De lucht is een enorme kom blauw en de kokend hete zon spikkelt het platte groene water goud terwijl onze boot uit Port Douglas, Australië, net ten noorden van de tropische badplaats Cairns, komt. Aan boord trekken toeristen uit de hele wereld naar het Great Barrier Reef, 's werelds grootste natuurlijke structuur - die zich uitstrekt over 1.400 mijl langs de noordoostelijke kustlijn van het continent.
gerelateerde inhoud
- De top tien dodelijkste dieren van ons evolutionaire verleden
Na een reis van 90 minuten komen we aan Opal Reef, een stuk van het Great Barrier Reef vijf mijl lang en drie mijl breed, waar schuimige witte golven zachtjes breken over schaduwrijke stukken koraal zo groot als huizen. We gooien onze snorkelspullen en glijden snel in het water, drijven over het ondiepe rif met de voorkant naar beneden, ingesloten door het veelkleurige koraal - sommige lijken op gigantische hersenen, anderen verzameld als hertshoorns en mammoetventilators - en de neon-gekleurde kleine vis die binnen schiet en uit. Geen van de bemanningsleden heeft de moeite genomen om ons te waarschuwen dat Opal Reef is waar een van de dodelijkste wezens van de planeet een bezoeker drie jaar eerder heeft gedood.
Robert King, 44, uit Columbus, Ohio, snorkelde over hetzelfde onderwaterlandschap toen hij een milde steek op zijn borst voelde en terugkwam op de boot. Binnen 25 minuten bloosde zijn gezicht tomaatrood toen hevige pijn zijn buik, borst en rugspieren greep. De schipper was op zoek naar een medevac helikopter, wiens bemanning King injecteerde met een enorme dosis pethidine, een opiaatachtige pijnstiller, lierde hem vervolgens van de boot en snelde hem naar Cairns.
Tegen de tijd dat hij de spoedafdeling van CairnsBaseHospital werd binnengereden, was King's spraak onduidelijk. Hij kreeg een beademingsapparaat, terwijl artsen hem tijdens het racen vol pijnstillers pompten om zijn leven te redden. Een lokale zoöloog, Jamie Seymour, werd ingeschakeld om de steekplaats te schrapen. Terwijl hij werkte, merkte Seymour op dat de bloeddruk van King dramatisch steeg. King verloor het bewustzijn; dan zegt Seymour, "een slagader of ader in zijn hersenen blies." Bloed stroomde de hersenweefsels van King binnen en twee dagen later stierf hij.
Na analyse van de vorm en de grootte van de brandende cellen, die ongeveer een centimeter lang waren, gaf Seymour King's dood de schuld van een bijna transparante kwal ter grootte van een miniatuur. Bedekt van de bovenkant van het hoofd tot de punt van zijn vier tentakels met miljoenen microscopische veerbelaste harpoenen gevuld met gif, het is een van ten minste tien gerelateerde soorten kleine kwallen waarvan de steek slachtoffers kan onderdompelen in wat artsen het Irukandji-syndroom noemen. "De symptomen overweldigen je, " zegt Seymour, 40, die zelf werd gestoken door een irukandji op de lip, het enige deel van zijn lichaam aan het licht gebracht toen hij aan het duiken was op zoek naar exemplaren nabij een eiland voor Cairns eind 2003. "Op een pijnschaal van 1 tot 10, het beoordeelde tussen 15 en 20, 'zegt hij, het braken beschrijven, de krampen en het gevoel van paniek. "Ik was ervan overtuigd dat ik zou sterven." Maar hij had geluk; niet alle soorten irukandji toedienen fatale steken en hij herstelde binnen een dag.
