Wat is de invloed van virussen op mariene fytoplankton en ecosystemen?

Het PHYVIR-project, onder leiding van Corina Brussaard van het NIOZ en UvA, onderzoekt de invloed van virussen op fytoplankton, hoe dit de koolstof- en nutriëntenkringloop in de oceanen beïnvloedt en – uiteindelijk – de gezondheid van onze planeet. Het consortium wil belangrijke kennishiaten opvullen door de interacties tussen virussen en fytoplankton te onderzoeken via laboratoriumexperimenten, oceaanexpedities en geavanceerde computermodellen. Andere deelnemende wetenschappers zijn Van de Waal (NIOO), Wilken en Huisman (beiden UvA) en Hackle (RUG), wat leidt tot een multidisciplinaire aanpak en complementaire wetenschappelijke expertise.

Gevolgen van interactie

Fytoplankton produceert de helft van de zuurstof op aarde, absorbeert enorme hoeveelheden CO₂ en vormt de basis van mariene ecosystemen. Het wordt echter ook door virussen aangetast. Hoewel we allemaal de enorme impact van virussen op zowel lokale als mondiale schaal hebben ervaren, is er nog maar weinig bekend over de interacties tussen virussen en fytoplankton in de oceanen. Belangrijke informatie over de geografische verspreiding van de belangrijkste virustypen, hun gastheren, eigenschappen en reactie op temperatuur, ontbreekt grotendeels. Bovendien is er nog steeds weinig bekend over de effecten van mariene virussen op de productiviteit van oceaanecosystemen en de mondiale koolstofcyclus in de oceanen. Hoe vaak doden virussen de verschillende functionele groepen van fytoplankton? Hoe veranderen infecties de manier waarop deze organismen functioneren? En wat betekent dit voor de biogeochemische stromen in de oceaan en het vermogen om koolstof op te slaan? Dit zijn vragen die centraal staan in het PHYVIR-project.

Gegevens verzamelen

Een team van onderzoekers van onder meer het NIOZ, de UvA, de RUG en het NIOO is op 30 april aan boord gegaan van het onlangs gedoopte onderzoeksschip Anna Weber-van Bosse. In de maand mei bevaren zij de Noord-Atlantische Oceaan, van de warme, relatief voedselarme wateren voor de kust van Kaapverdië tot de koelere, voedselrijkere gebieden bij IJsland. Tijdens de eerste wetenschappelijke expeditie met dit nieuwe schip zullen ze watermonsters nemen uit het door zonlicht doordrongen deel van de oceaan om de diversiteit en genetische structuur van de fytoplankton- en virusgemeenschappen te bestuderen. Daarnaast worden hun activiteit, afstervingspercentages en invloed op de samenstelling van elementen en lipiden onderzocht. Onderweg zullen ze ook onderzoeken hoe de interacties tussen virussen en hun fytoplankton-gastheren veranderen onder verschillende omgevingsomstandigheden. Sommige van deze watermonsters worden verwerkt en opgeslagen, terwijl andere direct aan boord worden geanalyseerd en gebruikt voor experimenten.

Resultaten

De metingen zullen ons helpen beter te begrijpen hoe virusactiviteit veranderingen in de fytoplanktongemeenschap beïnvloedt en – in het verlengde daarvan – onder welke omstandigheden virussen de richting van koolstofstromen bepalen. Wanneer houden ze koolstof vast in de bovenste lagen van de oceaan door organisch materiaal naar het microbiële voedselweb te leiden en weg te houden van hogere trofische niveaus? En wanneer dragen ze bij aan het transport van koolstof naar de diepere oceaan? Dit onderzoek levert de ontbrekende gegevens die nodig zijn om onze klimaatmodellen te verfijnen en de mariene, primaire productie nauwkeurig te voorspellen in een tijdperk van snel veranderende omstandigheden.

Meer informatie

• Volg de blog van de expeditie.

Tekst en beeld: Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ)