Okselfris
Chris Calewaert raakte tijdens zijn opleiding tot biotechnologisch ingenieur gefascineerd door okselgeur. Op een morgen werd hij wakker met een zeer onprettige geur, ondanks
dat hij zich de avond ervoor nog goed had gewassen. Andere okselbacteriën hadden de overhand gekregen, mogelijk doordat hij in het bed van iemand anders had geslapen en zo met deze bacteriën in contact was gekomen. Zweetklieren in de oksels scheiden behalve water en zouten ook organische stoffen uit. Deze organische stoffen zijn een voedingsbodem
voor bacteriën. Ondanks dat iedereen dezelfde stoffen uitscheidt bij het zweten, kan de geur van zweet erg verschillen. De geur is afhankelijk van de soorten bacteriën die op je huid vóórkomen. In de levensgemeenschap van bacteriën in de oksel is meestal één geslacht dominant. Vaak is dat Staphylococcus, soms is dat Corynebacterium. Deze laatste produceert
stinkende gassen bij de afbraak van organische stoffen. Ook Chris bleek last te hebben van Corynebacterium. Hij veronderstelde dat als Corynebacterium opeens zijn oksels kan koloniseren, andere bacteriën die géén stinkende stoffen produceren dat ook kunnen doen. Om dit te onderzoeken ontwierp hij een experiment. Chris vroeg proefpersonen zich
enkele dagen niet te wassen, geen deodorant te gebruiken en gedurende die tijd wattenschijfjes onder hun oksels te dragen. Een geurpanel beoordeelde vervolgens de okselgeur bij de
personen zelf (afbeelding 1), en de geur van de wattenschijfjes zonder dat de proefpersonen erbij waren.

Licht toe waarom de geurtest meer valide is als het geurpanel aan de wattenschijfjes ruikt in plaats van aan de oksels zelf.

Okselfris
Chris Calewaert raakte tijdens zijn opleiding tot biotechnologisch ingenieur gefascineerd door okselgeur. Op een morgen werd hij wakker met een zeer onprettige geur, ondanks
dat hij zich de avond ervoor nog goed had gewassen. Andere okselbacteriën hadden de overhand gekregen, mogelijk doordat hij in het bed van iemand anders had geslapen en zo met deze bacteriën in contact was gekomen. Zweetklieren in de oksels scheiden behalve water en zouten ook organische stoffen uit. Deze organische stoffen zijn een voedingsbodem
voor bacteriën. Ondanks dat iedereen dezelfde stoffen uitscheidt bij het zweten, kan de geur van zweet erg verschillen. De geur is afhankelijk van de soorten bacteriën die op je huid vóórkomen. In de levensgemeenschap van bacteriën in de oksel is meestal één geslacht dominant. Vaak is dat Staphylococcus, soms is dat Corynebacterium. Deze laatste produceert
stinkende gassen bij de afbraak van organische stoffen. Ook Chris bleek last te hebben van Corynebacterium. Hij veronderstelde dat als Corynebacterium opeens zijn oksels kan koloniseren, andere bacteriën die géén stinkende stoffen produceren dat ook kunnen doen. Om dit te onderzoeken ontwierp hij een experiment. Chris vroeg proefpersonen zich
enkele dagen niet te wassen, geen deodorant te gebruiken en gedurende die tijd wattenschijfjes onder hun oksels te dragen. Een geurpanel beoordeelde vervolgens de okselgeur bij de
personen zelf (afbeelding 1), en de geur van de wattenschijfjes zonder dat de proefpersonen erbij waren.

Voor het vervolg van zijn onderzoek – het transplanteren van okselbacteriën – selecteerde Chris proefpersonen bij wie Corynebacterium domineerde in de oksel.
Voor elke proefpersoon zocht hij een familielid zonder slechte okselgeur als bacteriedonor. Deze donor mocht een week de oksels niet wassen en moest gedurende deze week wattenschijfjes onder de oksels dragen. Deze wattenschijfjes werden vervolgens een week gedragen door de proefpersoon, om zo te proberen de okselbacteriën te transplanteren.
Om de transplantatie succesvol te laten zijn, werden de oksels van de proefpersonen drie dagen voor de transplantatie behandeld met een antibioticum.
Chris kwam uiteindelijk van zijn stinkende okselgeur af doordat hij een oud T-shirt is gaan dragen dat hij vaak aan had gehad tijdens het klussen. Door deze waarneming kreeg Chris ideeën voor vervolgonderzoek. Waarschijnlijk zaten er nog oude okselbacteriën in het shirt, ondanks dat het vaak gewassen was. Een mogelijke onderzoeksvraag is: Wat is het effect van het gebruik van wasmiddel tijdens het wassen van kleding op het overleven van bacteriën van het geslacht Corynebacterium?

