Bacterie zet mondiale stikstofkringloop op zijn kop

Het gaat om de anammoxbacterie, een bacterie die wordt ingezet in de afvalwaterzuivering om ammonium in onschuldig stikstofgas om te zetten. Biologen en oceanografen uit verschillende landen zochten al jaren naar de bacterie, omdat hij nog niet in de natuur was gevonden.

De ontdekking is gedaan door onderzoekers van de TU Delft, het Nioz en Max Planck Instituut voor Marine Microbiologie (Bremen, Duitsland) in samenwerking met de Katholieke Universiteit Nijmegen. Vandaag staat de publicatie in het tijdschrift ‘Nature’.

Om de bacterie te vinden reisden de onderzoekers af naar de Zwarte Zee. Volgens hen bevindt de bacterie zich in het zuurstofloze deel van de Zwarte Zee, op een diepte van negentig meter.

Het aantal anammoxbacteriën blijkt zo groot, dat al het ammonium dat uit de diepere zee en zeebodem omhoog komt wordt omgezet in stikstofgas. Dit ammonium is afkomstig van de afbraak van afgestorven planten- en dierenresten. Het gaat naar schatting om 300.000 ton stikstofgas per jaar vanuit de Zwarte Zee.

Onderzoeker drs. Olav Sliekers van de afdeling biotechnologie (TNW) reisde met de R/V Meteor, een Duitse onderzoeksboot, mee de Zwarte Zee op. Daar pompte hij water op. Om zeker te weten of hij de juiste bacteriën had, legde hij ze onder de microscoop, onderzocht hun dna en controleerde de bacteriën op het voor de anommox karakteristieke laddermolecuul: een reeks koolstofringen die trapsgewijs, als een ladder, aan elkaar zitten. Dat laddermolecuul is essentieel voor stikstofafbraak onder zuurstofloze omstandigheden.

De vondst van deze nieuwe bacteriesoort, Scalindua sorokinii, heeft grote gevolgen voor de stikstof- en koolstofkringloop in oceanen. Die kringloop heeft op zijn beurt weer grote invloed op de kringloop op aarde: de mondiale kringloop is namelijk voor zo’n 75 procent afhankelijk van wat er gebeurt in de oceanen.

Nu blijkt dat anammox verantwoordelijk is voor het grootste deel van het stikstofgas in onze atmosfeer, betekent dat grote hoeveelheden stikstof niet worden meegenomen in huidige kringloop- en milieumodellen waarmee beleidsmakers rekenen.

Volgens medeonderzoeker van het project, prof.dr.ir. Mike Jetten, bijzonder hoogleraar microbiologie aan de TU Delft, kunnen nu de mondiale stikstof- en koolstofbudgetten worden aangepast. Hij kan echter niet zeggen of deze vondst betekent dat de oceaan meer ammonium en koolstofdioxide kan opnemen en verwerken dan verwacht. ,,We geven de nieuwe gegevens door aan modellenmakers. Dan zal blijken over de oceaan meer vervuiling aankan dan we dachten. Of minder.” Volgens de professor zullen binnenkort onderzoekers alle zeeën bevaren om de anammox bacterie op te zoeken.

Het gaat om de anammoxbacterie, een bacterie die wordt ingezet in de afvalwaterzuivering om ammonium in onschuldig stikstofgas om te zetten. Biologen en oceanografen uit verschillende landen zochten al jaren naar de bacterie, omdat hij nog niet in de natuur was gevonden.

De ontdekking is gedaan door onderzoekers van de TU Delft, het Nioz en Max Planck Instituut voor Marine Microbiologie (Bremen, Duitsland) in samenwerking met de Katholieke Universiteit Nijmegen. Vandaag staat de publicatie in het tijdschrift ‘Nature’.

Om de bacterie te vinden reisden de onderzoekers af naar de Zwarte Zee. Volgens hen bevindt de bacterie zich in het zuurstofloze deel van de Zwarte Zee, op een diepte van negentig meter.

Het aantal anammoxbacteriën blijkt zo groot, dat al het ammonium dat uit de diepere zee en zeebodem omhoog komt wordt omgezet in stikstofgas. Dit ammonium is afkomstig van de afbraak van afgestorven planten- en dierenresten. Het gaat naar schatting om 300.000 ton stikstofgas per jaar vanuit de Zwarte Zee.

Onderzoeker drs. Olav Sliekers van de afdeling biotechnologie (TNW) reisde met de R/V Meteor, een Duitse onderzoeksboot, mee de Zwarte Zee op. Daar pompte hij water op. Om zeker te weten of hij de juiste bacteriën had, legde hij ze onder de microscoop, onderzocht hun dna en controleerde de bacteriën op het voor de anommox karakteristieke laddermolecuul: een reeks koolstofringen die trapsgewijs, als een ladder, aan elkaar zitten. Dat laddermolecuul is essentieel voor stikstofafbraak onder zuurstofloze omstandigheden.

De vondst van deze nieuwe bacteriesoort, Scalindua sorokinii, heeft grote gevolgen voor de stikstof- en koolstofkringloop in oceanen. Die kringloop heeft op zijn beurt weer grote invloed op de kringloop op aarde: de mondiale kringloop is namelijk voor zo’n 75 procent afhankelijk van wat er gebeurt in de oceanen.

Nu blijkt dat anammox verantwoordelijk is voor het grootste deel van het stikstofgas in onze atmosfeer, betekent dat grote hoeveelheden stikstof niet worden meegenomen in huidige kringloop- en milieumodellen waarmee beleidsmakers rekenen.

Volgens medeonderzoeker van het project, prof.dr.ir. Mike Jetten, bijzonder hoogleraar microbiologie aan de TU Delft, kunnen nu de mondiale stikstof- en koolstofbudgetten worden aangepast. Hij kan echter niet zeggen of deze vondst betekent dat de oceaan meer ammonium en koolstofdioxide kan opnemen en verwerken dan verwacht. ,,We geven de nieuwe gegevens door aan modellenmakers. Dan zal blijken over de oceaan meer vervuiling aankan dan we dachten. Of minder.” Volgens de professor zullen binnenkort onderzoekers alle zeeën bevaren om de anammox bacterie op te zoeken.