Een bijzondere vondst bij de geringde wormsalamander vormt het eerste bewijs van een slangachtige gifklier in een amfibie. Naast een rij tanden heeft de wormsalamander een rij kleine gifkliertjes, waarvandaan tunnels naar de tanden lopen.
De nieuw ontdekte klieren bestaan uit hetzelfde type weefsel als de gifklieren van slangen. Pedro Luiz Mailho-Fontana, bioloog aan het Butantan-instituut in São Paulo, verwacht dat de klieren ook een vergelijkbare functie hebben. Mailho-Fontana kwam de klieren toevallig tegen toen hij de kop van een geringde wormsalamander onderzocht. De resultaten zijn gepubliceerd in iScience.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Black Box
De wormsalamanders vormen een groep binnen de amfibieën. Ze hebben geen poten en zien er op het eerste gezicht uit als slangen. Daarnaast zijn ze bijna blind. Met de kleine tentakels op hun gezicht en zelfgemaakt slijm verplaatsen ze zich onder de grond. Er is niet veel over de beesten bekend. ‘Hun biologie is een black box vol verrassingen’, zegt Carlos Jared, directeur van het Lab voor Structurele Biologie van het Butantan-instituut.
Wormsalamanders maken twee verschillende stofjes aan die ze vervolgens uitscheiden. ‘In de staart maakt de wormsalamander een giftig stofje, terwijl hij in zijn kop een soort speeksel maakt’, legt Jared uit. ‘Het slijmerige speeksel helpt om makkelijker door de aarde te kruipen.’
Tijdens het onderzoeken van de speekselklieren kwam Mailho-Fontana ineens een nooit eerder beschreven klier tegen, die zich dichter bij de tanden bevond. Zowel in de onderkaak als in de bovenkaak was er een rijtje kleine kliertjes te zien, gevuld met vloeistof. Vanuit elk kliertje liep een gang die bij een tand uitkwam.
Uit een nadere analyse bleek dat de klieren zich ontwikkelen vanuit het tandweefsel. ‘De giftige klieren in de staart van de wormsalamander ontstaan uit huidweefsel’, zegt Mailho-Fontana. ‘De klieren in de mond ontwikkelen zich vanuit hetzelfde weefsel als de gifklieren van een slang. Dit is de eerste keer dat dit is gevonden bij amfibieën.’
Giftiger dan ratelslangen?
Om vast te stellen dat het inderdaad om een gifklier gaat, deed Mailho-Fontana een biochemische analyse. Hieruit bleek dat de vloeistof een hoge activiteit heeft van een eiwit dat veel in gif voorkomt: fosfolipase A2. ‘Het fosfolipase A2-eiwit is zeldzaam in dieren die niet giftig zijn’, zegt hij. ‘We vinden een hoge activiteit van het eiwit bijvoorbeeld in gif van bijen, wespen en vooral veel reptielen.’
De activiteit van fosfolipase A2 was in de wormsalamander zelfs hoger dan in sommige ratelslangen. Er is echter meer biochemisch onderzoek nodig om zeker te weten dat de vloeistof giftig is. Een vervolgonderzoek kan wellicht nog meer eiwitten vinden die ook in slangengif te vinden zijn. Door meer over het gif te leren, kan de toxiciteit van beide soorten gif vergeleken worden.
Primitieve klieren
Waarom heeft de wormsalamander die gifklier eigenlijk nodig? Evolutiebioloog Marta Maria Antoniazzi van het Butantan-instituut, die bijdroeg aan het onderzoek, heeft wel een idee: ‘Wormsalamanders hebben geen poten, dus hun hoofd is het enige lichaamsdeel waarmee ze de omgeving verkennen, vechten, eten of een prooi doden’, zegt ze. ‘We vermoeden dat de wormsalamander de gifklieren activeert zodra hij een prooi grijpt. Het gif zorgt ervoor dat de prooi niet of minder kan tegenstribbelen.’
De functie is, net als de herkomst, dus vergelijkbaar met die van de gifklier van een slang. Er zijn echter ook een hoop verschillen. ‘Een slang heeft een paar gifklieren met in elke klier veel gif, terwijl een wormsalamander heel veel kleine kliertjes heeft met in elk kliertje een beetje gif’, zegt Jared.
‘Slangen kwamen voor het eerst zo’n 100 miljoen jaar geleden voor’, vervolgt hij. ‘Wormsalamanders zijn veel ouder: die kropen 250 miljoen jaar geleden al rond. Misschien hebben wormsalamanders een primitievere vorm van gifklieren.’
