Stabiele coalitie van rode en groene planktonsoorten verdeelt zonlicht
UvA-biologen bevestigen nieuwe verklaring voor bont palet aan planktonsoorte
Gepubliceerd op 14 maart 2007
UvA-biologen drs. Maayke Stomp en prof. dr. Jef Huisman toonden in
2004 met laboratoriumexperimenten aan dat rode en groene
planktonsoorten kunnen samenleven door elk een ander deel van het
lichtspectrum te gebruiken. De afgelopen jaren reisden Stomp en
Huisman de wereld af om watermonsters te nemen. Deze watermonsters
bevestigen de laboratoriumresultaten. Het plankton bestaat uit een
bontgekleurde samenleving, waarbij rode soorten domineren in helder
blauw oceaanwater, terwijl groene soorten dominanter zijn in troebel
veenwater. De resultaten worden deze week gepubliceerd in het
toonaangevende tijdschrift Ecology Letters, en zijn gekozen als
Editors Choice in Science.
Plankton is er in verschillende kleuren: roodalgen, groenalgen en
blauwalgen. De kleur van deze soorten wordt bepaald door pigmenten die
zonlicht invangen voor hun fotosynthese en groei. Groene soorten
hebben pigmenten die rood licht absorberen, maar groen licht
reflecteren, en zijn daarom groen van kleur. Bij rode soorten is het
precies andersom. Zij bevatten pigmenten die groen licht absorberen,
maar rood licht reflecteren. De rode en groene soorten gebruiken dus
andere delen van het lichtspectrum.
Strijd om het zonlicht
In 2004 beschreven drs. Maayke Stomp en prof. dr. Jef Huisman van het
Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de UvA
in Nature de resultaten van concurrentie-experimenten met rode en
groene planktonsoorten. Onder rood licht wint de groene soort (die
rood licht absorbeert) de concurrentiestrijd; onder groen licht wint
de rode soort (die groen licht absorbeert). Wit licht van de zon bevat
alle kleuren. Bij concurrentie onder wit licht bleek in het lab een
stabiele samenleving van rode en groene soorten te ontstaan. Maar
werkt het ook zo in de echte wereld? Om deze vraag te beantwoorden
reisden Stomp en Huisman samen met een internationaal team van
onderzoekers de wereld af. Ze bezochten het helderblauwe oceaanwater
op het midden van de Stille Oceaan, de groene kustwateren van de
Oostzee, de meren van de Hongaarse poesta en het Canadese schild, en
troebele veenmeertjes in de Brabantse Peel. Overal namen ze monsters
van het plankton en verrichtten ze uitgebreide metingen van het
lichtspectrum onderwater. Tevens ontwikkelden de onderzoekers een
nieuw wiskundig model om de concurrentiestrijd tussen rode en groene
soorten te kunnen voorspellen.
Optimaal gebruik van het zonlicht
De resultaten van dit wereldwijde onderzoek worden deze week
gepubliceerd in het internationale tijdschrift Ecology Letters. In
helder water, zoals op open zee, dringt blauw en groen licht het
diepste door. Het model voorspelt dat rode soorten hier in het
voordeel zijn. In troebel water, met veel organisch materiaal, dringt
rood licht het diepste door. Hier worden groene soorten dominant. In
het tussengebied - met matig helder water (zoals in kustwater en vele
meren) - voorspelt het model een kleurrijk mengsel van rode en groene
soorten. De monsters bevestigen deze voorspelling: helder oceaanwater
wordt gedomineerd door rode soorten, troebel veenwater door groene
soorten, en in matig helder water ontstaat een stabiele coalitie van
rode en groene soorten. De onderzoekers concluderen dat onderlinge
verdeling van verschillende kleuren leidt tot een optimaal gebruik van
het zonlicht.
Publicatiegegevens
Het artikel Colourful coexistence of red and green picocyanobacteria
in lakes and seas verschijnt in het aprilnummer van Ecology Letters
(Volume 10, pagina 290-298; onlineversie verscheen op 13 maart /
printversie komt uit op 16 maart).
Auteurs: drs. Maayke Stomp & prof. dr. Jef Huisman, Instituut voor
Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica, Universiteit van Amsterdam; dr.
Lajos Vörös, Limnological Research Institute, Hungarian Academy of
Sciences, Hungary; prof. dr. Frances R. Pick, Biology Department,
University of Ottawa, Canada; dr. Maria Laamanen, Finnish Institute of
Marine Research, Helsinki, Finland; drs. Thomas Haverkamp & dr. Lucas
J. Stal, Nederlands Instituut voor Ecologie, Yerseke.
Het onderzoek werd gekozen als Editors Choice in Science (Volume 315,
pagina 1339, 9 maart 2007).
Het onderzoek werd gefinancierd door een Pioniersubsidie van de
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).