'A crab is never just a crab'

~~ scroll naar beneden voor Nederlands ~~ for Dutch scroll down ~~

Influence of parasites

Fish, crabs, snails and other animals can be infected by a multitude of parasites. These include nematodes, cestodes, trematodes, isopods or even copepods that spend part of their lives in the gills of fish. "Those parasites can affect the morphology, the behavior and also the metabolism of animals in many different ways," said Born-Torrijos. "That way, those parasites also influence where an animal fits in the local food chain."

Place in the food web

When Born-Torrijos depicts the food chain as a slowly ascending graph, algae and plants as so-called primary producers, which convert sunlight into ‘edible’ energy are in the lower left corner. At the very top right of the graph are the top predators, such as seals in the Wadden Sea. "Where other animals lie along that line, we can determine by looking at the stable isotopes of nitrogen, for example," the researcher explains. "Because with every step along the food chain, the heavy isotopes in that animal’s pool of nitrogen accumulate a little bit thereby indicating who is eating who in the environment."

Behavioral change

In the review article, the researchers describe how an animal’s stable isotope values may differ depending on whether they are infected with parasites or not. "That's because parasites can change the behavior of a host, even without making that host really sick. For example, a coral fish infected by a specific species of isopod, appears to forage much less outside the reef than uninfected individuals of the same species. This is then reflected in the chemical composition of the animal."

Marie Curie

The article also reviews the knowledge accumulated over the past decade in the field of parasite-host interactions. In addition, Born-Torrijos, with a prestigious Marie Skłodowska-Curie Actions Postdoctoral Fellowship, is also working on setting up experimental tests to disentangle the influence of parasites on their hosts. "For example, we keep crabs that are infected or uninfected with a rhizocephalan, a parasitic barnacle that uses rootlets to tap into the tissues of the crab. By feeding the crabs a specific diet for several weeks and then switching them to a diet with a different isotopic composition, we can differentiate the changes in stable isotopes caused by parasitic infections from those caused by their diet. In that way, we aim to find out how infection affects the host’s metabolism and what effect that has on their isotopic composition."

'Parasitome'

In biology, the study of microorganisms on the skin and in the intestines of animals, known as the microbiome, is already an important and accepted area of science. According to Born-Torrijos and colleagues, it is high time that the totality of parasites on an animal, so to speak, ‘the parasitome’, also takes a center stage in research. "Biologists and ecologists might get the wrong picture of the food web if they ignore the influence of parasites," Born-Torrijos stresses.

‘Een krab is nooit zomaar een krab’

Een haring in de Noordzee, een krab in de Waddenzee of een anemoonvisje op een koraalrif, … biologen denken graag in individuele diersoorten die allemaal hun eigen plekje hebben in het voedselweb van verschillende ecosystemen over de wereld. “Maar dat is toch te simpel gedacht”, waarschuwen NIOZ-onderzoeker Ana Born-Torrijos en collega’s in het coververhaal van het wetenschappelijk tijdschrift ‘Trends in Parasitology’ van deze maand. “Als je niet óók naar de verschillende parasieten op zo’n dier kijkt, trek je misschien wel heel verkeerde conclusies over de ecologie”, aldus Born-Torrijos. “In het wild gevangen dieren zouden niet gezien moeten worden als individuen, maar meer als complete ecosystemen met een verscheidenheid aan micro-organismen en parasieten die in vrijwel alle weefsels gevonden kunnen worden.”    

Invloed van parasieten

Vissen, krabben, slakken en andere dieren kunnen geïnfecteerd zijn door een veelheid aan parasieten. Dat gaat om nematoden, zuigwormen, lintwormen, pissebedden of zelfs om roeipootkreeftjes die een deel van hun leven in de kieuwen van vissen doorbrengen. “Die parasieten kunnen de morfologie, het gedrag en ook de stofwisseling van dieren op veel verschillende manieren beïnvloeden”, zegt Born-Torrijos. “Daarmee beïnvloeden die parasieten ook de precieze plek van een dier in de voedselketen.”

Plek in de voedselketen

Wanneer Born-Torrijos de voedselketen voorstelt als een langzaam stijgende grafiek, dan staan linksonder de algen en planten als zogeheten primaire producenten, die zonlicht omzetten in ‘eetbare’ energie. Helemaal rechtsboven in de grafiek staan de toppredatoren, zoals in de Waddenzee de zeehonden. “Waar andere dieren precies op die lijn zitten, denken we te kunnen bepalen door naar de stabiele isotopen van bijvoorbeeld stikstof te kijken”, legt de onderzoekster uit. “Want bij ieder volgend stapje op de voedselketen, nemen de zware isotopen van stikstof een klein beetje toe. Uiteindelijk geeft dat een indicatie van wie wie eet.”

Gedragsverandering

In het overzichtsartikel beschrijven de onderzoekers hoe de stabiele isotopen samenstelling van een dier mede bepaald kan worden door parasieten. “Dat komt doordat die parasieten het gedrag van een gastheer kunnen veranderen, zelfs zónder dat die gastheer echt ziek wordt. Een koraalvisje dat is geïnfecteerd door een specifiek soort pissebed, blijkt bijvoorbeeld veel minder buiten het koraal te foerageren dan niet-geïnfecteerde soortgenoten. Dat wordt vervolgens weerspiegeld in de chemische samenstelling van het dier.”

Marie Curie

Het artikel is een review van de kennis die in de afgelopen tien jaar is verzameld op het gebied van parasiet-gastheer interacties. Daarnaast werkt Born-Torrijos met een prestigieus Marie Skłodowska-Curie Actions Postdoctoraal Fellowship ook aan het opzetten van experimentele toetsen, om de invloed van parasieten op hun gastheren zichtbaar te maken. “We houden bijvoorbeeld krabben die we wel of niet laten infecteren door parasitaire rankpootkreeftjes of  ‘krabbezakjes’. Door de krabben een aantal weken een specifiek dieet voor te schotelen en dit vervolgens te wisselen voor een dieet met een andere isotopensamenstelling, kunnen we veranderingen in stabiele isotopen als gevolg van een parasitaire infectie onderscheiden van isotopen verandering als gevolg van veranderingen in het dieet. Op die manier proberen we te leren hoe infectie de stofwisseling van de gastheer beïnvloedt en wat daar weer het effect van is op de isotopensamenstelling.”    

‘Parasitoom’

In de biologie is de studie van microben op de huid en in de ingewanden van dieren, het zogeheten microbioom, al een belangrijk en geaccepteerd wetenschapsgebied. Volgens Born-Torrijos en collega’s is het hoogtijd dat ook het geheel van parasieten op een dier, zeg maar: ‘het parasitoom’, een centrale plek krijgt in het onderzoek. “Biologen en ecologen kunnen een verkeerd beeld van het voedselweb krijgen, als zij de invloed van parasieten negeren”, aldus Born-Torrijos.