Sponzen in een aquarium
'Rekengas' zet robots
aan het denken
In Natura
Een bloederig bestaan
WOENSDAG 19 MEI 1999
REDACTIE. MARGOT KLOMPMAKER EN SASKIA STOELINGA 023-5IV
Leveranciers voor medicijnen tegen kanker en aids
PETER DE JAEGER
Robotdeskundige Tom Smith en softwarespecialist Andy Philippides (links), beiden lid van het onderzoeks
team van prof. Michael O'Shea. foto gpd/ann purkiss
BEN APELDOORN
Robotbreinen functioneren veel beter en sneller
door er elektronisch 'gas' aan toe te voegen. Deze
vondst, die van groot belang lijkt voor de verdere
ontwikkeling van kunstmatige intelligentie en ro
botica, werd gedaan tijdens maandenlange
proefnemingen op het Centrum voor Neurologie,
Biowetenschappen en Robotica van de universi
teit van Sussex.
„We hebben eigenlijk gekeken naar de wijze
waarop informatieoverdracht van zenuwcellen in
de hersenen plaatsheeft,'' zegt professor Michael
O'Shea, die samen met dr. Phil Husbands het lab
bestuurt. „Daarbij speelt stikstofmonoxide een
belangrijke rol als, zeg maar, boodschappergas.
Dit gas wordt door de zenuwcellen, neuronen
geheten, aangemaakt. Door verspreiding over de
protoplasmauitsteeksels van de neuronen, de
dendrieten, wordt informatieoverdracht mogelijk
tussen zenuwcellen die niet echt met elkaar in
verbinding staan. Het is dus als het ware naar el
kaar roepen over een zekere afstand."
De hoogleraar benadrukt dat het natuurlijk geen
echt gas is waarmee de robotbreintjes worden
uitgerust. Het zou met al die kwetsbare chips en
de vele dradencircuits gauw gebeurd zijn, alleen
al door de kortsluiting die dan op zou kunnen
treden. „De ontdekking dat stikstofmonoxide
zo'n belangrijke rol als boodschappergas speelt,
heeft geleid tot een heel nieuwe maniei; van den
ken over hoe onze hersenen in feite functione
ren," zegt O'Shea. „De werking van dat gas heb
ben we weten te vertalen in een elektronisch re
kenprogramma, een algorithme geheten. Het is
dus een niet bestaand 'gas'. Aan de hand van dat
algorithme wordt een robot ontwikkeld,"
i.Het spannende is nu dat blijkt dat het als het
ware zelfdenkend is. Daarmee is het in staat de
computer, die een robot moet uitdenken en ont
wikkelen, te sturen naar verfijnder, creatiever
ontwikkelmethoden dan die waartoe de compu
ter zonder dat 'rekengas' in staat zou zijn. De ro
bot in kwestie wordt daarmee sneller en slimmer
en dus beter afgestemd op zijn taak. We moeten
nog onderzoeken hoever we ermee kunnen gaan,
maar je kunt alvast wel zeggen dat er een wereld
voor ons openging."
- Zou het dan uiteindelijk lukken om het mense
lijke brein te evenaren?
O'Shea, zeer beslist: „O nee, zo ver zijn we bij
lange na niet en het is de vraag of dat ooit zal luk
ken. Het zal misschien altijd onmogelijk blijven.
Het menselijke brein bestaat uit 100 miljard neu
ronen die op een ongelofelijk ingewikkelde, zelfs
grotendeels nog onbegrepen wijze met omlig
gende neuronen in verbinding staan en commu
niceren."
„Alleen al dat aantal nabootsen is onmogelijk. En
dan heb ik het er nog niet eens over dat ook nog
heel veel andere stofjes een zekere rol spelen als
neurotransmitter. Ik noem alleen maar neuro
hormones neuropeptiden, serotonine, acetyl
choline, dopamine, catecholamines De precieze
rollen van een aantal daarvan is nog onbekend.
Nee hoor, dat er straks een hoofd met kunstmati
ge hersenen door de straat loopt, maken u en ik
niet meer mee."
Aan de bescheiden proefopstel
ling is niet te zien dat het hier
gaat om een uniek experiment,
het enige zelfs ter wereld. Weg
gestopt in de kelder staan drie
middelgrote aquaria met daar
in, als je goed kijkt, enkele don
kergele Rubbers. Die bizar ge
vormde creaturen zijn sponzen,
vastgehecht op plastic plaatjes.
„In het begin waren we allang
blij dat ze bleven leven. Nu zijn
er exemplaren die we al twee
jaar in de bak hebben", vertelt
Ronald Osinga trots. De zeebio-
loog is medewerker van de vak
groep proceskunde van de
Landbouwuniversiteit Wage-
ningen.
Twee jaar terug begon hij, sa
men met een collega, sponzen
(Porifera) te kweken in het lab.
Niet voor badgenoegens, maar
voor de productie van zeldza
me stoffen voor medicijnen en
cosmetica. Sponzen zijn samen
met andere levensvormen zoals
algen en wieren leveranciers
van nuttige stoffen. De zee is
een grote apotheek.
De Wageningse proefdieren
zijn wèggehaald uit tropische
aquaria in dierenwinkels, die
rentuinen en dolfinaria. Ook is
er een wild exemplaar uit de
Oosterschelde opgevist. De ge
oogste plukken spons werden
in stukjes gesneden (gekloond)
om ze verder te laten uitgroei
en. Maar de meeste sponzen
lieten zich niet temmen en leg
den na verloop van tijd het
loodje. Behalve de taaie Pseu-
dosuberites andrewsi. Deze
geelgroene spons komt van
oorsprong uit de Indische Oce
aan, maar gedijt ook goed in
het filtersysteem van het Artis-
aquarium. „De meest vieze plek
met het meeste voedsel", ver
klaart Osinga. Deze soort laat
zich zonder al te veel proble
men in gevangenschap ver
meerderen. „We willen een
groeisysteem ontwikkelen om
sponzen onder laboratorium
omstandigheden te kweken. Je
hebt namelijk enorme hoeveel
heden spons nodig om een
beetje van de gewenste stof te
kunnen winnen. Je kunt spon
zen niet zonder pardon wegha
len uit de oceanen, omdat je
daarmee het ecosysteem ern
stig verstoort. Daarom worden
wereldwijd diverse kweeksyste-
men onderzocht."
Onderzoekers in Nieuw-Zee
land, Schotland en Italië probe
ren het buiten te doen in grote
bakken zeewater onder natuur
lijke omstandigheden. Kweek in
De Pseudosuberites Andrewsi is een spons uit de Indische oceaan, die
in gevangenschap redelijk te vermeerderen is. foto pr
het wild is nooit optimaal.
Sponzen in de zee hebben te
maken met storingen, zoals
temperatuurschommelingen en
variatie in voedselaanbod. „In
het lab kun je een gecontro
leerd groeisysteem creëren,
waardoor de biomassa veel
sneller toeneemt. Bovendien
krijg je een constante kwali
teit", zegt de bioloog.
Belangrijkste struikelblok is het
voer. In het wild filteren spon
zen talloze kleine deeltjes zoals
algen en bacteriën uit het zee
water. „Het is een gok wat je de
beesten te eten moet geven",
zegt Osinga. Er wordt geëxperi
menteerd met drie soorten een
cellige algen. De groene algen
Chlorella sorokianiana en Nan-
nochloropsis sp. en de wat gro
tere rode alg Rhodomonas sp.
Met deze zelf gekweekte algen
worden groeiproefjes gedaan.
Gevarieerd eten
„Het is goed te zien, wanneer
ons huisdier de algen opneemt.
De spons neemt direct de kleur
aan van het toegediende voer.
Als je slechts een algensoort
geeft komt het nooit helemaal
goed. Alle nodige suikers, vet
ten en aminozuren moeten in
voldoende mate aanwezig zijn.
We zoeken naar de juiste mix
en kwaliteit". Naast het voer
krijgen de sponzen kiezelzuur
voor de opbouw van hun skelet.
Het modelsysteem moet straks
ook voor andere sponzen wer
ken, eventueel met kleine aan
passingen. Zo wordt er in Wa-
geningen sinds kort ook ge
werkt met de soort Stylissa
massa. Met deze Indonesische
spons wordt geëxperimenteerd
met vermeerdering via weefsel
kweek. Elders in de wereld
heeft men vergeefs geprobeerd
Het seizoen is weer begonnen!
Gisteren plukte ik negentien te
ken uit de vacht van één van
onze honden. Je kunt slechts
gissen naar de oorzaak van de
ze massaliteit. Is het de zachte
winter? Is het de slechte zomer
van het vorige jaar? Ik weet het
niet. Wat ik slechts weet, is dat
er meer teken zijn dan in de
lente van '98. En dat ik daar niet
blij mee ben. De honden trek
ken er zich overigens weinig
van aan. Terwijl tekenbeten bij
mensen hevige jeuk kunnen
veroorzaken, krabben de hon
den zich nauwelijks.
