Kolonies van ‘kabelbacteriën’ voorkomen dat het Grevelingenmeer jaarlijks vol giftige sulfide-ionen komt te zitten. Ook op andere plekken redden ze waarschijnlijk hele ecosystemen, ontdekten onderzoekers van het NIOZ, de Vrije Universiteit Brussel en de Universiteit Utrecht.

Dat Grevelingenmeer bevat zout water maar kan sinds de Deltawerken nog maar in beperkte mate water uitwisselen met de Noordzee. Tegenwoordig heeft het elke zomer te maken met hypoxie: in de onderste waterlaag raakt de zuurstof tijdelijk uitgeput. In de sedimentlaag op de bodem gedijen dan anaerobe bacteriën die sulfaat reduceren tot sulfide. En zodra de (waterstof-)sulfideconcentratie zó hoog wordt dat het uit de bodem ontsnapt, heb je een naar rotte eieren ruikende milieuramp.

Dat zoiets in de praktijk vrij zelden gebeurt, en in het Grevelingenmeer tot nu toe helemaal niet, blijkt uiteindelijk toch geen kwestie van mazzel hebben maar van Desulfobulbaceae, de in 2012 ontdekte familie van ‘cable bacteria’.

Deze bacteriën onderscheiden zich door draadjes te vormen die meer dan een centimeter lang kunnen worden. Via die draadjes kunnen ze elektronen doorgeven, om redoxreacties mogelijk te maken waarbij reductie en oxidatie elk in een andere bodemlaag verlopen. Om precies te zijn oxideren ze diepliggend sulfide tot elementaire zwavel, en geven de elektronen door aan zuurstof in het water die in O2- wordt omgezet.

Dat de bacteriën daar zelf van profiteren is wel duidelijk, maar dat gold tot nu toe niet voor het nut voor de rest van het ecosysteem.

Maandelijks genomen monsters van de bodem van het Grevelingenmeer maken nu duidelijk dat Desulfobulbaceae daar een ijzercyclus in stand houdt, melden Filip Meysman en collega's in PNAS. De kabelbacteriën doen het vooral goed in de lente, als er nog zuurstof beschikbaar is. In die periode zetten ze ijzer(II)sulfide (FeS) om in ijzer(III)hydroxide (door de auteurs weergegeven als FeOOH).

Dat laatste hoopt zich als een soort roestlaagje op de bodem op en dient in de zuurstofloze tijd als een soort ‘firewall’. Omhoog komend sulfide wordt weer omgezet in FeS, en pas als de ijzervoorraad is uitgeput kan het het bovenliggende water vergiftigen.

De auteurs schatten de buffercapaciteit op maximaal 36 dagen. De zuurstofloze periode duurt echter maar een dag of 20. Daarna is er weer voldoende zuurstof om de groei van sulfide-oxiderende Beggiatoaceae-bacteriën mogelijk te maken. Die zetten in de winter de sulfide weer om in sulfaat, waarna de cyclus opnieuw kan beginnen.

Puur chemisch gezien zitten er een paar gaten in dit verhaal, maar ongetwijfeld zijn er meer micro-organismen bij betrokken. In elk geval zijn dit de stoffen die door de onderzoekers zijn gemeten.

Of in andere periodiek zuurstofarme wateren iets dergelijks gebeurt, zal verder onderzoek moeten uitwijzen.

bron: NIOZ, PNAS

Extra documenten

Klik op de link om deze bestanden te downloaden en te bekijken