Kunnen microalgen het smeltende ijs op Antarctica redden?
Wetenschappers van de UvA gaan onderzoek doen naar microalgen in de ijszee rond Antarctica. Deze algen zouden mogelijk bijdragen aan het reguleren van het klimaat. ‘Een van de grootste onzekerheden is dat niemand weet hoe snel landijs en zee-ijs zullen smelten en hoe dat de zeespiegel beïnvloedt.’
De hoeveelheid ijs in de Antarctisch zee was de afgelopen jaren historisch laag. Daarnaast zijn er aanwijzingen dat het smelten van het westelijke deel van Antarctica onomkeerbaar is, blijkt uit een nieuw rapport waarin wetenschappers waarschuwen voor een ‘onvoorspelbare nieuwe fase’ in de klimaatcrisis. Toch is er reden om ook hoopvol te zijn.
Wetenschappers van de Universiteit van Amsterdam en Rijksuniversiteit Groningen gaan de komende vijf jaar onderzoek doen naar microalgen die mogelijk het smelten van de ijskappen remmen. ‘Vaak kijken wetenschappers naar de koolstofopslag van tropisch regenwoud in de strijd tegen het broeikaseffect,’ vertelt Susanne Wilken, ecologisch onderzoeker bij het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de UvA en betrokken bij het onderzoek. ‘Maar misschien moeten we onze aandacht meer richten op microalgen in oceanen. Ze zijn goed voor maar liefst vijftig procent van de wereldwijde koolstoffixatie en dragen dus aanzienlijk bij aan het vastleggen van koolstofdioxide. Daarnaast hebben sommige algen specifieke eigenschappen die een koel klimaat bevorderen.’
Om dat te onderzoeken reizen de onderzoekers in de winter van 2026 af naar het Nederlandse Dirck Gerritsz Laboratorium op Antarctica om het zee-ijs te bemonsteren. Eerder gaan was niet mogelijk omdat het Britse onderzoeksstation Rothera, waar het laboratorium deel van uitmaakt, op dit moment wordt gerenoveerd. ‘Tot die tijd bereiden we onze experimenten voor,’ zegt Wilken. ‘We moeten bijvoorbeeld nadenken over hoe we de impact van microalgen gaan meten en hoe we verschillende soorten kunnen onderscheiden. Daarnaast zullen we ook experimenten in het laboratorium doen met microalgen geïsoleerd uit Antarctische wateren om ze goed te kunnen bestuderen.’
Voor het onderzoek zijn wetenschappers geïnteresseerd in de levensstijl van mixotrofe microalgen. Veel microalgen staan bekend als fotosynthetische organismen die koolstof in de oceanen vastleggen met behulp van zonlicht. Maar er zijn ook microalgen die zich enkel voeden met micro-organismen zoals bacteriën in de zee. Mixotrofe microalgen kunnen zowel fotosynthetiseren als andere micro-organismen eten. “Door deze gecombineerde levensstijl zijn mixotrofe algen in staat om de pikdonkere poolwinter en -lente te overleven,” zegt Wilken.
Om die mixotrofe algen van de andere soorten te onderscheiden, heeft massaspectrometrist Gertjan Kramer van het Swammerdam Instituut voor Levenswetenschappen (SILS) van de UvA, en ook betrokken bij het onderzoek, een methode bedacht. Kramer: ‘Het idee is dat we bacteriën hier in het laboratorium kweken die een label met zich meedragen – vergelijkbaar met een gekleurde stip bij schapen, maar dan op moleculair niveau. Zodra de algen deze bacteriën eten, kunnen wij het label terugvinden in hun cel. En als die cel dan ook nog eens chlorofyl bevat, een essentieel bestanddeel voor fotosynthese, dan weten we dat we te maken hebben met een mixotrofe alg en kunnen we hun verspreiding rondom Antarctica in kaart gaan brengen.’
Antivries
Naast hun gecombineerde levensstijl hebben mixotrofe algen nog een bijzondere eigenschap om te overleven in de ijszee van Antarctica. Met behulp van speciale moleculen kunnen ze zwavel binden. Die zwavelverbindingen werken als een soort antivries en zoutregulator, legt Wilken uit. Deze verbindingen zijn essentieel wanneer zee-ijs zich begint te vormen. Mixotrofe algen raken dan als het ware gevangen in de poriën van het ijs, waar ook het zeezout zich bevindt. ‘Op het moment dat de lente aanbreekt in november willen de algen van deze zwavelverbindingen af,’ vertelt Wilken. ‘Ze scheiden de moleculen uit die uiteindelijk veranderen in een gas dat wolkvorming stimuleert, wat op zichzelf weer zonlicht blokkeert. Daardoor wordt gedacht dat microalgen indirect een belangrijke rol spelen bij het reguleren van een koel klimaat voor het behoud van de ijskappen op Antarctica.’
Hoeveel van deze microalgen aanwezig zijn in de Antarctische ijszee is nog maar de vraag. Ook de hoeveelheid gassen die zij daar produceren is onbekend. ‘We willen die interactie tussen de gassen van mixotrofe algen begrijpen om meer te weten te komen over hun bijdrage aan het lokale klimaat en ijsvorming,’ zegt Wilken. Kramer vervolgt: ‘Een van de grootste onzekerheden op dit moment is dat niemand weet hoe snel landijs en zee-ijs zullen smelten en hoe dat de zeespiegel beïnvloedt. Door inzichten van deze algensoorten toe te voegen aan klimatologische modellen zouden we misschien een deel van die onzekerheid kunnen wegnemen.’
Kramer voegt daar nog een optimistische noot aan toe: ‘Wat we ook zouden kunnen doen is algen op gigantische schaal opkweken, waardoor we op een biologische manier enorm veel koolstofdioxide kunnen vastleggen, maar dat is sciencefiction helaas. Daarnaast mogen dit soort ideeën niet de aandacht afleiden van de inspanningen om uitstoot van broeikasgassen te verminderen.’
