Kwallen

Kwallen of zeekwallen is een informele verzamelnaam voor een groep in zee levende, vrijzwemmende neteldieren (Cnidaria). Kwallen zijn eenvoudig gebouwde zeedieren met een gelatineus, parapluvormig lichaam en lange tentakels. Het lichaam kan zodanig gepulseerd worden dat een efficiënte voortbeweging ontstaat. De tentakels zijn bewapend met netelcellen en worden gebruikt om prooien te vangen en roofdieren af te schrikken.

Kwallen
Fossiel voorkomen: Cambrium[1]heden
Chrysaora fuscescens, een schijfkwal
Chrysaora fuscescens, een schijfkwal
Taxonomische indeling
Rijk:Animalia (Dieren)
Stam:Cnidaria (Neteldieren)
Onderstam:Medusozoa
Informele groep
Kwallen
Onderverdeling
Portaal  Portaalicoon   Biologie

Kwallen komen wereldwijd voor, van oppervlaktewateren tot in de diepzee. Schijfkwallen (de "echte kwallen") leven uitsluitend in de zee, maar er zijn ook enkele hydroïdpoliepen met een vergelijkbaar uiterlijk die in zoet water leven. Kwallen hebben een complexe levenscyclus; de meduse kan rondzwemmen en brengt na geslachtelijke voortplanting kleine larfjes (zogeheten planulae) voort. Uit de planula-larve groeit een vastzittende poliep die kleine kwalletjes afsnoert.

Kwallen worden in een aantal Aziatische landen beschouwd als een delicatesse. Ze worden daarnaast gebruikt in wetenschappelijk onderzoek. Het groen fluorescent proteïne werd oorspronkelijk uit een bioluminescente kwal geïsoleerd, en is inmiddels een zeer belangrijke marker in de biotechnologie. Ieder jaar worden duizenden mensen tijdens het zwemmen door kwallen gestoken.[2] De effecten variëren van licht ongemak tot ernstig letsel of zelfs de dood; vooral kleine kubuskwallen zijn verantwoordelijk voor veel van de beschreven sterfgevallen.

Naam en definitieBewerken

De naam 'kwal' werd al in 1619 in Nederlandstalige documenten genoemd, destijds met de schrijwijze qualle.[3] De term wordt tegenwoordig meestal gebruikt om te verwijzen naar het medusestadium (kwalstadium) van een groep neteldieren, de Medusozoa. Kwallen zijn dus vrijzwemmende, mariene holtedieren met een doorzichtig lichaam en flexibele tentakels die netelcellen bevatten.

KenmerkenBewerken

Schematische tekening van een kwal (Scyphozoa, Aurelia), met anatomische onderdelen aangegeven.

Het belangrijkste kenmerk van een kwal is de parapluvormige zwemklok. Dit is een zachte structuur bestaande uit een transparante, geleiachtige substantie die het mesoglea wordt genoemd. Het mesoglea fungeert als een hydrostatisch skelet; het biedt stevigheid en bewegingsmogelijkheden.[4] Ongeveer 95% van de mesogloea bestaat uit water, de rest is collageen en andere vezeleiwitten, evenals rondzwervende amoebocyten die celresten en bacteriën kunnen opruimen. De mesogloea wordt aan de buitenkant begrensd door de epidermis en aan de binnenkant door de gastrodermis. Aan de rand van de zwemklok hangen vaak tentakels, alsmede een aantal rudimentaire zingtuigorgaantjes, de rhopaliën.[5]

De mondopening van een kwal bevindt zich aan de onderzijde van de zwemklok. De mondopening is onderdeel van een steelachtige structuur die vanuit het midden naar beneden hangt, het manubrium. Rond de mondopening zijn ook tentakels aanwezig. De mond geeft toegang tot de gastrovasculaire holte, de plek waar vertering plaatsvindt en voedingsstoffen worden opgenomen. Deze holte is door vier dikke septa onderverdeeld in een centrale maag en vier maagzakken. Rond het manubrium, aan de binnenzijde van de zwemklok, bevinden zich vier gonaden.[5]

Dooskwallen, een aparte groep neteldieren, hebben een vergelijkbare anatomie. Zij kenmerken zich door hun vierkante, doosachtige zwemklok met aan elke hoek een of meer lange, slanke tentakels.[6] De rand van de zwemklok is naar binnen gevouwen waardoor een efficiënte straalaandrijving mogelijk is. Deze kwallen sneller kunnen zwemmen dan schijfkwallen.[5] Hydroïdpoliepen hebben ook een kwalstadium in hun levenscyclus, meestal met slechts vier tentakels aan de rand van de zwemklok. Maar de meeste hydroïdpoliepen zijn koloniaal en hebben geen vrijzwemmende meduse.

Inwendige anatomieBewerken

 
Inwendige bouw van een kwal, afgebeeld de bloemenhoedmeduse Olindias formosa.

De meeste kwallen hebben geen gespecialiseerde organen voor gaswisseling, bloedsomloop en osmoregulatie. Kwallen hebben geen ademhalingssysteem nodig omdat er voldoende zuurstof door de epidermis diffundeert. De voortbeweging van kwallen is redelijk efficiënt door pulseringen van het lichaam; sommige soorten zijn actieve zwemmers, andere drijven voornamelijk met stromingen mee. De rhopaliën zijn rudimentaire zintuigoorgaantjes die licht, trillingen, en geurstoffen kunnen detecteren.[5] Met behulp van de rhopaliën kan een kwal zich oriënteren.