Tot nu toe kan alleen de dood van King - en misschien dat drie maanden eerder van een Engelsman, de 58-jarige Richard Jordan, verder naar het zuiden van het Great Barrier Reef - worden toegeschreven aan irukandji-gif, maar Seymour haalt onderzoek aan dat suggereert omdat de symptomen kunnen lijken op beroertes of decompressieziekte, en kunnen leiden tot verdrinking, talloze zwemmers zijn waarschijnlijk het slachtoffer geworden van het Irukandji-syndroom in offshore-wateren in de tropen. Steken van de irukandji-soort die in wateren dichter bij de kust leven, zijn zelden dodelijk, maar zijn nog steeds tergend pijnlijk: eeuwen voordat de kleine geleien werden geïdentificeerd als de dader, wisten de lokale Aboriginals bij Cairns, de Irukandji-stam, dat ze in het ondiepe water moesten zwemmen in het regenseizoen, van november tot mei, was het risico gestoken te worden, hoewel ze niet wisten wat.
Meer onheilspellend voor inwoners van Noord-Amerika hebben artsen van de US Army Special Forces Underwater Operations School in Key West, Florida, militaire duikers behandeld met symptomen die vergelijkbaar zijn met het syndroom; Duikers van de Amerikaanse marine hebben Irukandji-achtige kwallen gezien in de wateren van Cuba's Guantánamo Bay; zwemmers zijn zwaar gestoken in Hawaï; en de Golf van Mexico en de aangrenzende zuidkust van de Atlantische Oceaan hebben een toename van het aantal mensen dat ziek werd door steken die vrijwel zeker afkomstig zijn van een irukandji of een verwante kwal.
De meeste kwallen zijn passief; ze drijven op en neer in de waterkolom, of worden heen en weer getrokken door de getijden en winden. Ze drijven door de oceanen, verslinden kleine vissen en microscopische wezens die in hun tentakels stommelen en geen bedreiging voor de mens vormen.
Maar degenen die bekend staan als dooskwallen, vanwege de vorm van hun bel of lichaam, zijn een ras apart. Ze worden ook wel cubozoën genoemd en zijn vraatzuchtige jagers, die in staat zijn prooien te achtervolgen door vooruit te gaan - en op en neer - met snelheden tot twee knopen. Ze variëren in grootte van de verschillende irukandji-soorten tot hun grote broer, de brutale Chironex fleckeri, die een bel heeft ter grootte van een mannenhoofd en tot 180 meter tentakels, elk bekleed met miljarden cellen die barsten van dodelijk gif. Chironex, ook bekend als zeewesp of zeegras, is veel dodelijker dan irukandji, en beschikt over krachtige stingers of nematocysten, sterk genoeg om het schild van een krab te doorboren en snel genoeg om te schieten met de snelste snelheid die bekend is in de natuurlijke wereld - tot 40.000 keer de zwaartekracht. En in tegenstelling tot andere kwallen, kan een dooskwal zien waar hij naartoe gaat en zijn koers dienovereenkomstig wijzigen; als een griezelig wezen voortgekomen uit science fiction of een horrorfilm, heeft het vier afzonderlijke hersens en 24 ogen, waardoor het een 360 graden beeld van zijn waterige wereld biedt.
"Een Chironex fleckeri kan een mens in een minuut plat doden", zegt Seymour, algemeen beschouwd als 's werelds belangrijkste onderzoek naar kwallen in dozen. Het meest recente slachtoffer was een 7-jarige jongen die twee jaar geleden stierf op een strand ten zuiden van Cairns. Hij werd een van de ongeveer honderd mensen die alleen al in Australië in de afgelopen eeuw door Chironex waren vermoord. (Niemand weet zeker hoeveel zwemmers zijn gestorven aan de steken van andere dooskwallen buiten Australië, maar Seymour stelt het aantal op "honderden, mogelijk duizenden".) Overlevenden, degenen die het geluk hebben gegrepen door minder dan vier meter van Chironex tentakel dat een volwassene kan doden (of de twee meter die het kan nemen om een kind te doden), lijden pijn die iemand heeft beschreven als "alsof je een emmer met vuur op me hebt uitgestort" en worden gebrandmerkt door macabere tentakelmerken, scharlaken verward wielen waardoor de slachtoffers eruit zien alsof ze net aan de mast zijn vastgesjord. "Chironex is veruit 's werelds meest giftige wezen, " zegt Seymour. "Het laat giftige slangen eruit zien als amateurs."
