Methaanvreters ontmaskerd

Bodembacteriën die het krachtige broeikasgas methaan kunnen consumeren, zouden een belangrijke rol kunnen spelen bij het bestrijden van de wereldwijde klimaatverandering. Een Europees team van wetenschappers is bezig om te ontrafelen hoe methaanoxiderende gemeenschappen samenwerken in bodems in het veld.

Methaan is een broeikasgas dat 23 keer zo sterk is als koolstofdioxide. Het komt van nature vrij in moerassen en wordt ook wel moerasgas genoemd. Maar het wordt ook in aanzienlijke hoeveelheden geproduceerd in rijstvelden en het spijsverteringskanaal van koeien. Uit onderzoek is gebleken dat methaan verantwoordelijk is voor ongeveer 15 procent van het door mensen veroorzaakte broeikaseffect. Daarom is het van groot belang om het natuurlijke proces waarbij methaan wordt afgebroken beter te begrijpen.

Methaanoxiderende bacteriën komen op alle bodems op aarde voor. Ze breken van nature methaan af en gebruiken het als bron van energie. In moerassen consumeren deze bacteriën ongeveer 80% van het methaan dat in de bodem gevormd wordt en anders vrij zou komen in de atmosfeer. In somige hooglandbodems kunnen ze methaan rechtstreeks uit de lucht opnemen. Aan het eide van de jaren tachtig ontdekten wetenschappers dat het gebruik van kunstmest bij hooggelegen bosbodems er toe kon leiden dat er geen methaan meer werd opgenomen uit de atmosfeer. Een scala van onderzoeken die op deze ontdekking volgde, toonde aan dat het effect niet eenduidig is. Het blijkt dat de reactie op stikstofbemesting verschillend is voor verschillende typen methaanoxideerders en dat het afhankelijk is van welke soorten in de bodem aanwezig zijn. 

In 2007 werkt een internationaal team van wetenschappers samen onder leiding van Peter Frenzel van het Max Planck Instituut voor Terrestrische Microbiologie in Marburg, Duitsland. Ze proberen erachter te komen hoe gemeenschappen van metaanoxiderende bacteriën zich in de bodem gedragen en welke soorten onder verschillende omstandigheden actief zijn. Het team bestaat uit ondrzoekers uit Nederland, Oostenrijk, Zweden, Frankrijk, Finland, Duitsland, Engeland en Noorwegen. Het is opgericht onder auspiciën van het European Science Foundation’s (ESF) EuroDIVERSITY Programme.

De Oostenrijkse groep heeft een genetische methode ontwikkeld - microarray genoemd- die de genetische kenmerken van alle bekende methaan-oxiderende bacteriën kan detecteren. In het begin van het project zal deze methode gebruikt worden om bij verschillende bodems, waaronder die van bossen, kusten, en het poolgebied, de methaanoxideerders te onderscheiden. “De eerste resultaten van het onderzoek zijn, dat we al weer nieuwe types ontdekken" zegt Paul Bodelier van het Nederlands Instituut voor Ecologie. Door te kijken naar het mRNA, kan het team aantonen welke methaanoxideerders actief bezig zijn met het consumeren van methaan in verschillende bodems. Frenzel zegt erover:“We zoeken uit welke bodembacteriën daadwerkelijk methaan vreten en wat hun invloed is op de wereldwijde methaancyclus”.

Een deel van het onderzoeksteam in Marburg heeft al een doorbraak geboekt. Op het eerste EuroDIVERSITY conferentie in Parijs in oktober 2007 hebben ze hun resultaten gepresenteerd: een nieuw ontdekt gen dat codeert voor een enzym dat methaan afbreekt onder een lage concentratie, zoals in de atmosfeer. Tot dan toe waren er alleen maar enzymen bekend die methaan oxideerden onder hoge concentraties zoals bij onder water staande bodems. De ontdekking verklaart hoe bacteriën in hooglandbodems er in slagen om methaan rechtstreeks uit de lucht te oxideren.

Het uiteindelijke doel van de wetenschappers is om het belang aan te tonen dat er een variëteit aan soorten blijft bestaan in methaanoxiderende gemeenschappen. Microörganismen worden volledig buiten beschouwing gelaten bij internationale natuurbescherming, omdat er zo weinig over bekend is en ze moeilijk te bestuderen zijn. "Er staat geen enkele bacteriesoort op de rode lijst van beschermde soorten," zegt Bodelier "terwijl we geen idee hebben of er al bacteriesoorten of hele -gemeenschappen zijn uitgestorven op aarde."