Kunnen bacteriën kelpbossen van hun ondergang redden?
Kelp in de klimaatcrisis
Ritmisch ruisende bladeren, uitgestrekt van bodem tot wateroppervlak, groeiend naar het zonlicht en golvend met het water rondom: dit vormt het uitzicht van een kelpbos. Het bestaat uit grote zeewieren die een enorme diversiteit aan marien leven ondersteunen, zoals vissen en kleine schelpdieren, door hen voedsel en een veilig onderkomen te bieden. Kelpbossen beschermen onze kusten tegen de impact van stormen en dragen in grote mate bij aan de globale zuurstofproductie. Door graduele opwarming van de oceanen maar in het bijzonder door langdurige hittegolven en hevige stormen verliezen ze echter hun stabiliteit in het ecosysteem en verdwijnen ze van de kustlijn. Gouden kelp (Laminaria ochroleuca) in het bijzonder is belangrijk voor onze Europese kust gezien dit de enige soort is die kan groeien in warm gematigde streken, zoals Spanje en Portugal. Nu ook deze soort aan het verdwijnen is, wordt er aan de alarmbel getrokken. Het belang van kelp is dan ook niet te onderschatten, het wordt niet voor niets een “ecosysteem ingenieur” genoemd. Zo sleutelt het aan de chemie van zijn omgeving en voedt het de organismen rondom zich. Als deze basis wegvalt, dreigt de hele habitat te imploderen.
Bacteriën die het tij doen keren
Op het oppervlak van deze grote zeewieren leven echter bacteriën, microscopische eencellige organismen, die wetenschappers toch hoopvol stemmen voor de toekomst van deze cruciale soorten. Verschillende bacteriën staan in nauw verband met hun gastheer, waar ze instaan voor de groei en voeding van kelp alsook het beschermen tegen vele hittestress en ziektes. De intieme interactie tussen kelp en hun bacteriën lijkt dan ook cruciaal in de strijd tegen de klimaatcrisis.
In een poging tot herstel van gouden kelp populaties werd daarom in mijn thesis naar bacteriën gezocht die het kelp kunnen beschermen tegen hittegolven. Om dit te bereiken werden bacteriën geïsoleerd van kelp op verschillende plaatsen langs de Atlantische oceaan. In het laboratorium werden enkele bacteriën toegevoegd aan kelp, wat leidde tot een verbeterde groei en gezondheid, zelfs in verhoogde temperaturen. Dit bevestigt het belang van bacteriën voor de ontwikkeling van het kelp en is veelbelovend voor het ontwikkelen van bacteriële behandelingen van bedreigde kelpwouden in de Zuid-Europese kusten.
Aangepaste competitie: een veelbelovend duwtje in de rug
De grootste uitdaging om succes te boeken op vlak van restauratie van het kelp is echter competitie. Er is namelijk een continu veranderende balans van bacteriën die in competitie zijn met elkaar voor de succesvolle kolonisatie van de gastheer. De bacteriële samenstelling, ook wel het microbioom genoemd, verandert ook over verschillende locaties en levensstadia waardoor het een momentopname is in ruimte en tijd. De functies die de bacteriën aanbieden hebben een enorme invloed in hun competitie met anderen, zo heeft mijn thesis aangetoond dat elke regio op het kelp (stam, groeipunt en bladeren) een volledig ander microbioom vormt naargelang de functies die deze regio nodig heeft. Zo zullen er in de bladeren meer bacteriën voorkomen die goed zijn in het promoten van fotosynthese, terwijl er in de stam bacteriën groeien die de plant tegen virussen beschermt. Het proces van kolonisatie gebeurt echter ook door puur toeval en groeisnelheid. Wanneer andere bacteriën geïntroduceerd worden die sterker zijn en sneller groeien, verandert de samenstelling van het microbioom opnieuw.
Om die competitie in de juiste richting te kunnen duwen is het dus cruciaal om te beginnen met steriel kelp. Als nieuwe, hitte-resistente bacteriën succesvol geïntroduceerd kunnen worden aan het steriele kelp en snel kunnen koloniseren zou dit een microbioom vormen die voornamelijk instaat voor het promoten van hitte-resistentie. Op deze manier kunnen wetenschappers het kelp een duwtje in de rug geven om de klimaatcrisis te overleven.
Een blik op de toekomst
Met de kennis opgelopen door dit beginnend onderzoek wordt het project naarstig verder gezet in de hoop om volwassen kelp te kunnen kweken die net iets sterker in hun wortels staan. Zo wordt er in Portugal gestreefd naar restauratie van enkele verdwenen gouden kelpbossen met behulp van de bacteriën geselecteerd in dit onderzoek. Ze worden toegevoegd om het kelp beter te bewapenen tegen hittegolven. Dit soort onderzoek wordt niet alleen uitgevoerd voor kelp, maar ook voor zeegras en diepzee koralen door onderzoekers in andere Europese universiteiten. Zo streven we ernaar om uit te diepen hoe bacteriën gebruikt kunnen worden om die ecosystemen van hun ondergang te redden en de stabiliteit van de oceaan te verbeteren.
