Japanse oester heeft ‘zoutstress’ onder controle

Door: Tim van Oijen

De Japanse oester heeft grote delen van de Waddenzee gekoloniseerd. Een van de redenen waarom deze soort zo succesvol is, is dat hij goed met variërende milieuomstandigheden om kan gaan. Uit onderzoek blijkt dat het schelpdier zijn cellen probleemloos aan wisselingen in het zoutgehalte van het water kan aanpassen.

Celmembranen zijn semipermeabel: ze laten watermoleculen door, maar opgeloste stoffen niet. Water heeft de neiging om naar de plek met de hoogste concentratie opgeloste stoffen (de hoogste osmotische waarde) te gaan. Hierdoor kunnen cellen sterk krimpen in een zoute omgeving en uit elkaar klappen in een zoete omgeving. Wisselende zoutconcentraties zijn daarom een belangrijke stressfactor voor dieren die in delen van kustgebieden leven waar door neerslag, verdamping, rivierafvoer of grondwateraanvoer het zoutgehalte varieert.

Dieren kunnen zich op twee manieren aanpassen aan wisselende zoutgehaltes. De zalm is een voorbeeld van een osmoregulator. Hij houdt de osmotische waarde in zijn lichaam constant. Hij heeft daar allerlei fysiologische aanpassingen voor, zoals het al dan niet produceren van urine met een hoge zoutconcentratie. Veel ongewervelden zoals tweekleppige schelpdieren, ringwormen, zeesterren en zee-egels zijn osmoconformers. Zij passen de osmotische waarde van hun extra- en intracellulaire vloeistoffen aan het zoutgehalte van het water aan. Tijdens een toename in het zoutgehalte verhoogt de waarde in de cel door de opname van natrium- en chloride-ionen. Daarnaast gaat de intracellulaire concentratie van aminozuurachtige stoffen omhoog door deze nieuw te produceren of door eiwitten af te breken. Wanneer er een afname in zoutgehalte is, worden, om zwelling door instromend water te voorkomen, deze ionen en moleculen uit de cellen getransporteerd. Dit voorkomt beschadiging van de cellen en daarmee van weefsels.

Energiefabriekjes

Een implicatie van dit mechanisme is dat de metabole machinerie van mariene osmoconformers in staat moet zijn om soepel te draaien onder een brede range van osmotische waarden en samenstellingen van het intracellulaire milieu. Er is nog veel onbekend over hoe organellen zoals mitochondriën, de energiefabriekjes in cellen, reageren op veranderingen in de concentratie van de aminozuurachtige stoffen. Biologen hebben dit bij de Japanse oester nader bestudeerd. Ze bekeken het effect van taurine, een in ongewervelden veelvoorkomende aminozuurachtige stof. In het laboratorium stelden ze mitochondriën, die ze uit de kieuwen van Japanse oesters hadden geïsoleerd, aan verschillende concentraties van deze stof bloot. Uit de resultaten bleek dat de mitochondriën zowel bij lage als hoge concentraties goed blijven functioneren. Dit kan volgens de wetenschappers verklaren waarom deze stof zo veel voorkomt als osmoliet (stof die de osmotische waarde verhoogt) in mariene osmoconformers.

Bronnen

Sokolova, E.P. en I.M. Sokolova (in druk). Compatible osmolytes modulate mitochondrial function in a marine osmoconformer Crassostrea gigas (Thunberg, 1793).

Kube, S., A. Sokolowski, J.M. Jansen en D. Schiedek (2007). Seasonal variability of free amino acids in two marine bivalves, Macoma balthica and Mytilus spp., in relation to environmental and physiological factors. Comparative Biochemistry and Physiology, Part A 147, p.1015-1027.