Borstelworm tegen zwarte achtergrond

Borstelworm smeedt zelf zijn kopertanden

Hoe de borstelworm aan zijn giftige kopertanden komt, was voor wetenschappers lang een raadsel. Maar na 20 jaar onderzoek blijkt nu dat de worm zijn eigen tanden smeedt met een speciaal eiwit.

Hoe de borstelworm aan zijn giftige kopertanden komt, was voor wetenschappers lang een raadsel. Maar na 20 jaar onderzoek blijkt nu dat de worm zijn eigen tanden smeedt met een speciaal eiwit.

Shutterstock

De vier tanden van de borstelworm lijken wel uit een sciencefictionfilm te komen en zijn uniek in de dierenwereld. De zwarte giftanden zijn namelijk van koper.

Na 20 jaar onderzoek zijn wetenschappers er nu achter dat de borstelworm zijn eigen kopertanden smeedt met behulp van een simpel eiwit.

Het team dat verslag doet, hoopt dat dit eiwit gebruikt kan worden om nieuwe en betere technologieën te ontwikkelen voor de verwerking van metalen.

Metaal houdt gebit een leven lang scherp

De borstelworm is een agressieve jager die aast op andere zeewormen en kreeftachtigen. Het dodelijke wapen zijn de vier giftige, zwartkoperen hoektanden in zijn ronde bek.

Om in zijn prooi te bijten schiet de borstelworm zijn bek uit zijn maag. Dan verlamt hij zijn prooi met gif uit zijn tanden en vreet hem levend op.

Borstelworm Glycera dibranchiata op zand
© Shutterstock

Zeeworm met metalen tanden

De borstelworm Glycera dibranchiata leeft in zee langs de oostkust van Noord-Amerika.

De borstelworm kan 40 centimeter lang worden en vijf jaar in leven blijven.

De rode worm eet andere zeewormen of kleine kreeftachtigen, zoals sprinkhaanvlokreeftjes. Soms doet hij zich ook tegoed aan dode planten, dieren en micro-organismen.

Hij is agressief en bijt ook mensen. Voor een volwassen persoon is de beet echter niet erger dan een bijensteek.

De worm krijgt maar één keer tanden, dus moeten ze een leven lang meegaan. Maar dat is lastig, want de bloedrode zeeworm verwart vijanden en prooien vaak met kiezelstenen.

En dat terwijl de beet hard genoeg moet zijn om door een exoskelet heen te kunnen dringen.

De met koper versterkte hoektanden zijn dus van cruciaal belang voor de overleving van de worm, maar hoe hij aan zijn metalen tanden komt is voor deskundigen al tientallen jaren een raadsel.

Daarom heeft een onderzoeksteam van de universiteit van Californië in de VS de borstelworm de afgelopen 20 jaar bestudeerd.

Close-up van kopertanden van borstelworm

De borstelworm heeft vier giftige kopertanden in zijn bek.

© Matter/Wonderly et. al

Lange tijd dachten onderzoekers dat het hoge kopergehalte van de worm – waar de meeste andere kleine dieren aan zouden sterven – afkomstig was van de vervuiling van de zee. Maar latere studies toonden aan dat de worm het metaal zelf verzamelt.

En nu weten de onderzoekers eindelijk hoe de piepkleine worm zijn verzamelde kopervoorraad omzet in tandbescherming.

Speciaal eiwit smelt en smeedt koper

De borstelworm maakt zijn tanden van een mengsel van eiwit, melanine (een donker chemisch pigment) en concentraties koperkristallen.

Als het dier voldoende koper in zijn lichaam verzameld heeft uit sedimenten op de zeebodem, activeren enkele speciale eiwitten de metaaldeeltjes en smelten ze tot een stroperige, eiwitrijke vloeistof.

Het aminozuur dihydroxyphenylalanine doet het koper in de dikke vloeistof smelten en scheidt het van het zeewater.

Met het koper als katalysator zet de worm aminozuur om in melanine. Samen met de speciale eiwitten laat melanine het koper versmelten met de kaken van de worm tot de sterke hoektanden.

Hoewel het eiwit bestaat uit twee vrij gewone aminozuren – glycine en histidine – is het zo efficiënt dat wetenschappers het een ‘multi-tasking-eiwit’ noemen.

‘We hadden nooit verwacht dat een eiwit met zo’n eenvoudige samenstelling zo veel functies en verschillende activiteiten kon vervullen,’ verklaart professor Herbert Waite, die deel uitmaakt van het onderzoeksteam.

De onderzoekers hopen daarom dat industrieën inspiratie kunnen vinden in het eenvoudige, inwendige laboratorium van de worm om hun productie en materialen te optimaliseren.