Beschrijf een onderzoeksopzet die past bij deze onderzoeksvraag.
 Noteer welke meting daarbij moet worden uitgevoerd.

Planten ‘horen’ bijen vliegen

Onderzoekers hebben ontdekt dat planten kunnen reageren op het geluid van passerende bestuivers. De onderzoekers lieten teunisbloemen (afbeelding 1) het geluid van een vliegende honingbij ‘horen’. De bloemen bleken in reactie daarop veel zoetere nectar te gaan produceren. Volgens de onderzoekers functioneren de bloemen van de plant als gehoororgaan. afbeelding 1

De onderzoekers schreven het volgende in hun publicatie:

(1p) In welke regel begint de beschrijving van het werkplan dat de onderzoekers gevolgd hebben?

Planten ‘horen’ bijen vliegen

Onderzoekers hebben ontdekt dat planten kunnen reageren op het geluid van passerende bestuivers. De onderzoekers lieten teunisbloemen (afbeelding 1) het geluid van een vliegende honingbij ‘horen’. De bloemen bleken in reactie daarop veel zoetere nectar te gaan produceren. Volgens de onderzoekers functioneren de bloemen van de plant als gehoororgaan. afbeelding 1

De onderzoekers schreven het volgende in hun publicatie:

(1p) In welke regel begint de zin die de hypothese van de onderzoekers bevat?

Zoenen voor de wetenschap

Zoenen is heerlijk als je verliefd bent. Maar als je er goed over nadenkt, heeft het ook iets onsmakelijks: je wisselt tijdens het zoenen speeksel, etensresten, virussen en bacteriën uit. Microbioloog Remco Kort deed er onderzoek naar. In en op ons lichaam leven veel micro-organismen: bacteriën, gisten en andere eencelligen. Samen vormen ze ons microbioom. Remco Kort onderzocht bij verliefde stelletjes de overeenkomst in samenstelling van het speekselmicrobioom voor en na een tongzoen, en het aantal bacteriën dat bij een tongzoen wordt overgedragen. Hij nam bij de geliefden wat speeksel af op verschillende tijdstippen en onderzocht de monsters. Zowel voor als na een tongzoen van tien seconden bleek een stelletje een meer overeenkomstig speekselmicrobioom te hebben dan een willekeurig tweetal. De overeenkomst vóór de tongzoen kan veroorzaakt zijn door zoengedrag in de periode voorafgaand aan het onderzoek, maar er zijn ook andere verklaringen mogelijk, zoals het gebruik van dezelfde soort tandpasta.

In een vervolgonderzoek met drie stelletjes wilde Kort te weten komen hoeveel bacteriën overgedragen worden bij een tongzoen. Hij gebruikte een yoghurtdrankje met bepaalde melkzuurbacteriën die nauwelijks in de mond voorkomen. Het onderzoek verliep zoals weergegeven in afbeelding 2.

 Het percentage melkzuurbacteriën in het speekselmicrobioom van de ontvanger wordt bepaald (meting 1).

 Eén persoon (de donor) van het stelletje drinkt het yoghurtdrankje.

 Hierna wordt het percentage melkzuurbacteriën in het speekselmicrobioom van de donor bepaald (meting 2).

 Er volgt een tongzoen van tien seconden.

 Direct daarna wordt nogmaals het percentage melkzuurbacteriën in het speekselmicrobioom van de ontvanger bepaald (meting 3).

De resultaten staan in afbeelding 3.

(1p)Licht toe waarom meting 1 nodig is om conclusies te kunnen trekken uit dit experiment.

