NWO-beurs voor studie naar ontstaan nadelige algenbloei in smeltend poolijs

Het poolijs smelt sneller dan ooit. Dat komt door stijgende temperaturen, maar mogelijk ook door microscopische algen die duizenden jaren vastgevroren lagen in het ijs. Die komen vrij zodra het ijs smelt en veroorzaken algenbloei: grote samenklonteringen van algen die het oppervlak verkleuren. Waar schoon ijs zonlicht grotendeels weerkaatst, absorberen zulke donkere plekken juist meer warmte. Het gevolg? Versnelde smelt. “Het is een zichzelf versterkend proces,” zegt Uddalok Sen, universitair docent Physical Chemistry and Soft Matter. “Maar we begrijpen de eerste stappen ervan nog niet goed genoeg.”

Om dat te onderzoeken, verkleint Sen de poolwereld tot een laboratoriumschaal. Daar werkt het team met minuscule ijsblokjes van slechts een millimeter groot. Erin zitten algen ingevroren, net zoals in echt poolijs. Vervolgens bootsen ze het smeltproces na door lokaal en heel gericht stukjes ervan te smelten met een laser. “Op de noord- en zuidpool gebeurt dat ook zo: dunne stukken ijs of delen met algenkolonies erop smelten sneller dan hun omgeving”, aldus Sen. Onder een microscoop volgen onderzoekers hoe de cellen vrijkomen, bewegen en zich uiteindelijk aan elkaar hechten.

Individuele algencellen kunnen zich nog zelfstandig voortbewegen, maar zodra ze een soortgenoot tegenkomen, produceren ze een soort lijm waarmee ze aan elkaar blijven plakken en hun bewegingsvrijheid verliezen. Ze worden dan afhankelijk van stromend water dat hen samenbrengt met andere kolonies. Zo kunnen kleine klompjes algen uitgroeien tot zichtbare algenbloei. “We proberen te begrijpen hoe die overgang precies werkt,” zegt Sen. “Hoe clusteren de algen en onder welke omstandigheden gebeurt dat?”

Dankzij de onlangs toegekende subsidie kan promovendus Ayushi Bhatt het praktische werk op zich nemen. Daarnaast wil Sen de subsidie gebruiken om experimentele opstellingen voor het project te bouwen en aan te passen. “Omdat we werken met ijs en bevroren algen, moeten we voorkomen dat de boel beslaat of te snel opwarmt tijdens het meten”, zegt hij. Om de lage temperaturen te waarborgen, moet de volledige microscoop in een soort koelbox ingebouwd worden. “Dat maakt het technisch best uitdagend.”

Hoewel het onderzoek fundamenteel van aard is, zijn de mogelijke implicaties groot. Algen vormen de basis van voedselketens in poolgebieden en spelen een belangrijke rol in de zuurstofproductie. Tegelijkertijd kunnen grootschalige algenbloei en veranderende omstandigheden ecosystemen verstoren. “Als smeltwater grote hoeveelheden algen naar nieuwe omgevingen transporteert, weten we niet goed wat er gebeurt en wat dat betekent voor andere organismen,” zegt Sen. Daarnaast kunnen dichte algenkolonies leiden tot zuurstofarme zones in het water, wat gevolgen kan hebben voor andere soorten.

De Open Competitie ENW-XS is een subsidie van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Deze beurzen van maximaal € 50.000 zijn bedoeld om veelbelovende ideeën, vernieuwende en risicovolle initiatieven binnen de zeven ENW-disciplines mogelijk te maken. Het voorgestelde onderzoek is grensverleggend en op voorhand staat niet vast of de beoogde doelstelling gehaald wordt. Wat telt is dat elk resultaat, zowel positief als negatief, de wetenschap vooruithelpt. In totaal verdeelde NWO 2,8 miljoen euro over 56 projecten.

Lees meer:

• Open Competitie ENW-XS