Onthoofden en de darm verwijderen

Honderden kakkerlakken stierven voor Wander Sprengers studie naar methaanproductie in deze diertjes. Het onderzoek was bevredigend, maar de begeleiders waren een last....

WANDER SPRENGER had zich al opgegeven voor een studie fysische geografie toen hij bedacht wat hij zou doen als hij tijdens veldwerk in bijvoorbeeld Spanje met een pikhouweel aan het hakken was en er een gier overvloog. Naar de gier kijken. Dus stapte hij over naar biologie. In dat vakgebied promoveert Sprenger nu maandag aan de Katholieke Universiteit Nijmegen. Niet op gieren of andere vogels, maar op bacteriën in de darm van kakkerlakken.

'Ik kan goed tegen vieze luchtjes, maar rottende kakkerlakken zijn zelfs mij te veel. Als de analisten van het lab aankondigen dat ze vrijdagmiddag kakkerlakkenafval gaan steriliseren, zorgt iedereen ervoor dat-ie het gebouw uit is.' Kakkerlakken zijn echter gemakkelijk te houden. Ze gedijen in een warme en vochtige omgeving in bakken met appels, zaagsel en eierdozen. Een goot van zeepwater moet het ongedierte binnen de kweekbakken houden.

Vogels waren al vroeg in Sprengers studie verleden tijd. 'Ik had onvrede met de ecologie. Als je tien jaar lang meeuwen bestudeert, kun je wel een mooie natuurfilm maken, maar heel lastig experimenten doen. Wil je weten hoe iets echt werkt, dan kom je in de ecologie niet ver.' Dus koos Sprenger voor de moleculaire microbiologie, waar modelmatige experimenten vaak centraal staan.

'Wil je bijvoorbeeld iets weten over stikstof etende micro-organismen dan kweek je gewoon een schepje slootwater op onder de juiste condities. In no time heb je dan een aantal bacteriën in handen die van stikstof leven. Daar zijn standaardmethoden voor.' De 34-jarige Sprenger nam echter geen slootwater, maar kakkerlakken als voedingsbodem voor zijn studie naar bacteriën die het moerasgas methaan produceren.

'Mijn begeleider had ontdekt dat van alle insecten maar een paar soorten veel methaan produceren. Daaronder zijn termieten, larven van rozenkevers en kakkerlakken. Deze insecten dragen bacteriën bij zich die stoffen uit de darm omzetten in methaan. Doordat die bacteriën al honderden miljoenen jaren in die insectendarmen leven, zou je iets kunnen zeggen over hun gezamenlijke evolutionaire ontwikkeling. Dat werd mijn promotie-onderwerp.'

Die gedachte bleek uiteindelijk een misvatting, maar Sprenger was al begonnen met het isoleren van bacteriën uit kakkerlakkendarmen. Daartoe verdoofde hij de diertjes met koolzuurgas, knipte hun kop af en buik open en peuterde met een pincet hun darm eruit. In buisjes met speciale voedingsmedia probeerde hij onder zuurstofloze omstandigheden - net als in de darm - eventueel aanwezige methaan producerende bacteriën op te kweken.

'Dat viel niet mee. De eerste fase lukte meestal wel, maar als ik het kweekmedium steeds verder verdunde om afzonderlijke bacteriekolonies in handen te krijgen, ging er vaak wat mis. Dan bleek het medium niet goed, was er zuurstof bij gekomen of was de kweek geïnfecteerd met ongewenste micro-organismen.'

Voor zijn experimenten gingen honderden kakkerlakken onder het mes. Aanvankelijk knipte Sprenger na verdoving alleen hun kop eraf, maar toen hij een dag later nog steeds een aantal koploze lijkjes rond zag spartelen, besloot hij ze na preparatie fijn te malen. 'Ik hecht niet zo aan het leven van een kakkerlak', bekent Sprenger, die constateert dat ze op grote schaal worden bestreden. 'Maar ik ben er wel van overtuigd dat ze ook pijn kunnen hebben. Dus moet je voorkomen dat ze uren blijven doorspartelen.'

Uiteindelijk kreeg Sprenger een klapper in handen. 'Voor zijn energievoorziening gebruikt mijn bacterie stoffen als methanol in combinatie met waterstof als voedsel en zet die om in methaan. Dat is uniek voor methaan producerende bacteriën, terwijl het in feite wel de energetisch meest gunstige omzetting is. Nu begrijpen we ook waarom methaan producerende bacteriën in de natuur vaak de overhand krijgen over bijvoorbeeld sulfaatbacteriën, terwijl je dat niet verwacht. We realiseerden ons nooit dat ze ook waterstof als voedingsbron gebruiken.'

Hoewel de bacterie niet groeit bij veel zuurstof, kan hij wel tegen een beetje daarvan. 'In de kakkerlak leeft de bacterie op de darmwand. Daar dringt ook een beetje zuurstof door. De bacterie heeft zich volledig gespecialiseerd in het omzetten van de methanolachtige producten en de waterstof die in de darm worden geproduceerd. Ik heb dat ook in de reageerbuis kunnen aantonen en ook dat hij, anders dan verwacht, bestand is tegen de aanwezigheid van een heel klein beetje zuurstof.'

Sprenger deed zijn experimenten van 1994 tot en met 1998. Maar het duurde daarna nog bijna drie jaar voor zijn proefschrift er lag. Een belangrijke reden daarvan was de aanwezigheid van twee begeleiders, verzucht de bijna-doctor. 'Dat was heel lastig. Ze hadden elk een sterke, maar verschillende, eigen mening. Als ik tekst had ingeleverd, kreeg ik vaak twee stapels A4 terug met verschillende soorten opmerkingen. Als ik die verwerkt had, vond vervolgens geen van de begeleiders zich er voldoende in terug en kon ik weer opnieuw beginnen.'

Niet doen, twee begeleiders, is Sprengers aanbeveling. 'Inhoudelijk heeft het wel voordelen, maar niet als je snel je promotie af wilt krijgen. Ik zat voortdurend tussen hen in. Steeds werden dezelfde stokpaardjes bereden en eerdere discussies opnieuw gevoerd.

'Ik denk dat ik het best haalbare compromis eruit heb gehaald. Als ik het meer geforceerd had, zou dat zeker tot een breuk met een van mijn begeleiders hebben geleid. Dat heb ik bij collega's zien gebeuren. Dat had ik niet gewild, dan maar een paar jaar later.'

Over het onderzoek zelf is Sprenger wél tevreden. Ook al is de aanvankelijke evolutionaire vraag niet beantwoord, er zijn genoeg bijzondere resultaten uit gekomen. 'Van het puzzelen, de afwisseling tussen theorie en praktijk, heb ik enorm genoten. De opeenvolging van experimenten bedenken, testen en nieuwe experimenten bedenken, beviel mij goed.

'Ik ben niet een type dat de reactieconstante van een enzym bepaalt en die vervolgens tevreden in een tabel opschrijft. Ik wil iets doen met zo'n getal, zoeken naar het grotere verband. Ik heb behoefte aan wat meer spektakel. Dat heb ik nu wel gehad.'

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.