NATUURLEXICON



MICRO-ORGANISMEN

Een micro-organisme wordt gedefinieerd als elke cellulaire of niet-cellulaire microbiologische entiteit die over het vermogen beschikt tot replicatie of tot overbrenging van genetisch materiaal.

Onder de micro-organismen vinden we zowel planten (diatomeeën, wieren), dieren (protozoa) als schimmels en bacteriën. Deze kleine organismen spelen een belangrijke rol in ecosystemen. Het zijn belangrijke reducenten. Vooral in aquatische milieus waar micro-organismen het plankton vormen, vertegenwoordigen ze een groot deel van de biomassa. Ze vormen hier een belangrijke schakel in de voedselketen.

In de bodem zijn met name schimmels erg belangrijk. Veelal is de aanwezigheid van schimmels noodzakelijk voor het ontkiemen van bepaalde zaden. Andere schimmels leven in symbiose met de wortels van planten en bomen en bevorderen de opname van bepaalde mineralen (mycorrhizavormende zwammen). Sommige bacteriën kunnen stikstof uit de lucht binden. Vlinderbloemigen die met deze micro-organismen in symbiose leven maken hier gebruik van. In de relatie met de mens kunnen micro-organismen zowel schadelijk als nuttig zijn.

De helft van de zuurstof op Aarde wordt geproduceerd door het fytoplankton in de oceanen. De laatste 50 jaar is het zuurstofgehalte in de oceanen ongeveer 2 procent minder geworden. Dat heeft uiteraard gevolgen voor het leven in het water.

Een impact van de klimaatverandering op het fytoplankton zal zeker een weerslag hebben op de hogere trofische niveaus, zoals het zoöplankton, de vissen, de zeevogels en de zeezoogdieren.

Plantaardig plankton komt eerder tot bloei, waardoor dierlijk plankton de voedselpiek misloopt. Dit heeft zijn weerslag op vissen, watervogels, zeehonden en dolfijnen.

Potvissen Physeter macrocephalus voeden zich meestal op grote diepte. Hun ontlasting gebeurt echter steeds aan de oppervlakte. Zulke ontlasting resulteert in een grote wolk mest. Deze mest doet de groei van het fytoplankton toenemen.

Hiervan profiteert dan het dierlijk plankton. De koolstof vervat in alle plankton wordt door fotosynthese aan de atmosfeer onttrokken. Uiteindelijk zinkt de koolstof naar de bodem waar het opgeslagen wordt. Men schat dat er jaarlijks netto 200.000 ton koolstof per jaar uit de atmosfeer wordt gehaald dankzij de Potvis-populatie in de Zuidelijke IJszee. De Potvissen beschermen kan dus gelden als maatregelen tegen de klimaatverandering.

De bloei van fytoplankton verschuift door de temperatuursverandering en komt niet meer overeen met de levenscyclus van vissen.

Sommige vissoorten zijn ook direct gevoelig voor temperatuurstijging.

De opwarming van de oceanen en zeeën zorgt voor een verminderde verticale menging van de waterkolom in de zee. Die menging is nodig om voedingstoffen vanuit de diepere waterlagen naar het oppervlak te brengen voor de fytoplanktonbloei.  

Bacteriën zijn microscopisch kleine, eencellige organismen die zich ongeslachtelijk voortplanten. Ze zijn bijzonder succesvol en kunnen zich onder gunstige omstandigheden zeer snel vermeerderen. Ze spelen naast hun rol als afbrekers van organisch materiaal een nog grotere rol als omzetters van verschillende stoffen. Sommige reacties kunnen enkel door bacteriën worden uitgevoerd, zoals de oxidatie van stikstof en de zwaveloxidatie. Ze kunnen ook in anaërobe milieus overleven. Ze reduceren nitraten en zwavel en staan aan de basis van methaanvorming. Ze zijn evenzeer nuttig in de transformatie en degradatie van allerhande organische contaminanten.

Bacteriën worden ingezet bij de biologische waterzuivering en bij de voedselproductie. Andere bacteriën kunnen zeer ernstige ziektes veroorzaken.

Als gevolg van de klimaatverandering mogen we ons verwachten aan een (verdere) toename van een aantal ziekteverwekkende micro-organismen.


