NATUURLEXICON

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. 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.

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.

Zowat 99 % van de bacteriën is onschadelijk of zelfs noodzakelijk, ook in het menselijk lichaam. Bacteriën worden ingezet bij de biologische waterzuivering en bij de voedselproductie. Andere bacteriën kunnen zeer ernstige ziektes veroorzaken, zoals tetanus, tyfus en cholera. Sommige bacteriën handhaven zich in zeer extreme omstandigheden.   

Mineralisatie is de afbraak door micro-organismen van organische stoffen tot anorganische stoffen en vindt vooral plaats in de bodem. Mineralisatie vormt een onmisbare schakel in de biologische kringloop. Het is een proces waarbij organische stikstofverbindingen in of op de bodem door micro-organismen worden omgezet in de minerale vorm ammonium. Het is duidelijk dat de aanwezigheid van bacteriën in de bodem van uitzonderlijk groot belang is, wil men kunnen spreken van een gezonde bodem.

Aërobe bacteriën zorgen ervoor dat vervuild water zichzelf eigenlijk (tot een bepaalde drempel) kan ontdoen van vervuilende stoffen; dit noemt men ook het zelfreinigend vermogen.  Zonder tussenkomst van de mens voltrekt zich in alle oppervlaktewateren een cyclische opeenvolging van zuivering en verontreiniging. Als waterplanten, algen, waterdiertjes afsterven, dan wordt de waterloop belast met dode organische stof. Ook dode takjes, bladeren en faecaliën van dieren komen in het water terecht. De natuur is zelf in staat om deze organische stoffen op te ruimen. In aanwezigheid van zuurstof zal dit organisch materiaal door de aanwezige aërobe bacteriën omgezet worden tot koolstofdioxide, water en mineralen (nitraten, sulfaten en fosfaten) en nieuwe microbiële biomassa. Deze bacteriën, die plaatselijk sterk toenemen, dienen als voedsel voor kleine dierlijke organismen, zoals pantoffeldiertjes en klokdiertjes. Terzelfdertijd ontwikkelen er zich plantaardige organismen. Onder invloed van het zonlicht en in combinatie met de aanwezige koolstofdioxide en de mineralen kunnen deze zich gemakkelijk voortplanten. Deze plantaardige organismen (fytoplankton en fytobenthos) vormen samen met de kleine dierlijke waterorganismen (zoöplankton en zoöbenthos) het voedsel voor vele vissoorten. Als deze vissen dan afsterven zijn ze opnieuw dode organische stof die weer door aërobe bacteriën wordt afgebroken. Op die manier is de kringloop gesloten.

De vermesting (een te grote toevoer van fosfaten en nitraten) van het oppervlaktewater leidt tot de problemen van eutrofiëring en een kwalijke sulfide- of ammoniakgeur. Wanneer het zuurstofgehalte immers laag is, nemen anaërobe bacteriën dit werk op zich. Bij een te grote aanrijking, meestal nog gecombineerd met een plotselinge temperatuurverhoging, treedt de zogenaamde “algenbloei” op.

Kenmerkend voor eutrofiëring is de fel groene kleur van het water. Overdag produceren de kiezelwieren en de blauwwieren zeer veel zuurstof in het water. Hierdoor kunnen zelfs de kieuwen van de vissen verbranden. ’s Nachts wordt er veel zuurstof verbruikt. Bij zeer ernstige vervuiling met nitraten en fosfaten kan de concentratie opgeloste zuurstof zelfs tot nul dalen waardoor een “dode waterloop” ontstaat. De fel groene kleur is overgegaan tot een zwarte kleur. Anaërobe bacteriën gaan dan het organisch materiaal slechts gedeeltelijk afbreken, met de vorming van giftige stoffen zoals nitriet, methaan en waterstofsulfide als gevolg. Dit gaat gepaard met stankontwikkeling.

Waterbloei is een sterke toename van algen of bacteriën die het water kleurt. Vooral de bloeivorming van de cyanobacteriën, de zogenaamde blauwalgen, kan gevaarlijk zijn voor mens en dier. 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 kooldioxide 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 of micro-algen 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 gifstoffen 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.  

Bacteriën zorgen soms voor problemen doordat ze ziekten veroorzaken. Er bestaan ook parasietachtige micro-organismen, behorende tot de Protozoa.  Een virus is een infectief nucleïnezuur (RNA en DNA) dat de syntheseapparatuur van levende cellen zodanig omschakelt dat de cel alleen nog maar kopieën van het virus maakt. Veel virussen zijn ziekteverwekkend, besmettelijk en vaak dodelijk.

De soorten

De bacterie Agrobacterium tumefaciens veroorzaakt gallen op de stengels en de stammen van rozen, groenten en bomen. Op de takken en de stam van bomen zijn het grote, houtige zwellingen. De bacterie kan een stukje DNA in de gastheercel brengen, waarna een soort kanker of gal optreedt. Wetenschappers maken er gebruik van om ander genetisch materiaal in cellen te brengen, zelfs bij dieren en mensen. Via schorswonden, veroorzaakt door spechten of door snoeiwerken, komt de bacterie het weefsel binnen.  

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

De cyanobacterie Aphanizomenon flos-aquae treedt vooral op in diepe, heldere, minder voedselrijke wateren. De soort kan het afsterven van karpers veroorzaken (Gavers Harelbeke - 2007). De blauwalg manifesteert zich als sikkelvormige macro-kolonies. Het is een bacterie die zich snel kan ontwikkelen in stilstaand voedselrijk water en bij aanhoudend warm weer, vooral in ondiepe vijvers met een oude sliblaag op de bodem. Deze bacteriën kunnen toxische stoffen vrijgeven zoals microcystine. Deze toxische stoffen kunnen bij mensen hoofdpijn, irritatie van slijmvliezen en huid, misselijkheid, diarree tot koorts veroorzaken. Ook huisdieren kunnen ziek worden door het drinken van besmet water. Driehoeksmosselen blijken goed in staat te zijn om deze blauwalgen uit het water te filteren.

De kattenkrabziekte wordt veroorzaakt door de bacterie Bartonella henselae. Katten zijn de dragers van deze bacterie. Ongeveer 20 % van de katten, vooral vrouwtjes jonger dan 2 jaar, draagt deze bacterie in zich. De bacterie komt in het bloed en speeksel van katten voor, maar ook bij vlooien die zich op katten bevinden. Als mens kan je besmet raken door een krab, een beet of aanraking met speeksel van een kat. Via de vlooien kunnen ook andere katten worden besmet, waardoor de ziekte wordt verspreid. Een kat kan 2 tot 12 maanden nadat ze zelf besmet is, nog zorgen voor besmettingen. Bij mensen met een normale weerstand lijdt een infectie meestal niet tot een ernstig ziektebeeld (kleine knobbeltjes rond de wond overgaand in blaasjes waarop zich een korst ontwikkelt). Na ongeveer 2 weken kunnen de lymfeklieren groot en pijnlijk worden (lymfeklierontsteking of lymfadenitis) en kan er een abces gevormd worden. Als het oog in contact is gekomen met de bacterie, kan er een fikse ontsteking van de slijmvliezen rond het oog optreden. In een derde van de gevallen gaat de ziekte de eerste paar dagen tot weken gepaard met koorts, hoofdpijn en zich algemeen ziek voelen. In 2% van de gevallen kan de ziekte leiden tot een hersenvliesontsteking. Bij personen met een verminderde weerstand verloopt de ziekte meestal nog ernstiger (knobbeltjes en bloedingen in de huid, lever en milt, koorts, in sommige gevallen dodelijke afloop). Kinderen en jongvolwassenen vormen de risicogroepen. Preventief kan men de wond goed schoonmaken, vlooien bij katten vermijden en (bij mensen met een slechte weerstand) direct contact met katten vermijden.

In de natuur sterven vooral vissen en watervogels aan botulisme. Het botulisme wordt in de natuur veroorzaakt door de bacterie Clostridum botulinum, die in een anaëroob (zuurstofloos of zeer zuurstofarm) milieu gifstoffen het botuline produceert. Botuline is zowat het giftigste gif dat men kent. De bacterie leeft in het slib van plassen en sloten. Het gif kan zich ook bevinden in niet goed gesteriliseerd en ingemaakt voedsel. Het tast de prikkeloverdracht tussen zenuwen en spieren aan. 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 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, zoals Wilde Eend en Slobeend die getroffen worden door deze ziekte omdat ze overwegend in ondiep water foerageren. De kadavers van besmette watervogels kunnen het water ernstig verontreinigen.

De cyanobacterie Cylindrospermopsis raciborskii is een blauwalg afkomstig van warmere streken die naar het noorden oprukt (Zonhoven – 2009).

De bacterie Escherichia coli is een normale bewoner van het maagdarmkanaal, die helpt beschermen tegen ziekmakende bacteriën. Enterohaemorrhagische Escherichia coli (EHEC) zijn alle types ziekmakende coli-bacteriën die kunnen leiden tot diarree gemengd met bloed. De darm wordt aangetast waarbij een bloederige ontlasting wordt geproduceerd. Sommige ziekmakende coli-bacteriën kunnen toxinen produceren, zoals de Shiga toxine producerende coli-bacteriën (STEC). Deze STEC-bacteriën komen in diverse vormen voor. Een infectie kan leiden tot voedselvergiftiging. Vaak worden infecties met STEC veroorzaakt door consumptie van onvoldoende verhit vlees, door het drinken van ongepasteuriseerde melk, door te zwemmen in met coli-bacteriën vervuild water of bij een bezoek aan (kinder-)boerderijen. De bacterie komt namelijk voor in de darmen van vooral runderen en schapen. Er kan dan ook besmetting plaatsvinden via de mest van deze dieren.

De cyanobacterie Microcystis aeruginosa kan in zachte winters voorkomen in stilstaande wateren.

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

De cyanobacterie 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 (Euglena species).  

Het Trompetdiertje (Stentor coerulens) is een ééncellig diertje van zo’n 2 mm lang, dat soms zwemt, maar zich meestal vasthecht aan een of ander voorwerp. Met de bewegende spiraal van haartjes aan het zich verwijdende lichaamseinde wuift het zich het voedsel in de mondopening. Dit diertje leeft in zoet water.

Het zweepdiertje Synura uvella  leeft in kolonies van amper een fractie van een millimeter groot. De diertjes zwemmen van het voorjaar tot de herfst als bruine kogeltjes in sloten en plassen. Ze bewegen zich min of meer rollend voort door het zwaaien met de zweepjes.  

- Dossier -

Stadsnatuur

- Deel 2 -

De soortendiversiteit in de stad

- Micro-organismen -