Chemische informatieoverdracht in zoetwater-plankton

De structuur van aquatische ecosystemen wordt bepaald door complexe interacties tussen afzonderlijke organismen op de verschillende niveaus in de voedselketen (zgn. trofische niveaus). Hoewel we inmiddels al heel wat meer weten over de manier waarop de dynamiek van een voedselweb wordt bepaald door interacties tussen top-down en bottom-up processen, hebben we nog te weinig inzicht in de wijze waarop complexe interacties en terugkoppelingen de dynamiek en structuur van een dergelijk voedselweb beïnvloeden. Het wordt steeds duidelijker dat tussen de trofische niveaus niet alleen energie wordt uitgewisseld, maar ook informatie, doordat de organismen bepaalde stoffen produceren, zogenaamde infochemicaliën.

Recente onderzoeken geven aan dat deze uitwisseling van chemische informatie in zoetwatersystemen van doorslaggevend belang is voor de structuur en het functioneren van het systeem. Dergelijke chemische communicatie tussen zoetwaterorganismen speelt een rol bij allerlei aspecten van zowel predatie als concurrentie tussen soorten onderling, aspecten die op hun beurt van groot belang zijn voor structuur en functioneren van het ecosysteem. Wanneer plantaardig en dierlijk plankton wordt gegeten door consumerende organismen, worden bij de prooi bepaalde verdedigingsmechanismen op gang gebracht, waaronder ook veranderingen in de levenscyclus, het gedrag, de morfologie en de biochemie van de organismen.

Deze verdedigingsmechanismen beïnvloeden vervolgens de interacties tussen de trofische niveaus door veranderingen in de mate van predatie, als gevolg van veranderingen in het aantal aanvallen, de voor het vangen benodigde tijd of beide. Ook de aantasting van fytoplankton door gespecialiseerde schimmels wordt waarschijnlijk gereguleerd door infochemicaliën: de beweeglijke schimmels vinden hun specifieke gastheer doordat deze bepaalde stoffen uitzendt. Bij de tot nu toe gebruikte modellen voor het functioneren van ecosystemen is voornamelijk gelet op de uitwisseling van biomassa en energie. Een van de doelen van de ecologische informatica zou kunnen zijn het integreren van nieuwe kennis over de rol van chemische communicatie in deze modellen.