Clostridium  botulinum

Botulisme is een vorm van voedselvergiftiging veroorzaakt door de bacterie Clostridum botulinum, waaraan vooral vissen en ook watervogels sterven. Deze bacterie produceert in een anaëroob milieu gifstoffen (botulinium). De gifstoffen verlammen de zenuwen. Vooral het water van ondiepe plassen raakt snel opgewarmd. Hoe warmer het water, hoe minder zuurstof erin is opgelost. Mede als gevolg van de opwarming en van vervuiling verliest het zijn zuurstofgehalte, zodat de bacterie reeds gauw zijn gifstoffen kan produceren. De bacterie werkt ook neurotoxisch op mensen en zoogdieren. De ziekte treedt vooral op in warme zomers en bij een geringe zuurstofconcentratie in het water.

Botulisme dringt door in de gehele kringloop van alles wat in en om het water leeft. Watervogels, vissen, huisdieren, maar ook koeien en bijvoorbeeld muggenlarven kunnen de bacterie binnenkrijgen en weer verspreiden. Het zijn echter vooral wilde vogels (Wilde Eend, Wintertaling, Slobeend) die getroffen worden door deze ziekte omdat ze overwegend in ondiep water foerageren. De kadavers van besmette watervogels kunnen het water ernstig verontreinigen. 

Mensen die besmet zijn met botulisme zien en spreken moeizaam, hebben minder fut en klagen over slappe spieren. Er zijn 7 verschillende types botuline, waarvan er slechts enkele gevaarlijk zijn voor de mens. Het type C is enkel voor dieren gevaarlijk, niet voor mensen.

Een sterke windwerking (meer stormen door klimaatverandering) zorgt voor meer beroering van de waterbodem, hetgeen zorgt voor een verhoogde aanwezigheid van Clostridium-bacteriën in de waterkolom van ondiepe, zeer voedselrijke, stilstaande wateren.


Cyanobacteriën

Bij een te grote aanrijking, meestal nog gecombineerd met een plotselinge temperatuurverhoging, ontwikkelen anaërobe bacteriën, vooral kiezelwieren en blauwwieren zich enorm snel.

Vooral de bloeivorming van de cyanobacteriën, de zogenaamde blauwwieren, kan gevaarlijk zijn voor mens en dier.

Blauwwieren, die eigenlijk oerbacteriën zijn, verschijnen elke zomer in vijvers, plassen en meren en veroorzaken overlast die soms kan leiden tot een zwemverbod. Deze blauwwieren zijn in gewone omstandigheden zeer belangrijk voor het voedselweb in het water. Ze zetten net als zaadplanten koolstofdioxide en voedingstoffen zoals nitraat en fosfaat om in voor dieren bruikbare stoffen (suikers, koolhydraten, eiwitten).

Door eutrofiëring, een verrijking met voedingstoffen als gevolg van vermesting, komen er veel voedingstoffen in het oppervlaktewater terecht zodat de blauwalgen in erg hoge concentraties voorkomen.

Sommige soorten blauwalgen maken gifstoffen. Bij hoge concentraties komen er dan ook (te) veel gifstoffen in het water terecht, zodat het water een risico vormt voor de volksgezondheid.

Blauwwieren groeien bij hogere temperaturen sneller. Bij warmer weer worden de verschillende waterlagen ook niet de hele tijd gemengd. Blauwwieren vormen drijflagen en zorgen bij stabiel warm weer voor een dunne, groene, olieachtige laag op het water. In zo’n laag kunnen de gifstoffen zich ophopen.

Anderzijds spoelen er bij droogte minder vermestende voedingstoffen uit naar het oppervlaktewater, zodat deze droogte dan eerder een beperkende factor zou kunnen zijn voor de groei van blauwalgen.        

Vertegenwoordigers van een 6-tal geslachten kunnen in onze stilstaande wateren voorkomen: Microcystis, Anabaena, Planktothrix, Aphanizomenon, Woronichinia en Cylindrospermopsis.

Water waarin bloeivorming optreedt is overdag doorgaans zuurstofrijk en alkalisch. Door de sterke fotosynthese wordt zuurstof gevormd en koolstofdioxide aan het water onttrokken, wat de zuurtegraad doet stijgen. Door ademhaling ’s nachts en bij de afbraak van de grote hoeveelheden organisch materiaal op het einde van de bloeiperiode wanneer de cyanobacteriën afsterven, kunnen zuurstofarme condities ontstaan met als gevolg vissterfte. Een hoge productie van biomassa is slechts mogelijk als er veel voedingsstoffen in het water aanwezig zijn. De meeste waterbloeien ontstaan dan ook in overmatig voedselrijke wateren met hoge concentraties aan opgeloste fosfaten en nitraten. Waterbloeien kunnen een negatieve invloed op aquatische ecosystemen uitoefenen. Ze vertroebelen het water en zijn dus nadelig voor ondergedoken waterplanten.

Ze kunnen gifstoffen produceren (cyanotoxines) die bij inname (met water of gevangen vis, schelpdieren of jachtwild) of rechtstreeks contact reeds in lage dosis schadelijk kunnen zijn. Cyanobacteriële bloeien bevatten doorgaans de ook voor de mens giftige stof microcystine. Deze stof werkt voornamelijk in op de lever en heeft een tumorstimulerend effect, vooral in kleinere viswateren. Het ontbreken van onderwatervegetatie werkt bloeivorming in de hand. De microcystineconcentraties kunnen plaatselijk zeer hoog oplopen wanneer toxische drijflagen door de wind aan de loefzijde van een plas worden samengedreven.

De toxines zijn niet alleen in de cyanobacteriën zelf aanwezig of opgelost in het water, maar kunnen ook geconcentreerd worden in bijvoorbeeld zoöplankton en vissenlarven. Dat is gevaarlijk voor vee en andere dieren die op drinkwater van deze plas zijn aangewezen. Voor de mens kunnen ze een gevaar betekenen bij de orale inname (zwemmen) en via luchtwegen (roeien, surfen, fonteinen op parkvijvers en recreatievijvers). Ze geven aanleiding tot braken, hoofdpijn en diarree.

Cyanobacteriën kunnen naast microcystine ook de neurotoxines anatoxine-a (verlammingsverschijnselen) en Beta-N-methylamino-l-alanine (BMMA) produceren. BMMA wordt in verband gebracht met degeneratieve hersenaandoeningen zoals ALS (Amyotrofe Laterale Sclerose) en de ziekte van Alzheimer en Parkinson. BMMA werd in Nederland reeds gevonden in cyanobacteriële drijflagen. Er worden nog steeds nieuwe giftstoffen ontdekt. Lange-termijneffecten zijn nog niet gekend.

Waterbloeien verstoren bovendien de zuurstofhuishouding en leiden tot vissterfte en/of botulisme. Ze leiden ook tot het verdwijnen van ondergedoken waterplanten door lichtgebrek en een afname van het zoöplankton, geurhinder en de vorming van vlokken en schuim.

Wanneer microcystineconcentraties van meer dan 20 µg per liter worden ontdekt wordt een zwemverbod opgelegd, alhoewel reeds een verband werd aangetoond tussen het drinken van drinkwater met concentraties van meer dan 5 µg per liter en een verhoogd optreden van leverkanker onder de bevolking.

Preventief vermijdt men dus best de eutrofiëring (aanrijking met voedingsstoffen/organische vervuiling) van stilstaande wateren en zorgt men voor een ruime aanwezigheid van ondergedoken waterplanten. Als maatregelen gaat men tegen de waterbloei het stilstaande water zo nodig droog leggen, het waterpeil aanpassen, het slib verwijderen, de visstand beheren, bepaalde stoffen zoals natuurlijke algiciden toevoegen, natuurlijke “begrazers” zoals Driehoeksmosselen Dreissena polymorpha of heterotrofe bacteriën inbrengen of natuurlijke bestrijders zoals chytridiomyceten (kleine schimmels die parasitair leven) in het water brengen. Bij het inbrengen van chemische producten tegen deze cyanobacteriën moet men zich er wel voor hoeden dat het middel niet meer schade aanricht dan de kwaal. Een stof als formaldehyde bijvoorbeeld doodt misschien de cyanobacteriën, maar tast ook het ander waterleven aan en is bovendien carcinogeen.

Voorbeelden van cyanobacteriën die in waterbloei kunnen voorkomen:

Anabaena planctonica kan in stilstaande wateren voorkomen (Blaarmeersen Gent – 1998)

Microcystis flos-aquae komt voor in ondiepe tot diepe, zoete tot enigszins brakke wateren. De bacterie is zichtbaar als drijvende groene klompjes algenmassa.  

Microcystis aeruginosa kan in zachte winters voorkomen in stilstaande wateren.

Planktothrix rubescens treedt vooral als een roodverkleurende bloei in het voorjaar op in stilstaande wateren (Willebroek – 2004; Beernem - 2005). De soort neemt toe als gevolg van de klimaatverandering. De bloeivorming van deze soort kan worden verward met de eveneens roodkleurige bloei door fototrofe zwavelpurperbacteriën van het geslacht Lamprocystis of Thiocaspa of met de slijmerige rode drijflagen van het Oogwiertje.

De uitbreiding in onze streken van een aantal schadelijke microwieren wordt deels toegeschreven aan de klimaatverandering (naast eutrofiëring).

Cylindrospermopsis raciborskii is een invasief en schadelijk microwier. Het is een toxische cyanobacterie waarvan in 2009 in Vlaanderen bloei werd vastgesteld in een aantal plassen en vijvers. Bij dergelijke algenbloei wordt dikwijls een drijflaag van algen aan het wateroppervlak zichtbaar.

Deze soort is in staat om een gifstof te produceren, cylindrospermopsine, die schade kan veroorzaken aan de lever en de nieren. Giftige bloeien van deze soort werden reeds in verband gebracht met sterfte onder vee, maar ook met ernstige ziekteverschijnselen bij de mens.

Van oorsprong komt deze soort voor in tropische tot subtropische meren en waterlopen, maar recent wordt deze cyanobacterie meer en meer in de gematigde klimaatzone waargenomen.

De verschijning van deze soort in onze streken wordt in verband gebracht met eutrofiëring en klimaatverandering.

Ook Gonystomum semen is een invasieve en schadelijke slijmalg. In 2006 werd bloei vastgesteld van deze alg in Vlaanderen.

Gedurende de laatste decennia heeft deze soort zijn areaal gevoelig uitgebreid, hetgeen in verband wordt gebracht met verzuring, eutrofiëring en klimaatverandering.

Bij bloeivorming kan een slijmige massa ontstaan die bij lichaamscontact kan leiden tot jeuk en allergische reacties.


Plasmodium

De eencellige Plasmodium species, vooral Plasmodium vivax, Plasmodium falciparum, Plasmodium ovale en Plasmodium malariae zijn veroorzakers van de ziekte malaria. In West-Europa komt deze ziekte nog slechts weinig voor en dan gaat het vooral om vanuit het buitenland (tropen) geïmporteerde malaria. Malaria is nochtans geen tropenziekte. De parasiet kwam vroeger ook voor in Vlaanderen. Pas in de jaren 1950 en 1960 werd de ziekte teruggedrongen tot in de tropengordel. De laatste jaren duikt de ziekte weer op in Europa, deels als gevolg van klimaatverandering, maar ook als een gevolg van de toenemende globalisering. De bacteriën worden overgebracht door muggen.

Bij het steken brengt een besmette mug (van het genus Anopheles) speeksel met de malariaparasieten in de huid van de mens. Via de huid dringen de parasieten, die in dit stadium sporozoïeten heten, door tot in de bloedstroom. De sporozoïeten dringen cellen van de lever binnen en vormen daar merozoïeten. Deze merozoïeten komen opnieuw in de bloedsomloop terecht. Ze dringen de rode bloedcellen binnen en veranderen daar in òf mannelijke gametocyten, die meer merozoïeten kunnen produceren, òf vrouwelijke gametocyten, die een tweede mug samen met het bloed kan opzuigen. Deze gametocyten vormen oocysten, na bevruchting in de maag van de mug. In de oocysten ontwikkelen zich duizenden sporozoïeten, die naar de speekselklieren van de mug migreren als de oocysten open springen. Deze sporozoïeten kunnen vervolgens weer een mens infecteren. Men noemt deze bacteriën ook soms “sporendiertjes” omdat ze zich voortplanten door middel van sporen en zich met een zweephaartje kunnen voortbewegen. Zolang de sporozoïeten de speekselklieren van de mug nog niet hebben bereikt, maakt de parasiet de gastheer minder “bloeddorstig”, want het risico om vroegtijdig met de mug te sterven wanneer een mens de mug bijvoorbeeld doodmept, is dan te groot. Eenmaal echter in de speekselklieren draait de bacterie het gedrag van de mug om, zodat de mug roekeloos én bloeddorstig wordt, meer mensen opzoekt en ook nog steekt als de mug reeds vol bloed zit. De bacterie heeft dan meer kans om zijn cyclus verder te zetten, ook al gaat de mug ten onder.

Een goede gezondsheidszorg en preventieve maatregelen kunnen ervoor zorgen dat er in Vlaanderen geen grootschalige malaria-epidemie uitbreekt. De nodige aandacht moet wel worden geschonken aan een mogelijke toename van geïmporteerde malaria uit minder ontwikkelde gebieden waar de ziekte vaker voorkomt.

Home


- Dossier -

Klimaatverandering en de natuur


- Deel 5 -

Gevolgen voor de natuur in Vlaanderen:

- Micro-organismen -

Terug naar de startpagina van dit dossier