Ook kleine beestjes zijn onmisbaar voor goed klimaat

Micro-organismen: Sleutelfiguren bij klimaatverandering

De opwarming van de aarde heeft gevolgen voor de natuur, ook voor het onzichtbare deel ervan. Micro-organismen mogen daarom niet worden vergeten in het klimaatonderzoek.
→ Algen in een meer in China. Net als planten leven deze algen van zonlicht en CO2. ©2018 VCG

Planten zijn de longen van onze planeet, toch? Ze ademen overdag kooldioxide (CO2) in en zuurstof uit, precies het tegenovergestelde van wat wij doen. Te veel CO2 uitgestoten met je vliegreis? Dan plant je een boom om dat te compenseren.

Toch is dat niet het hele verhaal, want de helft van de zuurstofproductie op aarde komt niet van planten, maar van micro-organismen in de oceanen. Net als planten leven deze algen van zonlicht en CO2.

"Micro-organismen spelen een cruciale rol bij zowel de productie als het vastleggen van broeikasgassen," zegt Jef Huisman, hoogleraar aquatische microbiële ecologie aan de Universiteit van Amsterdam. De algen in zee nemen dan wel CO2 op, er zijn ook genoeg microben die juist broeikasgassen produceren. De bacteriën in koeienmagen zijn bijvoorbeeld verantwoordelijk voor het methaan - een sterk broeikasgas - dat aan hun gastvrouwen ontsnapt.

Psst, vind je dit interessant?

Ontdek Topics nu 1 maand gratis en stel je eigen nieuwsoverzicht samen.

Lees 1 maand gratis

Al abonnee?

Log in en lees altijd gratis Topics.

Klein maar met velen

Dertig onderzoekers uit negen landen hebben onlangs in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Reviews Microbiology opgeroepen de rol van micro-organismen bij klimaatverandering niet langer te negeren. Die rol is namelijk groot.

Er zijn honderd miljoen keer meer bacteriën in onze oceanen dan er sterren zijn in het ons bekende deel van het heelal. Wie op een willekeurige plek op aarde een theelepeltje zand opschept, vindt daarin al gauw een miljard microben.

Ze mogen dan klein zijn, ze zijn wel met een heleboel. Met de hoeveelheid broeikasgassen die al die micro-organismen opslaan of uitstoten, hebben ze een duidelijke invloed op de opwarming van de aarde. Volgens de dertig onderzoekers is het eigenlijk onmogelijk een goede voorspelling van klimaatverandering te maken als de effecten van micro-organismen op het klimaat worden weggelaten. Bovendien staan die aan de basis van alle voedselketens. Als de opwarming van de aarde microben in gevaar brengt, heeft dat verstrekkende gevolgen voor al het andere leven op aarde.

"Bij opwarming ontstaat in de oceanen gelaagdheid. De bovenste laag water wordt een soort warme deken," vertelt Huisman, mede-auteur van het artikel in Nature Reviews Microbiology. Door die gelaagdheid neemt de wateruitwisseling tussen de diepzee en het water aan de oppervlakte af. Dat betekent dat er minder voedingsstoffen worden getransporteerd van de diepzee naar de bovenste laag waar de CO2-opslaande algen zitten. Oftewel: minder algen. "Aan de andere kant zie je dat er door het smelten van poolijs meer open oceaan komt. Dat zou juist voor meer algengroei kunnen zorgen. Hoe het netto uitpakt, weten we nog niet," aldus Huisman.

Bleke koralen

Ook de verbleking van koralen is grotendeels te wijten aan micro-organismen. Kleur krijgen de koralen namelijk van zogeheten dinoflagellaten, eencellige algen, die in symbiose met de koralen leven. Huisman: "Als de oceanen te veel opwarmen, kappen die algen ermee."

Het is lastig om alle invloeden en gevolgen systematisch in kaart te brengen. Je kunt niet even de oceaan experimenteel verwarmen om te kijken wat er gebeurt. Toch is dat wel wat onderzoekers doen, zij het op kleine schaal. In afgesloten waterkolommen in de oceaan bekijken ze hoe micro-organismen reageren op extra CO2 of hogere temperaturen.

Hetzelfde doen collega-onderzoekers op de toendra, met een soort tent waarin ze de temperatuur en CO2-concentratie kunnen reguleren. Want ook op land spelen micro-organismen een grote rol. Bacteriën op de toendra's produceren, net als bacteriën in moerassen en rijstvelden, een grote hoeveelheid methaan.

Dan zijn er nog de ziekteverwekkende micro-organismen. "Er is bijvoorbeeld veel aandacht voor muggen uit tropische gebieden die bepaalde bacteriën bij zich dragen. Door de klimaatverandering kunnen de ziektes die zij meebrengen zich verspreiden naar noordelijkere regio's," zegt Huisman.

De hoogleraar doet op dit moment vooral onderzoek naar blauwalg, ook een bekende boosdoener. Deze bacterie scheidt gifstoffen uit, waardoor zwemwater verboden gebied wordt. Blauwalg komt vooral voor in hete zomers - waarvan we er waarschijnlijk steeds meer krijgen.

Is er iets aan te doen? Huisman: "In het geval van blauwalg kunnen we zorgen voor minder voedingsstoffen in het water. Er zijn ook kunstmatigere oplossingen, zoals de menginstallatie bij de Nieuwe Meer in Amsterdam. Die zorgt ervoor dat de blauwalg niet meer aan de oppervlakte drijft en vervangen wordt door onschadelijke algen."

Innovaties

Dat is niet de enige innovatie op het snijvlak van micro-organismen en klimaat. "Laten we de capaciteit van micro-organismen juist inzetten. Met algen en bacteriën kunnen we bijvoorbeeld biobrandstof of bioplastic maken," zegt Huisman. "Misschien moeten we wel de oceaan gaan bemesten, zodat we meer algengroei krijgen en dus meer CO2-opslag. Daar is veel weerstand tegen, we zijn terecht bang voor onbedoelde neveneffecten, maar in een gecontroleerde omgeving, een algenkwekerij bijvoorbeeld, zou het misschien wel kunnen."

Voor dat soort innovaties is onderzoek nodig. "We moeten een brug slaan tussen klimaatwetenschap en microbiologie," zegt hoogleraar Huisman. Maar ook buiten de wetenschap is verandering nodig. Huisman: "Met ons artikel hopen we ook meer bewustwording te creëren. Microben spelen een ongelofelijk belangrijke rol bij klimaatverandering. Dat zou zeker in het hoger onderwijs in het curriculum moeten zitten. En er ligt een rol voor de politiek om kennisontwikkeling op dit gebied te stimuleren."