Foraminifeer als gastheer

donderdag 18 januari 2018

Door Tim van Oijen

Foraminiferen zijn piepkleine diertjes die een huisje van kalk hebben. Ze zijn algemeen in de wadbodem en komen voor tot een diepte van dertig centimeter. Daar heersen vaak zuurstofloze omstandigheden. Wetenschappers vragen zich af hoe de diertjes zich er kunnen handhaven. Mogelijk spelen bacteriën die in de foraminiferen huizen hierbij een rol.

Het zuurstofgehalte in de wadbodem verschilt sterk per locatie, zie ook de vorige WadWeten. Op veel plekken is de bodem beneden een diepte van enkele centimeters al zuurstofloos. Foraminiferen zitten weliswaar vooral in de zuurstofrijke bovenste centimeters maar kunnen ook op grotere dieptes nog overleven. Een van de theorieën waarom ze het hier waarschijnlijk zelfs maandenlang kunnen uithouden, is dat ze het celmetabolisme op een heel laag pitje zetten. Verder stappen de foraminiferen onder zuurstofloze condities mogelijk over op denitrificatie om de verbranding op gang te houden. Hierbij is geen zuurstof nodig maar wordt een interne voorraad van nitraat benut. Het is onduidelijk of de cellen dit proces zelf verzorgen of dat bacteriën in de cellen dit faciliteren. In een recente publicatie zijn daarom doormiddel van elektronenmicroscopisch onderzoek foraminiferen uit het Waddengebied onderzocht op de aanwezigheid van bacteriën.

Mokbaai

Biologen bemonsterden de foraminiferen, van het genus Ammonia, bij laagtij op het wad in de Mokbaai op Texel. Ze staken kernen uit de bovenste centimeters. Hiermee bepaalden ze ook een zuurstofprofiel van de bodem. Daaruit bleek dat vanaf een halve centimeter onder het oppervlak de bodem al zuurstofloos was. Zowel foraminiferen uit het bovenste, zuurstofrijke laagje als uit de onderste zuurstofarme delen werden met een elektronenmicroscoop geanalyseerd. Met dit type microscoop is de celstructuur zichtbaar te maken. Naast deze analyses van veldmonsters zijn lab-experimenten uitgevoerd waarbij foraminiferen dagen tot weken in sediment in aquaria werden gehouden onder zuurstofrijke of zuurstofarme condities. Ook van deze foraminiferen maakten de onderzoekers elektronenmicroscopische beelden.

In de foraminiferen uit zuurstofloos sediment bleken bacteriën te zitten; in zuurstofrijk sediment waren ze afwezig. De bacteriën leken intact wat er op duidt dat ze in de foraminiferen leven. Dit is ondersteunend voor de theorie dat inwendige bacteriën een rol in de denitrificatie spelen maar of dit echt het geval is moet nader onderzoek verder uitwijzen.

Vetdruppeltjes

De foraminiferen die onder zuurstofloze condities werden gehouden, hadden vetdruppeltjes in hun cellen. Deze druppeltjes werden groter naarmate de diertjes langer zonder zuurstof zaten. De onderzoekers denken dat de druppelvorming een stressreactie is op de ongunstige zuurstofloze condities. Een andere opmerkelijke waarneming was dat de celinhoud van foraminiferen uit zuurstofloos sediment dunner was. Dit zou er op kunnen duiden dat de diertjes geen voedsel opnemen maar hun eigen celinhoud consumeren. De onderzoekers concluderen dat het in elk geval duidelijk is dat de zuurstofloze delen van de wadbodem bepaald niet het optimale habitat voor de foraminiferen zijn.


Illustratie

 
Elektronenmicroscopische foto's van enkele foraminiferen. Bron: wikimedia.


Bronnen

Koho, K.A., C. LeKieffre, H. Nomaki, I. Salonen, E. Geslin, G. Mabilleau, L.H. Søgaard Jensen en G.-J. Reichart (2018). Changes in ultrastructural features of the foraminifera Ammonia spp. In response to anoxic conditions: Field and laboratory observations. Marine Micropaleontology





Artikel WadWeten

Het tweewekelijkse artikel WadWeten verschijnt in de digitale nieuwsbrief en op de websites van de Waddenvereniging en Waddenacademie. In deze serie artikelen wordt het waddengebied beschreven vanuit verschillende onderzoeksdisciplines, zoals de biologie, de geologie en de cultuurhistorie. Een wetenschappelijke benadering in heldere taal. De berichten worden beurtelings geschreven door wetenschappers van Ecomare, de Waddenacademie en de Waddenvereniging.

In 2010 werden een aantal WadWeten artikelen gebundeld in het boekje Waddenwijsheid (ISBN 9789087410230). Begin 2015 kwam er een vervolg: Meer Waddenwijsheid. Het rijk geïllustreerde boek geeft antwoorden op vragen als: welke beestjes krioelen er in het zand, welke wadvogels werden gegeten in de terpentijd, hoe oud wordt een zwaardschede, welke stormen zijn gevaarlijk voor de Wadden. Dit prachtige boek boordevol Waddenkennis is verkrijgbaar bij de boekhandel voor € 12,90 (ISBN 9789087410322).

Ecomare Waddenacademie Waddenvereniging