Wetenschappers hebben de oorzaak van het broeikaseffect gevonden

Tot vier procent van het methaan op aarde is afkomstig van zuurstofrijk oceaanwater, maar wetenschappers konden de exacte bron van het broeikasgas tot nu toe niet achterhalen. Nu zeggen onderzoekers dat ze die gevonden hebben.

De wetenschappers die de ontdekking deden, wilden niet de geochemie van de oceaan bestuderen. Ze waren op zoek naar nieuwe antibiotica. Het door de National Institutes of Health gefinancierde project onderzocht een ongebruikelijke klasse potentiële antibiotica, fosfonaten genaamd, die al in de landbouw en geneeskunde worden gebruikt.

"We bestuderen allerlei antibiotica met koolstof-fosforbindingen", leggen William Metcalf uit, hoogleraar microbiologie aan de Universiteit van Illinois en projectleider, en Wilfried van der Donk, hoogleraar aan het Institute for Genomic Biology. "We vonden genen in microben waarvan we dachten dat ze een antibioticum zouden produceren. Maar dat deden ze niet. Ze deden iets heel anders."

De microbe was Nitrosopumilus maritimus, een van de meest voorkomende organismen ter wereld, een bewoner van de zuurstofrijke wateren van de open oceaan. Wetenschappers vonden genen in deze microben die vermoedelijk potentiële antibiotica zouden kunnen produceren: fosfonzuren. De onderzoekers namen het benodigde fragment van het Nitrosopumilus maritimus-DNA en brachten kopieën ervan over naar het genoom van Escherichia coli (darmbacterie). Deze gemodificeerde bacterie begon echter geen antibioticum te produceren, zoals wetenschappers hadden gehoopt, maar methylfosfonzuur (methylfosfonaat).

Onderzoekers gebruikten de stof om een tot dan toe impopulaire hypothese te bevestigen, namelijk dat methaan in de oceaan het product is van bacteriën die methylfosfonaat afbreken tot methaan en fosforzuur.

"Er was slechts één probleem met deze theorie", zegt van der Donk. "Methylfosfonzuur was nog nooit eerder in mariene ecosystemen aangetroffen. Op basis van bekende chemische reacties was het moeilijk te begrijpen hoe deze verbinding kon worden geproduceerd zonder ongebruikelijke biochemie te gebruiken."

Door Nitrosopumilus maritimus in grote hoeveelheden in het laboratorium te kweken, samen met andere in de oceaan levende bacteriën, ontdekten wetenschappers dat methylfosfonaat zich ophoopte in de celwanden van Nitrosopumilus maritimus. Toen het organisme stierf, verbraken andere bacteriën de koolstof-fosforbinding van methylfosfonaat om fosfor op te vreten, een element dat zeldzaam is in de oceanen, maar essentieel voor leven. Wanneer de koolstof-fosforbinding in methylfosfonaat wordt verbroken, komt er methaan vrij.

Wetenschappers zijn van mening dat ze met hun ontdekking de aard van de klimaatverandering op aarde beter kunnen begrijpen.

"We weten dat 20 procent van het broeikaseffect afkomstig is van methaan, waarvan vier procent afkomstig is van een voorheen onbekende bron. We moeten weten waar het methaan wordt geproduceerd en wat ermee gebeurt om te begrijpen wat er gebeurt als het klimaat verandert", aldus William Metcalf.

[ 1 ], [ 2 ]