Investeerders kunnen nog wat leren van bacteriën


Foto: NIAID

Leven is keuzes maken. Er zitten maar 24 uren in een dag en de meeste mensen hebben niet zo veel geld dat ze alles kunnen kopen wat hun hart begeert. Ga ik facebooken of naar de sportschool? Gaan we van het vakantiegeld op vakantie of knappen we er ons huis mee op? Beleggen in aandelen, obligaties of vastgoed?

Het kan vaak niet allemaal tegelijk en het een gaat ten koste van het ander. En dat geldt niet alleen voor mensen. Ook in de natuur worden continu investeringsbeslissingen genomen. Wat levert het meeste nageslacht op? Investeren in veel nakomelingen zonder broedzorg, of juist in een gering aantal met veel ouderlijke zorg? Energie stoppen in het najagen van een prooi of van een partner? Polygaam leven in een rijk voedselgebied of monogaam op een plek met minder voedsel?

Ook bacteriën beschikken net als alle organismen niet over ongelimiteerde energie‑ en grondstoffenbronnen en zijn daarom constant genoodzaakt investeringsbeslissingen te nemen. Dat doen ze heel succesvol aangezien deze eencelligen elke millimeter van de aarde bevolken. Om wat meer inzicht in bacteriële investeringsstrategieën te krijgen koos een onderzoeksgroep Escherichia coli als proefkonijn. Het is een van de meest voorkomende bacteriën in onze dikke darm en een essentieel hulpje bij de vertering van ons voedsel. Daarnaast produceert E. coli vitamine K dat nodig is voor onze bloedstolling.

Eiwit-investeringsstrategie
Daar waar mensen investeren met geld, doen de bacteriën dat in dit geval met eiwitten. Bepaalde eiwitten beschermen tegen stressvolle situaties, zoals een koude of zoute omgeving, zodat de eencelligen kunnen overleven. Maar voor de voortplanting via celdeling zijn ook eiwitten nodig. Overleven gaat dus ten koste van voortplanten en andersom. E. coli moet kiezen in welk type eiwitten ze investeert.

Een onderzoeksgroep ontwikkelde identieke bacteriën, die enkel afwijken in hun eiwit-investeringsstrategie: alleen investeren in voortplanting, alleen in beschermende maatregelen om te overleven of in diverse mengvormen daartussen. De gemanipuleerde eencelligen werden enerzijds blootgesteld aan vier stresssituaties: kou, zuur, zout en peroxide, allemaal potentieel dodelijk. Daarbij werd per investeringsstrategie bekeken hoe veel bacteriën overleefden (‘niet failliet gingen’). Anderzijds werden de eencelligen onderworpen aan verschillende voedselsoorten, zoals glucose en melkzuur, die het voortplantingssucces (‘winst’) beïnvloeden. Daaruit bleek dat bacteriën met een bepaalde investeringsstrategie het in de ene situatie beter deden dan in een andere, hoewel de verschillen, vooral bij de stresssituaties, soms subtiel waren.

Subtiliteiten
Deze resultaten werden gecombineerd in een wiskundig model voor de wisselwerking tussen overleven en voortplanten. Het geeft aan wanneer bacteriën investeren in voortplanting, in beschermende maatregelen of in een bepaalde combinatie daarvan. Met dit model deden de onderzoekers twee voorspellingen. In beide gevallen was glucose de voedselbron, maar was de omgeving zout of zuur. Omdat eerder bleek dat een zoute en zure omgeving slechts subtiel verschillende resultaten gaven, zou men intuïtief verwachten dat de resultaten van deze twee situaties vergelijkbaar zullen zijn. Maar het model voorspelde dat in een zoute omgeving bacteriën die deels investeren in overleven en deels in voortplanten het best floreren, terwijl in een zure omgeving bacteriën die nagenoeg alles investeren in voortplanting domineren. Deze voorspellingen werden experimenteel bevestigd.

De onderzoekers concluderen hieruit dat zeer vergelijkbare investeringsmogelijkheden verschillende investeringsstrategieën kunnen vereisen. Of een strategie succesvol is of niet hangt mede af van subtiele verschillen die vaak niet goed zichtbaar zijn. Het advies van de onderzoeksgroep aan investeerders in de financiële markt is dan ook om dit soort subtiliteiten goed in kaart te brengen. Het onderzoek toont immers aan dat, hoewel paradoxaal, de alternatieve uitkomsten in subtiel verschillende omstandigheden goed voorspelbaar zijn.

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 16 april 2019

Ylva Poelman alias De Bionische Vrouw
Ynnovator www.ynnovator.nl
T: 06 - 22 79 71 84