En het veroorzaakt verwoesting met het zwemseizoen van november tot mei in Noord-Australië, waar de angst ervoor bijna alle stranden langs de hele bovenste helft van het continent sluit, van Gladstone in het oosten tot Exmouth in het westen. Op de weinige stranden die open blijven, zijn zwemgebieden omgeven door netten die de dodelijke gelei buiten houden, en badmeesters dragen nek-tot-enkel Lycra-pakken. Tekenen waarschuwen zwemmers om niet over een angel te wrijven, maar deze in azijn te doven, waardoor onmiddellijk stekende cellen worden gedood die nog niet zijn geactiveerd.
Toen de dood van Robert King en Richard Jordan de multi-miljard dollar Great Barrier Reef toerisme-activiteiten dreigde te temperen, richtte de deelstaatregering van Queensland snel de Irukandji Jellyfish Response Taskforce op, bestaande uit toonaangevende mariene biologen, zoölogen, toxinespecialisten, spoedeisende artsen en strandwachten, om zoveel mogelijk te weten te komen over de kleine kwallen. Vanuit haar lab in JamesCookUniversity in Townsville rijdt Task Force-lid Lisa-ann Gershwin, een 41-jarige Californische effectenmakelaar die kwallentaxonoom is geworden, elk jaar in december vier uur noordwaarts naar Cairns om irukandji te vangen.
"We weten nauwelijks iets over hun levensstijl, hoe ze broeden, waar ze vandaan komen, hoe snel ze groeien, hoe lang ze leven, of zelfs hoeveel soorten er zijn, " zegt ze als ik me bij haar en een team van mariene biologen bij Palm Cove, een idyllische curve van tropische zee die ongerept zand in de buurt van Cairns aanduwt en waar meer irukandji-steken voorkomen dan enig ander strand langs de noordoostkust. “Maar ze zijn net als andere Cubozoans: ze zijn echt netjes, zoals aliens. Ze splitsten zich af van de andere kwallen, de scyphozoa, meer dan 300 miljoen jaar geleden, lang voordat dinosaurussen over de aarde liepen, en hebben sindsdien hun eigen weg langs het evolutionaire pad afgelegd. ”
Gershwin en haar team hebben zich verzameld in Palm Cove voor de jaarlijkse irukandji-bloei, wanneer een groot aantal kwallen aan het strand in taille-diep water zwemmen of afdrijven om te voeden. Op de dag na Kerstmis trekken we neopreen natte pakken aan die ons van teen tot nek bedekken, doen rubberlaarzen en handschoenen aan, verzegelen de natte pakken rond onze polsen en enkels met ducttape en waden in het water. Daar sjokken we heen en weer in het ondiepe water onder de kokende zomerzon, netten aan onze schouders gehangen als ploegpaarden, om zeewater op te vangen in flessen ter grootte van grote frisdrankflessen.
Uur na uur zweterige marteling produceert alleen plankton, kleine larvenvissen en salpen - ongewervelde dieren van ongeveer een halve centimeter lang die de neiging hebben om in het ondiepe water te verschijnen net voor de irukandji-bloei. Eindelijk, halverwege de avond, giet Gershwin het water uit nog een andere cilinder in een transparante kom. Een paar ogenblikken later schreeuwt ze: "We hebben er een!" We haasten ons om haar op het strand te vergezellen terwijl ze een zaklamp op de kom laat schijnen en een jellybean-formaat doosgelei onthult die bekend staat als Carukia barnesi, gevaarlijk maar meestal niet dodelijk. Hoofd naar beneden, het zwemt doelbewust rond de kom alsof hij op zoek is naar ontsnapping, zijn vermogen om te bewegen in tegenstelling tot andere kwallen die ik ooit eerder heb gezien.
