Radboud Universiteit Nijmegen


Mosselen en nonnetjes onder druk van het opwarmende klimaat

Datum bericht: 20 oktober 2009

Beknopte samenvatting
De zuidelijke verspreidingsgrens van het nonnetje, een tweekleppig scheldiertje, is sinds de jaren zeventig 400 km noordelijker komen te liggen. Promovendus biologie Jeroen Jansen toont aan dat dat komt door de gestegen piektemperatuur. Mosselen zijn beter aangepast aan temperatuurstijgingen en worden niet bedreigd door de klimaatsveranderingen. Jansen ontdekte een mechanisme waardoor de schelpdieren hun stofwisseling actief kunnen regelen. Eerder werd gedacht dat deze koudbloedige dieren helemaal aan de omgevingstemperatuur waren overgeleverd.

De aarde warmt op, klimaatzones verschuiven. Dieren en planten die zich makkelijk verplaatsen schuiven mee, anderen sterven uit omdat ze slecht kunnen verkassen. Het water langs de Europese westkust werd de laatste halve eeuw 1 tot 1,5 graad warmer. Wat zijn de effecten?

Jansen aan het werk op het onderzoeksplatform in de Oosterschelde. Het is een bijna uitgestorven vak, de macrofysiologie van waterdieren. Met het emeritaat van Sjoerd de Wendelaar Bonga, promotor van Jeroen Jansen binnen het Institute for Water and Wetland Research (IWWR) van de Radboud Universiteit Nijmegen staat ook de laatste leerstoel leeg. Terwijl het vak - het binnen en tussen populaties bepalen van lichaamseigenschappen en -aanpassingen - juist door de klimaatveranderingen weer sterk aan relevantie wint. Waarin verschillen dieren die wel overleven bij hogere temperatuur? Hoe passen ze zich aan? Wat zijn de grenzen van die aanpassing?

'Gemiddelde temperatuurstijgingen zijn niet zo belangrijk voor koudbloedigen. Het zijn de extremen die belangrijk zijn. Koudbloedige dieren zijn sterk gebonden aan temperatuurmarges. Is het te koud voor ze, dan sterven ze, net als wanneer het te heet wordt. Ze branden dan letterlijk op: hun stofwisseling gaat te hard. Lang werd gedacht dat de stofwisseling van koudbloedige dieren direct verbonden was aan de omgevingstemperatuur. Zo eenvoudig is het echter niet', zegt Jansen.

Zelf regelen
De dieren die Jansen onderzocht komen voor in de getijdengebieden. Wanneer de platen waarop ze leven bij eb droogvallen kan de temperatuur snel stijgen - een dagverschil van 10 graden is niet ongewoon. Mosselen zitten vast, nonnetjes leven verscholen in het zand, maar beide soorten kunnen zich niet verplaatsen naar een koel plekje. Toch zijn ze niet volkomen passief. 'Tot onze verrassing zagen we dat de dieren over een mechanisme beschikken om hun stofwisseling te temperen. En dat kunnen ze zelf apart reguleren in verschillende organen. Er zit wel een limiet aan: bij een bepaalde temperatuur lijden hun eiwitten teveel aan de hitte. Als het organisme dan in de spaarstand blijft gaat ie kapot. Dan moet hij wel in actie komen om de eiwitten te repareren. Maar dan is het risico groot dat hij opbrandt.'

Oververhit
Jansen verplaatste nonnetjes uit het noorden naar Spanje om te kijken of zij zich fysiologisch konden aanpassen aan de lokale, warmere omstandigheden. In de jaren zeventig werden er nog nonnetjes gevonden in de baaien van Noord-Spanje. Nu zijn ze daar verdwenen. Was temperatuurstijging de oorzaak?

De zuidgrens voor het nonnetje (Macoma Balthica) ligt nu in het Gironde-estuarium ten zuiden van Bretagne.

'Schelpdieren sterven niet zomaar uit,' zegt Jansen. 'Ieder jaar spuiten ze enorme hoeveelheden voortplantingcellen het water in. Daaruit vormen zich larven die grote afstanden kunnen afleggen. Een plek waar in een seizoen om een af andere reden de schelpdieren zijn verdwenen kan het volgende voorjaar zo weer gekoloniseerd raken. Maar daar in Spanje zijn ze echt verdwenen.' De nonnetjes die Jansen verplaatste uit het Gironde-estuarium ten zuiden van Bretagne naar de Spaanse noordkust deden het in eerste instantie prima. 'Tot ze in de zomer plotseling massaal begonnen te sterven. Te warm.'

Onderkoeld
Mosselen hebben een breder verspreidingsgebied dan de nonnetjes, van Noord-Afrika tot aan Spitsbergen. Hoewel Jansen het niet eens is met de opvatting dat de mosselen ten noorden en ten zuiden van het kanaal tot verschillende soorten behoren ('Lamarck en Linneaus zaten gewoon tegelijkertijd op een andere plek dezelfde soort een naam te geven') zijn er wel degelijk genetische en fysiologische verschillen tussen de zuidelijke en noordelijke mosselen. De noordelijke kunnen beter tegen kou en slechter tegen warmte.

Noordelijke varianten van mosselen (Mytilus spp) worden gaandeweg vervangen door zuidelijke, die beter tegen warmte kunnen. Wordt dit op termijn een probleem voor de vaderlandse mosselindustrie? Nee, dat niet, denkt Jansen. 'De opwarming wordt voor de mosselkwekers geen economische ramp. De zuidelijke varianten komen gewoon hiernaartoe. Ze komen mee met schepen en anders komen de larven wel een keer aandrijven. Ik zal er wel geen vrienden mee maken, maar een van de stellingen in mijn proefschrift is dat lokale ecosystemen alleen op peil kunnen blijven door de komst van exotische soorten of ecotypes.' Is het dan een ecologisch drama? Ook hierover is Janssen relativerend. 'Als je terugkijkt in het fossielenarchief dan zie je dat er altijd schelpdieren zijn. De ene soort sterft uit, de andere komt - ook voor de vogels in Spanje is ander voedsel voorradig om de verdwenen nonnetjes te vervangen. Ik zie de klimaatverandering als een prachtige gelegenheid om het aanpassingsvermogen van soorten in het veld te onderzoeken.'

The macrophysiology of Mytilus spp. and Macoma balthica, promotie 12 november. Promotores: de heer prof. dr. C. Heip, de heer prof. dr. S.E. Wendelaar Bonga Copromotor: de heer dr. H. Hummel

Jeroen Jansen (Den Helder, 1975) studeerde biologie aan de VU en deed zijn promotieonderzoek aan de Rijksuniversiteit Groningen. Zijn promotie vindt echter plaats in Nijmegen, vanwege de hier gevestigde leerstoel dierfysiologie. Momenteel werkt Jansen bij Imares, onderzoeksinstituut van de Wageningen Universiteit.