199 Vroege cyanobacteriën weerstonden sterke UV-straling
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon | 
|
Blauwwieren (eigenlijk geen echte wieren, daarom wetenschappelijk vaak aangeduid als cyanobacteriën), bestaan al zeker zo’n 2,5 miljard jaar. Ze hebben in het verre verleden van de aarde kunnen overleven ondanks de toen zeer sterke ultraviolette straling. Die straling was destijds zo sterk omdat er nog geen zuurstofrijke atmosfeer was die voor afscherming zorgde. Veel blauwwieren ontliepen de sterke UV-straling doordat ze leefden in diep water, dat wel een goede afscherming tegen de straling bood. Er zijn inmiddels echter steeds meer duidelijke aanwijzingen gevonden (in de vorm van fossiele algenmatten en vergelijkbare structuren) dat de blauwwieren destijds ook in zeer ondiepe wateren leefden, die mogelijk zelfs af en toe droogvielen.
CYANOBACTERIE ANABAENA SHCEREMETIEVI 400x
Een groep onderzoekers van de Universiteit van Leeds heeft daarvoor een verklaring gevonden. Ze isoleerden blauwwieren uit een hete bron op IJsland, en plaatsten die in een oplossing die rijk was aan ijzer en silica. Al spoedig bleken zich een soort korstjes van met ijzer verrijkt silica rondom te cellen te vormen. Vervolgens werd de kweek blootgesteld aan ultraviolette straling met - naar de onderzoekers menen - ongeveer dezelfde intensiteit als de UV-straling die het aardoppervlak 2,5 miljard jaar geleden bereikte. Bij een dergelijke intensiteit houden recente blauwwieren onder normale omstandigheden op te functioneren. De 'omkorste' cellen bleken ondanks de blootstelling aan de sterke UV-straling toch te blijven groeien, en ook bleef fotosynthese plaatsvinden. Uit een analyse van diverse parameters, waaronder de mate waarin de fotosynthese bleef plaatsvinden en het gehalte aan een bepaald soort bladgroen (chlorofyl-a) dat de cellen bevatten, bleek een opmerkelijke resistentie van de omkorste cellen tegen de straling, zeker in vergelijking met 'gewone' cellen.
Uit een andere hete bron op IJsland verzamelden de onderzoekers vergelijkbare ijzersilicamineralen als ze rondom de door hen gekweekte blauwwieren hadden aantroffen; die mineralen waren, zo was al bekend, ter plaatse gevormd door de activiteit van microorganismen. Van deze mineralen sneden de onderzoekers dunne plakjes (150-250 micrometer); die bleken eveneens een zeer grote hoeveelheid UV-licht te absorberen (de absorptie van UV-straling was een orde van grootte hoger dan de absorptie van het voor fotosynthese noodzakelijke licht).
Uit deze experimenten blijkt dat zogeheten biomineralisatie (het vormen van minerale materialen door levende wezens) primitieve organismen een effectief afweermechanisme biedt tegen sterke UV-straling. Dit mechanisme geeft dus een goede verklaring waarom de vroege blauwwieren op aarde konden leven in ondiep water, ondanks het feit dat ze daar aan intense UV-straling waren blootgesteld.
Referenties:- Phoenix, V.R., Konhauser, K.O., Adams, D.G. & Bottrell, S.H., 2001. Role of biomineralization as an ultraviolet shield: implications for Archean life. Geology 29, p. 823-826.
N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Cyanobacteriën weerden UV-straling af met ijzerkorstjes' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (6 november 2001).
Afbeelding uit: http://www.cybersciences.com/cyber/3.0/n2024.asp
|
