Kleine Creaties, Grote Inzichten: Copepoden Onthullen de Microbiële Handtekening van de Zee
Onderzoek naar plankton tijdens de COVID-pandemie. Een internationaal onderzoek, geleid door prof. Tamar Guy-Haim en dr. Ximena Velasquez van het Israel Oceanographic and Limnological Research (IOLR), heeft onthuld dat kleine planktonische kreeftachtigen een unieke microbiele handtekening dragen die beter de oceaanstromingen en milieugradiënten weerspiegelt dan microben die vrij in zeewater leven.
Gepubliceerd in Limnology and Oceanography Letters, onderzochten de onderzoekers de microbiele gemeenschappen die geassocieerd zijn met copepods in de Middellandse Zee—een van de meest ecologisch diverse mariene systemen ter wereld, gekarakteriseerd door uitgesproken west-oostgradiënten in temperatuur, zoutgehalte en voedingsstoffen. Door microben die leven op copepods te vergelijken met die in zeewater, ontdekten de onderzoekers dat copepod-microbiomen duidelijkere biogeografische patronen vertoonden die de milieugradiënten en oceancirculatie weerspiegelen.
“Deze microben reizen met hun copepod-gasten,” legt hoofdauteur dr. Ximena Velasquez uit. “Omdat de verspreiding van copepods meer beperkt is door oceaanstromingen dan vrijlevende microben, worden hun geassocieerde microben gevormd door waar ze zich bevinden en hoe ze zich verplaatsen, waardoor er een ‘microbieel kaart’ van oceaanregio’s ontstaat.”
Het onderzoek bracht experts uit Israël, Italië, Griekenland en Frankrijk samen, die monsters verzamelden aan boord van het Franse onderzoeksschip L’Atalante tijdens een vijf weken durende expeditie van de westelijke Middellandse Zee voor de kust van Frankrijk naar de oostelijke Middellandse Zee nabij Kreta. Het veldwerk vond plaats te midden van de COVID-19-pandemie, wat logistieke uitdagingen met zich meebracht.
“Elke dag trokken we planktonnetten en verzamelden we watermonsters,” herinnert Velasquez zich. “Ik bracht uren door bij de stereomicroscoop in het laboratorium van ons schip om de copepods één voor één te identificeren en zorgvuldig te selecteren, zelfs wanneer de zee ruw was. Ondanks alles was het een onvergetelijke en plezierige ervaring.”
“Mariene microbiele metacommunities zijn netwerken van gemeenschappen,” legt prof. Tamar Guy-Haim uit. “Op lokale schaal zijn copepod-microbiele gemeenschappen specifiek voor hun gastheer en sterk beïnvloed door eigenschappen zoals dieet en voedingsgedrag, zoals we in eerder onderzoek hebben ontdekt. Maar over grote oceaanafstanden kunnen copepods microben rechtstreeks met elkaar delen of indirect via het milieu, wat vormt wat we een microbieel metacommunity noemen.”
Door gebruik te maken van genetische tools en evolutionaire modellen ontdekten de onderzoekers dat copepod-geassocieerde microbiele metacommunities gelijk waren in Middellandse Zee-bekkens die met elkaar verbonden waren door oceaanstromingen, maar duidelijk verschillend in bekken die niet verbonden waren. Daarentegen waren vrijlevende microben in zeewater overal meer uniform en de tendens was dat ze gedomineerd werden door veelvoorkomende, wijdverspreide soorten.
“Dit suggereert dat copepod-geassocieerde microben gevoeliger indicatoren zijn van regionale veranderingen in oceaancondities,” zegt Guy-Haim. “Ze kunnen dienen als waardevolle bio-indicatoren voor het detecteren van verschuivingen in mariene ecosystemen, vooral onder klimaatverandering.”
Nu de oppervlakteoceanen warmer en meer voedingsstofarm worden, kunnen deze gastheer-geassocieerde microben, vooral diegenen die aangepast zijn aan oligotrofische omstandigheden, vroege waarschuwingen bieden over de gezondheid van mariene ecosystemen. De bevindingen openen nieuwe wegen voor het volgen van hoe gastheer-geassocieerde microbiele gemeenschappen, en de ecosystemen die zij bewonen, wereldwijd veranderen.
