Feit :Meer koolstofdioxide (CO2) in de lucht verzuurt ook de oceanen. Het leek de logische conclusie dat schelpdieren en koralen zullen lijden, omdat kalkvorming moeilijker wordt in zuurder zeewater. Maar nu ontdekte een groep Nederlandse en Japanse wetenschappers tot hun eigen verbazing dat sommige kleine eencellige schelpdieren betere schelpen maken in een zure omgeving. Dit is een geheel nieuw inzicht.

Onderzoekers van het NIOZ (Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee) en JAMSTEC (Japans Agentschap voor Marine-Earth Science and Technology) ontdekten in hun experimenten dat zogenaamde foraminiferen hun schelpen zelfs in zuurder water beter zouden kunnen maken. Deze eencellige foraminiferen komen in grote aantallen voor in de oceanen. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie .

Sinds 1750 is de zuurgraad van de oceaan met 30% gestegen. Volgens de heersende theorie en gerelateerde experimenten met kalkalgen en schelpdieren, kalksteen (calciumcarbonaat) lost gemakkelijker op in zuur water. Kalkvorming door schelpdieren en koralen is moeilijker omdat er onder zure omstandigheden minder carbonaat beschikbaar is. Het carbonaat-ion heeft rechtstreeks betrekking op opgelost koolstofdioxide via twee chemische evenwichtsreacties.

Zelfregulerende biochemische goocheltruc

De klassieke theorie is gebaseerd op puur chemische processen waarbij de snelheid waarmee kalk ontstaat volledig wordt bepaald door de zuurgraad van het water. NIOZ-onderzoeker en mede-eerste auteur Lennart de Nooijer:"In onze experimenten regelden de foraminiferen de zuurgraad op microniveau. Op de plaatsen waar schelpvorming plaatsvindt, de zuurgraad was aanzienlijk lager dan in het omringende zeewater. Foraminiferen verdrijven grote hoeveelheden waterstofionen door hun celwand. Dit leidt tot verzuring van hun directe micro-omgeving, waardoor het evenwicht tussen kooldioxide en carbonaat verandert in het voordeel van kooldioxide. Het organisme neemt de verhoogde concentratie kooldioxide snel op via de celwand. Aan de binnenkant van de celwand, door de massale uitscheiding van protonen heerst een lage zuurgraad. Onder deze omstandigheden wordt de ingenomen kooldioxide weer omgezet in carbonaat, die reageert met calcium om kalk te vormen. Zo'n actief biochemisch regulatiemechanisme is nog nooit eerder gevonden."

Kunnen zelfregulerende eencellige organismen leiden tot een snellere opwarming van de aarde?

De oppervlaktelaag van de oceaan is in evenwicht met de atmosfeer. Daarom, meer koolstofdioxide in de lucht leidt ook tot meer opgeloste koolstofdioxide in het oceaanoppervlak. "Deze bevinding kan belangrijke implicaties hebben voor de relatie tussen het kooldioxidegehalte in de lucht en de vorming van kalkhoudende structuren door organismen, ", zegt co-auteur professor Gert-Jan Reichart. "Als de klassieke hypothese stand houdt en meer kooldioxide leidt tot minder kalkproductie, de oceanen kunnen CO2 uit de atmosfeer blijven opnemen. Maar wat als de meerderheid van de organismen de chemische vorm van hun anorganische koolstof kan reguleren door biochemische processen zoals onze foraminiferen deden, en kalkstructuren blijven vormen in een zuurdere oceaan? Overuren, de concentratie opgeloste kooldioxide in de oceanen kan gaan toenemen. Bijgevolg, het vermogen van de oceanen om een ​​groot deel van de koolstofdioxide in de lucht op te nemen, kan afnemen. Dit zou betekenen dat er meer koolstofdioxide in de lucht zou blijven, wat leidt tot een snellere opwarming van onze planeet."