Hans Carolus wint de PDL-Masterprijs
Masterstudent Hans Carolus wint dit jaar de PDL-Masterprijs Biologie en mag daarmee 250 euro in ontvangst nemen. Gefeliciteerd, Hans! Hieronder beschrijft Hans zelf waarover zijn thesis ging.
Op parasietenexpeditie in Zimbabwe
Het grootste door de mens gemaakte meer ter wereld is blank terrein voor biologen. Masterstudent Biologie Hans Carolus trok met moderne moleculaire technieken naar het Karibameer in Zimbabwe, om trematodewormparasieten te bestuderen.
‘Verwaarloosde’ parasieten
Het Karibameer vormt de grens tussen Zambia en Zimbabwe sinds de constructie van de Karibadam in de Zambezirivier. Vermits het Karibameer een ondergelopen vallei is, is al het leven in en rond het meer hier nieuw en dus zeer interessant voor biologen. Het meer is, zoals alle Afrikaanse meren, een broeihaard van heel wat parasieten, waaronder de trematoden. Trematoden zijn een klasse parasitaire platwormen die leven in het bloed, de lever, de longen of het spijsverteringstelsel van vertebraten. Deze parasieten ontwikkelen en vermenigvuldigen zich als larven in zoetwaterslakken, waarna ze de slak verlaten om hun menselijke of dierlijke eindgastheer te infecteren. De best gekende trematodesoort is Schistosoma; hij veroorzaakt de ziekte schistosomiase of bilharzia, wat -op malaria na- de meest problematische parasitaire ziekte ter wereld is. Er zijn echter meer dan 18 000 verschillende soorten trematoden gekend en nieuwe soorten worden jaarlijks beschreven. De ziekten die trematoden teweegbrengen, of trematodiasen, zijn wetenschappelijk erg onderbelicht, daarom worden ze ook wel 'verwaarloosde ziekten' genoemd.
Een DNA-expeditie
Voor mijn thesis reisde ik samen met parasitologe Dr Tine Huyse van het Belgisch Koninklijk Museum voor Centraal-Afrika naar Kariba, een dorpje aan de rand van het Karibameer te Zimbabwe. Hier verzamelden we gedurende zes weken zoetwaterslakken om de trematoden die ze verspreiden te onderzoeken in het lab. Kennis over het voorkomen van zowel de trematoden als hun slakkengastheer is essentieel om te begrijpen hoe ze zich verspreiden en hoe we deze transmissie kunnen controleren en voorspellen. Daarom zijn efficiënte identificatiemiddelen nodig. Landen waar deze tropische parasieten het meest talrijk zijn, zoals Zimbabwe, hebben vaak niet de middelen om moderne, moleculaire technieken te ontwikkelen en toe te passen. Daarom was het voornaamste doel van mijn thesisonderzoek het ontwikkelen van een "rapid-diagnostic multiplex PCR" assay, om zo goedkoop en efficiënt mogelijk trematode-infecties in slakken te diagnosticeren. Op basis van verschillende merkers, getarget door een gamma aan eigen ontworpen PCR primers, konden we vaststellen welke slakken er geinfecteerd waren en of de infectie een Fasciola- of Schistosoma-infectie was. Deze laatste zijn voor de regio de meest belangrijke genera omdat hun soorten zowel vee als mensen kunnen infecteren.
Een tweede doelstelling was het identificeren van alle slakken- en trematodensoorten met behulp van "DNA barcoding". De zoetwaterslakjes zijn soms maar enkele millimeters groot, terwijl de parasietenlarven amper waar te nemen zijn met het blote oog. Vergeleken met klassieke identificatie op basis van morfologie, is DNA barcoding veel nauwkeuriger. We vergeleken de resultaten van onze moleculaire analyse met de klassieke methoden en vonden een significante onderschatting van de trematode-infectieprevalentie en een frequente misidentificatie op basis van morfologie.
Indringers en zombieslakken
Onze zoektocht leverde verrassende resultaten op. Zo vonden we vertegenwoordigers van zes verschillende families aan trematoden waaronder Diplostomatidae, berucht als parasieten van vis. Dit kan erg belangrijk zijn voor de lokale bevolking, daar de visserij en viskweek een van de economisch meest belangrijke activiteiten zijn van het Karibameer en Zimbabwe.
We ontdekten ook dat het meer enkele nieuwe en invasieve slakken- en trematodensoorten herbergt. Een van de meest opmerkelijke bevindingen was de invasieve slak Pseudosuccinea columella uit Noord-Amerika, erg abundant en voor meer dan 60% geinfecteerd met een tot nog toe onbekende Fasciola-soort. Fasciola staat gekend als de leverbotworm en infecteert de lever van mensen, vee en grote herbivoren. Nooit eerder werden deze slakkensoort en parasiet waargenomen in het meer, noch in Zimbabwe.
Verder vonden we een invasieve slakkensoort uit Zuidoost-Azië en verschillende trematodensoorten die nog nooit in Zimbabwe of zelfs Afrika zijn waargenomen. Een voorbeeld hiervan is de parasiet Leucochloridium die bekend staat het brein van zijn slakkengastheer over te nemen. De ‘zombieslak’ zoekt dan hoger gelegen, zonnige plekken op, terwijl de parasiet in de oogstelen van de slak kruipt en met behulp van zijn kleurrijke, pulserende broedzakken de aandacht van de eindgastheer trekt: een vogel.
Een sierplant als game changer
Met onze ecologische studie konden we aantonen dat sommige soorten slakken eerder voorkomen in vervuild water en andere soorten in wateren waar de invasieve waterhyacint (Eicchornia crassipes) talrijk is. We bewezen zo dat kunstmatige waterreservoirs zoals het Karibameer kansen creëren voor invasieve soorten zoals de waterhyacinth en P. columella. Zowel slak als plant zijn van Amerikaanse oorsprong en waarschijnlijk geïntroduceerd via handel in waterplanten zoals de waterhyacinth, die wereldwijd als sierplant voor vijvers wordt verhandeld. Zij kunnen het risico op de verspreiding van lokale én invasieve parasieten in het gebied aanzienlijk vergroten met alle gevolgen van dien. De waterhyacinth zorgt ook voor tal van andere problemen in het meer; zo bedekt hij uitgestrekte delen van het meer die hierdoor niet meer toegankelijk zijn voor boten, dieren en mensen. Het bestrijden van zulke invasieve plantensoorten zou daarom meerdere voordelen kunnen hebben.
Hans Carolus
