxomyceten leven graag op rottend hout, plantenresten op de grond, in de bodem of op de bast van levende bomen.

De myxomyceet en het doolhof

Slijmzwam in doolhof
In de eerste foto zie je de slijmzwam voordat hij aan zijn zoektocht begint. De lijnen geven de kortste route tussen twee voedselbronnen aan. Een paar uur later (foto twee) is de slijmzwam al een stuk verder opgeschoten. De voedselbronnen worden met AG aangegeven. Na vier uur heeft de zwam de kortste weg gevonden (foto 3).
Nature

In 2000 lieten wetenschappers in een studie in Nature zien dat Physarum polycephalum, een slijmzwam die wel een vierkante meter groot kan worden, ‘intelligent’ genoeg was om zijn weg door een doolhof te vinden waarbij er aan het begin en aan het einde van het doolhof een voedselbron was neergelegd. Physarum polycephalum is een eencellig organisme met meerdere kernen, hij heeft net als alle slijmzwammen geen centraal zenuwstelsel of hersenen. Met speciale receptoren pikt hij chemische signalen uit zijn omgeving op en zoekt zo naar voedsel. Als de zwam een signaal oppikt, verplaatst hij zich langzaam die kant op.

In vier uur tijd wist het organisme in het doolhofexperiment zijn vorm zo efficiënt mogelijk te veranderen zodat hij de kortste route door het doolhof zou nemen. De pseudopodia, ofwel ‘voetjes’ van het plasmodium trokken zich terug zodat alleen de voetjes die de kortste afstand tussen de voedselbronnen overspanden, overbleven. Op die manier kon de slijmzwam twee voedselbronnen verorberen met minimale inspanning. Dit laat volgens de onderzoekers zien dat de slijmzwam een vorm van primitieve intelligentie bezit.

Physarum polycephalum wikimedia
Deze slijmzwam, Physarum polycephalum, is slimmer dan je in eerste instantie zou denken.
Wikimedia Commons

Het geheugen van een slijmzwam

In oktober van dit jaar ontdekten Australische wetenschappers dat dezelfde slijmzwamsoort de weg in een complexe omgeving kan vinden door plaatsen waar hij al eerder zijn slijm heeft afgezet te mijden. Bij het verplaatsen laat de zwam een spoor van dik slijm achter. Dat slijm kan de zwam gebruiken om in een complexe omgeving te navigeren. Ook deze wetenschappers stonden ervan te kijken dat een organisme zonder centraal zenuwstelsel op die manier kan navigeren. Maar de Australiërs gaan nog een stapje verder. Ze denken dat deze reactie op signalen uit de omgeving de eerste stap was in de ontwikkeling van het geheugen. Je zou dan ook kunnen zeggen dat de slijmzwam een heel primitief ‘geheugen’ heeft.

Slijmzwam
Audrey Dussutour

De levenscyclus van een cellulaire slijmzwam

Deze kleinere slijmzwammen lijken nog sterker dan de plasmodiale slijmzwammen op schimmels. Ze komen voornamelijk in de bodem voor. Wanneer een van hun sporen kiemt, komt er een amoebische cel vrij die zich tegoed doet aan bacteriën en plantenresten in de bodem. Ook hier deelt de amoebische cel tot twee onafhankelijke cellen. Als na een aantal dagen het voedsel schaars wordt, ontstaat er een meercellige structuur. Met speciale receptoren pikken de amoebische cellen chemische signalen uit de omgeving op en beginnen ze zich te verplaatsen en smelten samen. Uit ieder hoopje cellen ontstaat vervolgens een sigaarvormige structuur, het pseudoplasmodium. Een pseudoplasmodium is een verzameling van duizenden, voorheen zelfstandige, amoebische cellen. De cellen blijven te onderscheiden, maar opereren niet langer zelfstandig, maar als onderdeel van een meercellige eenheid.

Samensmeltende cellen van cellulaire slijmzwam
De amoebische cellen vormen groepjes en smelten samen.
European Atlas of Soil Biodiversity

Kort daarna beginnen de cellen van het pseudoplasmodium op verschillende manier te specialiseren. Cellen uit het voorstel deel van de ‘sigaar’, scheiden een cellulosewand af. De cellen binden samen en vormen een dunne stengel die vanuit het oppervlakte omhoog groeit. De cellen aan het andere uiteinde van de ‘sigaar’ komen op de stengel terecht en vormen sporen. Deze produceren een nieuwe generatie amoebische cellen die zich weer tegoed doet aan bacteriën. De cellen die de stengel vormden drogen uit en sterven af.

Slijmzwam bestuurt robot

Robot die door slijmzwam bestuurd wordt afbeelding klaus peter zauner
Deze zespotige robot wordt op afstand bestuurd door de slijmzwam Physarum polycephalum.
Klaus-Peter Zauner

Er wordt nog meer met Physarum polycephalum geëxperimenteerd. In 2006 ontdekten onderzoekers dat de slijmzwam een zespotige robot kan besturen. De slijmzwam schuwt van nature het licht en regelt de robotbeweging door deze ook buiten het licht te houden en naar donkere plekken te verplaatsen. Klaus-Peter Zauner van de Universiteit van Southampton, ontwikkelde de robot met collega’s van Kobe University in zuid-centraal Japan en hoopte zo simpele manieren te vinden om robots te besturen.

Bronnen:

  • European Atlas of Soil Biodiversity, JRC European Commission
  • Chris Reid e.a., Slime mold uses an externalized spatial “memory” to navigate in complex environments, PNAS (8 oktober 2012, online)
  • Nakagaki et al., Intelligence: Maze-solving by an amoeboid organism, Nature, 2000, 407.
  • Will Knight, Robot moved by a slime mould’s fears, New Scientist, 2006
1/14

Leven in de ondergrond

Ze hebben geen aaibare vachtjes, imponerende kleuren of glanzende Disney-ogen. Maar wie bodemdieren van dichtbij bekijkt, ontdekt dat ze over een fascinerende schoonheid beschikken. Bovendien zijn ze van onschatbare waarde voor onze ondergrond. Zonder bodemleven geen vruchtbare akkers en weelderige tuinen. Daarom op Kennislink de komende tijd een serie Bodemdiertjes.

1/14

Het raderdiertje

Het raderdiertje kan jaren uitgedroogd in een soort slaaptoestand verkeren, heeft al miljoenen jaren geen seks gehad en weet parasieten op een slimme manier van zich af te schudden. Klein als hij is, is dit bodemdiertje bijzonder succesvol. Lees verder over het raderdiertje

Wikimedia Commons, CC BY SA 3.0
1/14

De duizend- en miljoenpoot

Hun naam zegt niet zoveel over het aantal poten en de lengte van deze kruipers varieert gigantisch. Maar in welke vorm ook, ze zijn erg nuttig voor onze bodem. Ze recyclen dood plantaardig materiaal en houden planten knagende dieren bij planten weg; een goede zaak voor de koolstofkringloop. Lees meer over de duizend- en miljoenpoot

1/14

De mol

Bijna blind rent hij door zijn smalle gangenstelsel en graaft met een enorme kracht er nog wat tunnels bij. Als hij een worm tegenkomt sprint hij er op af, verlamt hem en legt hem in de voorraadkamer. Dan heeft hij later ook nog wat. Lees meer over de mol

1/14

De mijnspin

Een mier loopt nietsvermoedend over de aarde, niet wetende dat daaronder zich het gangenstelsel van het huis van de mijnspin bevindt. Razendsnel rent de mijnspin naar boven, bijt de prooi met haar vlijmscherpe tanden en trekt hem haar huis in. Lees meer over de mijnspin