Kwallen hebben een diffuus netwerk van zenuwen in de epidermis.[7] In het verleden werd vaak aangenomen dat neteldieren geen echt zenuwstelsel bezitten, maar bij enkele soorten zijn echter wel ganglionachtige structuren ontdekt die doen denken aan een zekere mate van neurale organisatie. Prikkels uit de omgeving worden omgezet in impulsen die door het zenuwnet worden geleiden. Aan de rand van de zwemklok bevindt zich een ringkanaal van zenuwen. Deze staan in verbinding met de rhopaliën en regelen de zwemsnelheid en zwemrichting.[5]

Relatie met de mensBewerken

Kwallen als voedselBewerken

 
Kwallenreepjes (gerehydrateerd) met sojasaus en sesamolie

In sommige landen, zoals China, Japan en Korea, worden kwallen beschouwd als een delicatesse en zijn daardoor een belangrijk element in sommige gerechten. De kwal wordt gedroogd en gezouten om bederf te voorkomen. Slechts enkele soorten zijn eetbaar: deze vallen in de orde Rhizostomeae.[8] Met name Rhopilema esculentum in China (海蜇 hǎizhé, "zeestekers") en Stomolophus meleagris (de kanonskogelkwal) in de Verenigde Staten genieten de voorkeur vanwege hun vlezige lichamen en omdat hun gifstoffen onschadelijk zijn voor mensen.[9]

Traditionele verwerkingsmethoden bestaan meestal uit een meerfasige procedure van 20 tot 40 dagen waarin, na verwijdering van de geslachtsklieren en slijmvliezen, de zwemklok en de tentakels geweekt worden in een mengsel van zout en aluin. Door de kwal te persen wordt hij droger, zuurder en knapperiger van textuur. Het uiteindelijke voedselproduct bestaat voor ongeveer 94% uit water en 6% uit eiwit.[9]

BiotechnologieBewerken

 
De kwal Aequorea victoria was de oorspronkelijke bron van het groen fluorescent proteïne, hier schematisch weergegeven.

In 1961 isoleerde de biochemicus Osamu Shimomura tijdens zijn onderzoek naar bioluminiscentie in zeedieren het groen fluorescent proteïne (GFP) uit de hydromeduse Aequorea victoria. Enkele decennia later ontdekte Martin Chalfie dat dit fluorescerende eiwit gebruikt kan worden als een marker bij genetisch onderzoek. Roger Tsien deed een aantal chemische wijzigingen aan GFP om meerdere kleuren te maken. In 2008 wonnen Shimomura, Chalfie en Tsien de Nobelprijs voor scheikunde voor hun werk aan GFP.[10]

GFP wordt gebruikt als een fluorescente label om de expressie van genen zichtbaar te maken in cellen en weefsels. Tijdens dergelijk onderzoek fuseert men het gen van interesse met het GFP-gen. Dit genconstruct wordt vervolgens ingebracht in het DNA van het te onderzoeken organisme. In dit organisme wordt dan GFP aangemaakt in plaats van het normale eiwit. Zo kan men met behulp van een fluorescentiemicroscoop rechtstreeks zien in welke weefsels, of in welk ontwikkelingsstadium, het eiwit tot expressie komt.[11]

KwallenbeetBewerken

De tentakels van kwallen bevatten miljoenen netelcellen. Bij contact met een tentakel zullen de netelcellen hun harpoenstructuur afvuren en de huid doorboren. Bij sommige soorten wordt daarbij ook een gif geïnjecteerd, wat in bepaalde gevallen een gevaarlijke reactie teweeg kan brengen. De effecten van een kwallensteek variëren van licht ongemak tot extreme pijn en zelfs de dood.[12] De meeste kwallenbeten zijn ongevaarlijk, maar de beten van sommige dooskwallen, zoals de beruchte Australische zeewesp (Chironex fleckeri) kunnen leiden tot ademhalingsfalen, hartstilstand en de dood binnen enkele minuten.[13] In 2006 moesten 19.000 getroffen zwemmers langs de Costa Brava door het Spaanse Rode Kruis verpleegd worden voor hun beet.[2]

Een kwallenbeet kan het best zo snel mogelijk bedekt worden met zout water en zand.[14] Ook azijn over de beet gieten kan helpen, het azijnzuur maakt de gifstof minder actief.[14] Het gebruik van alcohol, ammoniak, zoet water of urine wordt sterk afgeraden, omdat dit de verspreiding van gif kan stimuleren.[15] Door de aangetaste huid voorzichtig te schrapen (niet te wrijven), zoals met de rand van een creditcard, kunnen resterende netelcellen worden verwijderd. Nadat de huid is ontdaan van netelcellen, kan hydrocortisoncrème aangebracht worden om de pijn en ontsteking te verminderen.[16]

Zie ookBewerken

  Mediabestanden die bij dit onderwerp horen, zijn te vinden op de pagina Jellyfish op Wikimedia Commons.