Jaarboek no. 87. 2008/2009 - Koninklijke Maatschappij voor ...

114 Diligentia
daan [6]. Door te kijken naar het aantal kopieën van een gen dat codeert voor het enzym
dat het eerste deel van het nitrificatie proces katalyseert (het zgn. amoA gen), konden we
vaststellen dat juist in de winter dit gen, in tegenstelling tot het bacteriële amoA-gen, dominant
is en dat crenarchaeota dus een belangrijke rol in de stikstofcyclus van de Noordzee
spelen. Daarnaast bestudeerden we ook zeewater uit de bovenste 1000 m van de Noordoostelijke
Atlantische Oceaan [5]. Hier vindt het merendeel van de afbraak van organisch
materiaal van dode zee-organismen plaats. Ook in dit water waren de dichtheden van het
amoA-gen van crenarchaeota 10-1000 maal hoger dan die van het bacteriële amoA-gen.
Omdat deze resultaten voor de Atlantische Oceaan het beeld van de Noordzee bevestigen,
is het waarschijnlijk dat ook in andere kustzeeën en oceanen de crenarchaeota een veel
belangrijkere rol in het nitrificatieproces als onderdeel van de mondiale stikstofkringloop
spelen dan de ‘gewone’ bacteriën, een volstrekt nieuw inzicht in de microbiële ecologie
maar goed passend in het beeld van crenarchaeota als dominante en alomtegenwoordige
micro-organismen in de oceaan.
Lipiden van crenarchaeota als paleothermometer
Naast hun importantie voor de mondiale stikstofcyclus, spelen crenarchaeota ook een
belangrijke rol in het klimaatonderzoek. Uit onze studies is gebleken dat deze archaea
hun celmembranen aanpassen aan de watertemperatuur en dat dit signaal in de vorm van
fossiele membraanlipiden in sedimenten bewaard kan blijven. Hiermee kunnen we zeewatertemperaturen
reconstrueren tot ongeveer 140 miljoen jaar geleden. Dit is interessant
omdat in het Midden Krijt de koolstofdioxide-concentratie 4-10 maal zo hoog was als de
pre-industriële waarde van ongeveer 280 ppmv. Deze periode kan dus model staan voor
een mogelijk toekomstige situatie wanneer de anthropogene uitstoot van koolstofdioxide
doorgaat in hetzelfde tempo als in de afgelopen decennia. Er is een grote behoefte aan
methoden om kwantitatieve klimaatgegevens van deze ‘broeikas’-periode te genereren.
Hoe werkt onze methode? Zoals gezegd passen crenarchaeota de samenstelling van hun
Figuur 3. De TEX 86 van oppervlaktesedimenten uitgezet tegen de gemiddelde oppervlaktezeewatertemperatuur.
Met deze relatie kunnen paleo-zeewatertemperaturen door de analyse
van fossiele archaeale membraanlipiden bepaald worden.
Moleculaire paleontologie: moleculen uit een ver verleden