Juli

�Juni � 2006 � Augustus ��Archief ��NIOZ in de pers
Juli 2006

	24 juli	Eerste algemene zuur-minnende oerbacterie ge�soleerd uit heetwaterbronnen in de diepzee...
Stefan Schouten van de afdeling Mariene Biogeochemie en Toxicologie is het enige Europese lid van een voor het overige uit Amerikanen en een Canadees bestaande consortium van wetenschappers die deze week in Nature publiceren. Het onderwerp van hun studie is de microbi�le gemeenschap van heetwaterbronnen om de oceanische riffen waar de tectonische aardschollen worden gevormd uit vloeibaar materiaal vanuit het binnenste van de aarde. Het lukte voor het eerst om een bacterie-achtig organisme te isoleren die zich optimaal heeft aangepast aan de extreem hete en zure omstandigheden van de heetwaterbronnen. Dit organisme behoort tot de tak van de Euryarchaota van de oerbacteri�n of Archaea. Het organisme gebruikt organische moleculen als koolstofbron voor de groei (heterotroof) en wint energie uit de reductie van zwavel en ijzerverbindingen. Sinds hun ontdekking in 1977 gebruiken wetenschappers de heetwaterbronnen in de diepzee als ��n van de weinige milieus waar organismen voorkomen die bij de hoogst mogelijke temperaturen kunnen leven. Deze ecosystemen zijn mogelijk goede modellen voor de oorsprong van het leven op aarde en op wellicht ook andere planeten. De ecosystemen rond onderzeese heetwaterbronnen leven in totale duisternis op materiaal uit het binnenste der aarde. De zeer karakteristieke grote ongewervelde dieren die zich hier bevinden, zoals reuzenwormen, slakken en kreeftachtigen leven vaak met bacteri�n als symbiotische partners in hun lichaamscellen. Deze diepzee oases herbergen daarnaast ook talloze vrij-levende micro-organismen, welke nog nergens anders zijn gevonden dan in de buurt van de heetwaterbronnen, die vaak 'schoorstenen' of 'zwarte rokers' worden genoemd. Hier ontsnapt onder hoge druk zeer heet (80-120?C)� zuur (pH < 4,5) en gereduceerd water, dat over zeer korte afstanden mengt met het omringende koude (2-4?C), licht basische (pH 8) en geoxydeerde water van de diepzee. Dit gaat gepaard met zeer sterke geochemische overgangen. De analyse van het ribisomale RNA uit diepzee heetwaterbronnen heeft al het bestaan aangetoond van een type van oerbacteri�n behorende tot de tak van de Euryarchaeota (DHVE2), maar ondanks het algemene voorkomen in heetwaterbronnen, was het tot nu toe nog nooit gelukt om het bijbehorende micro-organisme te isoleren en in cultuur te brengen, waardoor het metabolisme en de fysiologie ervan een raadsel bleef. In het nummer van Nature van deze week beschrijft een consortium wetenschappers onder leiding van de Amerikaanse professor Anna-Louise Reysenbach van Portland State University echter voor het eerst de succesvolle isolatie en kweek van een lid van deze DHVE2 groep. Het is een lid van de Euryarchaeota dat uitsluitend groeit in aanwezigheid van organische moleculen en met zwavel of ijzer als energiebronnen. Het organisme heeft zich helemaal aangepast aan de heersende hoge temperatuur en de zure omstandigheden, wat blijkt uit het feit dat hij optimaal groeit bij temperaturen tussen 55 and 75�C en een pH tussen 3.3. en 5.8. De auteurs tonen ook aan dat de ge�soleerde stam tot 15% van de oerbacteri�le populatie kan omvatten, welke daardoor wellicht een sleutelrol spelen in de zwavelcyclus en de ijzercyclus in diepzee heetwaterbronnen. Meer informatie: - Dr. Stefan Schouten (NIOZ), T: 0222 369565, E: schouten@nioz.nl -
- Een diepzee heetwaterbron in het 'Mariner Deep Sea vent system' in het Lau Basin in de zuidelijke Stille Oceaan (22 10.82' S, 176 36.09' W). De kleine foto toont een detail van de biofilm waarin de ge�soleerde thermoacidofiele oerbacterie in hoge concentraties voorkomt. Deze biofilms bevatten ook hoge concentraties aan ijzeroxide (roest) en zwavel. - A deep-sea hydrothermal vent in the 'Mariner Deep Sea Vent System' in the Lau Basin in the Southern Pacific Ocean at 22 10.82' S, 176 36.09' W. The small inset shows a detail of the biofilm with high concentrations of the organism, sulphur and ironoxide (rust).
	24 July	First common heat and acid-loving micro-organism isolated from deep sea hydrothermal vents...
Stefan Schouten of the department Marine Biogeochemistry & Toxicology is the only European member of an otherwise American-Canadian scientific consortium that publishes in Nature's issue of this week. The subject of their study is the microbial community of deep-sea vents at the mid-oceanic ridges where the tectonic plates of the Earth crust are newly formed from the fluid of inner part of our planet. For the first time they successfully isolated a prokaryote which apparently takes full advantage of the harsh circumstances (low pH and high temperatures) in the interior of the mineral vent deposits. This organism belongs to the Euryarchaeota which are part of the Archaea. The organism is heterotrophic, i.e. it used organic carbon and obtains its energy from the reduction of sulphur and iron from the vent fluids. Since their discovery in 1977, deep-sea hydrothermal vents have provided one of the few environments on Earth for searching for the upper temperature limits of life. These ecosystems may represent models for both the origin of life on Earth and exploration of life on other planets. This ecosystem, fuelled largely by geochemical energy from Earth's inner part, hosts many large invertebrates which were totally new to science. These organisms often thrive because of their cooperation with endosymbiotic bacterial partners. Likewise, these deep-sea oases have provided a vast array of newly described free-living microbes, many associated with the actively forming porous deep-sea vent deposits known as 'chimneys' or 'black smokers'. At these deep sea vents, hot, acidic and reduced hydrothermal fluids mix vigorously with cold, alkaline and oxygenated seawater. In the actively-venting parts of the structures, the temperatures can be extremely high (80-120�C) and the acidity is high (pH<4.5). Ribosomal RNA gene analyses have identified a widespread euryarchaeotal cell lineage (DHVE2) in deep-sea hydrothermal deposits. Despite its ubiquity and apparent deep-sea endemism, cultivation of this microbial group has not been successful and thus its metabolism has always remained a mystery until now. In this week's issue of Nature, a consortium of scientist led by Prof Anna-Louise Reysenbach of Portland State University (USA) report the first successful isolation and cultivation of a member of this DHVE2 group. It is an obligate thermoacidophilic heterotrophic Archaeon which reduces sulphur or iron as its energy source. The culture is capable of growing from pH 3.3 - 5.8 and between 55 and 75�C. In addition, the authors demonstrate that this isolate constitutes up to 15% of the archaeal population, providing the first evidence that thermoacidophilic prokaryotes may be key players in the sulphur and iron cycling at deep-sea vents. More information: - Dr. Stefan Schouten (NIOZ), T: 0222 369565, E: schouten@nioz.nl

