Een jungle onder de microscoop: ‘Hoe mooier blauw een oceaan, hoe minder leven erin zit’

Plankton is van uitermate groot belang voor het leven op aarde, en dat niet alleen in de oceanen. Een verslag over een grotendeels onbekende wereld.

Sir Charles Darwin publiceerde in 1953 een ophefmakende theorie over bewegingen in het oceaanwater. Sir Charles was een natuurkundige, en een kleinzoon van de grote Charles (die zelf om onopgehelderde redenen nooit geridderd werd). Sir Charles stelde dat de bewegingen van wezens in het oceaanwater stromingen veroorzaken, waardoor dat onophoudelijk vermengd wordt. Belangrijk, want in een oceaan circuleren cruciale stoffen voor alle leven op aarde, zoals zuurstof en koolstofdioxide.

In de zomer van 2009 werd het idee van Sir Charles concreet gemaakt in het topvakblad Nature. De activiteit van dieren in het water veroorzaakt alles samen evenveel turbulentie als de wind en de getijden. De helft van die activiteit is afkomstig van zoöplankton: microscopisch kleine diertjes die in massaal grote aantallen in het oceaanwater voorkomen.

Studie van de planktongemeenschap is van groot belang als we willen begrijpen hoe het globale ecosysteem functioneert. De Stad Amsterdam, het schip van het Beagleprogramma, zeulde een bijna 90 kilogram wegende automatische recorder mee, die systematisch plankton uit het water filterde. De machine zag er ouderwets uit, en dat was ze ook, want het concept werd in 1926 voor het eerst gebruikt. Het is sindsdien nagenoeg ongewijzigd gebleven, om de gegevens die vandaag verzameld worden te kunnen vergelijken met de historische tijdreeks.

‘De recorder heeft voor het eerst onomstotelijk aangetoond dat er een effect van de opwarming van het aardklimaat op het plankton is’, zegt marien onderzoekster Katja Philippart van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek, die mee aan boord van de Beagle was. ‘Hij toont aan dat een aantal soorten naar het noorden oprukt. Andere soorten passen zich minder goed aan. Er is dus een herschikking van de planktongemeenschap bezig, een aanpassing aan veranderende omgevingsomstandigheden, zoals Charles Darwin het in zijn evolutietheorie vooropstelde.’

Is de verandering globaal goed of slecht?

KATJA PHILIPPART: Dat kunnen we niet zeggen, want dat is een menselijke inschatting, en we weten te weinig over hoe het plankton functioneert. Maar het is duidelijk dat ze effecten zal hebben, want plankton is uitermate belangrijk voor het voedselweb. De teloorgang van de kabeljauw heeft uiteraard met overbevissing door de mens te maken, maar voor een deel ook met snelle veranderingen in de planktongemeenschap.

Moet ook het plankton zich aanpassen?

PHILIPPART: Voor individuele soorten is het cruciaal dat ze bijvoorbeeld de periode waarin ze hun larven afzetten, goed bepalen. Je moet altijd een optimale balans vinden tussen de beste periode om te groeien, en de beste periode om het minst kans te lopen opgegeten te worden.

Wat is er zo fascinerend aan de studie van plankton?

PHILIPPART: Ik vind de variëteit in vormen zo fantastisch. Het plantaardige plankton betreft dikwijls eencellige wezens, maar toch passen ze zich goed aan hun omgeving aan. We hebben experimenten gedaan met dierlijk plankton waaruit blijkt dat larfjes van schelpdieren de grootte van hun organen kunnen aanpassen aan wat ze te eten krijgen. Als er weinig voedsel is, ontwikkelen ze een grote mond, zodat ze het weinige eten dat er is zeker te pakken krijgen. Als er veel voedsel is, krijgen ze een grotere maag en darm, om meer te kunnen verteren.

Kan plankton actief bewegen, of is het daar te klein voor?

PHILIPPART: Er zijn soorten die kunnen bewegen, die rekening houden met het getij, die het perfecte plaatsje in het water of op de bodem kunnen vinden, met de ideale mix tussen licht en voeding. Sommige hebben stekeltjes ontwikkeld om te kunnen drijven, want ze hebben er niets aan als ze naar de bodem zinken. Die kunnen tegelijk als bescherming dienen.

Het is een harde wereld onder water?

PHILIPPART: Net als overal is het ook bij het plankton een kwestie van eten en gegeten worden. Zelfs onder de microscoop zie je een echte jungle.

Is plankton gevoelig voor de veranderingen die de mens in zijn omgeving introduceert?

PHILIPPART: Jazeker. We hebben dat in de Nederlandse Waddenzee goed kunnen bestuderen. De planktonpopulatie is er heel gevoelig gebleken voor eutrofiëring met stikstof en fosfaten. We zagen in de periodes van piekvervuiling en van strijd tegen deze vervuiling enkele keren vrij plotseling grote veranderingen in de verhoudingen tussen verschillende soorten. Want niet alle soorten hebben dezelfde ideale concentraties van stikstof of fosfaten nodig voor hun overleving. Omdat soorten met elkaar in verband staan, kan dat effecten hebben op bijvoorbeeld de oogst van schelpdieren.

Is het te voorspellen welke soorten het goed of slecht zullen doen?

PHILIPPART: Als je alle soorten voldoende goed zou kennen, zou dat misschien kunnen. Maar dat is niet het geval. En omdat alles samenhangt, is het héél moeilijk effecten binnen een systeem in kaart te brengen. De evolutie staat nooit stil.

Kunt u op zicht zeggen of er in een bepaalde zone veel plankton zit?

PHILIPPART: Héél algemeen kun je stellen dat hoe mooier blauw een oceaan is, hoe minder leven erin zit, zeker aan de oppervlakte.

Hangen wij zelf ergens vast aan het mariene ecosysteem?

PHILIPPART: Uiteraard. Alles hangt samen. Als we niet voorzichtig zijn met de oceanen, dreigen we onszelf in de vingers te snijden. Dat vele vispopulaties crashen, is een sterk signaal dat er van alles fout loopt. We weten ook nog te weinig om mogelijke effecten van veranderingen in het plankton op de aardatmosfeer in te schatten.

Oefent de mens invloed uit op het mariene planktonsysteem?

PHILIPPART: Dat kan. Er zijn ooit Japanse oesters uitgezet in de Waddenzee, omdat de lokale oesterpopulaties verdwenen waren als gevolg van een combinatie van overbevissing en een virale besmetting. Men ging er toen van uit dat de Japanse oester zich niet op eigen kracht zou kunnen voortplanten, omdat het water te koud was. Maar toen werd het water een beetje warmer, en waren er oesters die zich aan wat koudere temperaturen aanpasten, en ineens was er geen houden meer aan. Nu zit de Waddenzee vol Japanse oesters, soms in riffen van een halve meter dik.