Microben dalen niet met plastic deeltjes af in de diepzee

Een beetje goed nieuws uit de diepzee. Microben in de diepere delen van de oceaan en op de zeebodem leven in een kwetsbare harmonie met hun woeste omgeving. Bezoekers uit een andere wereld aan het oppervlak van de oceanen zouden de diepzee-ecosystemen kunnen verstoren en destabiliseren. Onderzoek heeft aangetoond dat microben op drijvende plastic deeltjes over lange horizontale afstanden kunnen worden getransporteerd. Nieuw onderzoek, uitgevoerd door Annika Vaksmaa (Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee NIOZ) en Matthias Egger (The Ocean Cleanup) toont aan dat microben niet op plastic deeltjes blijven zitten als deze in de diepzee wegzakken.

"De natuurlijke microbiële samenstelling in diepe wateren verschilt van die aan het oceaanoppervlak - het zijn bijna twee verschillende werelden in een vloeibare ruimte. Ook is de hoeveelheid microben per liter oceaanwater in de diepzee ordes van grootte lager dan die aan het oppervlak," zegt Annika Vaksmaa. "Een dikke regen van vreemde microben die met plastic pendeltjes van bovenaf binnendruppelt, kan de diepzee-gemeenschap dus verstoren."

In de subtropische gyres is de concentratie van drijvend plastic afval zeer hoog. De hoeveelheid microben op drijvende plastic deeltjes is in deze gebieden dan ook zeer hoog. De gyres vormen dus een uitstekend natuurlijk laboratorium om te onderzoeken of zinkende plastic deeltjes een lift zijn voor microben. Matthias Egger: "We wilden testen of plastic deeltjes, zodra ze vanaf het zeeoppervlak naar beneden zinken, ook microben verticaal naar beneden transporteren, naar het diepste gedeelte van de oceaan."

Matthias en Anika bemonsterden plastic in de subtropische gyre in het noorden van de Stille Oceaan (ook wel de Great Pacific Garbage Patch genoemd vanwege de grote hoeveelheden plastic die in deze afgelegen wateren drijven). Dat deze ze door met een fijnmazig net in de oppervlaktelagen en diepere waterlagen te vissen. Zij analyseerden de verzamelde deeltjes door DNA te halen uit de biologische brij die de kleine plastic deeltjes bedekt. Na sequentiebepaling van het DNA konden zij vaststellen welke microbiële gemeenschappen op elk plastic deeltje leven.

"We hebben inderdaad ontdekt dat plastic als een lift in de waterkolom fungeert. Maar de passagiers (de microben), stappen vrij snel in en uit de lift," zegt Vaksmaa. "DNA-sequencing toonde aan dat de microbiële gemeenschappen op drijvende plastic deeltjes anders zijn dan die in diepere waterlagen." De onderzoekers concludeerden dat de microben tijdens het zinken kennelijk loskomen van het plastic en dat andere microben, afkomstig uit het omringende water, zich vasthechten aan de vrije ruimtes op het plastic. Vaksmaa: "Ik was verbaasd hoe duidelijk de resultaten waren dat het werkingsbereik van de 'verticale plastic pendeldienst' al ophoudt bij een paar meter onder het oppervlak."

Bovendien ontdekten de onderzoekers dat een aanzienlijk deel van de microben op plastic oppervlakken zogenaamde koolwaterstofafbrekers waren. Zoals de naam al zegt, staan deze bacteriën erom bekend koolwaterstoffen zoals olie en mogelijk ook kunststoffen af te breken. "Dit is niet de eerste keer dat we koolwaterstofafbrekers op plastic aantreffen," zegt Vaksmaa. "Ook in mijn vorige studie naar de kolonisten van plastic in de Middellandse Zee vond ik veel van deze organismen. Dit roept de vraag op of deze koolwaterstofafbrekers inderdaad plastic eten of afbreken in de oceaan."

Deze studie biedt geen oplossing voor de wereldwijde plasticvervuiling en de veranderingen die deze heeft op de biodiversiteit in de oceaan. Deze studie is een samenwerkingsproject geweest. Vaksmaa: "Ik ben erg blij dat ik met Matthias van The Ocean Cleanup kan samenwerken, want voor dergelijke grote expedities naar afgelegen locaties zijn goede faciliteiten en samenwerkingspartners nodig. Alleen samen kunnen zulke expedities worden uitgevoerd. Ik ken Matthias sinds we aan verschillende universiteiten promoveerden. Het is belangrijk om te beseffen dat het in de wetenschap niet een zaak is van één vrouw/man, maar een teaminspanning om tot ontdekkingen te komen."

Deze studie maakt deel uit van een groter ERC-gefinancierd project onder leiding van Helge Niemann van het NIOZ, met als doel te ontrafelen welke soorten microben leven op plastic en in hoeverre oceaanplastic dient als voedselbron voor microben. We onderzoeken het lot van plastic in de zee en het zelfreinigend vermogen van de oceaan. Dat wil zeggen dat we willen weten of en hoe snel mariene microben uiteindelijk plastic afval kunnen afbreken", zegt Niemann.Vaksmaa: "We willen de resterende open vragen beantwoorden tijdens soortgelijke oceaanexpedities, de volgende keer in de Noord-Atlantische Oceaan. Op dit moment kunnen we niet uitsluiten dat bepaalde afzonderlijke organismen op de shuttle achterblijven en als quasi aliens de diepe oceaan binnendringen. Daar dringen zij de inheemse gemeenschappen binnen die in diepere waterlagen leven. We zullen proberen dit bij toekomstige expedities na te gaan."