Zoenen voor de wetenschap

Zoenen is heerlijk als je verliefd bent. Maar als je er goed over nadenkt, heeft het ook iets onsmakelijks: je wisselt tijdens het zoenen speeksel, etensresten, virussen en bacteriën uit. Microbioloog Remco Kort deed er onderzoek naar. In en op ons lichaam leven veel micro-organismen: bacteriën, gisten en andere eencelligen. Samen vormen ze ons microbioom. Remco Kort onderzocht bij verliefde stelletjes de overeenkomst in samenstelling van het speekselmicrobioom voor en na een tongzoen, en het aantal bacteriën dat bij een tongzoen wordt overgedragen. Hij nam bij de geliefden wat speeksel af op verschillende tijdstippen en onderzocht de monsters. Zowel voor als na een tongzoen van tien seconden bleek een stelletje een meer overeenkomstig speekselmicrobioom te hebben dan een willekeurig tweetal. De overeenkomst vóór de tongzoen kan veroorzaakt zijn door zoengedrag in de periode voorafgaand aan het onderzoek, maar er zijn ook andere verklaringen mogelijk, zoals het gebruik van dezelfde soort tandpasta.

In een vervolgonderzoek met drie stelletjes wilde Kort te weten komen hoeveel bacteriën overgedragen worden bij een tongzoen. Hij gebruikte een yoghurtdrankje met bepaalde melkzuurbacteriën die nauwelijks in de mond voorkomen. Het onderzoek verliep zoals weergegeven in afbeelding 2.

 Het percentage melkzuurbacteriën in het speekselmicrobioom van de ontvanger wordt bepaald (meting 1).

 Eén persoon (de donor) van het stelletje drinkt het yoghurtdrankje.

 Hierna wordt het percentage melkzuurbacteriën in het speekselmicrobioom van de donor bepaald (meting 2).

 Er volgt een tongzoen van tien seconden.

 Direct daarna wordt nogmaals het percentage melkzuurbacteriën in het speekselmicrobioom van de ontvanger bepaald (meting 3).

De resultaten staan in afbeelding 3.

Over het onderzoek worden twee uitspraken gedaan. In elke uitspraak is een woord weggelaten.

Doordat gebruik werd gemaakt van melkzuurbacteriën die nauwelijks in de mond voorkomen werd de …(1)… van dit onderzoek beïnvloed.

Doordat meerdere stelletjes werden onderzocht, werd de …(2)… van dit onderzoek beïnvloed.

(2p) Wat moet ingevuld worden bij 1 en bij 2 zodat er twee juiste uitspraken staan?

Bloedzuigers

Bloedzuigers zoeken met blote benen is niet moeilijk: je loopt een vennetje in en als ze aanwezig zijn, zitten ze binnen een paar minuten op je benen (afbeelding 3).

Een nadeel van deze manier van inventariseren is dat je er een verdoofd gevoel in je been van krijgt en de wondjes langdurig blijven bloeden. Felix en Koese voeren daarom een vergelijkend onderzoek uit. De onderzoeksvraag is: trekken benen in lieslaarzen ook bloedzuigers
aan? In afbeelding 4 zie je de twee ecologen rondlopen in een vennetje.

Alle aangetrokken bloedzuigers worden gevangen en tijdelijk in een emmertje bewaard. De bloedzuigers blijken zowel op blote benen als op benen in lieslaarzen af te komen.

(2p)Wat is in het onderzoek van Felix en Koese de onafhankelijke variabele?
En wat is de afhankelijke variabele?
Noteer je antwoord zo:
onafhankelijke variabele: …
afhankelijke variabele: …

Op jacht met SnailSnap
Met de app SnailSnap op hun telefoon maken Dylan en Senna foto’s van slakken rond hun huis. Zo doen ze mee aan een onderzoek naar de verspreiding en evolutie van kleurvormen van de gewone tuinslak. De kleur van het huisje van de tuinslak (Cepaea nemoralis) kan geel, bruin of roze zijn. Het huisje kan gestreept of niet gestreept zijn (afbeelding 1).

De kleur en streping van het slakkenhuis zijn erfelijk bepaald. SnailSnap stuurt de foto samen met de gps-coördinaten naar waarneming.nl (afbeelding 2). Vervolgens wordt de foto
beoordeeld door een deskundige. Als het inderdaad een foto van een tuinslak is, noteert de deskundige de kleur en de streping van het huisje. Deze gegevens worden samen met de gps-coördinaten opgestuurd naar Naturalis Biodiversity Center in Leiden. Onderzoekers van Naturalis willen de hypothese toetsen dat slakken met een geel huisje (gele slakken) vaker vóórkomen in een stedelijke omgeving dan in een landelijke omgeving.Zoals Kerstes verwachtte, worden in een stedelijke omgeving relatief meer gele slakken waargenomen dan in een landelijke omgeving. Het temperatuurverschil tussen een stedelijke en een landelijke omgeving kan oplopen tot 7 °C. De gele huisjes hebben de lichtste kleur en zullen
daardoor meer licht weerkaatsen, en dus minder opwarmen. Kerstes verwacht dat door de temperatuurstijging als gevolg van klimaatverandering het aandeel gele slakken in de populatie zal toenemen.

