In mensenlichamen werken zo’n 50.000.000.000.000 afzonderlijke cellen samen om te kunnen ademen, denken en poolstokspringen. Amoeben rooien het meestal liever in hun eentje. Heel soms flirten ze met het idee van coöperatie, en geven daarmee een unieke inkijk op de evolutie van het eencellig bestaan tot meercelligheid.

Sociale amoeben zijn eigenlijk een stelletje aso’s. Ze danken hun naam aan hun neiging om in barre tijden samen te klitten, een slakje te vormen en door die samenwerking hun toekomst veilig te stellen, maar als het niet hoeft is het ook voor Dictyostelium discoideum ieder voor zich.

De levenscyclus van sociale amoeben (ook wel bekend onder hun koosnaampje Dicty) is een bizarre hybride van eencelligheid en multicellulariteit. Onder normale omstandigheden gedragen de amoeben zich als ieder andere eencellige: ze vreten zoveel ze kunnen, en delen zich zo vaak mogelijk.

Als het voedsel opraakt en de omstandigheden hun microscopische hachjes dreigen te verpletteren komen in de amoeben echter de diepste solidariteitsgevoelens los. Ze kruipen feilloos richting de hoogste concentratie van signaalmoleculen die de vastende amoeben uitscheiden, waarbij een concentratieverschil van twee procent tussen de ene en de andere kant van de amoebe voldoende is om in dit proces van chemotaxis de juiste koers te bepalen.

Samen sterk
Eenmaal samengeklonterd vormen de amoeben een slakje van een paar honderd cellen, en zetten in die vorm op stimuli als licht en warmte koers in de richting van een betere toekomst. Tijdens de tocht ontstaan er tussen de eerder identieke cellen van de slak vormen van specialisatie: sommige Dicty ontwikkelen zich bijvoorbeeld tot een soort primitieve immuuncellen, die eventuele gevaarlijke bacteriën identificeren, opnemen en onschadelijk maken.

De climax van deze microscopische samenwerking is de vorming van een soort antenne die bovenuit de slak steekt. Bovenop de antenne veranderen amoeben zich in speciale amoebe-sporen, die door een goede inkapseling beter tegen droogte en andere ongunstige omstandigheden bestand zijn. Zo’n twintig procent van de amoeben sterft als overtolligig antennemateriaal af, terwijl de sporen uitwaaieren naar nieuwe locaties, waar ze als eencelligen opnieuw kunnen beginnen.

De opportunistische afwisseling tussen soleren en coöperatie maakt Dicty tot een geliefd onderzoeksobject: de amoeben geven aanleiding tot nieuwe theorieën over het ontstaan van gespecialiseerde cellen zoals de eerder genoemde afweerspecialisten en over de evolutionaire waarborgen om te voorkomen dat mutaties die evolutionaire zwartrijders bevoordelen de overhand krijgen.

Microscopische profiteurs
Omdat niet alle amoeben uiteindelijk aan de sporen bijdragen staat er namelijk een hoge bonus op genetische innovaties die een amoebe preferent in juist dat compartiment terecht laten komen. Biologen hebben die mutaties inderdaad kunnen opsporen, en ontdekten meteen dat de rest van de amoeben binnen vier generaties een manier ontwikkelen om deze free riders te dwarsbomen, geheel in lijn met de theorie dat de evolutie het speltheoretisch voordeel van de boel vernachelen snel moet kunnen wegnemen om sociaal gedrag duurzaam te behouden.

Het meest fascinerend blijven misschien wel de vragen over de evolutie van meercelligheid die Dicty ons stelt. In normale meercelligen ‘leren’ nieuwe cellen wat ze moeten doen op basis van informatie die de omliggende cellen hen geven in de vorm van signaalstoffen, cel-cel contact of bijvoorbeeld de concentratieverschillen van zuurstof of glucose.

Amoeben vormen hun slakkenlichaam niet door celdeling maar door het samenklonteren van een coalition of the willing: hoe weten de leden van zo’n gelegenheidsensemble welke rol ze moeten spelen?

De amoeben kiezen eerst hun lot, en zoeken daarna de plek die daarbij past: in een schijnbaar random proces specialiseren ze zich eerst tot de cellen die in de antenne of juist in de sporen terecht moeten komen, en gaan daarna op weg naar hun einddoel.

Amoeben pesten
Dit ‘eerst differentiëren, dan sorteren’ leek uniek voor Dictyostelium, maar blijkt nu ook in sommige fasen van de embryonale ontwikkeling van muizen en kippen een rol te spelen. Bovendien blijkt het systeem veel flexibeler dan gedacht: wanneer het slakje door een ongelukkige gebeurtenis (vaak in de vorm van een onderzoeker met een scalpel) nog voor het vormen van de antenne de kant kwijtraakt waarin alle antenne-Dicty zich verzameld hebben herorganiseren de amoeben zich, en kiest een deel van de spore-amoeben alsnog voor een lot als antennemateriaal.

Dictyostelium gaat ons in het laboratorium nog heel veel leren, maar of we ook hun sociale gedrag moeten imiteren is de vraag. Hun solidariteit lijkt vooral gebaseerd op evolutionaire Realpolitik: pragmatische amoeben zou misschien een betere naam zijn.