Niemand wist zelfs hoe irukandji eruit zag in de jaren 1950, toen een arts van Cairns, Jack Barnes, ging zoeken naar wat het ook was dat gestoken en vervolgens ziek werd, honderden mensen op de stranden van Queensland elke zomer. Gedurende meerdere jaren testte hij op zijn eigen lichaam de steek van elke kwal die hij kon verzamelen van stranden in en rond Cairns, maar geen enkele produceerde het Irukandji-syndroom. Toen, op een dag in 1961, vond hij een kleine kwal van een soort die hij nog nooit eerder had gezien.
Terwijl een nieuwsgierige menigte zich om hem heen verzamelde, vroeg hij of vrijwilligers konden worden gestoken. De eerste die naar voren stapte was zijn eigen 9-jarige zoon, Nick. "Ik zei:" Probeer het op mij, papa, probeer het op mij ", " herinnerde Nick zich jaren later in een interview met het Sydney MorningHerald Magazine . "Dus uiteindelijk prikte hij me, daarna zichzelf en toen een grote plaatselijke badmeester genaamd Chilla Ross."
De drie keerden terug naar het familiehuis van Barnes, waar ze 20 minuten nadat ze op het strand waren gestoken, de angstaanjagende effecten van het gif begonnen te voelen. Chilla Ross begon te schreeuwen: 'Laat me doodgaan.' Nick herinnert zich overgeven 'toen papa me naar boven droeg, lag ik op een bed en slikte pijnstillers. Ik voelde me behoorlijk verschrikkelijk '- zo erg zelfs dat hij zichzelf vond' dat sterven misschien geen slecht idee was '. Maar hij overleefde het, net als Ross en zijn vader. Drie jaar later beschreef Jack Barnes de beproeving in het Australian Medical Journal en schreef hij dat ze alle drie 'waren getroffen door een opmerkelijke rusteloosheid en voortdurend in beweging waren, doelloos rondzwierven, met hun armen zwaaiden, hun lichaam strekten en strekten, en meestal draaien en kronkelen. 'Ter ere van de ontdekking van Jack Barnes kreeg het wezen dat hen prikte de wetenschappelijke naam Carukia barnesi .
Ken Winkel, directeur van de Australian Venom Research Unit, heeft experimenten uitgevoerd met verdoofde en geventileerde biggen en concludeert dat Carukia barnesi gif “de sympathische zenuwen afvuurt en de bloeddruk en hartslag dramatisch opdrijft. Daarom krijg je zweten, misselijkheid, angst en een gevoel van doem ”- het laatste effect veroorzaakt, gelooft Winkel, door de activering van de stresshormonen adrenaline en noradrenaline. In het lichaam veroorzaakt noradrenaline een hartkloppend, keelvernauwend, vecht- of vluchteffect. Het is wat je zou voelen, zegt Winkel, "als je in een kooi met een hongerige leeuw werd gezet."
Chironex-gif daarentegen valt het hart rechtstreeks aan, wat dramatische en snelle cardio-respiratoire arrestatie kan veroorzaken, zegt Darwin-gebaseerde professor Bart Currie, een specialist in de behandeling van Chironex-slachtoffers. "Gezond hart bevat miljoenen spiercellen die allemaal op hetzelfde ritme kloppen om bloed door het lichaam te pompen", zegt hij. “Om redenen die we nog niet weten, laat Chironex-gif de hartcellen onregelmatig kloppen. Als er voldoende gif wordt geïnjecteerd, wordt het hart helemaal afgesloten. '
De dood komt snel voor Chironex-slachtoffers omdat - in tegenstelling tot giftige slangen, die een gif injecteren die door het lymfestelsel moet passeren voordat ze in de rest van het lichaam wordt afgevoerd - Chironex zijn gif in de bloedbaan schiet, waardoor het gif een directe weg naar de hart.