Dylan en Senna vragen zich af of er nog andere verschillen zijn tussen tuinslakken in een stedelijke en in een landelijke omgeving. Ze lezen over een methode waarmee je de ‘persoonlijkheid’ van de slakken kan onderzoeken: Als je een slak oppakt, trekt hij zich terug in zijn huisje. Leg je de slak vervolgens rustig neer, dan zal hij na enige tijd weer uit zijn
huisje kruipen. De tijd tussen terugtrekken en uitkruipen is een maat voor de persoonlijkheid van de slak. Dylan en Senna denken dat tuinslakken uit een stedelijke omgeving sneller weer uit hun huisje zullen kruipen dan die uit een landelijke omgeving.
(3p)Beschrijf een werkplan voor het experiment waarmee ze hun hypothese kunnen toetsen. Noteer het resultaat waarmee hun hypothese ondersteund wordt.

Groenten telen op Mars
Wouter onderzoekt voor zijn profielwerkstuk de mogelijkheid om voedselgewassen te verbouwen op Mars. Hij raakte geïnteresseerd nadat hij een nieuws-item zag waarin ecoloog Wieger Wamelink van Wageningen Universiteit vertelt met succes tomaten, bonen, worteltjes en aardappelen te hebben gekweekt op ‘marszand’. Nadat Wouter contact opnam met de onderzoeker, kreeg hij marszand om zelf enkele experimenten mee uit te voeren. Het marszand dat Wouter gebruikt, komt niet echt van Mars, maar is zand van vulkanische bodems op Hawaii. Dit zand vertoont grote gelijkenis met de bodem van Mars die de Marsrover Curiosity (afbeelding 1) analyseerde.

Zand op Mars blijkt vooral fosfor, ijzeroxiden en stikstof te bevatten, maar ook enkele zware metalen. Met een experiment wil Wouter onderzoeken of bonenplanten geteeld op marszand evenveel biomassa produceren als  bonenplanten geteeld op potgrond.
Bij dit experiment heeft hij de beschikking over de volgende materialen:
 bonen (zaden)
 droogoven
 kweekbakken
 marszand
 potgrond
 water
 weegschaal
(4p)Beschrijf
de opzet van het experiment.
hoe de biomassa van de planten wordt bepaald.

Zombieplanten

‘Plants versus zombies’ is een videospelletje waarin planten vechten tegen zombies. In werkelijkheid zijn sommige planten zelf zombies. Wetenschappers hebben ontdekt hoe bepaalde bacteriën sommige planten tot levende doden transformeren. Deze bacteriën, fytoplasma’s genaamd,  kunnen een verscheidenheid aan gewassen besmetten, zoals tomatenplanten en appelbomen. Fytoplasma’s leven en vermenigvuldigen zich in transportweefsel van deze planten. De bacteriën verhinderen de ontwikkeling van bloemen en stimuleren de vorming van extra bladeren. De geïnfecteerde plant kan zich hierdoor niet meer voortplanten en dient als groeiende voedselbron voor de bacteriën, vandaar de term zombieplanten. Fytoplasma’s zijn voor hun verspreiding afhankelijk van bepaalde insecten zoals dwergcicaden. Dwergcicaden voeden zich met plantensap. Met hun zuigsnuit prikken ze in een blad waarna ze, minutenlang, energierijk plantensap opzuigen. Wanneer ze een met fytoplasma geïnfecteerde plant aanprikken, zuigen ze ook de bacterie op. Als de dwergcicade hierna een andere plant bezoekt, kan de bacterie via het speeksel van de dwergcicade deze plant ook besmetten. In afbeelding 1 is een schematische doorsnede van een met fytoplasma’s besmet blad weergegeven.

Doordat slechts een klein deel van de planten van een soort geïnfecteerd is, zou het gunstig zijn voor de verspreiding van fytoplasma’s als dwergcicaden een voorkeur hebben voor geïnfecteerde planten. In een experiment wordt uitgezocht of de dwergcicaden inderdaad een voorkeur hebben voor geïnfecteerde planten. De onderzoekers richten een kas in met geïnfecteerde en niet-geïnfecteerde tomatenplanten en laten hierin dwergcicaden los.

