Prochlorococcus lijdt onder opwarming

Het kleinste en meest voorkomende fotosynthetiserende organisme in de oceaan blijkt slecht bestand tegen hitte. In tropische wateren kan de productie rond 2100 halveren.

De cyanobacterie Prochlorococcus blijkt opvallend kwetsbaar voor verdere opwarming. Een internationale studie in Nature Microbiology (8 september) laat zien dat de groeisnelheid piekt rond 28 graden Celsius en daarboven scherp afneemt; bij 31 graden is die zelfs vergelijkbaar met de lage waarden in veel koelere wateren van 19 graden.

Voorspellen
Tien jaar lang verzamelden onderzoekers tijdens negentig expedities door de tropische en subtropische Stille Oceaan gegevens van circa 800 miljard fytoplanktoncellen, verspreid over 200 duizend kilometer. Op basis van continue metingen van celgrootte en chlorofylfluorescentie brachten zij de groei van Prochlorococcus in kaart. Modellen voorspellen dat de productie in de tropen tegen 2100 met 17 tot 51 procent kan dalen.

Profiteren
Wereldwijd komt dit neer op een productiereductie van 10 tot 37 procent, waarbij de tropen de zwaarste verliezen lijden. De uitkomst is opmerkelijk, omdat eerdere lab- en modelstudies suggereerden dat de bacterie zou profiteren van warmer, voedselarm water. De kwetsbaarheid hangt samen met het compacte genoom: veel genen voor stressrespons zijn in de loop van de evolutie verloren gegaan.

Prochlorococcus levert naar schatting zo’n 5 procent van de mondiale fotosynthese en vormt daarmee een fundament van het mariene ecosysteem. Dat de verwante cyanobacterie Synechococcus beter bestand is tegen hitte wijst op verschuivingen in de samenstelling van picoplankton, met gevolgen voor koolstofvastlegging en de mariene voedselketen.