Kikkervisjes van garnalen kunnen jarenlang sluimeren en vervolgens tot leven komen wanneer ongrijpbare woestijnregens aankomen. Foto door Flickr-gebruiker theloushe
Terwijl Pasen nadert, beginnen we tekenen op te merken van de eigen jaarlijkse opstanding van de natuur. Warm weer begint 'seringen uit het dode land te kweken', zoals TS Elliot opmerkte, en 'doffe wortels roeren met lente-regen'. Waar een zwart-wit winters landschap zojuist stond, piekt nu technicolor krokusknoppen door de aarde en fleuren groene scheuten op de azalea-struiken op.
Afgezien van deze grootse show van wedergeboorte, biedt de natuur echter verschillende gevallen van nog openlijk verbluffende opstandingen. Van bevroren dieren die terug in actie springen tijdens de dooi van de lente tot het leven bloeien uit schijnbaar verlaten woestijnzand, deze wezens geven een nieuwe draai aan het vermogen van de natuur om te herstellen.
Opstandingsvaren
Een opstandingsvaren, voor en na het water geven. Foto door Flickr-gebruiker Tuinieren in een minuut
Zoals de naam al doet vermoeden, krimpt de opstandingsvaren tijdens een droogte omhoog en lijkt dood, maar met een beetje water zal de plant terugbarsten in een levendig leven. Het kan in slechts 24 uur veranderen van een knapperig, uitgedroogd bruin in een weelderig, levendig groen.
De varen sterft niet echt, maar hij kan tot 97 procent van zijn watergehalte verliezen tijdens een extreem droge periode. Ter vergelijking: andere planten verkruimelen meestal in stof als ze meer dan 10 procent van hun watergehalte verliezen. Resurrection varens bereiken deze prestatie door het synthetiseren van eiwitten genaamd dehydrines, waardoor hun celwanden zich later kunnen plooien en terugkeren naar sappige volheid.
Opstandingsvarens worden gevonden zo ver noordelijk als New York en zo ver westelijk als Texas. De varens hebben een andere plant nodig om aan vast te houden om te groeien, en in het zuiden worden ze vaak drastisch bedekt met eikenbomen. Een gevallen eikentak bedekt met opstandingsvarens zijn veel voorkomende kenmerken in zuidelijke tuinen, hoewel de varens ook op meer griezelige locaties zijn verschenen: in 1997 namen astronauten opstandingsvarenspecimen mee naar de Space Shuttle Discovery om te bestuderen hoe de plant in zwaartekracht herrijst. Terwijl onderzoekers schrijven (PDF), bleek de varen 'een winterharde ruimtereiziger te zijn en vertoonde regeneratiepatronen ongewijzigd door zijn orbitaal avontuur.' Dit verdiende het de titel van 'eerste varen in de ruimte'.
Pekelkreeftjes, tweekleppige schelpdierengarnalen en kikkervisje
In de woestijnen van de westelijke VS, van ogenschijnlijk levenloze rotsen en zand, bloeit het leven door slechts een beetje regenwater toe te voegen. Zogenaamde efemere poelen of "kuilen" vormen kleine ecosystemen van slechts enkele millimeters tot enkele meters diep. De vijvers kunnen in de zomerzon tot 140 graden Fahrenheit bereiken of tijdens winternachten onder het vriespunt vallen. Ze kunnen bijna net zo snel verdampen als ze verschenen, of dagen of weken blijven hangen. Als zodanig hebben de dieren die daar leven allemaal speciale aanpassingen om hen te laten gedijen in deze extreme omstandigheden.
Efemere woestijnvijvers in New Mexico. Foto: JN Stuart
Enkele van de meest fascinerende beestjes van de potholes zijn pekelkreeftjes (van zee-aapfaam!), Tweekleppige schelpdierengarnalen en kikkervisje garnalen. Deze schaaldieren oefenen een eigenaardige vorm van droogtetolerantie uit: in een proces dat bekend staat als cryptobiose, kunnen ze tot 92 procent van hun lichaamswater verliezen en vervolgens binnen een uur na aankomst van een nieuwe regen weer volledig functionele actie ondernemen. Om dit te doen, houden de kleine dieren hun neurale commandocentrum gehydrateerd, maar gebruiken suikermoleculen in plaats van water om de rest van hun cellen intact te houden tijdens de droogte. Net als opstandingsvarens zijn ook pekelkreeftjes de ruimte in genomen - ze werden met succes uitgebroed, zelfs nadat ze buiten het ruimtevaartuig werden gedragen.
De meeste van deze dieren leven slechts ongeveer tien dagen, waardoor ze hun hele levenscyclus (hopelijk) kunnen voltooien voordat hun zwembad opdroogt. Hun gedroogde eieren worden getriggerd om niet alleen uit te komen wanneer ze weer worden gehydrateerd, maar ook wanneer het zuurstofgehalte, de temperatuur, het zoutgehalte en andere factoren precies goed zijn. Sommige onderzoekers, zoals deze zoöloog geciteerd in een krantenartikel uit 1955, denken dat de eieren meerdere eeuwen slapend kunnen blijven en nog steeds uitkomen als de omstandigheden goed zijn.
Houten kikkers
Sommige amfibieën ondergaan hun eigen soort extreme winterslaap om de vriestemperaturen in de winter te overleven. Deze opgeschorte animatie-achtige toestand stelt hen in staat om hun levensprocessen te vertragen of te stoppen - inclusief ademhaling en hartslag - tot aan de rand van de dood, maar niet helemaal. Houten kikkers kunnen bijvoorbeeld in de winter op de bosbodem bevriezen. Hun lichamen kunnen 50 tot 60 procent ijs bevatten, hun ademhaling stopt volledig en hun hartslag is niet detecteerbaar. Ze kunnen dagen of zelfs weken zo blijven.
Ze bereiken dit door een speciaal ontwikkelde biologische truc. Wanneer de kikkers de eerste tekenen van bevriezing tegenkomen, trekken hun lichamen vocht weg van de centrale organen en vullen ze in een laag water die vervolgens in ijs verandert. Voordat het bevriest, overspoelt de kikker ook zijn bloedsomloop met suikermoleculen, die fungeren als een antivriesmiddel. Wanneer de omstandigheden weer opwarmen, kunnen ze binnen een dag volledig herstellen, wat onderzoekers "spontane hervatting van de functie" noemen. Hier legt Robert Krulwich het proces uit:
Zoals te zien aan deze voorbeelden, komen sommige wezens echt terug van de rand van de dood om te gedijen!
