Hoe breken micro-organismen plastic af in de oceaan? Er is nog weinig bekend over dit belangrijke proces, terwijl grote hoeveelheden plasticafval in de oceaan verdwijnen en een bedreiging vormen voor het leven in zee. Welke factoren een belangrijke rol spelen bij microbiële afbraak van plastic zijn grotendeels nog onbekend. Marien wetenschapper Helge Niemann van NIOZ Zeeonderzoek ontving deze week een beurs van €2 miljoen euro van de Europese Onderzoeksraad (ERC) om uit te zoeken hoe microbiële afbraak van kunststoffen in de oceaan werkt.

Met de nog altijd toenemende vraag naar plastics, komen er steeds meer kunststoffen in zee terecht. Plastics zijn synthetisch en dus vrij nieuwe en ongewone bestanddelen in het marine ecosysteem. Er zijn aanwijzingen dat sommige micro-organismen plastics kunnen afbreken. “We weten in feite niet hoe lang plastics overleven in de oceaan en hoeveel plastic er wordt afgebroken door micro-organismen”, vertelt Niemann.

Welke micro-organismen voeden zich met plastic?

Niemann: “Hoewel vele mensen denken dat plastic in de oceaan onveranderd blijft, is dat zeker niet het geval. Ik wil weten hoe de microbiële afbraak werkt in de waterkolom en in het sediment. Welke micro-organismen voeden zich met plastic? En welke milieuomstandigheden beheersen dit raadselachtige proces?”

Om deze vragen beantwoorden, zal Niemann een nieuwe onderzoeksgroep samenstellen bij het NIOZ Koninklijk Instituut voor Onderzoek der Zee. De komende vijf jaar voeren zij binnen het VORTEX project experimenten uit waarbij micro-organismen gevoed worden met ‘isotopisch gelabelde micro-plastics’, ofwel, kunststoffen waarin de reguliere koolstofatomen zijn uitgewisseld met de zware koolstofisotoop. Micro-organismen die zich voeden met plastic zullen die zware koolstof opnemen en verteren. “De afdeling Marine Microbiologie en Biogeochemie van het NIOZ heeft zeer gevoelige apparatuur om de zware koolstof in afbraakproducten en diagnostische moleculen te vinden zoals vet-biomarkers en DNA”, legt Niemann uit over het ‘stabiele isotopen onderzoek’ dat hem in staat stelt plastic-etende micro-organismen te identificeren en te meten hoe snel ze het plastic verteren. “Ik hoop dat dit tot een doorbraak zal leiden in onze kennis over de afbraak van micro-plastics in de oceaan.”

‘Extreem belangrijk milieuonderzoek’

De jury noemde het voorstel van Niemann ‘een zeer ambitieus project met goed doordachte experimenten en uiterst belangrijke milieu-implicaties voor de toekomst’. Niemann’s eerste onderzoeksresultaten zijn veelbelovend. Daaruit blijkt dat plastics zowel in zuurstofrijke als zuurstofarme sedimenten kunnen worden afgebroken. Met de ERC-beurs kan hij zijn onderzoek naar de microbiële afbraak van plastics voorzetten in het isotopenlaboratorium van het NIOZ en eveneens veldwerkexperimenten uitvoeren in warme en koude oceaanprovincies. Niemann verruilde onlangs zijn werkplekin Zwitserland voor het Nederlandse NIOZ. “Het VORTEX-project versnelt de start van mijn onderzoeksgroep op Texel en maakt het mogelijk om grensverleggend onderzoek te doen naar belangrijke milieukwesties die de oceanen beïnvloeden.”

ERC belangrijk voor fundamentele wetenschap in Nederland

Deze week maakte de Europese Onderzoeksraad alle nieuwe onderzoeksbeurzen bekend. Deze gingen naar 329 wetenschappers in Europa. De subsidies, met in totaal een waarde van €630 miljoen, zijn onderdeel van Europa’s ‘Horizon 2020 programma’, zijn bedoeld voor grensverleggend wetenschappelijk onderzoek. Naast Niemann, kregen in Nederland 24 andere wetenschappers van universiteiten en onderzoeksinstituten een ERC-beurs. ERC-subsidies worden steeds belangrijker voor Nederlandse wetenschappers, aangezien de subsidies voor fundamenteel onderzoek in Nederland de laatste jaren zijn gedaald.