Ga met ons mee op excursie
Maak een verschil voor het waddengebied met je bedrijf, vrienden of familie!
Home Waddenmagazine Stoffen van levensbelang
Voor bijna al het leven op aarde geldt: zonder zuurstof geen leven. Bij nagenoeg alle levende wezens op aarde, dieren en ook planten, is de stofwisseling namelijk gebaseerd op de energie die vrijkomt bij de reactie van suikers met zuurstof.
Dat was niet altijd zo. Toen het leven op aarde ontstond was de atmosfeer vrijwel zuurstofloos. Wetenschappers vermoeden dat de aller vroegste levensvormen bacterie-achtige wezens zijn geweest die energie haalden uit onder meer reacties met zwavel.
Op de foto links: Blauwalgen, oftewel cyanobacteriën zijn van nature niet blauw. De naam hebben ze waarschijnlijk gekregen, omdat ze soms drijflagen vormen die na ontbinding blauw kleuren. Blauwalgen vind je in allerlei kleuren. Deze roze Spirulinasoort leeft onder de laag met groene soorten. Het groene pigment vangt vooral de kleuren in het roze-rode spectrum. Het roze pigment vangt de kleur licht op die overblijft.
Cyanobacteriën veranderden alles. Zij ontwikkelden fotosynthese waarmee zij, net als tegenwoordige landplanten en algen in zee, met behulp van zonlicht water en koolstofdioxide omzetten in suikers. Als ‘afval’ komt bij fotosynthese zuurstof vrij. Dat hoopte zich steeds meer in de atmosfeer op. De huidige atmosfeer van de aarde, die voor iets meer dan een vijfde uit zuurstof bestaat, draagt nog steeds de sporen van deze cyanobacteriën. Je vindt ze onder meer op de wadbodem.
Op de foto rechts: Overblijfselen van cyanobacteriën zijn gevonden in stromatolieten, gesteenten met een gelaagde structuur die dateren tot zo´n drieënhalf miljard jaar geleden. Dezelfde laagjesstructuur als in stromatolieten is te zien in de bovenste laag van het wad. Niet geheel toevallig, want ook hier groeien cyanobacteriën.
Elk levend organisme is afhankelijk van stikstof. Zo is het element een onmisbare bouwsteen van DNA en maakt het onderdeel uit van vele eiwitten. In de geschiedenis van de aarde is stikstof altijd voor het grijpen geweest: de atmosfeer bestond en bestaat nóg voor ongeveer tachtig procent uit stikstofgas. Alleen, dat reageert nauwelijks met andere chemische stoffen. Hierdoor kunnen hogere planten en dieren stikstof uitsluitend opnemen in de vorm van stikstofverbindingen. Stikstof uit de lucht kan alleen de kringloop binnenkomen in de vorm van de stikstofverbinding ammoniak. Stikstof omzetten in ammoniak kost veel energie, een voor bijna alle organismen onneembare drempel.
Op de foto links: Planten kunnen stikstof niet zelf opnemen. Klaverplanten hebben daarvoor een slimme oplossing gevonden. Aan de wortels groeien knolletjes van Rhizobium-bacteriën. Die binden stikstof uit de lucht en zetten het om in ammonium, een voor planten bruikbare stikstof.
Zogeheten stikstof fixerende bacteriën doen dit wél, en bouwen zo stikstof in hun cellen in. Wanneer ze sterven of stikstofverbindingen ‘morsen’ komen er stikstofverbindingen vrij voor hogere planten en dieren. Op het land leven sommige soorten stikstof fixerende bacteriën vrij in de bodem. Andere soorten leven in wortelknolletjes van planten als erwt en klaver. Ook in de zeebodem leven stikstof fixerende bacteriën, en in 2021 werd ontdekt dat deze ook voorkomen in de wortels van zeegrassen zoals die in de Waddenzee. Zo steunt op het land zowel als in zee alle leven op de stikstofsporen van bacteriën.
De typische ‘zeelucht’ die strandgangers opsnuiven is voor een deel te danken aan de chemische stof dimethylsulfide ofwel DMS. Dat ontdekten wetenschappers nog maar enkele tientallen jaren geleden. DMS is een afbraakproduct van een zwavelhoudende stof die veel fytoplanktonsoorten aanmaken. DMS wordt afgegeven wanneer cellen van het fytoplankton, minuscule algen in zee, open worden gescheurd. Dat gebeurt bijvoorbeeld als fytoplanktoncellen in de branding kapotslaan, maar ook wanneer zij worden gegeten door de microscopische kreeftachtigen van het zoöplankton. DMS heeft verschillende functies, waaronder bescherming tegen vraat, maar het lijkt ook te fungeren als een soort zonnebrand. Het houdt uv-straling tegen.
Op de foto rechts: Roeipootkreeftjes zijn een van de meest talrijke diergroepen in de zee. Typerend is het rode oogvlekje. Ze worden daarom ook wel eenoogkreeftjes genoemd.
Uit recent onderzoek komt naar voren dat sommige zeevogels, zoals onder meer noordse stormvogels, DMS tot op grote afstand kunnen ruiken. Ook de in zoöplankton zeer talrijke roeipootkreeftjes blijken te reageren op DMS door actiever te gaan zwemmen. Het onbedoeld afgegeven spoor van stervend fytoplankton lokt, zo lijkt het, roeipootkreeftjes naar plekken met veel fytoplanktonvoedsel en zeevogels naar een gedekte tafel van zoöplankton en de vissen die daarvan eten. Daarnaast zijn er aanwijzingen dat DMS nog veel verder reikende effecten heeft: het zou wolkenvorming bevorderen, wat klimaatopwarming helpt tegengaan.
Dit artikel is verschenen in het WADDEN magazine van december 2022. Tekst Marcus Werner met foto’s van Wim van Egmond. Wil je het magazine ook ontvangen? Word lid van de Waddenvereniging vanaf €27,- per jaar, steun ons werk en ontvang het magazine 4x per jaar in de (digitale) brievenbus.