Naast hun stekende cellen, hebben dooskwallen nog een overtreffend wapen in hun jacht op prooi: een van 's werelds meest effectieve sets ogen. Op een winderige dag op een strand 40 mijl ten noorden van Cairns, help ik een team onder leiding van Dan Nilsson, een professor zoölogie aan de Zweedse Lund University en een gerenommeerd expert op het gebied van dieren, bij het vangen van tien exemplaren van een doosgelei met de grootte van een koffiekop. Terwijl de soort, nog niet genoemd, minder dodelijk is dan Chironex of de offshore soort van irukandji, stak zijn naaste verwante Chiropsalmus quadrumanus in 1990 een 4-jarige jongen dood in de ondiepte van een strand in de buurt van Galveston, Texas. Chiropsalmus quadrumanus is ook gemeld in de wateren van Noord-Carolina, Brazilië, Venezuela en Frans-Guyana.
Net als de irukandji in Palm Cove, de kwallen die we vangen rond de emmer met zeewater waarin Nilsson ze in stopt, zorgvuldig langs de gebogen zijkanten plint. "Ze zwemmen als vissen, niet als kwallen, " zegt hij met een glimlach. Hij plukt er een uit de emmer en laat me zien wat hem weerhoudt om tegen dingen aan te botsen: vier kleine zwarte stippen, met de 24 ogen van de kwal, op strengen verbonden met elke zijde van de kubus van gelei. Onder de microscoop heeft Nilsson in elke stip iets gedetecteerd dat hij een sensorische club noemt, een orgel met een set van zes ogen, waaronder vier die - net als de ogen van andere kwallen - eenvoudig putjes zijn, beperkt tot het detecteren van de lichtintensiteit in verschillende richtingen. Maar de twee andere ogen in elke sensorische club hebben meer gemeen met menselijke ogen dan de ogen van andere kwallen, met lenzen, hoornvliezen en netvlies. Eén oog, dat te allen tijde schuin naar beneden wijst, heeft zelfs een mobiele pupil die opent en sluit. Het andere grote oog wijst naar boven. "We weten niet precies wat deze ogen doen, " zegt Nilsson, hoewel hij gelooft dat ze de kwallen kunnen helpen "zich op de juiste plaats te positioneren waar voldoende voedsel is." Ze helpen het dier ook de kustlijn en de horizon - om te voorkomen dat het door een golf op het strand wordt gedumpt - en obstakels ziet die het delicate weefsel zouden scheuren, zoals een koraalrif, een mangroveboom of een pier.
Nilsson heeft de ogen van dooskwallen op andere locaties, zoals mangrovemoerassen in Puerto Rico, verzameld en bestudeerd en heeft precies dezelfde set van 24 ogen in dooskwallen gevonden waar hij ook is. "Ze leven in zeer verschillende habitats, " zegt hij - "sommige in mangrovemoerassen, andere in zandstranden, sommige op rotsachtige kusten, koraalriffen en kelpbossen. Waarom ze precies dezelfde ogen hebben, weten we niet. '
Ze hebben ook dezelfde maag - of liever, magen. Omdat een doosgelei, zoals Jamie Seymour het zegt, 'de hele dag rond de oceaan jaagt op mobiele prooien, garnalen en vis', is de stofwisseling tien keer zo hoog als die van een drijvende kwal. Dus, om snel toegang te krijgen tot de energie die het nodig heeft, heeft de dooskwal een uniek spijsverteringssysteem ontwikkeld, met afzonderlijke magen in elk van zijn tentakels. Alle doosgelei veranderen hun voedsel in een half verteerde bouillon in de bel en voeren het vervolgens naar beneden door de tentakels om te worden geabsorbeerd. Omdat een Chironex tot 60 tentakels kan hebben, elk zo lang als 3 meter, heeft het in feite tot 180 meter maag.
Als dooskwallenogen een puzzel zijn, zijn de vier primitieve hersenen - gepositioneerd aan elke kant van het lichaam en eraan bevestigd door dezelfde streng die zijn ogen verankert - een raadsel. Kunnen de vier afzonderlijke hersenen met elkaar communiceren? Zo ja, voegen ze de afbeeldingen die ze van de 24 ogen ontvangen samen tot één afbeelding? En hoe slagen ze erin als verschillende ogen radicaal verschillende afbeeldingen detecteren? Nilsson haalt zijn schouders op. "Ze hebben een vrij geavanceerd systeem ontwikkeld, in tegenstelling tot elk ander dier op aarde, " zegt hij. "Maar we hebben geen idee wat er aan de hand is in hun vier hersenen, en ik vermoed dat het nog lang zal duren voordat we erachter komen."
