De mossel zoals u die nog nooit zag

(02-07-2020) UGent-onderzoekers ontwikkelden een 3D-model van de anatomie van de mossel. Onderzoek gebeurde tot nu op basis van tekeningen van het einde van de 19de eeuw.

Het is een ongeschreven regel bij het eten van mosselen: kijk er niet te veel naar, het kan de eetlust bederven. Twee onderzoekers van de faculteit Bio-Ingenieurswetenschappen van de UGent deden het tegenovergestelde en keken net wel heel goed naar het diertje. Ze zijn erin geslaagd de anatomie van de mossel in driedimensionale beelden vast te leggen.

Een baanbrekende ontdekking, die meer praktisch en ethisch nut heeft dan je eerst zou denken. 

 

Baanbrekend onderzoek

Sluitspier

mossel-onderzoek-annnelies“Ik was aan een doctoraat over de mossel bezig”, vertelt Mieke Eggermont. “Annelies maakte onder mijn promotorschap een thesis over mosselen. Voor mijn onderzoek moest ik hemolymfe uit een mossel prikken. Dat is een lichaamsvloeistof bij onder andere schelpdieren waarvan je de functie kan vergelijken met bloed. Toen ik uiteindelijk een milliliter hemolymfe uit de achterste sluitspier trok, vonden we dat allebei heel erg raar. Normaal haal je bloed uit bloedvaten, bij mosselen haal je hemolymfe uit de spier.”

Anatomisch onderzoek van de mossel gebeurde tot dan vaak op basis van anatomische tekeningen van het einde van de 19de eeuw of via veralgemeende projecties van tweekleppigen. Op zijn zachtst gezegd was de kennis van de bloedvaten van onze blauwe mossel niet erg uitgebreid.

Open bloedvatenstelsel

Zoals veel lagere diersoorten hebben mossels een open circulatiesysteem. “We probeerden om het bloedvatenstelsel zichtbaar te maken, in de hoop een duidelijke connectie tussen bloedvaten en sluitspier te achterhalen”, gaat Mieke door. Daarvoor werkten ze met contrastvloeistof en deden ze ook pogingen tot het maken van casts en plastinaten – zoals in de tentoonstelling Körperwelten. Helaas liet de fragiele weefselopbouw van de mossel dit niet toe.

Uiteindelijk klopten Mieke en Annelies aan bij professor Pieter Cornillie van de faculteit Diergeneeskunde. Hij had voor zijn doctoraat zeer gedetailleerde 3D-beelden van varkensembryo’s gemaakt, onder ander van de bloedvaten. Daarnaast vonden ze inspiratie bij de micro-CT-scan, een visualisatiemethode die vaak gebruikt wordt door het team van Prof. Adriaens op de faculteit Wetenschappen. Deze techniek is eveneens beschikbaar aan de UGCT te Gent.

De darm door het hart

Samen optimaliseerden ze beide technieken om de mossel anatomie in 3D te visualiseren.

Annelies Declercq: “De gedroogde mosselen die we gebruikten voor de micro-CT gaven mooie beelden, maar hadden te weinig details van de bloedvaten. Daarom hebben we de mosselen eerst hard laten worden in een fixatievloeistof en het schelpdier dan in honderden flinterdunne plakjes gesneden. Van elk plakje namen we foto’s die we dan omzetten in 3D-beelden. Door aan elk orgaan een vaste kleurcode toe te kennen ontstond een zeer duidelijke visualisatie van de anatomie. We zagen nu goed hoe de bloedvaten vanuit het hart vertrekken, hoe ze overal in het weefsel uitmonden, hoe er ook bloedvaten terug in het hart eindigen en ook hoe een groot bloedvat zijn weg vindt van het hart naar de achterste sluitspier. Zo hadden we een verklaring waarom je bij een mossel simpelweg uit een spier hemolymfe kan trekken”.

Het driedimensionale model liet ook beter zien hoe de darm van de mossel door het hart loopt, iets wat bij de meeste schelpdieren het geval is. “De liefde van de man gaat door de maag, maar het eten van de mossel gaat door zijn hart”, lachen ze.

mossel-doorsneden

Wat begon met een eerder banale vraag, eindigde met 3D-beelden van de anatomie van de mossel. De originele pentekeningen uit de 19de eeuw kregen via twee complementaire hoogtechnologische technieken een 21ste-eeuwse update.

