De waterkwaliteit van veel meren en plassen wordt iedere zomer bedreigd door blauwalgen. Blauwalgen vormen een gevaar omdat ze stoffen kunnen aanmaken die giftig kunnen zijn voor mens en dier. Deze stoffen veroorzaken bijvoorbeeld misselijkheid, duizeligheid en kunnen leiden tot leverschade. Bij sterke blauwalgengroei hopen de gifstoffen in het water zich op, waardoor zwemwateren gesloten moeten worden en de drinkwatervoorziening in gevaar kan komen. Blauwalgen zorgen dan ook wereldwijd voor problemen, bijvoorbeeld in het Eriemeer in de Verenigde Staten, het Taihu-meer in China, het Victoriameer in Afrika, en ook iedere zomer in veel Nederlandse meren.

CO₂ (koolstofdioxide) is een essentiële voedingsstof die algen nodig hebben om te kunnen groeien, ze gebruiken dit net als planten voor fotosynthese. De toename van CO₂-concentraties in de lucht leidt ook tot meer CO₂ in het water. Ecoloog Jolanda Verspagen: ‘Eigenlijk zijn we wereldwijd het water aan het bemesten met CO₂. Daarvan profiteren veel soorten algen, dus ook giftige soorten’.

Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van de Universiteit van Amsterdam, laat nu zien dat een van de meest voorkomende giftige blauwalgen, Microcystis, zich bijzonder goed weet aan te passen aan hoge CO₂-concentraties. De blauwalg werd gekweekt bij lage en hoge CO₂-concentraties. De CO₂-opnamesnelheid werd vervolgens gemeten met een speciaal apparaat, een Membraan Inlaat Massa Spectrometer (MIMS), waarmee je kleine veranderingen in CO₂-concentraties als gevolg van fotosynthese heel precies kan meten. ‘Deze blauwalg gaat harder groeien, omdat hij de snelheid waarmee hij CO₂ opneemt tot een factor 5 kan vergroten bij hoge CO₂-concentraties’, licht PhD-student Jason Ji toe. ‘Dat is een record! Andere niet-giftige algensoorten, zoals groenalgen en kiezelwieren, zijn veel minder goed in staat zich aan te passen, en gaan soms zelfs slechter groeien bij hoge CO₂-concentraties’.

Waarschuwing

Het vermogen van giftige blauwalgen veel sneller te gaan groeien bij hoge CO₂-concentraties heeft verstrekkende gevolgen voor de toekomstige waterkwaliteit. Modelvoorspellingen van het onderzoeksteam laten namelijk zien dat het uitzonderlijke aanpassingsvermogen ervoor zorgt dat blauwalgengroei nog verder kan toenemen als gevolg van stijgende CO₂-concentraties, met name in voedselrijke meren. De onderzoekers waarschuwen dan ook dat problemen met blauwalgen in de komende decennia wereldwijd zullen verergeren als de CO₂-concentraties in de lucht verder stijgen.

Samenwerking

Het onderzoek werd uitgevoerd aan het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de Universiteit van Amsterdam door Jason (Xing) Ji, dr. Jolanda Verspagen en prof. dr. Jef Huisman, in samenwerking met de East China Normal University in Shanghai, dr. Dedmer Van de Waal van het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW), en dr. Björn Rost van het Alfred Wegener Instituut (AWI) in Bremerhaven, Duitsland. Het onderzoek werd gefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) en twee nationale onderzoeksprogramma’s van China.

Publicatiegegevens

X. Ji, J. M. H. Verspagen, D. B. Van de Waal, B. Rost, J. Huisman. Phenotypic Plasticity of Carbon Fixation stimulates Cyanobacterial Blooms at elevated CO₂. Science Advances, 19 February 2020.