Gronings onderzoek levert mogelijke oorzaken
Steeds vaker biedt het Noordzeestrand in het late voorjaar de aanblik van een tot 2 meter dikke laag schuim. Dat schuim heeft niets te maken met geheime lozingen van enge chemicaliën. Het is het gevolg van een bijna ongeremde groei in de Noordzee van de alg Phaeocystis pouchetii. Drs. M.W.J. Veldhuis promoveerde vorige week op onderzoek naar de mogelijk oorzaken van wat uit zou kunnen groeien tot “een oecologische ramp”.
De alg Phaeocystis pouchetii maakt deel uit van het zogenaamde fytoplankton, het totaal van vele miljarden eencellige plantjes die in het zeewater doordringend zonlicht kunnen benutten bij de produktie van biomassa, oftewel biologische bouwstoffen, net als ’gewone’ planten op het land. Daardoor vormen ze de onmisbare onderste schakel in alle voedselketens in zee.
Als het aantal algen in het water echter te groot wordt, komen andere factoren in het spel. In zoet water leidt algenbloei tot een gebrek aan zuurstof in het water, en daardoor tot de dood van veel in het water levende organismen — en het optreden van botulisme.
Maar ook in de zee blijven negatieve gevolgen van een algenoverschot niet uit.
Zure regen
De overlast van Phaeocystis pouchetii blijft niet beperkt tot de ontsiering van onze toeristenstranden. De slijmerige kolonies eencellige algen hechten zich aan het touw van visnetten tot een vette, kleverige laag, en bezorgen de visserij op die manier grijze haren. En ook de commerciéle mossel- en oesterkwekerijen zien de plantjes liever gaan dan komen. De fijne filters waarmee schelpdieren hun voedsel uit het water zeven, raken door het slijm verstopt, met alle gevolgen van dien.
Phaeocystis pouchetii heeft ook een prettige kant: door de afscheiding van zwavel-houdende gassen zorgt het voor de typische zeelucht, waarvoor jaarlijks miljoenen toeristen naar het strand trekken. Maar deze eigenschap vormt tegelijk een grote bedreiging voor het milieu. De uitgestoten zwavel-gassen zorgen in geoxydeerde vorm voor een verzuring van de lucht: voor zure regen dus. Volgens Britse onderzoekers die zich concentreren op dit aspect van de Phaeocystis plaag, levert de alg een forse bijdrage aan de totale verzuring van.
de atmosfeer, misschien zelfs tot 50 procent! Dat er sprake is van een toenemend probleem blijkt wel uit de cijfers: In de jaren tussen 1973 en 1985 werd de concentratie van de eencellige alg op sommige plaatsen vijf keer zo groot, tot zo’n 100 miljoen cellen per liter.
Daarnaast blijft het probleem in steeds mindere mate tot het voorjaar beperkt: de eerste algen worden tegenwoordig al in februari waargenomen. En ten derde wordt het zeeoppervlak dat bedreigd wordt alsmaar groter.
Het hoeft dan ook geen verbazing te wekken dat het onderzoek naar de oorzaken van het fenomeen internationaal is aangeslagen. Momenteel wordt samengewerkt met Universiteiten in Frankrijk, Groot-Brittannië, België en Duitsland.
Ramp
Het onderzoek in Groningen gebeurt bij de vakgroep Mariene Biologie, in samenwerking met het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ). De Groningers concentreren zich vooral op mogelijke oorzaken van die jaarlijks optredende toename van het aantal algen. Welke eigenschappen stellen het organisme in staat in het voorjaar zo’n grote vlucht te nemen? Maar door daar achter te komen, hoopt men natuurlijk ook te ontdekken waardoor deze bloei in de loop der jaren steeds grotere vormen begint aan te nemen.
Nu waren er wel yeronderstellingen over die oorzaken. De ontwikkeling van het algenprobleem in de Noordzee loopt vrijwel synchroon met een toename van de vervuiling van die Noordzee met voor de alg noodzakelijke nutriënten als fosfaten en nitraten.
Het water van de Warme Golfstroom, dat via het Kanaal de Noordzee wordt ingestuwd, raakt naarmate het naar het noorden stroomt steeds sterker verzadigd met voedingsstoffen uit grote rivieren als de Rijn.
