Falk Warnecke tuurde door een gemonteerd vergrootglas en prikte zachtjes in een klein hoopje beestjes. Ze waren dood - bevroren en opgehoopt op een gekoeld metalen blok zoals koffiedik op een lepel. Met een pincet met fijne puntjes greep hij een van de insecten aan de basis van zijn thorax en tilde het van het blok. Het was bruin en nauwelijks groter dan een wimper. Met een tweede tang kneep hij in het uiteinde van zijn buik. Hij trok zachtjes en trok hem in tweeën. Een glanzende, roodachtige draad gleed soepel uit het exoskelet. Warnecke glimlachte. "Dat is een goede zaak van termieten, " zei hij met een dik Duits accent. "Je krijgt de hele darm in één stuk."
Warnecke wil niet dat het sanitair van de termiet gescheurd raakt en de inhoud ervan wordt gemengd. Het is de inhoud waarin hij geïnteresseerd is. De darm heeft bolvormige kamers die zijn opgezwollen met enorme hoeveelheden microben die de termieten gebruiken om cellulose af te breken uit het hout of gras dat de insecten consumeren. Wanneer hij termieten geen 'schattige kleine dieren' noemt, noemt hij ze 'wandelende bioreactoren' en beschouwt hun sappige interieurs een soort vloeibaar goud. Voor nu is hij alleen geïnteresseerd in de grootste bol op de snaar, wat bekend staat als het derde proctodeale segment, of, in de volkstaal van microbiële ecologie, de "achterste buik". Dit compartiment ter grootte van een microliter - veel groter dan de omringende darmsecties en gemakkelijk te onderscheiden met het blote oog - is de thuisbasis van een aparte gemeenschap van microben die volgens sommigen de energiecrisis kan helpen oplossen.
Warnecke, onderzoeker bij het Joint Genome Institute van het Amerikaanse ministerie van Energie in Walnut Creek, Californië, heeft de laatste tijd veel aandacht gekregen voor zijn werk met termieten. De insecten zijn opmerkelijk efficiënt in het omzetten van cellulose in suiker - de eerste stap in het maken van brandstof uit planten zoals switchgrass of populieren. Wetenschappers kunnen niet concurreren met termieten. Ze kunnen de taaie bindingen van cellulose in het laboratorium breken, maar de enzymen die ze gebruiken zijn wild, onbetaalbaar. Dat is waar Warnecke binnenkomt. Zijn onderzoek laat mensen kwijlen bij het vooruitzicht om in de microbiële stoofpot van de termieten te duiken en een paar enzymen eruit te halen die het uiteindelijk mogelijk zouden maken om op industriële schaal ethanol uit cellulose te produceren.
Warnecke legde de tang opzij, pakte twee lange naalden en duwde de ledematen en het schild van de termiet weg. Hij bracht een druppel bufferoplossing op de darm aan om het vochtig te houden en ging vervolgens over tot de uitpuilende achterste buik, waarbij hij herhaaldelijk de glanzende bol stak totdat de inhoud eruit morste en met de buffer werd gemengd om een slurry van enzymen en cellulosefragmenten te vormen. Met zijn pipet zoog hij een deel van de vloeibare "puree" op en spoot het in een plastic buis. Hij hoopt de cellulose-afbrekende enzymen in de puree te identificeren, maar hij moet eerst uitzoeken welke darmbewonende bacteriën ze maken, en welke daadwerkelijk werken bij het verteren van cellulose.
Op doordeweekse ochtenden, als het weer goed is, fietst Warnecke naar de BART-trein en brengt deze van Berkeley door de heuvels naar de chique buitenwijk Walnut Creek. Op het treinstation springt hij terug op zijn fiets en fietst een paar kilometer langs nette winkelcentra en benzinestations naar de groene, industrieparkachtige campus van het Joint Genome Institute. De DOE opende het instituut in 1997 om te dienen als het centrum van het Human Genome Project, dat de reeks basenparen in ons DNA ontcijferde. Het project eindigde in 2003, maar JGI blijft een wereldwijd centrum van genoomsequencing- en mappingwerk. In het vertakkende doolhof van laboratoria en kantoren zitten bijna honderd sequentiemachines ter grootte van een wasmachine neuriënd, in afwachting van DNA- en RNA-monsters die hier door wetenschappers over de hele wereld worden gestuurd voor analyse.
Warnecke, die promoveerde aan het Max Planck Instituut voor Mariene Microbiologie in Bremen, Duitsland, heeft een nog zeldzamere expertise verworven in Walnut Creek. Hij maakt deel uit van een kleine groep microbiologen die hun agarplaten hebben verlaten voor een relatief nieuw veld dat bekend staat als metagenomica, waarbij DNA rechtstreeks wordt geanalyseerd uit omgevingsmonsters, zoals termietendarmen of een lepel oceaanoppervlaktewater, in plaats van uit gekweekte cellen.