(1p)Noteer met welk resultaat de hypothese van de onderzoekers wordt bevestigd

Vleermuizen bedreigd!
In Noord-Amerika werden in 2006 opeens veel dode vleermuizen gevonden. Ze bleken besmet met een schimmel. Onderzoekers doen onderzoek om het uitsterven van vleermuissoorten te voorkomen. De schimmel Pseudogymnoascus destructans tast het huidweefsel van de snuit, oren en vleugels van vleermuizen aan. Doordat de neus
wit kleurt (afbeelding 1) wordt de ziekte witteneuzensyndroom (WNS) genoemd.

Als de vleermuizen vaak ontwaken tijdens hun winterslaap, raakt hun vetreserve eerder op. Dit zou de waargenomen sterfte kunnen verklaren. Canadese onderzoekers vermoedden dat vleermuizen vaker ontwaken als gevolg van een infectie met P. destructans. Hiermee zou deze schimmel ook verantwoordelijk zijn voor de massale sterfte. In Europa komt ook een variant van deze schimmel voor: EUPd. Massale sterfte van Europese vleermuizen blijft echter uit (tabel 1).

Uit veldwaarnemingen blijkt dat EUPd niet voorkomt in Noord-Amerika. Om te onderzoeken waardoor Noord-Amerikaanse vleermuizen massaal sterven, vingen de onderzoekers niet-geïnfecteerde Noord-Amerikaanse vleermuizen uit een grot in Canada en verdeelden ze in drie groepen van elk 18 vleermuizen.

 Groep 1 werd geïnjecteerd met NAPd in fysiologische zoutoplossing.
 Groep 2 werd geïnjecteerd met EUPd in fysiologische zoutoplossing.
 Groep 3 was de controlegroep.
Om te dienen als controlegroep werd ook groep 3 geïnjecteerd.
(1p)Noteer wat de inhoud van de injectievloeistof was bij groep 3.

Darmbacteriën
In het verteringskanaal leven nuttige bacteriën en schadelijke bacteriën. Nuttige bacteriën bevorderen een goede werking van de darmen. Schadelijke bacteriën kunnen ontstekingen veroorzaken, waardoor verschillende ziekten kunnen ontstaan.

Om schadelijke bacteriën in de darmen te bestrijden, kunnen antibiotica gebruikt worden. In voedingsmiddelen met veel vezels komen bepaalde koolhydraten voor
die samen als FOS aangeduid worden. Biologen vermoeden dat door FOS het aantal nuttige bacteriën in de darmen van muizen toeneemt. Ze doen een onderzoek om dit aan te tonen.
(3p)Schrijf een werkplan op voor dit onderzoek.

Op jacht met SnailSnap
Met de app SnailSnap op hun telefoon maken Dylan en Senna foto’s van slakken rond hun huis. Zo doen ze mee aan een onderzoek naar de
verspreiding en evolutie van kleurvormen van de gewone tuinslak. De kleur van het huisje van de tuinslak (Cepaea nemoralis) kan geel,
bruin of roze zijn. Het huisje kan gestreept of niet gestreept zijn (afbeelding 1).

De kleur en streping van het slakkenhuis zijn erfelijk bepaald. afbeelding 2 SnailSnap stuurt de foto samen met de gps-coördinaten naar waarneming.nl. Vervolgens wordt de foto beoordeeld door een deskundige. Als het inderdaad een foto van een tuinslak is,
noteert de deskundige de kleur en de streping van het huisje. Deze gegevens worden samen met de gps-coördinaten opgestuurd naar Naturalis Biodiversity Center in Leiden. Onderzoekers van Naturalis willen de hypothese toetsen dat slakken met een geel huisje (gele slakken) vaker vóórkomen in een stedelijke omgeving dan in een landelijke omgeving. Zoals Kerstes verwachtte, worden in een stedelijke omgeving relatief
meer gele slakken waargenomen dan in een landelijke omgeving. Dylan en Senna vragen zich af of er nog andere verschillen zijn tussen
tuinslakken in een stedelijke en in een landelijke omgeving. Ze lezen over een methode waarmee je de ‘persoonlijkheid’ van de slakken kan
onderzoeken: Als je een slak oppakt, trekt hij zich terug in zijn huisje. Leg je de slak vervolgens rustig neer, dan zal hij na enige tijd weer uit zijn
huisje kruipen. De tijd tussen terugtrekken en uitkruipen is een maat voor de persoonlijkheid van de slak. Dylan en Senna denken dat tuinslakken
uit een stedelijke omgeving sneller weer uit hun huisje zullen kruipen dan die uit een landelijke omgeving.

(3p)Beschrijf een werkplan voor het experiment waarmee ze hun hypothese kunnen toetsen. Noteer het resultaat waarmee hun hypothese ondersteund wordt.

Poep moet leven
Jeroen Helmer (projectmedewerker van ARK Rewilding) en Jelmer Buijs (landbouwkundige) onderzochten de poep van paarden en koeien in natuurgebieden. Soms bevat de poep van deze grote grazers resten van de ontwormingsmiddelen die ze als medicijn toegediend kregen. Dit heeft nadelige gevolgen voor de biodiversiteit in het natuurgebied.
In de poep (afbeelding 1) leven behalve bacteriën na een tijdje ook veel larven van mestkevers en strontvliegen. Die eten halfverteerde organische resten die nog in de poep zitten. Deze insecten trekken andere organismen aan, zoals slakken en padden, die weer een prooi vormen voor egels, vogels en dassen.

Paarden en runderen die buiten lopen, krijgen vaak ontwormingsmiddelen toegediend omdat ze gemakkelijk geïnfecteerd raken met nematoden. Deze kleine wormpjes leven in hun darmkanaal en tasten de darmwand aan door darmvlokken kapot te maken. Geïnfecteerde veulens en kalveren kunnen daardoor een groeiachterstand oplopen.Een infectie met nematoden is aan te tonen met mestonderzoek waarbij het aantal nematode-eitjes per gram mest wordt bepaald. Om de nematoden te bestrijden, geven veehouders  ontwormingsmiddelen zoals ivermectine aan hun paarden en runderen. Ivermectine doodt echter niet alleen nematoden, maar ook insecten. Voor gewervelde dieren is het
middel ongevaarlijk. Helmer en Buijs toonden aan dat in een aantal natuurgebieden ivermectine in de mest van paarden en runderen aanwezig is.

Helmer gaat in gesprek met veehouders die runderen en paarden laten grazen in natuurgebieden. Hij wijst erop dat in veel natuurgebieden ook boerenwormkruid groeit, een plant die de gifstof thujon bevat. Thujon zou helpen om nematoden in de darmen te bestrijden. Runderen en paarden eten vaak boerenwormkruid als ze last hebben van nematoden. In
tegenstelling tot ivermectine is thujon biologisch snel afbreekbaar, en dus beter voor het behoud van de biodiversiteit in natuurgebieden. Met een experiment kan onderzocht worden of grazen in een gebied met boerenwormkruid werkt tegen nematoden bij runderen. Voor dit experiment is het volgende beschikbaar:
 20 runderen, geïnfecteerd met nematoden
 een natuurgebied waarin veel boerenwormkruid aanwezig is
 hekken en afzetdraad
(3p)Beschrijf …
 de opzet van het experiment.
 welke metingen worden gedaan.

Smeerwortel
Als Adella zich in haar vinger snijdt bij het schillen van een appel, legt haar oma er een paar gekneusde bladeren van de smeerwortel op. Volgens oma helpt dit om de wond sneller te laten genezen. Adella wil weten of dit echt zo is. Adella leest dat smeerwortel (Symphytum officinale, afbeelding 1) allantoïne bevat, een stof die de celdeling stimuleert.

Ook bevat smeerwortel choline, dat nodig is voor de synthese van bepaalde neurotransmitters. De plant produceert daarnaast pyrrolizidine alkaloïden (PA’s). Deze giftige stoffen worden in verband gebracht met leveraandoeningen bij de mens. Enkele onderzoeken geven aan dat het gebruik van smeerwortel genezing van wondjes kan stimuleren.

Er blijken verschillende variëteiten (chromosoomtypen) van de smeerwortel te zijn, elk met een verschillend chromosoomaantal. Zo zijn er smeerwortels met 24, 40 of 48 chromosomen per cel. Bij een onderzoek zijn grote aantallen smeerwortels van verschillende variëteiten met elkaar gekruist. De onderzoekers hoopten hiermee een antwoord te kunnen geven op de vraag of de smeerwortelvariëteiten in Nederland tot één soort behoren. De onderzoekers bestoven de bloemen handmatig door met een kwastje stuifmeel over te brengen van de ene naar de andere bloem. Zo werden bijvoorbeeld bloemen van planten met chromosoomtype 24 bestoven met stuifmeel van planten met chromosoomtype 40.
Voor het handmatig bestuiven zijn in een vroegtijdig stadium de bloemen van de moederplant gecastreerd door de meeldraden te verwijderen. Hierdoor wordt voorkomen dat zelfbestuiving plaatsvindt.