Met lichte verbazing kijken ze
een ogenblik naar de kogelron
de parasiet, die door ons over
het hoofd werd gezien en nu
welgevuld uit hun vacht rolt.
Soms eten ze hem op. Wat van
mij is, blijft van mij, denken ze
misschien. Of: pak jij mij, dan
pak ik jou. Maar meestal laten
ze hun kwelgeest ongeïnteres
seerd links liggen. Ze hebben
daar feitelijk gelijk in. Teken
zijn onbeduidende schepseltjes
die hun slachtoffer weinig of
geen schade berokkenen. Het is
hen slechts te doen om een
paar druppels bloed. Om die te
bemachtigen gaat de teek in
een hinderlaag liggen. Hij
klampt zich vast op een gras
spriet of een blad en wacht af.
Dagen en soms weken duurt
het tot een warmbloedig dier of
een even warmbloedig mens
passeert. Ogenblikkelijk rea
geert het beestje op het ver
schijnen van de warmtebron.
Het laat zich vallen en grijpt
zich met zijn klauwtjes vast aan
vacht of kleding. Daarna baant
hij zich zo vlug mogelijk een
weg naar een warm en goed
verborgen stukje huid.
Dieren zal het een zorg zijn,
maar bij mensen zijn dat vaak
de plekjes waar we liever niet
over praten of waar we ons in
alledaagse situaties een beetje
beschaamd mee bezighouden.
De teek weet die plaatsen feil
loos te vinden, aangezien zijn
nietige instinct hem ingeeft dat
hij daar de minste kans loopt
om betrapt en weggeplukt te
worden. Hij boort er zijn naald
scherpe zuigsnuit naar binnen,
verankert deze in de huid,
haakt de klauwtjes muurvast en
zet het op een slurpen.
Na een dag of wat is hij volge-
tankt. Het anderhalve millime
ter kleine lijf is dan opgezwol
len tot het formaat van een
boon. Ovaalrond en tot bar
stens toe vol met bloed. Als er
werkelijk niets meer bij kan,
wordt de verankering losge-
klapt en de zuigsnuit terugge
trokken en rolt de slokop van
zijn slachtoffer af. Hij sleept
zich over de grond voort naar
een schuilplaats en begint daar
met een volgende fase in zijn
levenscyclus.
Een teek komt als eitje ter we
reld. Nadat hij uit dat eitje is ge
kropen, is hij een larve, die er
overigens bijna precies zo uit
ziet als zijn moeder. Na de eer
ste bloedmaaltijd vervelt hij en
wordt hij een zogenaamde
nymphe. Weer volgt een vam
pierorgie, waarna hij nogmaals
vervelt en het volwassen stadi
um bereikt. Als volwassen teek
stort hij zich opnieuw op mens
of dier, maar nu met als doel ei
tjes te vormen. Zo kan de cyclus
van een nieuw tekenleven be
ginnen. Een in onze ogen vol
komen doelloos leven. In elk
geval een leven waar wij niets
mee opschieten.
Het vervelende van teken is dat
ze ziekten kunnen overbren
gen. De meest gevreesde is de
ziekte van Lyme. Deze wordt
veroorzaakt door de op teken
voorkomende bacterie Borrelia
burgdorferi. Een veel te fraaie
naam voor zo'n ellendige bac
terie, die gevaarlijk is voor de
mens en die in eerste instantie
hoofdpijn, moeheid en koorts
veroorzaakt, maar in een meer
gevorderd stadium ontsteking
van zenuwen en hersenvlies,
hartritmestoornissen, aandoe
ningen die op reuma lijken en
verlammingsverschij nselen.
Niet mis. Je kunt er zelfs aan
doodgaan. Ontstaat rond een
tekenbeet een ringvormige, ro
de huiduitslag, dan is het raad
zaam om naar de dokter te
gaan.
In het algemeen richten teken
echter geen schade aan. Het te
weeg gebrachte bloedverlies is
te verwaarlozen, behalve na
tuurlijk wanneer het slachtoffer
door een grote hoeveelheid te
ken wordt leeggezogen. Wel
kunnen er jeukende bultjes op
de huid ontstaan en bij dieren
zelfs kale plekken. Een enkele
keer treedt een allergische reac
tie op, zoals ook kan gebeuren
bij muggensteken. Mocht u be
sprongen worden door zo'n
vrouwtjesteek -want alleen de
vrouwtjes zijn de boosdoeners -
dan druppelt u wat sterk alco
holhoudende vloeistof rond
haar snuit, waarna u haar met
een pincet aan haar benevelde
hoofd gemakkelijk kunt lostrek
ken.