Falk Warnecke, onderzoekster van het Amerikaanse ministerie van Energie, onderzoekt termieten in de hoop de energiecrisis op te lossen (Julia Olmstead) 
Termietvergisting van houtpulp is het onderwerp van onderzoek naar potentiële nieuwe biobrandstoffen (iStockphoto) "Microbiologen hebben waarschijnlijk altijd vermoed dat ze wat diversiteit misten", zei Warnecke. In de begindagen van genoomsequencing groeiden wetenschappers tegelijkertijd een enkel type micro-organisme en vervolgens extraheren en sequenced DNA uit die cellen. Voor hen zou het zuigen van een willekeurige verzameling microben rechtstreeks uit de buik van een termiet en in de hoop het genetische materiaal van elke afzonderlijke bacterie te sequencen en te sorteren ronduit gewaagd, zo niet onmogelijk geleken.
Warnecke, die op 35-jarige leeftijd lijkt op een nieuw gezicht Vladimir Poetin, beschouwt zichzelf als een ontdekkingsreiziger op de laboratoriumbank. Wat de haren in zijn nek prikt, is de zoektocht naar nieuwe enzymen - een in kaart brengen van nieuwe, en zeer, zeer kleine gebieden. "Het is alsof je de eerste bent die vlinders ziet", zegt hij.
Warnecke ging op zijn laboratoriumstoel zitten en begon zich te vestigen in het proces dat hij de rest van de dag zou doorbrengen. Hij verstelde zijn veiligheidsbril en latexhandschoenen, pakte een andere termiet en begon het ontledingsproces opnieuw. Deze termiet, een Nasutitermes corniger, was net als de anderen bruin en had een glanzende, geribbelde buik. Zijn ogenloze, ronde kop had twee tangen die vanaf de bovenkant uitstaken. Termieten in het geslacht Nasutitermes voeden zich met droog dood hout. Deze was, voordat hij werd ingevroren en hier uit Florida werd verscheept, een arbeider geweest, een lid van de kaste, gedeeltelijk belast met het vinden en verwerken van cellulose om de soldaten van het nest en de reproductieve royalty's te voeden.
Nasutitermes is een geslacht dicht bij het hart van Warnecke. Een metagenomisch onderzoek dat hij met het geslacht in 2007 deed, bracht een schat aan nieuwe informatie aan het licht over wat er in de buik van de insecten gebeurt. Niet alleen ontdekten hij en zijn collega's eerder onbekende enzymen, maar ze bevestigden ook dat in de klasse van zogenaamde "hogere" termieten, in de darm levende bacteriën deze enzymen synthetiseren - slechts een speculatie voor de studie van Warnecke. Dat werk bracht hem als eerste auteur op papier in het prestigieuze tijdschrift Nature. Daarna volgde een vlaag van media-interesse, collegeverzoeken en nu een subsidie van $ 240.000 van het Energy Biosciences Institute - de nieuwe biobrandstofonderneming van UC Berkeley met BP - om de komende twee jaar verder onderzoek te doen naar termietdarmen, dit keer met drie verschillende grass-fed soorten.
De relatie van Warnecke met termieten heeft het kenmerk van een geniale obsessie. Tijdens weekendwandelingen door Tilden Park in de heuvels van Berkeley, steekt Warnecke stokken en handenvol zacht bosafval in zijn zakken. Hij neemt het puin mee naar zijn appartement en sprenkelt het in een terrarium, de thuisbasis van een paar honderd termieten die hij heeft verzameld uit de Californische wildernis. Deze insecten zijn niet om uit elkaar te vallen, maar gewoon om voor te zorgen. "Ik weet niet echt wat ik ze moet voeden, " zei hij, "maar ik denk dat ze gelukkig zijn." Warnecke is een plichtmatige curator van de kleine; hij bedient kleine organismen en hun microscopische binnenzeeën.
In het laboratorium veegde Warnecke een stapel nu ontdooide stukjes termiet met zijn hand en gooide ze in een biologisch gevaarlijke prullenbak. Hij was klaar met het ontleden van zijn eerste set - vijftig per buis - en ging een nieuwe verzameling uit de vriezer aan de andere kant van de kamer halen. Hij is gewelddadig met hen, maar zijn genegenheid voor termieten is duidelijk. Het groene energiepotentieel van zijn werk laat Warnecke echter grotendeels onbewogen. Hij zal graag discussiëren over de haalbaarheid van biobrandstoffen, maar zegt dat de onderwerpen hem niet animeren.
Hij opende de nieuwe buis met termieten en goot een kleine stapel op het metalen blok. De volgende dag zou hij naar Europa vliegen om een lezing te geven over zijn termietenwerk aan academici die graag vooroplopen in onderzoek naar de afbraak van cellulose. "Het is leuk om een toegepast aspect te hebben en ik hoop dat het een nuttige bijdrage zal zijn, " zei Warnecke, een beetje moe van alle opwinding. "Maar ik ben allereerst geïnteresseerd in de basiswetenschap, de microbiële diversiteit en de symbiose." Toen pakte hij een andere termiet op en splitste die in twee.