	19 juli	Navicula assisteert bij berging wrak F-16 straaljager in de Waddenzee...

Foto�s: Cees van der Star (NIOZ, Navicula)
Om ongeveer 15:00 uur is in de Waddenzee een Nederlandse F-16 straaljager neergestort. De piloot heeft zich met zijn schietstoel in veiligheid kunnen stellen. De F16 stortte neer op de Waardgronden ten zuiden van de oostpunt van Vlieland op ongeveer 3 mijl ten westen van het gasproductieplatform in het Inschot en op 7,5 mijl ten noordoosten van de noordpunt van Texel. Het NIOZ onderzoeksschip voor de Waddenzee �Navicula� met schipper Cees van der Star was toevallig in de buurt aanwezig voor het onderzoek aan de bodemdierenpopulatie van de Waddenzee als voedselbron voor wadvogels onder leiding van Anne Dekinga. De bemanning heeft overigens zelf het ongeluk niet zien gebeuren. Om ongeveer 16:00 uur nam �Den Helder Rescue� contact op met de Navicula met het verzoek of de bemanning wilde assisteren bij het zoeken naar het vliegtuigwrak op de zeer ondiepe Waardgronden. Met afgaand water konden de andere aanwezige schepen daar niets meer doen. De 3 kleine en zeer ondiep stekende rubberboten van de Navicula konden dat gelukkig wel met aan boord Anne Dekinga, Hein de Vries, Tony van der Vis, Yutta Leyrer, Dennis Waasdorp, Casper Kraan en Pierrick Bocher. Aanvankelijk slaagden de NIOZ-ers er wel in om veel drijvende wrakstukken te bergen, maar het wrak werd pas gisteravond bij laag water gevonden. Rond het wrak was nog veel kerosine aanwezig, maar de verwachting is dat dit bij de heersende hoge temperaturen snel zal verdampen, mits het niet snel door organismen zoals wadpieren diep in de merendeels zuurstofloze Wadbodem wordt ingegraven. De NIOZ-ers hebben met toestemming van de Rijkspolitie te water het straaljagerwrak gemarkeerd met een staak en de opgeviste wrakstukken overgedragen voor nader onderzoek naar de oorzaak van het ongeluk. Dit kan wel enige weken duren. De Navicula heeft inmiddels haar normale NIOZ onderzoek weer voortgezet.

