Dronken wormen winnen Ig Nobelprijs: speels onderzoek met een serieuze onderlaag

Scheiden op basis van activiteit

De onderzoekers gebruikten Tubifex tubifex: dunne wormen die in het slib van zoetwaterbodems leven. Door een deel van de wormen kort bloot te stellen aan ethanol, werden deze minder actief. Vervolgens brachten de onderzoekers actieve en minder actieve wormen door een smal kanaal met een regelmatig patroon van kleine pilaren.

De nuchtere wormen bewogen relatief snel door het parcours. De minder actieve ‘dronken’ wormen kronkelden vaker om de pilaren en bleven daardoor langer achter. Zo lukte het om wormen met dezelfde afmetingen van elkaar te scheiden op basis van hun activiteit.

Het onderzoek vertaalt een bekend principe uit de chromatografie naar zogenoemde actieve materie: deeltjes of organismen die zelf energie omzetten in beweging. De wormen fungeren daarbij als levende modellen voor actieve polymeren. Het experiment liet zien dat niet alleen omvang of chemische eigenschappen kunnen worden gebruikt om materiaal te scheiden, maar ook de mate van activiteit.

De Ig Nobelprijs

De Ig Nobelprijzen bekronen onderzoek dat mensen eerst laat lachen en daarna aan het denken zet. Het beeld van dronken wormen in een hindernisbaan voldoet ruimschoots aan het eerste criterium. Achter die komische proefopstelling gaat echter een serieuze natuurkundige vraag schuil: hoe gedragen actieve, flexibele structuren zich in een complexe omgeving?

Het experiment bood een relatief eenvoudig en goed waarneembaar modelsysteem voor gedrag dat op kleinere schaal veel lastiger te onderzoeken is. De resultaten kunnen bijdragen aan kennis over actieve polymeren en mogelijk aan nieuwe scheidingstechnieken voor bijvoorbeeld levende cellen of micro-organismen.

Afbeelding: Het team dat de Ig Nobelprijs ontving. Van links naar rechts: Antoine Deblais, nuchtere worm, Sander Woutersen, Tess Heeremans, dronken worm, Daniel Bonn. De wormen-poppen zijn gemaakt door Sanders zus, Jacqueline Woutersen.

Impact voor gezonde (water)bodem

De keuze voor Tubifex tubifex is interessant. Deze wormen leven in sediment, verwerken organisch materiaal en brengen door hun beweging bodemdeeltjes en poriewater in beweging. Die bioturbatie beïnvloedt onder meer zuurstofcondities, nutriëntenstromen en de verspreiding en biologische beschikbaarheid van verontreinigingen.

Daarmee raakt het onderzoek aan een belangrijk uitgangspunt binnen het bodemwerkveld: onze bodem is geen statisch pakket grond met consistent meetbare gehalten, maar een levend en dynamisch systeem. Bodemorganismen reageren op hun omgeving én veranderen die omgeving zelf. Onderzoek met Tubifex laat bijvoorbeeld zien dat bioturbatie de verdeling en beschikbaarheid van sedimentgebonden koper kan beïnvloeden. De worm wordt bovendien gebruikt bij onderzoek naar bioaccumulatie en ecotoxicologische effecten in verontreinigd sediment.

Een leuke reminder dat gedrag, blootstellingsroutes, biologische beschikbaarheid en ecologische processen bepalen wat een verontreiniging in de praktijk betekent.

Literatuur

[1] https://www.uva.nl/content/nieuws/nieuwsberichten/2024/09/alumnus-tess-heeremans-wint-ig-nobelprijs-met-dronken-wormen.html?cb

De wormen in actie (video): https://www.youtube.com/watch?v=VI6sHnBO4KQ