Aanschouw het poepinternet van kakkerlakken

Kakkerlakken zijn een van de meest weerzinwekkende wetenschappelijke wonderen. De kakkerlak is, dankzij een evolutie van ruim 320 miljoen jaar, een goed geoliede plaagmachine geworden. En dat komt voor een groot deel door de manier waarop ze met elkaar samenleven, want het meest hardnekkige insect van allemaal blijkt ontzettend goed in het opbouwen van een gemeenschap.

Deze kwaliteit heeft alles te maken met de communicatie tussen kakkerlakken die, zoals blijkt uit een recent onderzoek, mogelijk wordt gemaakt door microben die in de ingewanden van kakkerlakken leven. Met andere woorden: kakkerlakken communiceren via hun poep. We wisten al langer dat kakkerlakken zich aangetrokken voelen tot elkaars poep, maar nu begrijpen we het net wat beter. Het gaat niet zozeer om de poep an sich, maar om de bacteriën die in die poep zitten.

Dit onderzoek is deze week gepubliceerd in Proceedings of the National Academy en het is uitgevoerd door Coby Schal en Ayako Wada-Katsumata, beiden verbonden aan de North Carolina State University. Deze entomologen hebben onderzocht wat de rol is van poepbacteriën in de communicatie van Duitse kakkerlakken. In het onderzoek hebben ze twee groepen kakkerlakken met elkaar vergeleken. De ene groep werd in een steriele omgeving gezet en de andere in een kakkerlakvriendelijke smeerboel. De wetenschappers gingen ervan uit dat er minder bacteriën in de poep van de steriele kakkerlakken zou zitten en ze wilden weten hoe het gedrag van de instecten daardoor zou veranderen.

De Duitse kakkerlak is de meest hardnekkige soort kakkerlak van allemaal. Ze infiltreren plaatsen waar mensen leven en verspreiden daar allergenen en ziekteverwekkers. Naast dat een kakkerlakkenplaag gewoon smerig is, is het dus ook een risico voor de gezondheid. Doordat kakkerlakken zo goed zijn in het opbouwen van samenlevingen – in insectenjargon ook wel "aggregatie" genoemd – kennen ze veel voordelen zoals "het aanmoedigen van de voortplanting, het ontwijken van natuurlijke vijanden, het verdelen van warmte en het voorkomen van uitdroging," zo leggen de wetenschappers uit. Door deze voordelen zijn kakkerlakken heel goed in staat om hun samenleving in leven te houden in steeds veranderende omstandigheden.

Het is niet een groot geheim dat feromonen een grote rol spelen in het bij elkaar houden van kakkerlakgemeenschappen, maar wetenschappers zijn het nog niet eens over welke specifieke feromonen voor dit gedrag verantwoordelijk zijn. In het onderzoek stellen de wetenschappers dat "het identificeren van de feromonen uit feces die verantwoordelijk zijn voor aggregatie een onderwerp is met veel controverse." Zelf over de basale scheikunde van deze feromonen zijn de wetenschappers het nog niet eens.

"Sommige stoffen worden heel inconsistent in de uitwerpselen aangetroffen en de kakkerlakken reageren er ook niet altijd op dezelfde manier op die stoffen," aldus Wada-Katsumata en Schal. "Meer dan 150 verschillende stoffen zijn in de uitwerpselen van de Duitse kakkerlak aangetroffen, waaronder 57 verschillende carbonzuren." Juist de carbonzuren, die ook wel bekend staan als VCA's, lijken de verklaring voor het gedrag van kakkerlakken te zijn.

"Onze hypothese is dat de VCA's uit uitwerpselen die aggregatie veroorzaken worden geproduceerd door de bacteriën in de ontlasting. Omdat deze bacteriën vanuit het omgevingsmilieu komen, denken we dat de VCA's, en daarmee het gedrag, zich aanpassen op de omgeving."

De entomologen zagen dat de kakkerlakken die in een steriele omgeving leven minder VCA's produceren en dus ook veel minder bij elkaar gingen leven. Volgens de wetenschappers zijn de VCA's afhankelijk van de bacteriën die in de ontlasting voorkomen en zorgen die stofjes voor het aggregatiegedrag van kakkerlakken. De precieze samenstelling van de VCA's in de ontlasting hangt af van het milieu waarin de kakkerlakken leven en via deze stofjes past het gedrag van de insecten zich dus indirect aan op de leefomgeving.

Zoals May Berenbaum, een entomoloog verbonden aan de University of Illinois, ooit tegen Science News zei: het internet van kakerlakkenpoep is "een prachtig verhaal over biologische samenwerking." Amen.