	14 juli	NIOZ postdoc Fran�ois V�zina wint grote NWO Veni subsidie�
De Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) heeft een Veni subsidie van �208.000 toegekend aan NIOZ postdoc Fran�ois Vezina (Quebec, Canada, 1970). Voor het NWO-onderzoeksgebied Aard- en Levenswetenschappen werden er op nationaal niveau slechts 13 subsidies toegekend door een internationale jury op basis van persoonlijk talent en de innovativiteit van het onderzoek.
De Veni subsidie stelt jonge gepromoveerde onderzoekers in staat om wetenschappelijk onderzoek te verrichten voor een periode van drie jaar.. Het onderzoek van Fran�ois richt zich op de fysiologische aanpassingen van trekvogels om onder winterse omstandigheden met voedselschaarste in de Waddenzee te kunnen overleven. Als trekvogels worden kanoetstrandlopers (Calidris canutus) tijdens hun jaarlijkse levenscyclus geconfronteerd met verscheiden energiecrises. De ondersoort C. canutus islandica broedt in de poolgebieden van Canada en Groenland en overwintert in de Waddenzee. Om onze koude winters goed te kunnen overleven, moeten de vogels hun gedrag en fysiologie optimaal afstemmen op de omstandigheden. Hierbij moeten de vogels vaak compromissen zien te bereiken om te kunnen voldoen aan tegenstrijdige eisen. Dit geldt bijvoorbeeld voor hun energie-investering in de ontwikkeling van verschillende organen zoals het spijsverteringsstelsel, dat een grens stelt aan hoeveel de vogels kunnen eten, en de borstspieren, die bepalend zijn voor de mate waarin vogels kunnen rillen om zo hun lichaam op temperatuur te houden. Het dieet van de kanoetstrandloper bestaat vrijwel uitsluitend uit schelpdieren. De hoeveelheid voedsel die overwinterende islandica kanoeten kunnen opnemen, wordt beperkt door de mate van schelpmateriaal die in het verteringssysteem kan worden verwerkt. Een groot systeem is daarom in deze omstandigheden gunstig, maar betekent tegelijkertijd ook een grote investering. Tegelijkertijd geeft de koude en winderige omgeving aanleiding tot het ontwikkelen van grote borstspieren, zodat de vogels door rillen hun lichaamstemperatuur op peil kunnen houden. De lichaamstemperatuur is met 42�C in deze kleine vogels van ongeveer 120 gram maar liefst 5�C hoger dan die van de mens en andere zoogdieren. In de winter is in de Waddenzee de totale hoeveelheid beschikbare energie uit voedsel vaak echter te beperkt om beide organen tegelijk optimaal te ontwikkelen. Onder ongunstige omstandigheden, zoals strenge vorst en verhoging door een noordwester storm, kunnen de vogels soms dagen lang helemaal eten. Hoe bepaalt een vogel nu onder deze omstandigheden de beste verdeling in ontwikkeling van spijsverteringskanaal en vliegspieren? Om deze vraag te beantwoorden zal Fran�ois uitgebreide laboratoriumexperimenten onder gecontroleerde omstandigheden uitvoeren in het experimentele wadvogelgebouw van het NIOZ. Deze gegevens worden vervolgens opgeschaald naar de situatie voor kanoeten op verschillende plaatsen langs de Europese kust. Het bestuderen van de tegenstrijdige eisen en de daaruit resulterende compromissen van de vogels zal bestudeerd worden op verschillende niveaus van biologische integratie, zoals energieopname uit schelpdieren (voedsel), het algemene metabolisme, concentraties van hormonen in het bloed, de afmetingen van verschillende organen en het gedrag van de vogels. Dit zal leiden tot een diepgaand inzicht in de fysiologische beslissingen die individuele vogels nemen in het kader van natuurlijke selectie in de context van Darwin's evolutionaire principe van 'survival of the fittest'. Fran�ois werkte ook de afgelopen twee jaar al in de onderzoeksgroep van professor Theunis Piersma bij het NIOZ en deze Veni subsidie stelt hem in staat om hier nog drie jaar mee door te gaan. Fran�ois woont met zijn gezin in Den Hoorn. Alle experimenten worden vooraf uitgebreid getoetst door de dierexperimentele commissie in het kader van de Wet op de dierproeven. Meer informatie: Dr. Francois Vezina, NIOZ, e-mail: fvezina@nioz.nl, tel. 0222-369 383 Prof. dr. Theunis Piersma, e-mail: theunis@nioz.nl, tel. 0222-369 485 Dr. Jan P. Boon (PR-officer NIOZ), e-mail: boon@nioz.nl, tel. 0222-369 466
	14 juli	NIOZ post-doc wins large NWO-Veni subsidy�
