Hoe sommige kevers water 'drinken' met hun achterste.

Sommige kevers "drinken" met hun achterwerk en wetenschappers beginnen te begrijpen hoe dat werkt.

Rode meelkevers, een belangrijk landbouwongedierte, openen hun anus om waterdamp uit de lucht in hun darmen te laten stromen, waar het condenseert op de uitwerpselen. De insecten halen water uit de fecale materie met behulp van speciale cellen die de binnenkant van hun spijsverteringsstelsel bekleedt, rapporteren onderzoekers op 21 maart in Proceedings of the National Academy of Sciences.

Deze "geweldige mechanisme" zou in de toekomst kunnen worden gebruikt om specifieke pesticiden te maken die gewassen kunnen beschermen en bijen en andere insecten kunnen verzekeren, zegt Kenneth Halberg, een comparatieve endocrinoloog en fysioloog aan de Universiteit van Kopenhagen.

Insectenplagen tasten elk jaar maar liefst 20 procent van de wereldwijde voedselvoorziening aan, vernietigen voedsel en kosten boeren geld, schat de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties. Kevers zijn bijzonder hardnekkig en kunnen in droge omgevingen floreren, waaronder aanbod van tarwe en andere bijzonder droge gewassen. Een manier waarop droog-aangepaste kevers overleven, is door water uit hun uitwerpselen te hergebruiken met behulp van het rectale complex, een orgaan bij het einde van hun spijsverteringsstelsel. Maar onderzoekers wisten niet hoe de insecten dit voor elkaar kregen.

Halberg en collega's ontdekten dat in rode meelkevers (Tribolium castaneum) het gen Nha1 meer actief is in cellen die de voering van het rectale complex bedekken dan elders in het lichaam. Eerder suggereerden wetenschappers al dat de blaasjesachtige cellen van het rectale complex betrokken waren bij het opzuigen van water uit materiaal in het orgaan.

Maar "de paradox was dat ze er niet uitzien als transportcellen", zegt Michael O'Donnell, een insectenfysioloog aan de McMaster University in Hamilton, Canada, die niet betrokken was bij het onderzoek.

Het nieuwe onderzoek kan die paradox oplossen. Nha1 produceert een eiwit dat geladen kaliumdeeltjes over de membranen van de cellen pompt, ontdekte het team van Halberg. Dat zou kunnen leiden tot een ophoping van de ionen aan de buitenkant van het rectale complex, denken de onderzoekers.

Door osmose zal water zich verplaatsen naar gebieden met een hoge concentratie ionen. Dus dat zwembad van kalium zou kevers in staat kunnen stellen water door de wand van het rectale complex te bewegen en in de rest van het lichaam te brengen.

Experimenten bevestigden dat de insecten hun anus openden bij hoge luchtvochtigheid, zodat waterdamp in het rectale complex kon stromen. Bovendien overleefden kevers met uitgeschakeld Nha1 niet zo goed in droge omstandigheden als normale kevers.

Het is niet duidelijk of andere kevers een vergelijkbaar mechanisme gebruiken, zegt Halberg. Maar de bevinding benadrukt hoe "de natuur haar manier heeft om interessante oplossingen te ontwikkelen voor interessante problemen."

Onze missie is om nauwkeurig, boeiend nieuws te brengen over wetenschap aan het publiek. Deze missie is nog nooit zo belangrijk geweest als vandaag.

Als non-profit nieuwsorganisatie kunnen we het niet zonder jou doen.

Je steun stelt ons in staat om onze inhoud gratis en toegankelijk te houden voor de volgende generatie wetenschappers en ingenieurs. Investeer in kwaliteitsjournalistiek over wetenschap door vandaag nog een donatie te doen.