Wetenschappers hebben voor het eerst levende torens van wormen in de natuur vastgelegd. Het zijn structuren die bewegen, reageren en zich als groep verplaatsen als één organisme.
Decennialang werden nematoden torens – die verticale structuren bestaande uit honderden microscopisch kleine, verstrengelde wormen – beschouwd als een rariteit in het laboratorium. Een louter experimentele curiositeit die alleen werd waargenomen in gecontroleerde omgevingen, zonder harde bewijzen dat deze formaties spontaan zouden kunnen ontstaan in de echte wereld. Tot nu.
Nieuw onderzoek onder leiding van het Max Planck Instituut voor Diergedrag en de Universiteit van Konstanz (Duitsland) heeft voor het eerst het bestaan van deze indrukwekkende “levende torens” in natuurlijke omgevingen gedocumenteerd. Het persbericht dat samen met het onderzoek is gepubliceerd in Current Biology bevestigt dat deze structuren niet alleen buiten het laboratorium bestaan, maar ook een essentiële rol spelen in de collectieve overleving van deze kleine wezens.
Van de mythes van het laboratorium naar de fruitboomgaarden in Zuid-Duitsland
Het tafereel kan niet alledaagser zijn: appels en peren die in een boomgaard op de grond vallen en langzaam vergaan. Maar onder deze schijnbare normaliteit ontdekten de onderzoekers iets buitengewoons: zwermen nematoden die op elkaar klommen en gedraaide kolommen vormden die de lucht in rezen. Deze torens, die uitsluitend bestonden uit wormen in het resistente, verspreidingsgeassocieerde larvale stadium, waren geen willekeurige opeenhopingen. Het waren georganiseerde structuren met een doel: zich samen verplaatsen naar nieuwe habitats.
De sleutel tot deze ontdekking lag niet alleen in hun observatie in de natuurlijke omgeving, maar ook in de bevestiging van hun functie. De torens waren geen biologische gril, maar een evolutionaire strategie om collectief transport te vergemakkelijken. Door nabijgelegen insecten te detecteren, kunnen deze wormenzuilen zich losmaken van de grond en zich vasthechten aan het lichaam van het dier, en zo naar gunstiger plaatsen reizen om zich te voeden en te overleven.
Een toren van fluorescent gemerkte C. elegans, gevormd rond een puntige borstel als steun, geobserveerd onder een microscoop in een laboratorium in Konstanz, Duitsland. Foto: Daniela Pérez
Een ‘superorganisme’ in beweging
Om te begrijpen hoe deze torens werken, namen wetenschappers een deel ervan mee naar het laboratorium. Daar slaagden ze erin om, met behulp van de bekende modelworm Caenorhabditis elegans, het gedrag op agarplaten zonder voedsel op te wekken. Door een eenvoudig borsteldraadje in het medium te brengen, begonnen de wormen met verbazingwekkende snelheid torens te vormen, in slechts twee uur.
Fascinerend genoeg waren de torens niet statisch. Wanneer ze voorzichtig met een glazen staaf werden aangeraakt, reageerden ze onmiddellijk en strekten ze zich uit in de richting van de stimulus, alsof ze een enkele entiteit waren. Sommige groepen gebruikten zelfs verkennende ‘armen’ om naburige oppervlakken te bereiken, bruggen te vormen en nieuwe ruimtes te koloniseren.
Maar het meest opvallende is misschien wel dat er geen interne hiërarchie is. Alle wormen, van de jongsten tot de volwassenen, nemen in gelijke mate deel aan de vorming van de toren. Er zijn geen gedefinieerde rollen of functionele specialisaties, tenminste niet in gekloonde laboratoriumpopulaties. In de natuur, waar de genetische diversiteit groter is, moet nog onderzocht worden of deze leiderloze samenwerking gehandhaafd blijft of dat er een complexere dynamiek ontstaat.
Van collectief gedrag tot robotische inspiratie
De bevinding heeft implicaties die de biologie overstijgen. De manier waarop deze eenvoudige organismen hun bewegingen coördineren om functionele structuren te vormen, heeft de interesse gewekt van wetenschappers op uiteenlopende gebieden als robotica en actieve systeemfysica. De mogelijkheid om technologieën te ontwikkelen die het vermogen van deze wormen om zich collectief aan hun omgeving aan te passen nabootsen, is niet vergezocht.
Bovendien zou inzicht in de zintuiglijke mechanismen die dit gedrag sturen – door contact, chemische signalen of trillingen – licht kunnen werpen op primitieve vormen van communicatie en organisatie in biologische systemen. Kennis met niet alleen academische waarde, maar ook praktische waarde, in contexten waar collectieve oplossingen nodig zijn zonder de noodzaak van centralisatie.
Een oeroude strategie, onzichtbaar voor onze ogen?
Het is niet de eerste keer dat eenvoudige dieren complex collectief gedrag vertonen. Mieren bouwen bruggen en levende vlotten; slijmachtige schimmels vormen vruchtlichamen om zich te verspreiden; mijten groeperen zich tot zijden ballen om te overleven. Maar wat de torens van nematoden bijzonder maakt, is hun eenvoud: zonder hersenen, zonder geavanceerde zintuigen, bereiken deze wormen een verbazingwekkende coördinatie.
Tot nu toe is hun aanwezigheid in de natuur onopgemerkt gebleven. Gedeeltelijk omdat ze bijna onzichtbaar zijn voor het blote oog. Maar ook omdat de wetenschap de neiging heeft om de aandacht te richten op meer opvallende fenomenen. Dit onderzoek breekt met die tendens en herinnert ons eraan dat zelfs in de grond onder onze voeten geheimen schuilen die het waard zijn om ons over te verbazen.
De onderzoekers zijn nu van plan om te bestuderen hoe de torens zich gedragen in gemengde, genetisch diverse populaties. Ze willen ook onderzoeken of er verschillen zijn in het vermogen om torens te vormen tussen nematodensoorten die voor hun verspreiding afhankelijk zijn van verschillende dierlijke vectoren.
Een van de meest intrigerende hypotheses is dat torens een tussenstadium zouden kunnen vormen tussen individuele mobiliteit en echt sociaal gedrag. Een evolutionair keerpunt dat, hoewel het niet ver genoeg gaat voor een georganiseerde samenleving, de voordelen laat zien van het handelen in groepen wanneer de omgeving vijandig wordt.
Want in wezen zijn deze wormenkolommen niet zomaar een biologische rariteit. Ze zijn een levende les in hoe samenwerking, zelfs tussen de eenvoudigste wezens, een krachtig middel kan zijn om te overleven en welvarend te zijn.
