Promotie mw. G. Kulk: Photophysiology of oceanic phytoplankton. Consequences of stratification for primary production and community composition

Promotie: mw. G. Kulk, 14.30 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Photophysiology of oceanic phytoplankton. Consequences of stratification for primary production and community composition

Promotor(s): prof.dr. A.G.J. Buma

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Veranderende rol fytoplankton in open niet-polaire oceanen

Fytoplankton vormt niet alleen de basis voor het mariene ecosysteem, maar heeft het ook een sterke invloed op de wereldwijde koolstofcyclus. Gemma Kulk heeft onderzocht hoe verschillende fytoplanktonsoorten reageren op hun omgeving om zo inzicht te krijgen in de gevolgen van fysische processen en klimaatverandering op het mariene ecosysteem. Op basis van haar bevindingen over de fotofysiologie van fytoplankton heeft Kulk ook een indicatie gegeven van de gevolgen van grootschalige fysische processen en klimaatveranderingen op de fytoplankton gemeenschap in open oceanen. Haar onderzoek is met name interessant, omdat het naar de gevolgen van klimaatverandering kijkt in gematigde tot tropische gebieden in plaats van polaire gebieden, die al veel aandacht hebben genoten in zowel de wetenschappelijk als populaire literatuur.

Fytoplankton bestaat uit micro-organismen die fotosynthetiseren - zoals algen en bepaalde bacteriën als blauwwieren – die dus lichtenergie gebruiken om CO2 om te zetten in koolstof. Ondanks het kleine formaat (<1 mm) van de organismen, is fytoplankton verantwoordelijk voor ongeveer de helft van de totale koolstofproductie op aarde.

Uit Kulks onderzoek is naar voren gekomen dat stratificatie (horizontaal gelaagde opbouw), een van de meest belangrijke fysische processen, verschillende ecologische gevolgen kan hebben. Verschillen in de fotofysiologie tussen specifieke fytoplanktonsoorten spelen daarbij een belangrijke rol. Prokaryote soorten kunnen profiteren van hoge temperaturen en zijn in het voordeel ten opzichte van grotere (eukaryote) fytoplanktonsoorten als er weinig nutriënten beschikbaar zijn. Eukaryote fytoplanktonsoorten hebben juist een voordeel bij hogere lichtcondities. Dit leidt er toe dat tijdens stratificatie, wanneer er weinig nutriënten beschikbaar zijn, kleine (prokaryote) soorten de overhand krijgen. Hierdoor neemt de productiviteit van de fytoplanktongemeenschap af en wordt er relatief weinig koolstof naar de diepe oceaan getransporteerd. Klimaatverandering kan vergelijkbare gevolgen hebben als de stratificatie toeneemt. Daarbij zullen specifieke soorten profiteren van de veranderingen in de licht-, temperatuur en nutriëntencondities. Net als tijdens stratificatie, wordt er bij klimaatverandering verwacht dat er een verschuiving naar kleinere (prokaryote) fytoplanktonsoorten zal plaatsvinden. Daardoor kan de productiviteit van fytoplankton in grote delen van de open oceanen afnemen en kan tegelijkertijd ook de opslag van koolstof in de diepe oceaan verminderen.

Gemma Kulk studeerde mariene biologie aan de RUG, waar zij haar promotieonderzoek uitvoerde bij de afdeling Ocean Ecosystems, Energy and Sustainability Research Institute Groningen (ESRIG). Het onderzoek valt onder de onderzoekslijn ecofysiologie van mariene fytoplankton. Het werd gefinancierd door NWO. Momenteel werkt zij als projectmanager bij het Groningen Energy and Sustainability Programme (GESP) van de Rijksuniversiteit Groningen.