Persbericht Universiteit van Amsterdam
maandag 11 oktober 2004
UvA-biologen geven in Nature een verklaring voor bont palet aan planktonsoorten in zee
Planktonsoorten verdelen de kleuren in het zonlicht
Hoe kunnen er zoveel planktonsoorten in de zee bestaan? Recente ontdekkingen van vele nieuwe soorten pico-plankton, de allerkleinste groep in het plankton, maakte het beantwoorden van deze vraag steeds moeilijker. UvA-biologen drs. Maayke Stomp en prof. dr. Jef Huisman geven nu in Nature een verklaring, samen met hun MSc-studenten en onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Oecologisch Onderzoek. Uit concurrentie-experimenten met rood en groen pico-plankton leiden zij af dat de rode en groene soorten pico-plankton groeien op verschillende kleuren licht, en zo stabiel kunnen samenleven.
Tijdens een expeditie op de Oostzee (1996) ontdekten onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Oecologisch Onderzoek zowel rood als groen pico-plankton in hun watermonsters. De kleur van deze soorten wordt bepaald door fotosynthese-pigmenten, die zonlicht invangen voor groei. De groene soorten bevatten pigmenten die rood licht absorberen maar groen licht reflecteren. Daarom zijn ze groen van kleur. Bij de rode soorten is het precies andersom. Zij bevatten pigmenten die groen licht absorberen maar rood licht reflecteren.
De rode en groene soorten gebruiken dus andere delen van het lichtspectrum. Zou de verdeling van het lichtspectrum de verklaring kunnen zijn voor de bonte samenleving van verschillende soorten plankton? Deze vraag werd onderzocht door drs. Maayke Stomp en prof. dr. Jef Huisman van het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de Universiteit van Amsterdam (UvA), samen met drie studenten van het MSc programma Limnology & Oceanography van de UvA. Zij ontwikkelden een wiskundig model dat de concurrentie tussen deze soorten beschrijft op basis van lichtkleur en pigmentsamenstelling. De modellen werden getest in het laboratorium, door de soorten bij elkaar te zetten in concurrentie-experimenten met verschillende kleuren belichting. Bij rood licht won de groene soort (die rood absorbeert) de concurrentiestrijd. Bij groen licht won de rode soort (die groen licht absorbeert). Wit licht van de zon bevat alle kleuren. En wat blijkt? Bij concurrentie onder wit licht ontstaat in het lab een mengsel van de rode en de groene soort die stabiel naast elkaar leven.
Het experiment werd vervolgens uitgebreid met een derde soort, Tolypothrix genaamd, die door aanpassing van zijn pigmenten binnen een paar dagen van kleur kan veranderen. Deze werd uitgezet tegen zowel het rode als het groene pico-plankton, om te bekijken welke kleur Tolypothrix zou aannemen. In concurrentie met de rode soort werd Tolypothrix groen. In concurrentie met de groene soort werd Tolypothrix rood. De voorspellingen van het door Stomp en Huisman ontwikkelde wiskundig model sloten nauw aan bij deze experimentele resultaten. Doordat soorten pigmenten aanmaken voor de lichtkleur die concurrerende soorten laten liggen, is er voldoende ruimte om samen te kunnen leven.
De onderzoekers concluderen dat de onderlinge verdeling van verschillende kleuren licht leidt tot een efficiënter gebruik van het zonlicht door het plankton, en zo een waarborg biedt voor een bont palet aan planktonsoorten in de zee.
Publicatie:Het volledige artikel is op 10 oktober verschenen in Nature s advance online publications:
Adaptive divergence in pigment composition promotes phytoplankton biodiversity
http://www.nature.com/nature/ (klik op advance online publication )
Auteurs:
drs. Maayke Stomp, Prof.dr. Jef Huisman, MSc studenten Floris de Jongh, Annelies J. Veraart en Daan Gerla, Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica, Universiteit van Amsterdam
drs. Machteld Rijkeboer, dr. Bas Ibelings, drs. Ute I.A. Wollenzien, dr. Lucas J. Stal, Nederlands Instituut voor Oecologisch Onderzoek.
Maayke Stomp en Jef Huisman verrichtten hun onderzoek met een Pionier-subsidie van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).
Universiteit van Amsterdam