Je leest:

Virussen houden het ecosysteem in beweging

Virussen houden het ecosysteem in beweging

Auteur: | 9 december 2000

Ook bacteriën en algen lijden aan dodelijke infecties. Helemaal in oppervlaktewater, waar tien miljard virussen per liter ronddrijven. Ze kunnen een algenbloei in korte tijd uitroeien en hun ecologische invloed reikt tot in wolken.

‘Ik was er niet naar op zoek, maar het is erg fascinerend’, zegt dr. Herman Gons, over de toevallige kennismaking met een nieuw vakgebied. Die raadselachtige verandering in zijn proefopstelling bij het NIOO in Nieuwersluis, was immers niet gepland. Het doorzichtige kweekvat met water uit de Loosdrechtste Plassen verkleurde in enkele dagen van felgroen naar bleekgeel. Een verontrustend teken. De cyanobacteriën die de weken ervoor uitstekend groeiden met voldoende warmte, licht en voedingsstoffen, stierven nu massaal af.

Microbiologische soep

Afhankelijk van de omstandigheden zijn virussen verantwoordelijk voor twee tot vijftig procent van de sterfte onder bacteriën en algen. Die constante stroom openknappende cellen zorgt ervoor dat een deel van de opgebouwde voedingsstoffen (stikstof, fosfor en ijzer) beschikbaar blijft voor micro-organismen en niet voor grotere ‘grazers’ die bijvoorbeeld van algen leven. Er blijven dus voedingsstoffen in de microbiële gemeenschap die anders naar bijvoorbeeld zoöplankton en vissen zouden gaan.

De biomassa van virussen in zeewater is waarschijnlijk vele malen groter dan het gewicht van alle walvissen, maar door hun formaat hebben ze tot voor kort een grotendeels verborgen bestaan geleid.

‘Men heeft zich lange tijd onvoldoende gerealiseerd dat aquatische virussen zo belangrijk zijn’, zegt marien biologe Corina Brussaard van het NIOZ op Texel. ‘Dat lijkt inderdaad raar, maar het gaat om infectie van eencelligen, terwijl de wetenschap veel meer gewend is om infecties van grotere organismen te onderzoeken. Bij micro-organismen krijg je infectie, lysis en de gastheer verdwijnt.’

Het effect op de individuele alg of bacterie is duidelijk, maar de ecologische effecten hebben nog niet genoeg aandacht gekregen, aldus Brussaard.

Genoverdracht op zee

Pas sinds het einde van de jaren tachtig is het vakgebied bezig met een opmars. Nieuwe DNA-technieken geven een opzienbarend inzicht in de microbiologische soep die de meeste mensen ‘water’ noemen. Schep in de branding een liter zeewater en je hebt een paar miljoen bacteriën, algen en andere micro-organismen te pakken – plus zo’n tien miljard virussen.

Brussaard ging kort na haar promotie in 1997 naar de groep van Gunnar Bratbak in het Noorse Bergen, een van de pioniers op het gebied van mariene virussen. Ze ontwikkelde daar methoden om virussen en bacteriën geautomatiseerd te tellen, met fluorescerende stoffen en een flowcytometer. Ook wekte ze in zeewater door bemesting algenbloeien op om vervolgens de effecten van virusinfecties in kaart te brengen. De dynamiek blijkt enorm: algen groeien, raken geïnfecteerd, sterven af, bacteriën bloeien vervolgens op.

Het belang van virussen voor ecosystemen in zoet en zout water is lastig exact aan te geven, maar hun invloed reikt waarschijnlijk van microbiële evolutie tot het klimaat. Ze dragen bij aan de biodiversiteit doordat nooit een enkele alg- of bacteriesoort de overhand krijgt. Zodra de dichtheid van een soort hoog wordt, stijgt de kans op virusinfectie en daalt het aantal weer.

De virussen stimuleren waarschijnlijk genoverdracht op zee: andere organismen kunnen het vrijkomende DNA opnemen. Virussen bevorderen ook het ontsnappen van het vluchtige dimethylsulfide (DMS) uit fytoplankton, een gas dat de vorming van wolken beïnvloedt.

Maar voordat alle speculaties over virussen een stevige onderbouwing krijgen, moet er veel meer worden onderzocht. Sarah Falla is deze zomer gestart met een promotie-onderzoek bij Herman Gons. Ze gaat de interactie tussen cyanobacteriën en virussen onderzoeken. Want in de Loosdrechtse Plassen is nog nooit een massale sterfte van cyanobacteriën door virusinfectie waargenomen. Waarom dat wel in het laboratorium wel gebeurt, is de vraag. Mogelijk binden de virussen in de vrije natuur aan rondzwevende deeltjes of worden ze opgegeten door eencelligen, die in het lab ontbreken. De infectie wordt zo binnen de perken gehouden.

Sterfte stimuleren

Het liefst zou Herman Gons ook een satelliet als onderzoeksintrument gebruiken. Als cyanobacteriën afsterven, verandert de groene kleur van het water. Ook de celonderdelen die vrijkomen hebben een specifiek absorbtiespectrum wat een satelliet kan oppikken. Door die gegevens te koppelen aan data van waterbeheerders kan meer inzicht ontstaan onder welke omstandigheden virussen hun slag slaan.

Voor de waterbeheerders is die kennis interessant, aldus Gons. Als het mogelijk is om een massale sterfte van cyanobacteriën op gang te krijgen in een groen en troebel meer, dan zou dat een middel kunnen zijn voor ecologisch herstel.

Vergelijkbaar onderzoek doet Corina Brussaard met haar deelname in een Europees onderzoek naar virussen en algenbloei in zee: biological control of harmful algal blooms. De alg Phaeocystis vormt onder de juiste omstandigheden kolonies die een soort slijm van polysacchariden uitscheiden. Dat slijm rolt soms in vlokvorm over het strand. Als het Brussaard lukt om een Phaeocystisvirus te isoleren, komt een controle-intrument voor algenbloei misschien dichterbij.

Aquatische virussen zijn een goudmijn voor virologen, microbiologen en ecologische onderzoekers. Enkele jaren geleden trok een vakcongres over virussen die algen en cyanobacterien infecteren welgeteld zestig dames en heren – de gehele internationale onderzoeksgemeenschap. Inmiddels is de publicatiestroom nauwelijks meer bij te benen, zegt Brussaard. ‘Het is een onderwerp waarmee je nu naam kunt maken.’ Ze denkt dat Nederlandse financierders kansen laten liggen om een toonaangevende plek te veroveren in dit nog onontgonnen veld. ‘Dat is jammer, want er liggen veel meer vragen dan een paar onderzoekers kunnen aanpakken.’

Dit artikel is een publicatie van Bionieuws.
© Bionieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 09 december 2000

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.