THEO SCHILDKAMP
om sponzen te kweken uit losse
cellen, verkregen door de spons
te vermalen en te wassen met
antibiotica. Dat wil niet lukken,
omdat onderling celcontact be
langrijk is voor de verdere de
ling, zo heeft een Duitse onder
zoeksgroep uit Mainz onlangs
ontdekt. „Cellen delen alleen
als ze aan elkaar vast zitten, an
ders stopt de machine ge
woon.", zegt Osinga.
Samen met de Duitsers probe
ren ze nu in Wageningen spon
zen te telen uit ldompjes gezui
verde cellen waaruit bacteriën
zijn verwijderd. „Die bolletjes
missen het karakteristieke ka-
nalenstelsel om water rond te
pompen en nemen mogelijk
hun voedsel op als opgeloste
moleculen. Het bijbehorende
groeimedium proberen we hier
te ontwikkelen."
De jongste aanwinst in de wa
terbak is de fel oranje gekleurde
Suberites domuncula die leeft
voor de kust van Kroatië. Van
deze spons, die meelift op de
rug van een heremietkreeft, zijn
de bioactieve stoffen wel be
kend. De spons levert verbin
dingen waaruit medicijnen ge
maakt kunnen worden tegen
kanker. „We hopen te laten
zien dat ons kweeksysteem ook
voor deze soort werkt."
Als de financiering met de Eu
ropese Unie rond is wil Osinga
straks graag werken met de
Dysidea avara. Deze spons uit
de Middellandse Zee maakt de
chemische stof avarol. In tests
is inmiddels bewezen dat die
het hiv-virus, dat aids veroor
zaakt, onderdrukt. „Maar ook
deze spons is niet in grote hoe
veelheden uit de zee te vissen.
Die zijn er simpelweg niet.
Hiervoor biedt dus alleen een
kunstmatige kweek uitkomst."
Leren van tornado's in VS
Het is onwaarschijnlijk dat
onderzoekers er ooit in zullen
slagen dodelijke tornado's te
temmen. Toch kan de weten
schap veel leren van de wer
velstormen die op 3 mei in de
Amerikaanse staat Oklahoma
aan 41 mensen het leven kost
te. Dat heeft hoogleraar Howie
Bluestein van de universiteit
van Oklahoma gezegd.
President Bill Clinton sugge
reerde tijdens zijn bezoek aan
het rampgebied dat de weten
schap ernaar moet streven in
vloed te krijgen op de ontwik
keling van tornado's. Meteo
roloog Harold Brooks stelde
echter dat het niet wenselijk is
om in cyclonen in te grijpen.
Hij wees erop dat in een zware
storm per seconde net zoveel
kracht vrijkomt als bij de ex
plosie van een atoombom. Die
energie komt vrij in de vorm
van tornado's: als we die mo
gelijkheid wegnemen, dan zal
die kracht mogelijk op een
nog veel schadelijker manier
naar buiten komen, aldus
Brooks.
De zware windhoos die in de
voorsteden van de stad Okla
homa City grote schade aan
richtte, bereikte snelheden tot
512 kilometer per uur, zo
bleek uit metingen van onder-
foto eso/antu/forsi
zoeksteams die erin slaagdf
de storm van zeer nabij te«
gen met gevoelige meetapp
ratuur. Bovendien maaktei
van de onderzoeksgroepen
daropnames van het ontsta
van een orkaan. Daarop iso
der meer te zien dat er binn
de grote cycloon verscheidi
kleinere wervelstormen wo
den. Dat zou kunnen verkil
ren waarom in enkele geval
caravans compleet werden
weggeblazen terwijl de tuit
stoelen ernaast nog keurig
overeind stonden. Volgens
Bluestein, die al sinds 197]
tornado's jaagt, kan het no.
maanden of jaren duren w
alle meetgegevens zijn gein
terpreteerd. „Ik denk nietd
we ooit in staat zijn om tot
do's te veranderen", ,zo ste
hij. „We zullen eerst moeti
zien te begrijpen hoe zewi
den gevormd."
Als twee rookwolken
Driehonderd miljoen lichtjaar
staan ze hier vandaan, die
twee melkwegstelsels (op bij
gaande foto). Als flauwe licht-
vlekjes zijn er nog veel meer te
zien die op nog veel grotere
afstanden staan. De kleine,
iets rechts boven de grote, is
een zogeheten elliptisch stel
sel van het type SO. Het be
staat uit vele tientallen miljar
den sterren. Naar schatting 80
miljoen jaar geleden trok het
door het vlak van de grote die
tot het type balkspiralen be
hoort: SBb genoemd. De
fraaie opname werd onlangs
gemaakt door astronomen
van de Europese Zuidelijke
Sterrenwacht (ESO), gevestigd
op de Chileense berg Mount
Paranal. De astronomen leg
den het bijzondere tafereel
vast met 'ANTU', de eerste
van vier reuzentelescopen die
over drie jaar gevieren de al
lergrootste telescoop ter we
reld moeten vormen: de Very
r- VB
Large Telescope.
Als door twee tegenover t
zittende rokers uitgeblaze
rookwolken die elkaar erg
halverwege ontmoetten ei
uitwaaierden, vervormde
ze stelsels tijdens de
Maar niet door luchtbewi va
gen zoals bij rookwolken i
door zwaartekracht. Vreet j0
genoeg onderging de
van de twee de sterkste
ling; twee spiraalarmenw
het stelsel werden naar bi
geslingerd. Nou ja, in dei j d
van tientallen miljoen jan rag
dan. Astronomen vragen |Uj(
af of dit soort ontmoeting nVe
niet juist een belangrijkei
spelen bij de vorming van m
raalvormige melkwegsteb
De bijna oogverblindend orr
dere ster, iets rechts onde k d
grote melkwegstelsel, iso
gens een ster van ons eigi jrijc
melkwegstelsel. Die staal n
dichtbij: slechts een paai
zend lichtjaar hier vandas
Afrekenen met ziekteverwekke
Er is een nieuw wapen gevon
den in de strijd tegen planten
ziekten. Sommige planten
blijken genen te bezitten die
bepaalde bodemorganismen
kunnen aanzetten tot het afre
kenen met ziekteverwekkers.
Dat is ontdekt door planten-
ziektenkundige Robert Good
man van de Universiteit van
Wisconsin in Madison. In
grond schuilt een enorme
hoeveelheid microben, goede
en slechte. Bacteriën, schim
mels en virussen, besmetten
bijna alle cultuurplanten. Als
meest tragisch voorbeeld
waartoe dat kan leiden, geldt
nog altijd de aardappelziekte,
veroorzaakt door een bodem
schimmel, die midden vorige
eeuw voor hongersnood zorg
de in Ierland. Tegenwoa
worden chemicaliën inge
om dergelijke rampen te
komen. Maar sommiges
verwekkers raken resiste: RDQ
gen landbouwgif. En dan j
ben we het nog niet over
vervuiling. Met de ontdei
dat planten zelf afweer b
vormen tegen schad
microben is een geheel r
we benadering aangebo: 0[^
„Plantenveredelaars kur.
nu landbouwgewassen fl
wikkelen die werken als!
neten. Ze trekken niet alk lw
ziektebestrijdende micro n(j,
aan, maar bijvoorbeeldo
gunstige micro-organisn
die stikstof kunnen vastl ne
gen. Dat bespaart kunso e|,
aldus Goodman.
Dda
ook
PUZZEL
CRYPTOGRAM
HORIZONTAAL:
I. Kledingstuk uit een restantpartij (8); 5. Wat heet. je bent er bij! (8); 6. Die
godheid heeft niets van een v\rild rund (4); 8. Verheven uitgave op maat (4):
10. De vrucht van een boom op maat (5): 12. Gras met een waanzinnig ego
(5).
VERTICAAL:
1. Boven een hele vermelding (6): 2. Het kost moeite om het te tonen (6): 3.
Men sloeg palen in deze grond (5); 4. Gebrek van een kerel en zijn compag
non (5): 7. Dat beest is een belhamel (5): 9. Had last van verdriet (4): 11.
Zoen in de gevangenis (3).
Oplossing van dinsdag: 1. neen-menen-Menens 2. doel-dolen-Onedel 3.
snee-sneer-Sereen 4. sier-gries-Sering 5. keer-kerel-Eerlk 6. loom-kolom-
-Lombok 7. baas-blaas-Balans B. sate-sante-Absent 9. nota-rotan-Natron
10. perk-kaper-Karpet
Gevraagd woord: MOSSELBANK
XTOM/J/Z Z£<$T OAT-Zf MX
ZsP'AS 0AL A/£&
z/£*s. aaAayaaya p&vrss%!
Z£& 7- AC&AS/JA/.
hei
