Verschil in temperatuur beïnvloedt bacteriegemeenschappen in stadsbodem en korstmossen

Een nieuw lopend project genaamd 'Hidden Biodiversity' bij Naturalis Biodiversity Center en Hogeschool Leiden onderzoekt de verborgen biodiversiteit in stedelijke gebieden. In dit project is een aantal onderzoekers bezig met het bestuderen van de invloed van hittestress op de 'verborgen' organismen van de stad, zoals bodembacteriën en korstmossen.

Microbioomdiversiteit

Eén van deze onderzoekers is Panji Cahya Mawarda van Naturalis: "We hebben gezien dat verstedelijking de omgevingsfactoren verandert, met name door het introduceren van warmtegradiënten waarbij het centrum van de stad veel warmer is dan de buitenwijken. We willen kijken hoe deze gradiënt de diversiteit van het microbioom in stedelijke gebieden beïnvloedt omdat dit veel minder onderzocht is dan planten en dieren in steden. Dit is erg relevant in deze tijd van opwarming van de aarde en klimaatverandering."

Hitteplekken

Mawarda en zijn team deden het onderzoek door grote hoeveelheden monsters van bodemgrond en korstmossen van drie gebieden in de stad Leiden te verzamelen. Elk gebied had zijn eigen temperatuurzone passend bij de hitteniveaus van de stad. Het team vergeleek de bacteriegemeenschappen van stedelijke bodemgrond en stedelijke korstmossen van deze verschillende locaties. Wat bleek? De temperatuur had een ander effect op de bacteriegemeenschappen in de bodem dan op de korstmossen.

"Dit was een verrassing voor ons. In de stadsbodem verschilt de samenstelling van de bacteriegemeenschap tussen de warmere stadscentra en koudere buitenwijken. In korstmossen zorgde het warmteverschil echter niet voor verandering in de samenstelling van de bacteriën binnen elke korstmossoort. In plaats daarvan zorgt een hogere temperatuur voor een groter verschil in bacteriesamenstellingen tussen verschillende korstmossen. Dit komt doordat de samenstelling van gedeelde en unieke bacteriegemeenschappen tussen elke korstmossoort blijft veranderen naarmate de stedelijke hitte toeneemt", legt Mawarda uit.

Sterke drijfveren

De warmtegradiënt binnen de stad heeft dus meer invloed op de samenstelling en diversiteit van bacteriegemeenschappen in stedelijke bodem dan in stedelijke korstmossen. "Tegelijkertijd hebben we ontdekt dat de samenstelling van bacteriën op korstmossen sterk afhankelijk is van het soort korstmos en niet zozeer van de warmte", zegt Mawarda. Dus, korstmosidentiteit en -genotype zijn belangrijke drijfveren voor de bacteriegemeenschapsamenstelling. "Dit kan komen door het vermogen van korstmossen om het metabolisme en de levenswijze te bepalen voor bacteriële kolonisatie. Hoe het ook zij, verhoogde stedelijke temperaturen hebben een sterke invloed op meer variatie van bacteriegemeenschapsamenstellingen van verschillende korstmossoorten."

Ecosysteemfuncties

Mawarda benadrukt dat de bevindingen kansen bieden voor toekomstig onderzoek: "We willen uitzoeken hoe deze bacteriegemeenschappen zijn samengesteld en wat hun functies zijn." Hij voegt toe: "Ik denk dat het erg belangrijk is om niet alleen te weten wat voor bacteriën er zijn, maar ook wat ze doen, vooral met betrekking tot ecosysteemfuncties en -diensten in stedelijke omgevingen.

Daarom voeren we nu metagenomische analyses uit, samen met onderzoekers Arjen Speksnijder van Hogeschool Leiden en Michel Stech van Naturalis. Met deze methode onderzoeken we wat voor functies er te vinden zijn in deze bacteriegemeenschappen. Hopelijk vinden we veel genen die betrokken zijn bij de afbraak van verontreinigende stoffen in steden, de kringloop van voedingsstoffen en de opslag van koolstof, en alle andere genen die de bijdrage van deze 'verborgen' organismen aan de ecologie van het stadsleven aantonen."

Meer informatie

• Meer over Verborgen Stadsnatuur.
• Meer over Panji en zijn projecten.

Tekst: Naturalis Biodiversity Center
Foto: Henk-Jan van der Kolk (lead); Jan Ype de Vries