(1p)Waarom is het voor dit onderzoek belangrijk dat zelfbestuiving wordt voorkomen?

In de zomermaanden spoelen relatief veel dode bruinvissen aan (afbeelding 1). De aangespoelde dieren blijken uitgehongerd, terwijl er meer dan voldoende voedsel te vinden is. Marien bioloog Mardik Leopold
onderzoekt wat de oorzaak is van het verhongeren van de aangespoelde dieren. Hiervoor analyseert hij de maaginhoud (afbeelding 2) van een aangespoelde bruinvis.

In de maag worden vooral skeletdelen van kreeftachtigen, inktvissen, zeeslakken en vissen aangetroffen. Aan de hand van deze delen kunnen de prooidieren worden gedetermineerd. In het onderzoek naar de oorzaak van het verhongeren van aangespoelde bruinvissen, onderzocht Leopold ook de maaginhoud van bruinvissen die overleden nadat ze in netten van vissers terecht waren gekomen.

(2p)Wat is de reden om ook deze dieren te onderzoeken? Deze dieren werden onderzocht …

In de zomermaanden spoelen relatief veel dode bruinvissen aan (afbeelding 1). De aangespoelde dieren blijken uitgehongerd, terwijl er meer dan voldoende voedsel te vinden is. Marien bioloog Mardik Leopold
onderzoekt wat de oorzaak is van het verhongeren van de aangespoelde dieren. Hiervoor analyseert hij de maaginhoud (afbeelding 2) van een aangespoelde bruinvis.

In de maag worden vooral skeletdelen van kreeftachtigen, inktvissen, zeeslakken en vissen aangetroffen. Aan de hand van deze delen kunnen de prooidieren worden gedetermineerd. In het onderzoek naar de oorzaak van het verhongeren van aangespoelde bruinvissen, onderzocht Leopold ook de maaginhoud van bruinvissen die overleden nadat ze in netten van vissers terecht waren gekomen. Uit het onderzoek bleek dat bruinvissen veel haring, sprot en zandspiering eten: vette, energierijke vissen. Maar ook magere vissoorten als wijting en grondel staan op het menu. Sommige aangespoelde bruinvissen hadden ernstige verwondingen. In eerste instantie werden deze verwondingen toegeschreven aan visnetten of scheepsschroeven. Na vergelijking van deze wonden met het gebit van verschillende zeeroofdieren, leek de grijze zeehond de oorzaak. Om dit te bevestigen, werd bij een aantal verwonde bruinvissen DNA-onderzoek gedaan. Voor dit onderzoek werden met wattenstaafjes monsters verzameld van de volgende delen:
1 gesloten bijtwonden (wonden waar een tand de huid is binnengedrongen waarna de huid zich weer heeft gesloten direct na het terugtrekken)
2 open bijtwonden
3 bruinvishuid
In deze monsters werd in het laboratorium gezocht naar een stukje DNA dat specifiek is voor de grijze zeehond.
Enkele schone wattenstaafjes werden op dezelfde manier getest (monster 4).
(1p)Noteer wat de onderzoekers willen controleren met de analyse van monster 4.

fMRI-onderzoek is niet altijd te reproduceren
Vanaf halverwege de vorige eeuw kunnen kleine hersengebieden onderzocht worden door middel van röntgenonderzoek. Sinds 1990 kan met ‘functional Magnetic Resonance Imaging’ (fMRI) vrij precies de
hersenactiviteit worden gemeten (afbeelding 1). De conclusies van sommige fMRI-studies staan echter ter discussie.

