Eencellige algen in zee sterven door virusinfecties

De zee zit vol virussen. In elke theelepel zeewater zweven er miljoenen. Virussen horen tot de talrijkste levende wezens in zee. En daar kunnen ze, net als op het land, ook andere levende wezens besmetten. Virussen zaaien dood en verderf onder de eencellige algen in zee. Daarmee spelen ze een sleutelrol in de koolstofkringloop, zo blijkt uit het onderzoek van Anne-Claie Badoux, die gisteren in Groningen promoveerde. Zij voerde haar onderzoek uit bij het NIOZ Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek op Texel.

Eéncellige algen of fytoplankton staan aan de basis van de voedselketen in zee. Ze worden intensief begraasd door kreeftjes en ander dierlijk plankton. Maar virusziekten veroorzaken minstens evenveel algensterfte, vooral in voedselrijke wateren, zo toonde Anne-Claire Badoux aan. Sommige algensoorten blijken gevoeliger voor virusinfecties dan andere.

Na infectie zal het virus zijn ‘gastheer’, de alg, aanzetten tot het maken van nieuwe virusdeeltjes. Uiteindelijk barst de gastheer open en de nieuwe virussen komen vrij in zee. Als er dan nog steeds voldoende algen van de gevoelige soort aanwezig zijn, zal de cyclus zich herhalen. De virussen zijn erg kieskeurig en soortspecifiek. Ze beïnvloeden de populatiedynamiek van hun favoriete algensoort en de biodiversiteit onder de algen.

Zo zorgen virussen bijvoorbeeld voor het instorten van de voorjaarsbloei van de schuimalg Phaeocystis globosa in Nederlands kustwateren. Deze schuimalgen leven als minuscule losse cellen, maar ook in kolonies, waarin vele duizenden cellen in een slijmachtig omhulsel aaneenklonteren. Vooral de losse cellen van de schuimalg zijn vatbaar voor virussen. De veel voorkomende cyanobacteriën Synechococcus en Prochlorococcus, vroeger blauwwieren genoemd, blijken nauwelijks gevoelig voor virusziekten.

Virussen vormen een interessante schakel in de voedselketen. Ze besmetten vooral de vele vrij zwevende, eencellige organismen in de bovenste waterkolom. Dat leidt veel tot sterfte, maar er wordt ook een heel proces van recycling in gang gezet.

Ter vergelijking: Als algen afsterven en naar de zeebodem zinken, worden koolstof en andere bouwstenen niet of nauwelijks meer door andere organismen benut en dus aan de voedselketen onttrokken. Andere algen worden gegeten door dierlijk plankton, zoals zeekreeftjes, die vervolgens weer als voedsel dienen voor bijvoorbeeld vissen of andere organismen die een treetje hoger in de voedselpiramide staan. Daarmee stroomt de koolstof door naar een hoger niveau in de voedselketen. Sterven de algen echter na een virusinfectie, dan komt hun celinhoud in de bovenste waterkolom vrij als dood organisch materiaal, dat verteerd wordt door bacteriën in het zeewater. Tijdens dat verteringsproces komen elementaire voedingzouten vrij, die weer voor andere algen beschikbaar komen. Daarmee houden de virussen de primaire productie in de voedselketen gaande. Vooral in voedselarme wateren is dit mechanisme van groot belang voor de productiviteit en de draagkracht van het ecosysteem.

Marion de Boo