De groep wetenschappers, onder leiding van hoogleraar Aquatische Microbiologie Jef Huisman, bestudeerde Microcystis, een type blauwalg dat in de zomermaanden welig tiert in meren en sloten en soms zorgt voor vergiftigd oppervlaktewater. De groep bracht het genetisch aanpassingsvermogen van deze cyanobacterie – de wetenschappelijke benaming voor 'blauwalg' - in kaart. Ze volgden Microcystis zowel in het lab als in het Kennemermeer, onder CO₂-rijke en -arme condities. 'Het genetisch aanpassingsvermogen van blauwalgen aan toenemende CO₂-concentraties was nog nooit systematisch onderzocht, terwijl inzicht daarin ons helpt voorspellen hoe algenbloei zich in de toekomst zal gedragen,' stelt Xing Ji, die als promovendus meewerkte aan het onderzoek.

Zowel in het lab als in het meer veranderde de genetische samenstelling van de cyanobacterie onder invloed van de CO₂-concentraties. ‘Het is een schoolvoorbeeld van natuurlijke selectie,’ vertelt eerste auteur Giovanni Sandrini, ‘Cyanobacteriën nemen CO₂ op als voedingsbron tijdens de fotosynthese. We zagen dat de stam die het best in staat is om CO₂ uit het water op te nemen de overhand krijgt.’  

Sommige Microcystis-stammen gebruiken een koolstof-opnamesysteem waarbij ze bij lage concentraties nog het laatste beetje CO₂ uit het water kunnen opnemen. Deze stammen worden dominant bij lage CO₂-concentraties. Andere stammen gebruiken juist een systeem waarmee ze bij hoge concentraties met hoge snelheid CO₂ uit het water opnemen. Sandrini: 'We ontdekten dat deze hogesnelheidsstammen een selectief voordeel hebben als er veel CO₂ in het water zit. Gegeven de toenemende atmosferische CO₂-concentraties waar we op aarde mee te maken hebben, zullen deze stammen in de toekomst floreren.’

Zwem- en drinkwater

Het aanpassingsvermogen van de cyanobacterie is een zorgelijk gegeven. Microcystis kan de giftige stof microcystine produceren, wat de lever van vogels en zoogdieren aantast. Daarnaast verstoren hoge concentraties cyanobacteriën de ecosystemen in zoet water, waarbij vissen en waterplanten het onderspit delven. In Nederland leidt de groei van blauwalgen regelmatig tot het sluiten van zwemwater voor recreatie.

Hoe schadelijk deze bacteriën in andere landen kunnen zijn ervoer Ji in 2007 toen hij in het Oosten van China woonde en cyanobacteriën in het oppervlaktewater de drinkwatertoevoer voor 5 miljoen mensen in zijn regio de das om deed. 'Ik heb mijn moeder in de supermarkt zien ruziën met andere klanten die ook hun zinnen hadden gezet op de laatste flessen drinkwater. Omdat ik weet hoeveel impact watervoorziening heeft op de maatschappij, ben ik blij dat ik met onderzoek kan bijdragen aan inzichten op dit gebied.'

Publicatiegegevens

Giovanni Sandrini, Xing Ji, Jolanda M. H. Verspagen, Robert P. Tann, Pieter C. Slot, Veerle M. Luimstra, J. Merijn Schuurmans, Hans C. P. Matthijs en Jef Huisman: 'Rapid adaptation of harmful cyanobacteria to rising CO2', in: PNAS.
DOI: 10.1073/pnas.1602435113

Het onderzoek is uitgevoerd door de Universiteit van Amsterdam, Wetenschapsorganisatie NWO financierde het met een TOP-subsidie.