Algae

Algen brengen het leven terug

Britse onderzoekers hebben ontdekt dat het leven na de hevige meteorietinslag van vele miljoenen jaren geleden verrassend snel terugkeerde. Een paar kleine algen hielpen dit proces op weg.

27 april 2010 door Anders Priemé

En grote meteoor raasde 65 miljoen jaar geleden door de dampkring en stortte neer op het schiereiland Yucatán, nu het zuidoosten van Mexico. De kracht van de inslag was zo groot dat onvoorstelbare hoeveelheden aarde, stof en andere deeltjes van het oppervlak opstoven en de lucht zes maanden lang verduisterden. Toen werd het stil.

Het leven op aarde werd nooit meer hetzelfde. De dinosaurussen verdwenen voorgoed, en met hen stierven drie op de vier andere diersoorten uit. De eerste maanden na de ramp lag de aarde in het donker, en de fotosynthese van planten en algen kwam geheel of gedeeltelijk tot stilstand.

Toch keerden microscopische algen in de wereldzeeën na de inslag verrassend snel weer terug, en het leven ging door. Wetenschappers konden tot voor kort niet verklaren hoe dat zo snel kon gebeuren, maar nu geven bioloog Harriet Jones van de University of East Anglia in Groot-Brittannië en vijf collega’s een wetenschappelijke uitleg.

Het Engelse onderzoeksteam meent dat mixotrofe algen de oorzaak zijn van de snelle comeback van de fotosynthese en dus de productiviteit in de oceanen. In tegenstelling tot andere algen voeden mixotrofe algen zich via fotosynthese én door organisch materiaal af te breken.

Twee soorten houden van donker

Eerder al vond een Amerikaans-Duits team onder leiding van Stephen D’Hondt sterke aanwijzingen dat de productie van de algen in de oceanen al snel na de ramp van 65 miljoen jaar geleden weer op het oude peil was. Het team kwam tot dit resultaat na een analyse van koolstofisotopen van de zeebodem.

Harriet Jones en haar collega’s zetten de tijd in hun laboratoria nu miljoenen jaren terug, en stelden mixotrofe algen zes maanden lang bloot aan halfduistere en compleet donkere omstandigheden.

De zes biologen gebruikten onder meer vier soorten dinoflagellaten (algen), die duidelijk mixotroof zijn. Het lukte ze om twee soorten in volledige duisternis te laten groeien op een dieet van acetaat. Dat de twee dinoflagellatensoorten goed groeiden zonder licht, stemt overeen met eerdere onderzoeken naar fossielen van algen van 65 miljoen jaar oud.

Er waren zoveel dinoflagellaten onder de fossielen dat de geologen spreken van een soep, die een geweldige afdruk in de aardlagen achterliet. Bovendien lijken sommige dinoflagellaten op mixotrofe soorten van nu.

De onderzoekers hebben tests met de algen gedaan door de omstandigheden van na de meteorietinslag na te bootsen, toen planten en dieren in ontbinding raakten en daardoor voedsel voor algen werden. Door hun vermogen om organisch materiaal om te zetten konden de mixotrofe algen zich redden met dit voedsel, en zonder licht. Daaruit maken de onderzoekers op dat de algen de fotosynthese snel weer opnamen en versterkten toen het licht terugkwam.

Algen houden elkaar in leven

In sommige tests waren de mixotrofe algen onder elkaar. In andere moesten ze zich samen met andere, gewone algen zien te redden, die niet mixotroof zijn en afhankelijk zijn van fotosynthese.

De tests met allebei de soorten algen waren verrassend voor de onderzoekers. De gewone algen deden het prima samen met de mixotrofe algen, want de laatste hielpen hen in het donker te overleven.

In de duisternis konden de gewone algen niets met fotosynthese; in plaats daarvan hielden ze zich in leven door voedingsstoffen van de mixotrofe algen af te breken. In lichtarme tijden zijn de mixotrofe algen dus een reddingsboei, waar de andere zich aan vastklampen.

Het overleven van gewone algen is in dit verband het belangrijkst, want deze algen kunnen samen met soorten van de cyanobacterie een nieuwe basis vormen voor de ecosystemen in zee. Met elkaar kunnen deze organismegroepen snel opbloeien als het licht de fotosynthese weer mogelijk maakt, en zo de omvang van de ecologische ramp na een hevige meteorietinslag beperken.

De snelle opbloei betekent ook dat de diergroepen hoger in de voedselketen sneller voedsel kunnen vinden en zich daardoor ook weer kunnen uitbreiden.

Bosbranden verduisteren de lucht

Meteorietinslagen kunnen niet alleen enorme massa’s deeltjes de atmosfeer in sturen, maar ook bosbranden starten, die de situatie nog verder verergeren doordat ze de lucht verduisteren met roetdeeltjes en as, die ook de atmosfeer in gaan.

Bosbranden kunnen op zich al een schaduw werpen op het leven van dieren en planten. In de zomer van 1915 slokten enorme bosbranden in Siberië 1 miljoen vierkante kilometer bos op, en het roet van de brandende bomen bracht de hoeveelheid zonlicht op het aardoppervlak terug met 16%. Die zomer was de hemel donker, en buiten hadden de Russen het koud ? zelfs midden op de dag.

De biologen hebben eerder al gemerkt welke ecologische betekenis mixotrofe algen hebben in de poolstreken, waar het ’s winters donker is en de zon zich maanden niet laat zien. Hier hebben mixotrofe algen een concurrentievoordeel, want gewone algen hebben zonlicht nodig.

Als het donker is, wordt het niets met de fotosynthese, en dan kunnen gewone algen maar één ding doen: toch de lange winter zien door te komen. Ze kunnen niet groeien of paren, en moeten zich in leven houden in een sluimertoestand of terend op hun reserves. Maar de meeste gewone algen sterven ’s winters.

De mixotrofe algen zijn daarentegen niet afhankelijk van fotosynthese, en hebben meer kans om de winter levend door te komen, want ze hebben meer voedselbronnen. Als het eerste bleke voorjaarszonnetje in Arctica schijnt, zijn veel mixotrofe algen nog in leven. Ze kunnen het voorjaarslicht effectiever benutten dan de weinige gewone algen die nog leven. Mixotrofe algen maken dus een vliegende start in de zomer, terwijl de populatie gewone algen pas later in het seizoen weer gaat toenemen.

De rol die mixotrofe algen elk jaar spelen voor het ecosysteem op Arctica, spelen ze dus ook voor de aarde na een wereldramp. De nieuwste onderzoeksresultaten geven aan dat we de kleine algen mogen bedanken voor het leven, waar een meteoriet 65 miljoen jaar terug een einde aan dreigde te maken.

Bekijk ook ...

ONTVANG DE NIEUWSBRIEF VAN WETENSCHAP IN BEELD

Je ontvangt je gratis special, Onze extreme hersenen, als download zodra je je hebt aangemeld voor onze nieuwsbrief.

Ook gelezen

Niet gevonden wat je zocht? Zoek hier: