De opwarming van de aarde heeft niet alleen gevolgen voor de zichtbare natuur. Ook micro-organismen reageren op de temperatuurverschuiving. Sterker nog, ze kunnen de opwarming zelfs beïnvloeden. Daarom waarschuwen wetenschappers: vergeet de microben niet in het klimaatonderzoek.
Planten zijn de longen van onze planeet, toch? Ze ademen CO2 in en zuurstof uit, precies omgekeerd aan wat wij mensen doen. Teveel CO2 uitgestoten met je vliegreis? Dan plant je een boom om de schade te compenseren. Toch is dit 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 oceaanalgen nemen CO2 op, maar er zijn ook microben die juist broeikasgassen uitstoten. Een voorbeeld zijn bacteriën die in koeienmagen methaan produceren.
Heino Falcke fotografeerde als eerste een zwart gat: ‘Nog mooier dan ik al die tijd had verwacht’
Heino Falcke, hoogleraar radioastronomie, maakte in 2019 de eerste foto van een zwart gat. Op dit moment doet hij onderzoek n ...
En dus roepen dertig onderzoekers uit negen verschillende landen in Nature Reviews Microbiology op om de rol van micro-organismen bij klimaatverandering niet langer te negeren.
Klein maar veel
Die rol is groot. Er zijn honderd miljoen keer meer bacteriën in onze oceanen dan er sterren zijn in het voor ons bekende heelal. In een theelepeltje grond van een willekeurige plek op aarde kun je gemiddeld genomen al gauw een miljard microben vinden.
Ze zijn misschien klein, maar ze zijn wel met een heleboel. De hoeveelheid broeikasgassen die micro-organismen opslaan of uitstoten heeft daardoor een duidelijke invloed op de aardopwarming. Een goede voorspelling van klimaatverandering maken is eigenlijk onmogelijk als je de effecten van micro-organismen weg laat. Bovendien staan micro-organismen aan de basis van alle voedselketens. Als de opwarming van de aarde microben in gevaar brengt, heeft dat verstrekkende gevolgen voor al het leven op aarde.
Oceanen
En opwarming kan inderdaad gevaarlijk zijn. ‘In de oceanen ontstaat dan gelaagdheid. De bovenste laag water wordt een soort warme deken’, vertelt Huisman, mede-auteur van het Nature-artikel. Door die gelaagdheid is er minder wateruitwisseling tussen de diepzee en het water aan het oppervlakte. Dat betekent minder voedingsstoffen van de diepzee naar de bovenste laag, de laag waar 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 dan juist weer voor meer algengroei kunnen zorgen. Hoe het netto uitpakt weten we nog niet’, aldus Huisman. Ook de verbleking van koralen is grotendeels te danken aan micro-organismen. Kleur krijgen de koralen namelijk van zogeheten dinoflagellaten, eencellige algen, die in symbiose met de koralen leven. ‘Als de oceanen te veel opwarmen, kappen die ermee’, aldus Huisman.
Ze zitten overal
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 in de toendra, met een soort tent waar ze de temperatuur en CO2-concentratie in reguleren. Want ook op het land spelen micro-organismen een grote rol. Bacteriën op de toendra produceren een hoop methaan, een sterk broeikasgas. Ook in moerassen, rijstvelden en koeienmagen doen dit soort bacteriën het goed.
En 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’, legt Huisman uit.
Blauwalg
Zelf doet Huisman nu vooral onderzoek naar blauwalg. Het eencellige plantje 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 meer kunstmatige oplossingen, zoals de menginstallatie bij het Nieuwe Meer in Amsterdam. Die zorgt ervoor dat de blauwalgen niet meer aan het oppervlakte drijven en vervangen worden 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 Huisman. Maar ook buiten de wetenschap is verandering nodig. Huisman: ‘Met het Nature-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.’
Dit artikel verscheen op 27 juli in het Parool.