Een nieuwe stam micro-organismen breekt plantenresten af zonder daarbij het broeikasgas methaan te produceren.
De nieuwe stam, Brockarchaeota genaamd (zie het kader onder dit bericht voor de herkomst van deze naam), maakt deel uit van een grotere groep micro-organismen, de archaea. Dit zijn eencellige micro-organismen die best veel lijken op bacteriën, maar toch een apart domein vormen. Vóór de ontdekking van deze nieuwe stam werd gedacht dat de archaea die organisch materiaal zoals plantenresten en fytoplankton afbreken daar altijd methaan bij produceren.
Niet de Brockarchaeota dus. Deze klimaatneutrale microben leven in extreme omgevingen zoals warmwaterbronnen en zijn over de hele wereld aangetroffen. Zij weten organische stoffen die methylgroepen bevatten af te breken onder zuurstofloze omstandigheden – zoals de oceaan – zonder daarbij methaan te produceren. Dat blijkt althans uit hun genetische informatie; de wetenschappers hebben de microben nog niet in een lab onderzocht.
Unieke positie
De onderzoekers hebben de nieuwe stam ontdekt met behulp van metagenoomdata. Dat is complexe genetische informatie van alle organismen uit een omgevingsmonster bij elkaar. Met het metagenoom kon het DNA van deze archaea worden gereconstrueerd.
Van veel stukjes DNA is bekend voor welke eiwitten ze bouwinstructies geven, en van veel van die eiwitten weten we wat de functie is. Met die informatie hebben de onderzoekers de stofwisseling van de microben kunnen reconstrueren. En ze vonden geen gen voor het produceren van methaan.
‘De Brockarchaeota hebben een ongebruikelijk metabolisme waarvan we niet wisten dat het bestond in archaea. Ze recyclen koolstof zonder daarbij methaan te produceren. Dat geeft ze een unieke ecologische positie’, zegt microbioloog Valerie De Anda van de Universiteit van Texas in een persbericht. Ze is een van de auteurs van de wetenschappelijke publicatie over de ontdekking.
Hints geven
Tot nu toe hebben wetenschappers weinig aandacht geschonken aan deze beestjes. ‘Als je niet weet dat iets bestaat, zoek je er niet naar’, zegt microbieel ecoloog Annelies Veraart van de Radboud Universiteit Nijmegen. Daarom zijn de Brockarchaeota nooit goed onderzocht of in grote aantallen gevonden, en zijn ze nog niet gekweekt in het lab. Op basis van historische data blijkt dat deze archaea wel al eerder zijn verzameld, maar tot nu toe bleven ze ongeïdentificeerd.
Dat er een heel nieuwe stam is ontdekt, is heel interessant, vindt Veraart. Wat voor invloed deze microben hebben op het klimaat, moet nog blijken. De vindplaats kan hints geven over de optimale leefomstandigheden van de archaea. Met die hints, en veel tijd en geduld, is het hopelijk mogelijk de microben in het lab te laten groeien en de rol van de beestjes te onderzoeken.
Er blijven dus nog wel wat vragen over, zegt Veraart, die verder onderzoek hopelijk kan beantwoorden. Hoe groot is de invloed van deze microben op de koolstofkringloop daadwerkelijk? En wat is hun rol in het ecosysteem? Kunnen ze de strijd met hun methaan producerende familieleden überhaupt wel aangaan? ‘Er is altijd competitie met andere microben, en de winnaar bepaalt wat er gebeurt met de koolstofkringloop.’
Microbenpionier
In extreme leefgebieden doen microbiologen wel vaker interessante ontdekkingen. Zo’n leefgebied is de ideale plek om op zoek te gaan naar het ontstaan en bestaan van leven en de grenzen van wat kan. Thomas Brock was microbioloog en pionier op het gebied van microbieel onderzoek in extreme habitats. Jaren na de ontdekking van een hittebestendig enzym in het micro-organisme Thermus aquaticus is de PCR-techniek ontwikkeld. Dit is een belangrijk stukje biotechnologie dat ook wordt gebruikt bij covid-19-tests. De onlangs ontdekte archaeastam Brockarchaeota is naar Brock vernoemd, als eerbetoon aan de microbioloog, die begin april overleed.