Zo’n tweederde van de organismen op de oceaanbodem past taxonomisch gezien eigenlijk nergens bij, zo blijkt uit nieuw onderzoek.

Dat er op de bodem van de oceanen veel levensvormen te vinden zijn, is geen geheim. En we weten zelfs vrij nauwkeurig wat die levensvormen daar uitspoken: (an)organische materie – zoals koolstof – recyclen en opslaan. Deze materie is afkomstig van ecosystemen die in hogergelegen waterlagen huizen (en in absolute aantallen gedomineerd worden door plankton). En daarmee zijn deze levensvormen van cruciaal belang voor het functioneren van de mariene voedselketens en de langdurige opslag van CO2 – en daarmee ook het reguleren van het aardse klimaat.

Levensvormen identificeren
Minder duidelijk is echter om wat voor levensvormen het dan precies gaat; de oceaanbodem is – ondanks dat deze zo’n 60 procent van het aardoppervlak beslaat – het minst bestudeerde habitat op aarde. Een nieuwe studie – verschenen in het blad Science Advances – poogt daar nu wat verandering in te brengen. Voor de studie hebben onderzoekers in sedimenten afkomstig van de bodem van alle grote oceanen op aarde gezocht naar DNA. En dat DNA is vervolgens nader geanalyseerd en vergeleken met DNA van organismen die tijdens eerdere studies hoger in het water zijn aangetroffen. Dat laatste stelde de onderzoekers namelijk in staat om onderscheid te maken tussen DNA van organismen die hoger in het water leefden, maar later – na hun dood – naar de bodem zijn gezakt en organismen die daadwerkelijk op de bodem van de zee leven of hadden geleefd.

Verrassende inzichten
Het onderzoek levert meerdere verrassende inzichten op. Zo wijzen de resultaten erop dat de diversiteit in de zogenoemde bentische zone – het onderste deel van een waterlichaam, zoals een oceaan – weleens tot drie keer groter kan zijn dan in de watermassa erboven. Daarnaast blijkt de bentische diversiteit heel uiteenlopende taxonomische groepen te beslaan, waarvan de meeste omwille van deze bentische organismen nog in het leven zouden moeten worden geroepen. “Onze data wijst erop dat bijna tweederde van de bentische diversiteit niet toegewezen kan worden aan de ons bekende groepen,” bevestigt onderzoeker Jan Pawlowski. “En dat onthult een enorm gat in onze kennis omtrent de mariene biodiversiteit.”

Mariene koolstofpomp
Het onderzoek onthult ook meer over de mariene koolstofpomp: een verzameling processen die ervoor zorgt dat atmosferisch CO2 uiteindelijk diep in de oceaan wordt opgeslagen (zie kader).

De oceaan neemt op twee manieren koolstof tot zich. Allereerst is daar de fysische pomp die oppervlaktewater waarin veel CO2 is opgelost, neerwaarts transporteert naar dieper gelegen waterlagen. En dan is er ook nog de mariene biologische pomp. Over die laatste pomp gaat het in dit artikel. Deze pomp zorg er via mariene organismen voor dat CO2 diep in de oceaan wordt opgeslagen. Hoe werkt dat precies? Aan het wateroppervlak vinden we fotosynthetiserend plankton (ook wel fytoplankton genoemd) dat middels fotosynthese CO2 aan de atmosfeer onttrekt en aan zichzelf bindt. Een deel van dit in mariene deeltjes vastgelegde koolstof zakt – bijvoorbeeld na de dood van het fytoplankton – naar beneden, waar het in sedimenten op de bodem van de oceaan zeer langdurig wordt opgeslagen.

Eerder onderzoek suggereerde dat de concentratie plankton nauw samenhangt met de intensiteit van de mariene koolstofpomp. En deze studie bevestigt dat. Zo blijkt de overvloed aan en samenstelling van plankton-DNA in sedimenten meer te kunnen vertellen over de kracht van de mariene koolstofpomp. “Voor het eerst begrijpen we nu welke leden van de plankton-gemeenschap het meest bijdragen aan de mariene koolstofpomp,” stelt onderzoeker Colomban de Vargas.

Van verleden naar toekomst
Met het nieuwe onderzoek hebben we voor het eerst een vrij compleet beeld van wat er in de complete hedendaagse oceanen – van de epipelagische zone (nabij het oppervlak) tot in de bentische zone – leeft. En dat kan ons ook helpen om de oceanen uit het verleden beter te begrijpen. Zo kunnen onderzoekers in theorie oudere sedimenten analyseren om helder te krijgen welke organismen er toen op de zeebodem leefden en aan de hand daarvan ook een beeld krijgen van hoe de mariene koolstofpomp toen – in het klimaat van dat moment – werkte. En als we dan inzoomen op perioden waarin de oceanen warmer waren dan nu, kan dat weer meer inzicht geven in hoe die mariene koolstofpomp in de toekomst – als de aarde en dus ook de oceanen verder opwarmen – gaat functioneren.

Daarnaast is het echter ook zaak dat we de organismen die op de oceaanbodem leven en waarvan we in deze studie een eerste glimp hebben opgevangen, nader bestuderen, vindt onderzoeker Andrew J. Gooday. “Grote aantallen onbekende organismen wonen in de sedimenten op de oceaanbodem en moeten een fundamentele rol spelen in ecologische en biogeochemische processen. Een betere kennis van deze rijke diversiteit is cruciaal als we deze uitgestrekte, relatief ongerepte ecosystemen willen beschermen tegen mogelijke toekomstige menselijke inmenging en de effecten die klimaatverandering erop heeft, beter willen begrijpen.”