Virussen tellen op Helgoland

Door: Tim van Oijen
Datum: 16 april 2010

Afb 1. Een virus uit zee. Electronenmicroscopische foto (Bron: Wilthsire et. al. 2010)

Een aantal decennia geleden ontdekten wetenschappers dat virussen niet alleen op het land maar ook in zee zeer algemeen zijn. Een miljard virusdeeltjes per liter is normaal. Op het eiland Helgoland, een flink eind de Noordzee op boven de Duitse Waddenkust, hebben wetenschappers  wekelijks het  aantal deeltjes bijgehouden. Het wordt steeds duidelijker dat virussen een belangrijke rol in het mariene ecosysteem spelen.

Virussen zijn simpele structuren. Ze hebben een mantel van eiwit (afb. 1) met daarin een stukje genetisch materiaal en dat is het. Officieel zijn het niet eens levende wezens, want ze zijn niet in staat om zichzelf voort te planten. Daarvoor moeten ze hun genetisch materiaal in een gastheercel injecteren en die daarmee tot het maken van kopieën dwingen. Hierbij wordt de gastheer ziek of sterft deze. Die gastheer kan een mens zijn, maar ook een zeehond, een alg of een bacterie in zee. Het overgrote deel van de virussen in zee infecteert bacteriën, en is dus een zogeheten bacteriofaag. Zij hebben zo invloed op de voedselkringloop. Andere virussen hebben het voorzien op microalgen en spelen een rol in het beëindigen van algenbloeien. Bij onderzoek in het Marsdiep is bijvoorbeeld aangetoond dat tijdens de bloei van de algensoort Phaeocystis de infectie door een virus een belangrijke oorzaak van algensterfte is.

Electronenmicrosopie

Om meer van de aanwezigheid van virussen in de Noordzee te weten te komen, hebben wetenschappers wekelijks het aantal virussen geteld bij het eiland Helgoland (afb. 2). Deze metingen waren onderdeel van een groter monitoringsprogramma. Het tellen van virussen is erg lastig. Ze zijn namelijk met het blote oog niet zichtbaar en zelfs niet met de microscoop. Door de virussen te labelen met een fluorescerende stof kunnen ze wel onder de microscoop worden geteld. Om te kunnen zien wat voor vorm ze hebben, is echter een electronenmicroscoop nodig. Bij Helgoland bleek een groot aantal typen bacteriofagen in het water te zitten (afb. 1). De aantallen virussen vertoonden een duidelijke seizoensritmiek. Net als bij de bacteriën waren er weinig virussen tijdens winters en juist veel van mei tot oktober. Een liter zeewater bevatte 's zomers soms wel zes miljard virusdeeltjes, wat tien keer meer was dan het aantal bacteriën.

Opwarming

Het is de vraag hoe de aantallen en de soortensamenstelling van virussen zullen veranderen ten gevolge van klimaatverandering. Het water bij Helgoland is, net als in het Marsdiep, de afgelopen vijftig jaar al ongeveer 1,7 graden Celsius warmer geworden. Een verdere opwarming zou de periode waarin veel virussen in het water zitten kunnen verlengen. Verder is het mogelijk dat bij hogere temperaturen invasies volgen van tropische virussen. Wat voor gevolgen dit heeft voor het complete ecosysteem laat zich moeilijk voorspellen.

Bronnen

Wiltshire, K.H., Kraberg, A., Bartsch, I., Boersma, M., Franke, H.-D., Freund, J., Gebühr, C., Gerdts, G., Stockmann, K., and A. Wichels (2010). Helgoland Roads, North Sea: 45 years of change. Estuaries and Coasts 33, p.295-310.

Baudoux, A.-C., Noordeloos, A.A.M., Veldhuis, M.J.W., and C.P.D. Brussaard (2006).Virally induced mortality of Phaeocystis globosa during two spring blooms in temperate coastal waters. Aquatic Microbial Ecology 44, p.207-217.

Fuhrman, J.A. (1999). Marine viruses and the biogeochemical and ecological effects. Nature 399, p.541-548.

Relatie met de Kennisagenda

Gerelateerde onderdelen van de kennisagenda van de Waddenacademie en de achterliggende position papers:

Kennis voor een duurzame toekomst van de Wadden. Integrale kennisagenda van de Waddenacademie.

(Natuur)behoud in een veranderende wereld (position paper Ecologie) (pdf 2,7 Mb)
Klimaatverandering en het Waddengebied (position paper Klimaat en Water) (pdf 7,3 Mb)

Lees meer in de thema's Ecologie en Klimaat op deze site.