Toch beseften ze nog niet helemaal hoe baanbrekend hun onderzoek wel was. Na de publicatie in Scientific Reports kwam daar verandering in. Vanuit onderzoeksinstituten in Spanje (Vigo) en Frankrijk (Ifremer) volgden meteen vragen of hun visualisatiemethode ook bruikbaar kon zijn voor andere schelpdieren zoals kokkels en venusschelpen. Eerder had een Nederlandse mosselonderzoeker interesse getoond om hun methode in te zetten om het infectieverloop bij schelpdieren in kaart te brengen.

Ethisch

Annelies Declercq: “We weten nu dat onze methode voor heel wat wetenschapstakken nuttig kan zijn. Zo kunnen we inderdaad een infectieverloop visualiseren via het labelen van een bacterie of een mogelijks toxische stof en aantonen waar deze in het weefsel aanwezig is. Onze methode kan helpen bij een doeltreffende opsporing van plagen in de mosselkweek of om te weten hoe schelpdieren mogelijks toxische stoffen verwerken”.

“Ook op het vlak van diervriendelijkheid en ethiek heeft onze methode een meerwaarde. In allerlei opleidingen wereldwijd worden levende mosselen gebruikt voor dissectie. Maar als je een mossel opensnijdt, zie je eigenlijk niet zo veel. Ons visualisatiemodel is veel duidelijker, vermijdt het gebruik van levende dieren en voorkomt dat studenten vanaf dan geen mosselen meer lusten.”, verduidelijkt Annelies Declercq.

Beide onderzoekers hebben inmiddels verdere stappen gezet. “We zoeken nu hoe we onze methode het best kunnen inzetten voor de larven in de vis- en mosselkweek. De eerste levensfases van schelpdieren zijn zoals bij alle dieren het meest kritiek. Door de anatomie duidelijk in beeld te brengen in de verschillende levensstadia creëren we broodnodig naslagwerk en methodes om het onderzoek verder vooruit te helpen. Zo kunnen we bijvoorbeeld opsporen waarom larven doodgaan en hopelijk hoe we dat kunnen voorkomen.”

Duurzame aquacultuur: een stokpaardje van de UGent

foto-noah-neyrinck

De UGent heeft de voorbije decennia wereldwijd een sterke reputatie opgebouwd met de onderzoeksgroep aquacultuur (het kweken van schelpdieren, vissen en andere waterorganismen).

Het Laboratorium voor Aquacultuur en Artemia Reference Center (ARC), waar ook Annelies en Mieke actief zijn, werkt ook aan toonaangevende onderzoeksprojecten om de zee multifunctioneel te gebruiken.

In 2018 kon het via Edulis – een gezamenlijk project met privé-partners en de overheid – aantonen dat het mogelijk is in volle Noordzee mosselen te kweken, aan de rand van de Belgische windturbineparken. De diertjes bleken bijzonder lekker en gezond te zijn. “Offshore biedt een enorme toekomst”, zegt Mieke nog. “In het begin waren de exploitanten van de windturbines op zee terughoudend om deze ruimte te gebruiken voor aquacultuur. Vandaag werken ze samen met de wetenschappers.

“In januari zijn we bovendien gestart met een nieuw Europees onderzoek, UNITED, samen met vijf andere landen. Samen met onze partners proberen we in een Belgisch windpark platte oesters en suikerwier te kweken. We hopen aan te tonen dat het mogelijk én rendabel is om dat offshore te doen. We onderzoeken hoe het Belgische stuk van de Noordzee zich leent voor groei van suikerwier en we brengen ook de platte oester terug naar de Noordzee, die daar verdwenen was. We doen dus aan natuurrestauratie.”

 

Wordt ongetwijfeld vervolgd. Misschien zelfs in uw bord? 

Contact

mossel-annelies


Annelies Declercq

Vakgroep Dierwetenschappen en Aquatische Ecologie

andclerc.declercq@ugent.be

09 264 38 44

 

mossel-mieke


Mieke Eggermont

Vakgroep Dierwetenschappen en Aquatische Ecologie

mieke.eggermont@ugent.be

 09 264 38 43

 

  • Eggermont, M., Cornillie, P., Dierick, M. et al. The blue mussel inside: 3D visualization and description of the vascular-related anatomy of Mytilus edulis to unravel hemolymph extraction. Sci Rep 10, 6773 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-62933-9