Zes maanden geleden, na Chironex in het wild te hebben getagd met kleine ultrasone zenders waarmee hij een individuele kwal maximaal drie weken kon volgen, maakte Jamie Seymour een aankondiging die zijn collega-wetenschappers deed schrikken. 'Overdag, van ongeveer zes uur' s ochtends tot drie uur 's middags, ' zei hij, 'bewogen ze zich in rechte afstanden van ongeveer 250 meter per uur. Maar van 15.00 uur tot 06.00 uur de volgende ochtend verhuisden ze gemiddeld minder dan tien meter per uur. "
Vastbesloten om het fenomeen zelf te zien, trok Seymour een nat pak aan en dook in ondiep water voor een strand ten zuiden van Cairns. Daar zag hij Chironex onbeweeglijk op de zeebodem rusten, hun bellen niet pulserend en hun tentakels volledig ontspannen. Toen hij licht op hen scheen, stonden ze op, zwommen een korte tijd rond en gingen vervolgens op de zeebodem zitten. Slapen!
"Het is heel logisch dat ze 's nachts inactief worden wanneer ze hun prooi niet kunnen zien, " zegt Seymour. "Ze verminderen de energie die wordt gebruikt bij voortbeweging en leidt het af naar groei." Maar niet alle onderzoekers accepteren dat Chironex in feite slaapt. En omdat de hersenen van de dooskwallen zo radicaal en onmogelijk verschillen van de samenstelling van alle andere hersenen op onze planeet, weten we misschien nooit wie gelijk heeft.
Terwijl wetenschappers worstelen om de biologische geheimen van kwallen te ontrafelen, hebben artsen steeds meer succes bij het behandelen van de schade die ze aan mensen toebrengen. Een antivenin voor Chironex-steken - gemaakt van antilichamen gemaakt in schapen die worden geïnjecteerd met het gif - wordt nu toegediend aan slachtoffers in Noord-Australische ziekenhuizen. Er is nog geen antivenin voor het Irukandji-syndroom, maar Lisa-ann Gershwin is op weg naar een belangrijke doorbraak - de allereerste massakweek van kleine dooskwallen in een laboratorium, van exemplaren die ze dit jaar in Palm Cove heeft gevangen. Tot nu toe is het haar gelukt om slechts een handvol van de "maximaal een miljoen" kwallen te kweken waarvan ze zegt dat onderzoekers zoals Ken Winkel een effectieve antivenin moeten ontwikkelen.
Veelbelovend voor ernstige irukandji-steken, althans op korte termijn, is een behandeling die wordt gebruikt in de intensive care-afdeling van het TownsvilleHospital: de infusie van een oplossing van magnesiumsulfaat rechtstreeks in de aderen van het slachtoffer. "We hebben gezien dat het de hypertensie snel tot veilige niveaus reduceert en het vermindert de pijn aanzienlijk, " zegt Michael Corkeron, een van de artsen van de eenheid. Maar, waarschuwt hij, "we moeten nog meer leren, inclusief de juiste dosering, voordat magnesium de standaardbehandeling wordt."
Dus totdat een fail-safe remedie wordt gevonden, zullen dooskwallen, van de kleine irukandji die Robert King heeft gedood tot de enorme Chironex, wereldwijd ziekte en dood blijven veroorzaken in tropische wateren. Jamie Seymour zegt: 'Het enige dat we kunnen doen, is mensen wijzen op het gevaar, hier in Australië en in het buitenland, en ervoor zorgen dat iedereen die wordt gestoken zo snel mogelijk wordt behandeld. Dan is het in de schoot van de goden. '
