An expanded microsporidia species attribute database documents the extensive ecological and phenotypic diversity of these parasites

Microsporidia zijn minuscule, eencellige parasieten die in de cellen van andere dieren leven. Ze zijn zo klein dat ze alleen met een microscoop te zien zijn, en toch zijn ze ongelooflijk succesvol; ze infecteren wezens variërend van insecten en vissen tot mensen. Al meer dan een eeuw ontdekken en benoemen wetenschappers deze organismen, waarbij ze hun vormen, de dieren die ze infecteren en de plaatsen waar ze leven, beschrijven. Deze kennis is echter verspreid over duizenden verschillende wetenschappelijke artikelen, wat het moeilijk maakt om het volledige beeld te zien van hoe divers deze parasieten werkelijk zijn. Om de omvang van deze organismen te begrijpen, hebben onderzoekers een manier nodig om al deze afzonderlijke feiten samen te brengen in één duidelijk overzicht, vergelijkbaar met het leggen van een enorme puzzel waarbij elk stukje uit een andere doos komt.

Een team van onderzoekers aan de Universiteit van Toronto heeft nu precies dat gedaan door een enorme, bijgewerkte database te creëren die bijna 1.800 soorten microsporidia catalogiseert. Ze verzamelden informatie over soorten die in de afgelopen vijf jaar zijn beschreven, groeven oudere beschrijvingen op die over het hoofd waren gezien, en voegden honderden nieuwe vermeldingen toe op basis van louter genetische gegevens die in openbare registers zijn gevonden. Deze genetische gegevens komen van een specifiek deel van het DNA van de parasiet, dat fungeert als een unieke barcode voor elke soort. Door deze genetische barcodes te vergelijken, konden de onderzoekers de parasieten indelen in afzonderlijke soorten, zelfs voor diegenen die nog nooit formeel zijn benoemd of onder een microscoop zijn bekeken. Het resultaat is een uitgebreide kaart van de diversiteit van microsporidia die onthult waar deze parasieten worden gevonden, welke dieren ze infecteren en hoe ze in de loop van de tijd zijn veranderd.

De database laat zien dat de ontdekking van deze parasieten sinds de jaren 1960 drastisch is versneld, waarbij wetenschappers nu meer dan 100 nieuwe soorten per decennium identificeren. Terwijl vroege ontdekkingen geconcentreerd waren in Noord-Amerika en Europa, zijn deze parasieten nu op elk continent te vinden, behalve in Antarctica en in oceanen ver van land. De gastheren die ze infecteren zijn net zo gevarieerd als de omgevingen waarin ze voorkomen. De onderzoekers ontdekten dat microsporidia dieren uit zeventien verschillende grote groepen infecteren, maar insecten zijn bij lange na de meest voorkomende slachtoffers, gevolgd door dieren met een ruggengraat zoals vissen en zoogdieren. Deze parasieten zijn ook niet kieskeurig over waar ze in hun gastheren leven; ze kunnen worden gevonden in vet, spier, het spijsverteringskanaal en voortplantingsorganen, waarbij sommige door het hele lichaam verspreiden.

Een van de meest opmerkelijke bevindingen is dat de genetische code van een microsporidia-parasiet vaak precies kan voorspellen wat voor soort dier hij infecteert. De onderzoekers bouwden een stamboom op basis van de genetische sequenties en ontdekten dat parasieten die genetisch nauw verwant zijn, vaak ook gastheren infecteren die biologisch nauw verwant zijn. Bijvoorbeeld: een groep parasieten die één type insect infecteert, zal meestal ook bij andere typen insecten worden aangetroffen, terwijl de parasieten die vissen infecteren, samen gegroepeerd zijn op een andere tak van de boom. Deze connectie is zo sterk dat als een wetenschapper een nieuwe genetische sequentie van een onbekende parasiet vindt, hij vaak kan raden of deze in een insect of een vis leeft, enkel door naar het DNA te kijken.

Deze genetische analyse onthulde echter ook dat sommige namen die wetenschappers al decennia gebruiken, veel verborgen diversiteit kunnen verbergen. De onderzoekers ontdekten dat sommige soorten, die werden beschouwd als enkele, uniforme groepen, in werkelijkheid veel verschillende genetische lijnen bevatten die quite verschillend van elkaar zijn. Een treffend voorbeeld is een parasiet die ooginfecties bij mensen veroorzaakt. De genetische gegevens toonden aan dat wat wij als één enkele soort beschouwen, eigenlijk een verzameling van vele verschillende, ongerelateerde groepen is die toevallig op elkaar lijken. Dit suggereert dat de menselijke pathogeen niet slechts één organisme is, maar waarschijnlijk een complex van verschillende soorten, een ontdekking die ons begrip en de behandeling van de door hen veroorzaakte ziekten zou kunnen veranderen.

Om ervoor te zorgen dat deze kennis blijft groeien, hebben de onderzoekers een publieke website gebouwd waar wetenschappers nieuwe informatie over microsporidia-soorten kunnen indienen. Dit stelt de database in staat om actueel te blijven naarmate er nieuwe ontdekkingen worden gedaan, of dat nu via traditionele observatie of moderne genetische sequencing gebeurt. Door oude beschrijvingen te combineren met nieuwe genetische gegevens, biedt dit project een solide fundament voor het begrijpen van deze microscopische parasieten. Het laat zien dat hoewel we grote vooruitgang hebben geboekt bij het catalogiseren van de diversiteit van microsporidia, er nog veel te leren valt over het werkelijke aantal soorten en de complexe relaties tussen deze minuscule parasieten en de enorme variëteit aan dieren die zij bewonen.