De evolutie van de wierziekte

Door: Tim van Oijen
Datum: 9 maart 2012

Labyrinthula zosterae. Bron: Bockelmann et al.

De uitbraak van de wierziekte leidde in de jaren dertig tot grootschalige sterfte van zeegras. In de Waddenzee bleef vrijwel geen sprietje meer over. Nauwe verwanten van de ziekteverwekker kunnen in de toekomst landbouwgewassen in verzilte gebieden gaan aantasten, zo vrezen wetenschappers.

Infecties bij planten worden meestal veroorzaakt door een virus, een bacterie of een schimmel. De veroorzaker van de wierziekte, Labyrinthula zosterae, is echter geen van de drie. Het is een microscopisch kleine eencellige zonder bladgroen die behoort tot de heterokonten. “Heterokont” betekent dat de cellen twee (of meer) ongelijke zweepstaarten hebben om zich voort te bewegen. Om precies te zijn behoort de soort tot de stramenopiles, omdat een van de zweepstaartjes harig is. De verdere classificatie is nog in volle gang. Met de nieuwste moleculaire technieken is er een groep labyrinthulomyceten onderscheiden, bestaande uit twee subgroepen: de Labyrinthulidae en de Thraustochytriaceae. De eerste subgroep, waartoe Labyrinthula zosterae behoort, komt voor op levende planten en algen. Soorten uit de tweede subgroep worden vooral op plantaardige resten aangetroffen.

Een deel van een door de wierziekte aangetast zeegrasblad. Bron: Bockelmann et al.

Labyrinthula dankt zijn naam aan het complexe slijmerige netwerk dat het vormt. Dit netwerk bestaat uit uitlopers van de plasmamembraan. Het speelt een rol in de vernietiging van de gastheercellen door de afgifte van enzymen. Bij geïnfecteerd zeegras ontstaan donkere plekken waar de cellen van de bladeren zijn aangetast. Het netwerk lijkt sprekend op schimmeldraden. Vandaar dat de wierziekte vaak een schimmelziekte wordt genoemd maar dat is het dus niet.

Golfcourts

De epidemie van de wierziekte of wasting disease in de jaren dertig (zie WadWeten: Zeegras-grazers en WadWeten: Zuiderzee heet nu IJsselmeer) heeft zowel aan de west- als de oostzijde van de Atlantische Oceaan tot massale sterfte van groot zeegras (Zostera marina) geleid. Het zeegras was mogelijk door andere oorzaken al kwetsbaar geworden. In Nederland waren de groeiomstandigheden verslechterd door de vertroebeling van het water na de aanleg van de Afsluitdijk.

Een golfcourt met grassterfte door Labyrinthula terrestris. Bron: Craven et al.

Labyrinthula-soorten komen ook bij andere onderwaterplanten voor. In de Amerikaanse staat Florida heeft een soort in de jaren tachtig vele hectares van het zeegras Thalassia testudinum verwoest. Ook het Engels slijkgras (Spartina alterniflora) is door een variant van de ziekte aangetast. Een verwante soort hiervan bleek op land flink te kunnen huishouden. In 1995 veranderde een keurige green op een golfcourt in Californië in een vlekkenpatroon door deze ziekteverwekker. Pas in 2003 werd aangetoond dat een labyrinthulomyceet de boosdoener was. De soort werd Labyrinthula terrestris gedoopt. Deze ziekte lijkt te zijn verspreid doordat het gras werd geïrrigeerd met brak water. Daarmee is het een uniek voorbeeld van hoe menselijke ingrepen kunnen leiden tot het ontstaan, de verdere evolutie en de verspreiding van een nieuwe ziekte. Sinds 2000 is de soort ook gevonden op golfcourts in Schotland en Spanje en in diverse andere landen.

Verzilting

Landbouwgronden langs de kust verzilten door de zeespiegelstijging. Door de osmotische zoutstress worden bepaalde landbouwgewassen waarschijnlijk gevoeliger voor ziektes. Volgens wetenschappers kan dit leiden tot een uitbraak van een nieuwe pathogene Labyrinthula-soort onder deze gewassen. In laboratoriumexperimenten zijn er al indicaties gevonden dat bepaalde Labyrinthula-varianten rijst en andere voedselgewassen kunnen aantasten.

Bekijk hier een YouTubefilmpje met microscopische beelden van Labyrinthula in een grasspriet.

Bronnen

Bockelmann, A.-C., K. Beining en T. B. H. Reusch (2012). Widespread occurrence of endophytic Labyrinthula spp. in northern European eelgrass Zostera marina beds. Marine Ecology Progress Series 445, p. 109-116.

Collado-Mercado, E., J.C. Radway en J.L. Collier (2010). Novel uncultivated labyrinthulomycetes revealed by 18S rDNA sequences from seawater and sediment samples. Aquatic microbial ecology 58: 215-228.

Douhan, G.W., M.W. Olsen, A. Herrell, C. Winder, F. Wong en K. Entwistle (2009). Genetic diversity of Labyrinthula terrestris, a newly emergent plant pathogen, and the discovery of new Labyrinthulid organisms. Mycological research 113: 1192-1199.

Craven, K.D., et al. (2005). Molecular identification of the turfgrass blight pathogen. Mycologia 97(1): p.160-166. http://www.mycologia.org/content/97/1/160.full.pdf.

Relatie met de kennisagenda van de Waddenacademie

Gerelateerde onderdelen van de kennisagenda van de Waddenacademie en de achterliggende position papers:

Kennis voor een duurzame toekomst van de Wadden. Integrale kennisagenda van de Waddenacademie: p.41 t/m 49.

(Natuur)behoud in een veranderende wereld (position paper Ecologie) (pdf 2,7 Mb)

Lees meer in het thema Ecologie op deze site.