De kleine eencellige zou weleens een belangrijk wapen kunnen zijn in onze strijd tegen klimaatverandering.

Wetenschappers hebben voor de kust van Sydney een vrij bijzondere mariene microbe ontdekt. Het gaat om een eencellige met een bijzonder talent; zo kan hij als geen ander koolstof afvangen en op natuurlijke wijze vastleggen. De studie biedt een geheel nieuw inzicht in de koolstofcycli van de oceaan. En mogelijk kan de microbe zelfs als inspiratie dienen voor nieuwe, op de natuur geïnspireerde methodes voor het afvangen van koolstof om zo klimaatverandering te bestrijden.

Microbe
De onderzoekers hebben de nieuw ontdekte en veelbelovende microbe Prorocentrum cf. balticum genoemd. Dit micro-organisme is overigens geen bacterie of beestje, maar een zogenoemde protist; een eukaryoot organisme dat zich noch tot het rijk der dieren, planten of schimmels mag rekenen. Prorocentrum cf. balticum is een geheel nieuw soort en nog niet eerder zo gedetailleerd beschreven. En dat terwijl dit organisme weleens goed van pas zou kunnen komen in ons streven om de opgestelde klimaatdoelen te behalen.

Mixotroof
Hoe precies? Prorocentrum cf. balticum is een ‘mixotroof’, wat betekent dat hij zowel zijn energie uit anorganische als organische stoffen kan halen. Dit komt er in feite op neer dat hij net zoals een plant kan fotosynthetiseren maar ook andere organismen kan consumeren. In die zin lijkt de nieuw ontdekte microbe een beetje op een vleesetende plant. “De meeste terrestrische planten gebruiken voedingsstoffen uit de bodem om te groeien,” vertelt onderzoeker Michaela Larsson. “Maar sommige planten krijgen extra voedingsstoffen binnen door ook insecten te vangen.”

Slijm
De manier waarop Prorocentrum cf. balticum jaagt, is met name interessant. Want de koolstof die hij krijgt door fotosynthese gebruikt hij vervolgens om een soort ‘slijmbal’ – een zogenoemde mucosfeer – te maken. “Dit slijm gebruikt hij om andere microben aan te trekken en te vangen,” legt Larsson in een interview met Scientias.nl uit. De microbe eet vervolgens een deel van de gevangen prooi op. De rest van de zwaar geworden slijmbal met daarin de vastgekleefde prooi zinkt naar de bodem, waar het deel uitmaakt van de natuurlijke biologische koolstofcycli.

Artistieke weergave van de mixotrofe protist Prorocentrum cf. balticum in een ‘mucosfeer’ die microscopisch kleine prooien heeft gevangen. Afbeelding: Larsson et al. (2022)/Glynn Gorick

Op deze wonderbaarlijke manier wordt er mogelijk meer koolstof op natuurlijk wijze in de oceaan opgeslagen dan we momenteel denken. Zo schatten de onderzoekers dat Prorocentrum cf. balticum jaarlijks eigenhandig zo’n 0,02 tot 0,15 gigaton koolstof laat zinken. En dat mogelijk zelfs op plaatsen waarvan wetenschappers tot nu toe niet wisten dat het potentiële plekken van koolstofvastlegging waren (zie kader).

Omdat Prorocentrum cf. balticum op twee manieren in zijn energievoorziening voorziet, kan deze microbe in meer gebieden leven dan bijvoorbeeld fytoplankton dat voor de energievoorziening uitsluitend afhankelijk is van fotosynthese. Prorocentrum cf. balticum komt in tegenstelling tot fytoplankton dus waarschijnlijk ook in gebieden voor waar er geen opgeloste voedingsstoffen in het zeewater zitten.

“De microbe is overvloedig aanwezig en komt wijdverspreid in de oceanen voor, ” stelt Larsson. “Daarom denken we dat er grote hoeveelheden koolstof, afkomstig uit het bovenste deel van de oceaan, wegzinken. Dit is overigens de eerste keer dat een dergelijk gedrag is gedocumenteerd. Het vertegenwoordigt dan ook een voorheen over het hoofd gezien mechanisme dat bijdraagt aan de verticale stroom van koolstof in de oceaan.”

Klimaatdoelen
Het behalen van de doelen uit het Parijse Klimaatakkoord vereist dat we tot 2050 elk jaar zo’n 10 gigaton CO2 uit de atmosfeer moeten verwijderen. Larsson is gematigd positief over ons vermogen om de ernstigste gevolgen van klimaatverandering af te wenden. “Het is nog niet te laat, maar we bereiken een omslagpunt,” zegt ze. “Er zijn nu ingrijpende maatregelen nodig.” En dus zou de nieuw ontdekte microbe mogelijk een belangrijk wapen kunnen zijn in onze strijd tegen klimaatverandering.

Koolstofafvangend talent
Dat komt omdat Prorocentrum cf. balticum ook in een warmere en zuurdere oceaan in staat is om koolstof vast te leggen. Ondanks verslechterende oceaanomstandigheden met een tekort aan voedingsstoffen – wat we meer en meer zullen zien onder de huidige trends van klimaatverandering – zal het koolstofafvangende talent van de microbe dus behouden blijven. En dat kunnen we mogelijk in ons voordeel gebruiken. “Het zou mooi zijn om deze microbe op grote schaal te kweken om delen van de oceaan te verrijken,” oppert Larsson. “Voordat we zoiets echter daadwerkelijk ondernemen, zullen we eerst moeten bestuderen wat de effecten ervan zijn, bijvoorbeeld voor het ecosysteem en hoe het andere organismen mogelijk beïnvloedt.”

De bevindingen uit de studie verschaffen hoe dan ook een geheel nieuw inzicht in de koolstofcycli van de oceaan. “De studie zou een gamechanger kunnen zijn in de manier waarop we denken over koolstof en hoe het zich verplaatst in het mariene milieu,” stelt Larsson. “De productie van koolstofrijk slijm is van zo’n grote omvang, dat het een significante bijdrage levert aan de wereldwijde koolstofcyclus. Dit betekent dat de manier waarop we denken dat koolstof in de oceaan circuleert, zou moeten worden herzien. Ook het geavanceerde gedrag van microben moet in overweging worden genomen. En dat zal ons beeld van hoe de toekomstige oceaan er onder een veranderd klimaat uit zal komen te zien, veel realistischer maken.”