VU-microbioloog en microbieel ecoloog Matti Gralka streeft naar een beter begrip van hoe bacteriën de algengroei in Nederlandse kustwateren veranderen. Met zijn onderzoeksproject "Microbial friends and foes in a warming ocean" sleept hij een NWO Vidi-beurs in de wacht.
De mate van groei van algen beïnvloedt mariene ecosystemen, en hangt niet alleen af van de watertemperatuur, maar ook van de omliggende bacteriesoorten. Maar er zijn zoveel mogelijke combinaties van algen en bacteriën dat het -voor nu- onbegonnen werk is om die in een model te vatten. Daarom ontwikkelen VU-microbioloog en microbiële ecoloog Matti Gralka en zijn team een manier om betere voorspellingen te doen.
Gralka: "Marien fytoplankton zijn microscopische algen die ongeveer de helft van alle fotosynthese op aarde uitvoeren. Elke algencel geeft suikers, aminozuren en andere verbindingen af in een dunne laag water eromheen, de zogenaamde phycosfeer. Tientallen tot honderden bacteriesoorten leven in deze laag. Sommige daarvan helpen de alg, bijvoorbeeld door vitamines te leveren. Anderen concurreren ermee om voedingsstoffen of doden hem direct. Alles bij elkaar beïnvloeden deze interacties hoeveel koolstof de oceaan opneemt."
"Dezelfde bacterie kan een alg bij de ene temperatuur helpen en juist schade toebrengen bij een andere. Studies naar hoe opwarming deze interacties verandert, leveren tegenstrijdige resultaten op. De meeste kennis komt van een paar goed bestudeerde soortenparen, en er zijn veel te veel combinaties van soorten en temperaturen om die één voor één te testen. Modellen van de toekomstige koolstofcyclus van de oceaan bevatten daardoor niet de effecten van al deze bacteriën op algen."
Van eigenschappen naar voorspellingen
In dit Vidi-project gaan Gralka en zijn team testen of de uitkomst van een interactie kan worden voorspeld aan de hand van eigenschappen die afzonderlijk op elke partner worden gemeten, zoals hun groeisnelheid en de verbindingen die elke partner vrijgeeft of opneemt.
Ze bestuderen de interacties van honderden paren algen en bacteriën uit Nederlandse kustwateren met behulp van nieuwe high-throughput methoden die ze zelf ontwikkelen. Uiteindelijk combineren ze de experimentele gegevens in een wiskundig model dat kan voorspellen hoe deze interacties veranderen naar gelang de temperatuur.
Bredere impact
"Onze resultaten kunnen oceaanwetenschappers helpen betere modellen te maken met een nauwkeurigere beschrijving van hoe algen onder verschillende omstandigheden groeien, wat helpt om betere voorspellingen te maken van mariene ecosystemen in toekomstige klimaten. Ze kunnen ook bedrijven die algen kweken helpen om stabielere culturen te ontwerpen. Ons langetermijndoel is dat deze aanpak kan worden gebruikt voor andere microbiële omgevingen, zoals die in de darm of in de bodem, om betere voorspellingen te kunnen doen in microbiële ecologie."