Dansen op de vulkaan – met bacteriën

Extremofielen groeien op plekken waar planten of dieren het niet zouden uithouden. Zoals in vulkanen. Toch kun je ze kweken: „Er zijn geen onkweekbare bacteriën.”

Huub Op den Camp kweekt al tien jaar vulkaanbacteriën. Foto Andreas Terlaak

Een vulkanische modderpoel in de buurt van Napels. De grijze modder van 50 à 70 graden Celsius borrelt van de zwavelhoudende gassen en er zit zoveel zwavelzuur in dat citroensap er mild bij afsteekt: de pH ligt onder de 2. Een man in wandelbroek en T-shirt hengelt er met een schep in om een monster te nemen. Naast zijn linkervoet staat een petfles waar dat spul straks in moet. De foto uit 2005 staat op een grote wetenschappelijke poster die op het kantoor van Huub Op den Camp (1956) hangt. De man met de petfles is zijn ongeveer even oude collega Arjan Pol. „Wat hij daar aan het doen is, is wel een beetje gevaarlijk, eigenlijk”, zegt Op den Camp. Maar ach – uit de modder die Pol verzamelde, kweekten ze een bacterie die zo bijzonder bleek dat ze er in 2007 mee in Nature kwamen.

Huub Op den Camp, die vrijdag zijn oratie houdt als hoogleraar aan de Radboud Universiteit in Nijmegen, kweekt al tien jaar vulkaanbacteriën. De micro-organismen die hij in vulkanen ontdekte, zijn ‘extremofielen’. Ze groeien het best onder omstandigheden waarin planten of dieren het nog geen tien minuten zouden uithouden. En hun stofwisseling is ongewoon: de energie waarmee ze groeien, komt niet van de zon of uit voedsel, maar uit vloeistoffen en gassen zoals methaan, waterstofsulfide (H2S, rotte-eierengas) of waterstof. Zulke microben leven in de diepzee, diep in de bodem, of in vulkanen dus.

Op plekken zoals de slapende vulkaan Solfatara (‘solfa’ betekent zwavel, ‘tara’ komt van ‘terra’, aarde) bij Napels is het warm en zwavelrijk – en zuur, doordat de bacteriën zwavelzuur produceren. Vorig jaar haalde Op den Camp een Europese subsidie binnen van 2,3 miljoen euro (een ERC Advanced Grant) om in drie andere vulkaangebieden in Italië naar extreme micro-organismen te gaan zoeken. Eind deze zomer begint het veldwerk.

Het zal in de Solfatara wel stinken?

„Je ruikt hem al op de autobaan vanaf Napels. Maar H2S heeft een heel lage geurdrempel, je ruikt een paar moleculen op een miljard. Dus het stinkt, maar er is niet veel van.” Op den Camp wijst op een achttiende-eeuwse gravure van de Solfatara die naast de poster hangt – cadeautje van het afdelingshoofd vanwege de Europese subsidie. Langs de walmende poel ligt een pad waarover een huifkar rijdt. „Dat pad is er nog steeds. Er ligt een camping aan. Het went.”

De Nijmeegse microbiologiegroep waarin Op den Camp werkt, is een van de weinige zeer rijke biologische onderzoeksgroepen van Nederland, bleek vorig jaar uit onderzoek van De Volkskrant. Hoogleraar Mike Jetten, die de afdeling leidt, haalde sinds 2008 twee ERC-subsidies binnen (à 2,5 miljoen euro), een Spinozapremie van NWO (ook 2,5 miljoen), en deelde in een Zwaartekrachtsubsidie voor microbiologie van het ministerie van OCW (23 miljoen).

Vorig jaar kwam daar de ERC-subsidie bij voor Op den Camp, die toen al tien jaar universitair hoofddocent was. De groep telt nu 45 stafleden en promovendi; het kweeklab is net vernieuwd. De sfeer lijkt er ontspannen. De meeste medewerkers zijn naar een cursus bio-informatica. Mike Jetten loopt in korte broek en op sandalen en ook Huub Op den Camp ziet er in zijn poloshirt uit alsof hij zo de caravan achter de auto kan hangen.

Uw carrière was tien jaar geleden ook al op stoom. Waarom bent u niet eerder hoogleraar geworden?

„Hoe moet ik dat zeggen… Toen de voorganger van Mike Jetten met pensioen ging, tien jaar geleden, heb ik niet gesolliciteerd. Ik wilde geen hoogleraarschap, met de volledige verantwoordelijkheid over een vakgroep. Ik had als universiteit hoofddocent wel managementtaken, maar ik ging ook door met mijn onderzoek, en dat heeft me geen windeieren gelegd. Nu ben ik benoemd tot hoogleraar op persoonlijke titel. Iemand die goed genoeg is om een ERC-subsidie binnen te halen, maar geen hoogleraar is, dat vinden ze een beetje raar bij de universiteit. Voor mijn werk maakt het niets uit.”

Wat u doet, is basale microbiologie: bacteriën opkweken uit bodemmonsters. Toch haalde u er al meermalen Nature mee. Hoe kan dat?

„We kennen veel trucs om isolatie en kweek goed aan te pakken.”

Maar de meeste bacteriën zijn toch onkweekbaar?

„Nee, er zijn geen onkweekbare bacteriën. We kennen alleen de omstandigheden nog niet. In de Solfatara ontdekten we de zuurbestendige, methaanetende bacterie Methylacidiphilum fumariolicum. Daar was iets bijzonders mee. Hij groeide alleen goed als we er water uit de modderpoel bij deden. Daar zat iets in dat die groei stimuleerde. Uiteindelijk bleken het zeldzame aardmetalen, de ‘lanthaniden’. Hij groeit beter met cerium, praseodymium, neodymium en lanthanum.”

Hoe kan een organisme zo evolueren dat het afhankelijk wordt van een zeldzaam aardmetaal?

„Cerium is niet zeldzaam. Het staat op plaats tien, geloof ik, van meest voorkomende elementen op aarde.” (Dat klopt niet helemaal: het staat op 27.) „Zeldzame aardmetalen zitten overal, maar nooit geconcentreerd zoals ijzer. Ze zijn moeilijk winbaar. Nu zijn allerlei microbiologen bezig om lanthaniden aan kweken toe te voegen. Die groeien dan veel beter.” Op den Camp laat een review zien die er vorig jaar in Science over verscheen. De kop: Just add lanthanides.

Met zijn Europese subsidie gaat Op den Camp micro-organismen zoeken in een zuur meer bij Rome, en bij ‘fumarolen’ (natuurlijke schoorstenen van vulkaangas) en in modderbaden op het eiland Volcano bij Sicilië. „En waarschijnlijk kunnen we in september met Duitse collega’s mee op expeditie naar onderzeese fumarolen bij het eiland Panarea.”

Maar verwacht u daar niet meer van hetzelfde?

„Als je het niet onderzoekt, weet je het niet. Er is nog veel onbekend. Zelfs in de bodem onder onze voeten.”

Lijken ecologische microbiologen op vogelaars?

„Voor een deel wel. We gaan erop af, we vinden een bijzondere bacterie en we maken een foto. Maar alleen een soort scoren, geeft niet genoeg voldoening. Onze drijfveer is begrijpen wat er gebeurt.”