Grotsponzen essentieel bij instandhouden koraalrif
Datum: 20 januari 2009
De binnenzijde van een grot waarin verschillende grotsponzen (o.a. het
oranje vlak, maar ook de zwarte, blauwe, rode en gele vlakken) en
andere grotbewoners te zien zijn.
De binnenzijde van een grot waarin verschillende grotsponzen (o.a. het
oranje vlak, maar ook de zwarte, blauwe, rode en gele vlakken) en
andere grotbewoners te zien zijn.
Charles Darwin brak er zijn hoofd al over: hoe kan het toch dat
koraalriffen zichzelf zo goed weten te bedruipen in de voedselarme
tropische oceanen? Marien bioloog Jasper de Goeij deed hier onderzoek
naar en ontdekte dat grotsponzen een belangrijke rol spelen bij het
instandhouden van het koraalrif. Hij promoveert op 30 januari 2009 aan
de Rijksuniversiteit Groningen.
`Het koraalrif is een van de meest productiefste ecosystemen op
aarde,' legt De Goeij uit. `Je kan het vergelijken met het tropisch
regenwoud. Deze hoge productie is bijzonder, omdat de tropische oceaan
zeer voedselarm is. Daarom is het water zo helder en blauw. Er zit
niks in. Koraalriffen worden daarom ook wel oases in een woestijn
genoemd. Het is nog altijd een raadsel hoe koraalriffen stand kunnen
houden in zo'n voedselarme omgeving. Dat wordt ook wel de Darwin
Paradox genoemd. Darwin was een van de grondleggers van het
koraalrifonderzoek en beschreef ook als eerste dit probleem.' Om meer
inzicht te krijgen in de voedselkringloop bestudeerde De Goeij de rol
van sponzen in koraalgrotten.
Kleurig schilderij
Een koraalrif ontstaat door de opeenhoping van skeletjes van koralen,
kleine diertjes die in kolonies samenleven. Tijdens dit proces van
opeenhoping ontstaan ook allerlei holen, gaten en grotten. `Er is
altijd weinig aandacht besteed aan deze grotten omdat ze zo donker
zijn en onbewoond lijken. Maar als je er een lichtje opsteekt, zie je
dat de wand lijkt op een groot, kleurig schilderij,'weet De Goeij uit
ervaring. Deze kleurenpracht wordt met name veroorzaakt door
grotsponzen, die tussen de één en vijf millimeter dik zijn en in dunne
laagjes de wanden bevolken.
Opgelost voedsel
De Goeij kwam erachter dat deze grotsponzen een belangrijke rol spelen
in de voedselkringloop van het koraalrif. Algen en koralen produceren
een heleboel organisch materiaal. Omdat hiervan een groot deel
opgelost zit in het water en zeer moeilijk afbreekbaar is, kunnen
weinig organismen het gebruiken als voedsel.
Als niemand dit voedsel gebruikt, spoelt het uit het rif de oceaan in:
energie lekt zo weg uit het systeem. De Goeij heeft echter vastgesteld
dat een groot gedeelte van het opgeloste organische materiaal
opgenomen wordt door de grotsponzen. Hij heeft dit weten te bepalen
door te meten hoeveel koolstof, stikstof en fosfor - de basiselementen
van al het leven op aarde - er de grotten ingaat, en hoeveel er weer
uitkomt.
Darmen
Maar wat doen die sponzen precies met al dat voedsel? Investeren in
groei is lastig, want er is weinig plaats over op een koraalrif. De
Goeij ontdekte dat het voedsel vooral gebruikt wordt om cellen te
vernieuwen. `De cellen van sponzen delen zich ontzettend snel. Ter
vergelijking: een celdeling in een muizendarm duurt minstens een halve
dag. Bij sponzen duurt dat ongeveer 5 tot 6 uur.' Dit is volgens De
Goeij nodig omdat de sponzen in aanraking komen met allerlei
vuiligheid. `Sponzen filteren hun voedsel uit het water. Omdat ze in
een arm milieu leven, moeten ze soms wel 100 liter water per dag
pompen. Daarbij komt de spons ook in aanraking met allerlei virussen,
bacteriën en giftige stoffen. Deze kunnen blijvende schade aanrichten.
Om dat te voorkomen vernieuwt de spons steeds zijn cellen.'
Opmerkelijk genoeg vertonen de structuren waarmee de sponzen voedsel
opnemen grote overeenkomst met de menselijke dikke darm. `Sponzen zijn
ongeveer 700 miljoen jaar oud en vormen onze oudste meercellige
voorvaderen. Blijkbaar is ons opnamestelsel gedurende de evolutie niet
zo heel erg veranderd.'
Sponzenkweek
De grotsponzen spuwen dus constant een grote stroom dode cellen uit,
die - in tegenstelling tot het opgeloste organische materiaal - wel
makkelijk opgegeten kunnen worden door andere organismen van het rif.
Heeft de De Goeij nu met zijn onderzoek de Darwin Paradox opgelost?
`Nee, dat niet. Maar we begrijpen nu wel beter hoe zo'n ecosysteem kan
functioneren: door goed te recyclen.' Hij hoopt dat zijn resultaten
ingezet kunnen worden bij het kweken van sponzen. `Op dit moment is
dat nog niet goed mogelijk. Misschien lukt dat beter nu we weten wat
ze precies eten en hoe cellen groeien en afsterven.'
Medicijnenfabriekjes
De Goeij ziet veel toepassingen voor gekweekte sponzen. Omdat het
uitstekende filtreerders zijn, kunnen ze ingezet worden bij het
zuiveren van water. Maar sponzen bevatten ook stoffen die als medicijn
gebruikt kunnen worden. `Sponzen zijn kleine chemische fabriekjes,
maar de stoffen die ze produceren zijn zo ingewikkeld dat het namaken
veel te duur is en medicijnen dus onbetaalbaar worden. Het is dus
belangrijk dat er goede kweekmethoden voor sponzen worden ontwikkeld.
Medicijnen uit de natuur komen nu vooral van planten en dieren die op
het land leven. Maar 70% van de aarde ligt onder water en de zee bevat
een schatkamer aan interessante stoffen.'
Curriculum Vitae
Jasper de Goeij (1977) studeerde in 2001 af als bioloog aan de
Wageningen Universiteit. In 2003 begon hij met zijn promotieonderzoek
bij het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee. Zijn
promotor was prof.dr. G.J. Herndl van de Rijksuniversiteit Groningen.
Het onderzoek werd gefinancierd door NWO. De titel van zijn
proefschrift luidt: Element cycling on tropical coral reefs: The
cryptic carbon shunt revealed. Samen met dr. Ronald Osinga zet hij
zijn onderzoek voort bij hun eigen bedrijf Porifarma
(www.porifarma.com).
Nadere informatie: Jasper de Goeij, e-mail: jmdegoeij@gmail.com of
jdegoeij@porifarma.com
Rijksuniversiteit Groningen