Bij het onderzoek naar welke gebieden in onze hersenen betrokken zijn  bij het uitvoeren van bepaalde functies waren wetenschappers tot 1960 afhankelijk van patiënten die door een ongeluk een beschadiging in hun hersenen hadden opgelopen. Door gedragsobservaties bij deze patiënten konden de hersencentra voor geheugen, herkenning van personen en sociale aanpassing worden gelokaliseerd.
Met fMRI wordt de doorbloeding van bepaalde hersengebieden bekeken (afbeelding 2), waarbij een resolutie van 2 millimeter kan worden bereikt. Dit betekent dat van een gebiedje van 2 bij 2 millimeter de verandering in hersendoorbloeding kan worden waargenomen. Met fMRI is het herkennen van klanken en het herkennen van degene die tot je spreekt, onderzocht. Proefpersonen kregen bij dat onderzoek
verschillende klinkers (a, i of o) te horen van verschillende sprekers. De hersengebieden die actief zijn onafhankelijk van welke klinker uitgesproken wordt lijken betrokken bij het identificeren van de spreker.
Bij sommige fMRI-studies is de beschrijving van de gebruikte methode niet volledig, waardoor andere onderzoekers de getrokken conclusies niet kunnen controleren. Dit was bij het beschreven gehoor-/herkenningsonderzoek overigens wel mogelijk. Een voorbeeld van een slecht te controleren onderzoek is hieronder beschreven. De paragraaf Materiaal en methode bevat naast gedetailleerde technische methodieken de beschrijving in afbeelding 3.

In de resultaten werd vermeld dat bij 75% van de proefpersonen een verhoogde activiteit werd gemeten in een bepaald hersengebied, waaruit de conclusie werd getrokken dat dit hersengebied een rol speelde bij de onderzochte bezigheid. De kwaliteit van dit onderzoek is niet vast te stellen, omdat de gegevens voor het bepalen van de betrouwbaarheid en de validiteit onvolledig zijn. Met een hoge betrouwbaarheid wordt bedoeld dat de invloed van toeval op de uitkomst beperkt is. Een onderzoek is valide wanneer geen systematische fouten worden gemaakt; dat wil dus zeggen dat gemeten wordt wat men wil weten.
Twee tekortkomingen in de beschrijving van het onderzoek zijn:
1 Het aantal proefpersonen is niet vermeld.
2 De controleproef is niet beschreven.
(2p)Heeft tekortkoming 1 te maken met het bepalen van de betrouwbaarheid of van de validiteit van het onderzoek? En tekortkoming 2?

Poeptransplantatie
De oma van Marah is met een ontsteking aan haar been in het ziekenhuis opgenomen. De ontsteking is daar behandeld met een antibioticum. Toen haar been begon te genezen kreeg oma last van diarree. Na enige tijd werd de diagnose gesteld: een darminfectie met Clostridium difficile. Het toxine dat Clostridium difficile afgeeft, tast het epitheel (dekweefsel) van de dikke darm aan. De oma van Marah krijgt als behandeling opnieuw een antibioticumkuur voorgeschreven. Tijdens de biologieles (op Biologielessen.nl van Börger) heeft Marah gehoord dat antibioticagebruik ook nadelige kanten heeft. Ze zoekt op Wikipedia wat voor infectie haar oma eigenlijk heeft en leest het volgende:

Clostridium difficile is een grampositieve, anaerobe, sporevormende staafbacterie die veel voorkomt in de darmen maar daar doorgaans geen problemen veroorzaakt. Bij 80% van de pasgeborenen en bij 9% van de volwassenen is deze bacterie aantoonbaar in de ontlasting (dus ook in hun darmstelsel). Overmatige groei van Clostridium difficile (clostridiumziekte) bij volwassenen kan ontstaan door het gebruik van antibiotica.

De behandeling van clostridiumziekte met antibiotica duurt lang en vaak komen de klachten weer terug. Daarom werd in het AMC in Amsterdam een onderzoek gedaan naar het toepassen van fecale bacterietherapie, ofwel poeptransplantatie, als alternatief voor de antibioticumbehandeling. Internist Max Nieuwdorp legt uit hoe dit in zijn werk gaat: “Gezonde donoren leveren hun ontlasting in. Na menging met een vloeistof en filteren door een zeefje ontstaat een vloeistof die aan patiënten met een Clostridium-infectie kan worden toegediend. Op deze manier wordt de darm voorzien van een gezond bacteriebehang.” De vloeistof wordt toegediend via een slangetje door de neus naar het spijsverteringskanaal.

Om de effectiviteit van fecale bacterietherapie te testen is uitgebreid klinisch onderzoek gedaan. Twee groepen patiënten met clostridiumziekte werden behandeld.

Groep 1 kreeg een standaardbehandeling met antibiotica.

Groep 2 kreeg fecale bacterietherapie.

De poeptransplantatie bleek zo succesvol dat het experiment vroegtijdig werd gestopt om ook de patiënten van groep 1 daarmee te behandelen.
(1p)Beschrijf een mogelijk resultaat waaruit duidelijk werd dat de poeptransplantatie beter werkte dan de standaardbehandeling met antibiotica