The Netherlands organisation for Scientific Research (NWO) has awarded a Veni subsidy of 208.000� to NIOZ post-doc Fran�ois Vezina (Qu�bec, Canada, 1970). For the research area of Earth and Life Sciences (ALW), 13 successful candidates were selected nation-wide by an international jury on the basis of outstanding talent and innovative scientific research. This allows the young scientist to carry out research for a period of three years. The research subject of Fran�ois deals with physiological adjustments of food-stressed wintering shorebirds to survive the harsh wintering conditions in the Wadden Sea. As migratory birds, red knots (Calidris canutus) face several energy-crises in their annual life cycle. The subspecies C. calidris islandica breeds in the Canadian Arctic and north Greenland and spends its winters in the Wadden Sea. In order to survive the cold winter, the birds adapt to it by adjusting their behavior and physiology to the circumstances. Sometimes, specific energy demands are creating conflicts between the possible physiological adjustments and the birds have to find an optimal compromise to meet multiple goals. Fran�ois will study in particular the interactions between two major groups of organ responding to the different needs occurring at the same time: the size of the digestive system, which limits the amount of food the bird can eat, and the size of the flight muscles (pectoral muscles) which the birds also use to produce heat by shivering. In the Wadden Sea, the amount of energy that wintering islandica red knots can take in is limited by the amount of shell material from bivalves that can be processed at the same time by their digestive system. It is therefore advantageous to generate and maintain a large digestive system, but this is an energetically expensive investment. At the same time, when facing the cold and windy wintering environment in the Wadden Sea, the birds need to maintain large pectoral muscles to maintain adequate levels of heat production. At 42�C, these relatively small birds of about 120g body mass have an even higher body temperature than man and most other mammals. Both the digestive system and the musculature requires energy from the bivalves food, which is limited in supply and on some days even not available, e.g. on days with severe frost, or North westerly gales resulting in elevations of the water levels in the Wadden Sea. To make ends meet, the birds have to adjust the different parts of their machinery through physiologically mediated trade-offs. That means that compromises have to be made between adjustments in the size of their digestive system and the size of their musculature. Fran�ois will use the experimental bird facility building at NIOZ to examine these compromises through laboratory experiments under fully controlled circumstances and then scale up the comparison to the contrasting requirements of red knots across their range along the marine coasts of Europe. Studying the conflicting demands and the resulting compromises at multiple levels of biological integration; energy uptake from food, general metabolism, hormone levels, organ sizes and behavior, this research aims at a profound understanding of the "physiological decisions" the bird are forced to make in the context of the Darwinian "survival of the fittest" natural selection processes. Fran�ois has been working in the group led by Professor Theunis Piersma for the last two years and this VENI grant will allow him to pursue his work for the years to come. All experiments comply with the Dutch Law on animal experiments. More information: Dr. Francois Vezina, NIOZ, e-mail: fvezina@nioz.nl, tel. 0222-369 383 Prof. dr. Theunis Piersma, e-mail: theunis@nioz.nl, tel. 0222-369 485 Dr. Jan P. Boon (PR-officer NIOZ), e-mail: boon@nioz.nl, tel. 0222-369 466

�Juni � 2006 � Augustus ����Archief ����NIOZ in de pers

Juli 2006

24 juli

Eerste algemene zuur-minnende oerbacterie ge�soleerd uit heetwaterbronnen in de diepzee...

24 July

First common heat and acid-loving micro-organism isolated from deep sea hydrothermal vents...

19 juli

Navicula assisteert bij berging wrak F-16 straaljager in de Waddenzee...

14 juli

NIOZ postdoc Fran�ois V�zina wint grote NWO Veni subsidie�

14 juli

NIOZ post-doc wins large NWO-Veni subsidy�

�Juni � 2006 � Augustus ��Archief ��NIOZ in de pers