Ook de concentratie algen neemt toe naarmate men noordelijker in de Noordzee komt. In de Duitse Bocht zijn de problemen momenteel dan ook het grootst.
Door een enorme concentratie algen bevat het water daar vrijwel geen zuurstof meer, zodat andere levensvormen, zoals platvissen, vrijwel onmogelijk worden. En het anaërobe gebied zal in de toekomst alleen maar groter worden, zolang de nutriéntenaanvoer uit de grote rivieren niet afneemt. Deskundigen spreken dan ook al over “een potentiële oecologische ramp.”
Strijd
De kennis over de fysiologie van Phaeocystis pouchetii schoot tot nu toe echter tekort om een duidelijke oorzakelijke relatie tussen de eutrofiëring van het water en het optreden van abnormale algenbloei aan te kunnen tonen.
Maar op dit punt lijkt het Groningse onderzoek nu een oplossing gevonden te hebben.
Een deel van het onderzoek spitste zich toe op een van de twee belangrijkste nutriënten: fosfaten. En in tegenstelling tot wat in het marien milieu gebruikelijk is, bleken voor Phaeocystis pouchetii die fosfaten, en niet nitraten, de beperkende factor bij de groei te zijn. Met andere woorden: zolang er fosfaten aanwezig zijn zal het aantal algen exponentieel, dus explosief blijven stijgen. Zodra de fosfaatvoorraad volledig verbruikt is, stopt de groei. En dat is een belangrijke «conclusie, aangezien het regeringsbeleid van minister Braks van Landbouw en Visserij zich tot nu toe juist toespitste op de beperking van de instroom van nitráten. Maar ook al zou de fosfaat-instroom binnen korte tijd worden beperkt, dan nog zou het effect daarvan in de praktijk moeilijk meetbaar zijn. De zeebodem is al zo verzadigd, dat een verbetering waarschijnlijk pas over een jaar of tien te zien zou zijn.
Maar er werd meer ontdekt. De natuur is, zo weten we sinds Darwin, een voortdurende strijd om dezelfde middelen met talloze concurrenten. En het grote succes van Phaeocystis pouchetii in die strijd blijkt verklaard te kunnen worden door de speciale manier waarop de algencellen zich hebben georganiseerd. Miljoenen celletjes, elk met een doorsnee van 5 à 7 micrometer (1/1000 mm) blijken zich te verenigen in bolvormige kolonies met een doorsnee van ongeveer 2 cm. Dat levert een aantal belangrijke voordelen op.
Sleutel
Voor de opbouw van biomassa is naast nutriënten ook energie nodig; energie die geleverd moet worden door overdag met zonlicht geproduceerde suikers’.
Normaal bezitten eencellige algen een holte, de vacuole genoemd, waarin die aangemaakte suikers worden verzameld, alvorens ze door verbranding voor de benodigde energie zorgen. De opslagcapaciteit van die vacuole is echter beperkt. En daar blijkt Phaeocystis pouchetii iets op te hebben gevonden. De holte binnenin de bolvormige kolonie cellen fungeert als een externe vacuole, met een veelvoud van de normale opslagcapaciteit.
Deze faciliteit stelt de kolonie in staat om in de loop van de dag zoveel suikers te verzamelen, dat ’s nachts gewoon ’doorgewerkt’ kan worden. Tegen de ochtend is de voorraad op, en kan het ’opladen’ voor de volgende nacht weer een aanvang nemen. Bovendien kan de hiermee gewonnen energie gebruikt worden om nóg meer fosfaten op te nemen.
Daarnaast lijkt het erop dat deze speciale organisatievorm de alg in staat stelt zich uitstekend aan te passen aan de sterke wisseling van de nutriënten-concentratie, veroorzaakt doordat de Golfstroom steeds nieuwe riviermondingen passeert.
De conclusie is dan ook dat juist de speciale organisatievorm van Phaeocystis pouchetii de sleutel is voor het oecologische succes van deze soort. De mogelijkheden van het totaal blijken, holisten zullen het weten te waarderen, meer dan de som van de afzonderlijke delen.