1/14

De slijmzwam

Ze hebben uiteenlopende namen van Heksenboter en Bloedweizwam tot Zilveren boomkussen. Ze kunnen zonder hersenen hun weg door een doolhof vinden en zijn zelfs in staat een robot te besturen. De slijmzwam is een intelligentere bodembewoner dan je denkt. Lees meer over de slijmzwam

1/14

De bodemmijt

Zet op een willekeurige plek in het bos je schep in de grond en je haalt zo honderden mijten omhoog. Deze kleine beestjes hebben een uiteenlopend dieet en verzamelen dat al zuigend, stekend of zagend bij elkaar. En ze zijn ook nog eens reuzesterk. Lees meer over de bodemmijt

1/14

De loopkever

Veertig procent van alle insectensoorten die we kennen zijn kevers. Sommigen wonen in een grot in de bergen, anderen zitten in een boomtop van het tropisch regenwoud. Soms vormen ze zelf een plaag, soms worden ze juist ingezet om plagen te voorkomen. En klein als ze zijn weten ze zich goed te verweren, dat ondervond Darwin zelfs al tijdens een van zijn reizen. Lees meer over de loopkever

1/14

De bodemschimmel

Hoewel je bij een schimmel misschien snel aan de groene spikkels op je bedorven appel of brood denkt, zijn er veel meer soorten. De soorten die in de bodem leven bijvoorbeeld. Bodemschimmels kunnen een heel groot deel van de biomassa onder de grond beslaan. Ze komen in alle soorten en maten voor en spelen een hele belangrijke rol in de ecosystemen van de bodem. Lees meer over bodemschimmels

1/14

De mier

Geen soort zo sterk, geen soort die zo goed samenwerkt. Geen soort met zoveel opmerkelijke eigenschappen. Je vindt ze overal, behalve op de polen. Waar je ook ter wereld even goed om je heen kijkt in het zand zie je ze alweer lopen. Mieren. Soms met tientallen, soms met miljoenen tegelijk. Alhoewel ze soms heel irritant kunnen zijn, zijn ze bovenal bijzonder indrukwekkend. Lees meer over de mier

1/14

Het beerdiertje

Als een klein bolletje wordt hij meegenomen door de lucht. Zwervend van plek naar plek. Plots komt hij in een plasje water terecht en binnen een paar minuten ontvouwen zich vier paar pootjes onder het dikke bolletje vandaan. Aan ieder pootje zit een klein klauwtje. Oogjes heeft het niet. Met zijn kleine, koddige, bolle lijfje en acht pootjes begint het beerdiertje heel langzaam rond te kruipen. Hij is net wakker geworden na enkele jaren slaap. Lees meer over het beerdiertje

1/14

De springstaart

In één sprong overbruggen ze met gemak een afstand van zo’n acht centimeter. Geen kunst? Wel wanneer je bedenkt dat springstaarten zelf een lengte van enkele millimeters hebben. Ruim een factor tien verschil, dus. Alleen: wat doen zulke goede springers ondergronds? Lees meer over de springstaart

Steve Hopkin
1/14

De pissebed

Ze hebben hun naam en hun uiterlijk niet mee, maar pissebedden zijn onmisbaar voor onze bodem. Ze recyclen plantaardig materiaal en dragen zo bij aan de koolstofkringloop. Gezond voor de ondergrond dus, en mogelijk zelfs gezond voor ons! Lees meer over de pissebed

1/14

De regenworm

Platgetrapt op het trottoir zien we ze weleens, of hulpeloos bungelend in een merelsnavel. Misschien tijdens een middagje spitten in de tuin. Maar we worden vooral indirect met regenwormen geconfronteerd, door het nuttige bodemwerk dat ze verrichten. Door te graven, te ploegen en te composteren zorgen ze voor een vruchtbare ondergrond. Lees meer over de regenworm

Lees ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 16 november 2012

Discussieer mee

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE