Een doorbraak voor de ontwikkeling van een paleothermometer voor het reconstrueren van vroegere temperatuurschommelingen op land. Met fossiele vetmoleculen uit de celmembraan van bodembacteriën, afkomstig uit het Zwitserse meer Lugano, hebben onderzoekers aangetoond dat het mogelijk is om de temperatuur in een ver verleden op het continent te meten. Het onderzoek, gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift PNAS, werd mede uitgevoerd door NESSC-onderzoeker Jaap Sinninghe Damsté (NIOZ).

Een continentale temperatuurindicator is een zeer gewenste aanvulling op de tot nu toe geschikte methodes die klimaatwetenschappers gebruiken voor het maken van reconstructie van het klimaat op land, zoals pollen en kalkafzettingen in grotten. Uit het onderzoek blijkt dat met de fossiele restanten van klimaatgevoelige vetmoleculen van bacteriën die in zoetwatermeren voorkomen het mogelijks is om het klimaat van het verleden te kunnen meten.

Zwitserse meren
Een voorwaarde voor het achterhalen van het paleoklimaat op land is een continue, ononderbroken reeks sedimenten, zoals die gevormd worden in diepe bergmeren. In de centrale Alpen bevinden zich voor dergelijk onderzoek geschikte meren, die een schat aan ongestoorde afzettingen herbergen. Van deze zoetwatermassa’s zijn al veel fysische en chemische data bekend, omdat zij uitgebreid worden gemonitord vanwege hun belang voor de zoetwatervoorziening, visserij en recreatie.

Acidobacteriën
De bacterie waar het allemaal om draait behoort tot de groep acidobacteriën, die vooral in de bodem maar ook in de waterkolom leven en waarvan de resten ook als fossiel bewaard blijven. In hun celmembraan produceren ze vetmoleculen waarvan ze de structuur kunnen aanpassen aan het omringende milieu en fysische factoren, waaronder temperatuur. De aangetroffen vetmoleculen geven daarom de temperatuur aan waaronder de celmembraan is gevormd, ook als zij al miljoenen jaren oud zijn. Over de ecologische omstandigheden waaronder recente acidobacteriën leven, is nog maar weinig bekend. Het onderzoeksteam analyseerde daarom de waterkolom en bodemafzettingen van het 300 meter diepe meer van Lugano.

Paleothermometer
Het onderzoek toonde onder andere aan dat de vetmoleculen die in de bacteriën vormen zijn gecorreleerd met de atmosferische temperatuur, ook in het verleden. Dat maakt de vetmoleculen die bewaard blijven in de sedimenten op de bodem een betrouwbaar gebruiksmiddel om paleo-temperaturen te achterhalen.

NESSC-onderzoeker Sinninghe Damsté, verbonden aan NIOZ, is al vele jaren betrokken bij de ontwikkeling van methodes om paleo-temperaturen te reconstrueren met hulp van temperatuurgevoelige vetmoleculen uit celmembranen van microben, onder andere bij de door veel internationale klimaatonderzoekers gebruikte methode TEX₈₆. Met de TEX₈₆ paleothermometer kunnen zowel oceaan- als deltasedimenten, maar ook continentale afzettingen worden geanalyseerd.

Article:
Redox-dependent niche differentiation provides evidence for multiple bacterial sources of glycerol tetraether lipids in lakes
Weber, Y, Sinninghe Damsté, J.S., Zopfi, J., De Jonge, C., Gili, A., Schubert, C.J., Lepori, F, Lehmann, M.F., Niemann, H.
PNAS, 2018
doi: 10.1073/pnas.1805186115

Bron: NIOZ / University of Basel