Plakken aan gletsjersediment kan een heel ecosysteem veranderen
Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED), NIOZ Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee
Komende vrijdag komen de 50 wetenschappers van de Scientific Expedition Edgeøa Spitsbergen (SEES) terug met hun verzamelde gegevens, observaties en ervaringen over de veranderingen in een gebied dat sneller opwarmt dan de rest van de wereld.
Zeven jaar geleden ging prof. Corina Brussaard mee met de eerste SEES. In de Noordelijke IJszee verzamelde ze in 2015 een schat aan informatie over de invloed van smeltende gletsjers op de virussen, bacteriën en algen in het nabije zeewater. Brussaard onderzoekt virussen in zeeën en oceanen aan het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) en is bijzonder hoogleraar Virale Ecologie bij het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de Universiteit van Amsterdam.
Invloed van sediment op zee-ecosysteem
Vanuit de lucht zie je voor de kust van smeltende gletsjers heel duidelijk twee totaal verschillende waterstromen langs elkaar gaan. Brussaard: “De waterstroom die afkomstig is van de gletsjer, is een beetje bruin gekleurd. Dat is sediment van de smeltende gletsjer dat in zee komt. De fijne sedimentdeeltjes, zoals klei en silt, zinken niet langzaam en kun je nog ver in de kustwateren terugvinden. Wij wilden weten hoe dat sediment het microscopische leven in de zee beïnvloedt, en via hun primaire processen de rest van het ecosysteem. Want ook vissen, zeehonden en ijsberen zijn daar uiteindelijk van afhankelijk.”
In zee slim om klein te zijn
Dat er invloed is, had Brussaard wel verwacht. “Ruim 70 procent van alle levende biomassa in zee bestaat uit eencelligen. In zee is het heel slim om klein te zijn. Als algencel moet je immers blijven drijven. Bovendien is bij een klein volume je oppervlakte naar verhouding extra groot en dat is in zo’n ‘arm’ milieu als zeewater een voordeel wanneer je je voedsel via je oppervlakte binnenkrijgt.” Maar wanneer de balans in het ecosysteem dan verstoord raakt door zoiets als sediment, dan heeft dat direct ook verstrekkende gevolgen op diverse levende organismen. “Wij mensen hoesten de cellen die dood zijn gegaan door een virusinfectie vaak weer uit, maar als ik een eencellige ben, dan ben ik plat gezegd gewoon de pineut en sterf ik vroeg of laat, waarbij de nieuw gevormde virussen vrij komen.”
Tachtig procent van de virusdeeltjes binnen vijftien minuten uit het water
Het gletsjerwater bleek veel minder vrije virussen te bevatten dan Brussaard meestal in zeewater vindt. “Dat komt doordat virusdeeltjes de neiging hebben om aan sedimentdeeltjes te blijven plakken. Daardoor zijn ze niet beschikbaar om een gastheercel te infecteren.” Ter plekke heeft de zeemicrobioloog experimenten uitgevoerd om te kijken hoe snel en hoeveel virussen aan de kleinere sedimentdeeltjes uit het smeltende gletsjerwater blijven plakken.
Daar kwamen zeer interessante resultaten uit. Brussaard: “Dichtbij de gletsjer was de afname van virusdeeltjes verreweg het grootst door het daar aanwezige sediment. Tot ruim 80 procent van de virusdeeltjes was uit het water weg. En dat ging heel snel: binnen 15 minuten. Maar daardoor konden de virussen wel minder goed hun gastheren infecteren, de bacteriën en algen. Ondanks de vertroebelende werking van sediment was er voor de drie door ons onderzochte gletsjers toch nog zoveel zonlicht over dat de groei van algen eigenlijk niet werd verminderd. En het grazen op algen door dierlijk plankton was sterk verlaagd, doordat de sedimentdeeltjes het lastiger maken voor de begrazers om de algen en bacteriën uit het water te filtreren. Of dit nu betekent dat er meer algen zullen zijn in de kustwateren hangt af van hoe ver de sedimentdeeltjes komen. Dit moet nog onderzocht worden. Al met al is het netto een heel ingewikkeld samenspel, maar het principe daarvan hebben we met ons onderzoek van de eerste SEES-expeditie kunnen bewijzen.”
Virologencongres in Portugal
Voor de huidige editie zat Corina Brussaard in de SEES-selectiecommissie die adviseerde welke onderzoeksvoorstellen en onderzoekers mee konden met de reis. “Er waren meer verzoeken dan we konden honoreren. Dat is overigens al gedaan in 2019, maar de tocht is twee jaar uitgesteld. Er is nog een update geweest eind vorig jaar.” Er zijn wederom vele verschillende vakgebieden en onderzoeksprojecten aan boord. Stuk voor stuk gaan ze bijdragen aan onze kennis over de veranderingen in het noordpoolgebied. En dat blijft nog jaren onderwerp van gesprek. Deze week zit Brussaard zelf op een virologencongres in Portugal om te spreken over de invloed van virussen op mariene micro-organismen. “Dat is van groot belang voor de biologie, aangezien de wereldwijde kringlopen van koolstof, stikstof en fosfaat worden gerund door microben.”
Tekst: Tjitske Visscher, Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics
Beeld: GoogleMaps; Collectie Corina Brussaard; TopoSvalbard