NIOZ wetenschapper Helge Niemann ontvangt onderzoeksbeurs van 2 miljoen van de Europese Onderzoeksraad voor een studie naar de afbraak micro-plastics in de oceaan

Hoe breken micro-organismen plastic af in de oceaan? Er is nog weinig bekend over dit belangrijke proces, terwijl grote hoeveelheden plasticafval in de oceaan verdwijnen en een bedreiging vormen voor het leven in zee. Welke factoren een belangrijke rol spelen bij microbiële afbraak van plastic zijn grotendeels nog onbekend. Marien wetenschapper Helge Niemann van NIOZ ontving deze week een beurs van 2 miljoen euro van de Europese Onderzoeksraad (ERC) om uit te zoeken hoe microbiële afbraak van kunststoffen in de oceaan werkt. ~~~ English version below ~~~~

Met de nog altijd toenemende vraag naar plastics, komen er steeds meer kunststoffen in zee terecht. Plastics zijn synthetisch en dus vrij nieuwe en ongewone bestanddelen in het marine ecosysteem. Er zijn aanwijzingen dat sommige micro-organismen plastics kunnen afbreken. "We weten in feite niet hoe lang plastics overleven in de oceaan en hoeveel plastic er wordt afgebroken door micro-organismen", vertelt Niemann.

Welke micro-organismen voeden zich met plastic?
Niemann: "Hoewel vele mensen denken dat plastic in de oceaan onveranderd blijft, is dat zeker niet het geval. Ik wil weten hoe de microbiële afbraak werkt in de waterkolom en in het sediment. Welke micro-organismen voeden zich met plastic? En welke milieuomstandigheden beheersen dit raadselachtige proces?"

Om deze vragen beantwoorden, zal Niemann een nieuwe onderzoeksgroep samenstellen bij het NIOZ Koninklijk Instituut voor Onderzoek der Zee. De komende 5 jaar voeren zij binnen het VORTEX project experimenten uit waarbij micro-organismen gevoed worden met 'isotopisch gelabelde micro-plastics', ofwel, kunststoffen waarin de reguliere koolstofatomen zijn uitgewisseld met de zware koolstofisotoop. Micro-organismen die zich voeden met plastic zullen die zware koolstof opnemen en verteren. "De afdeling Marine Microbiologie en Biogeochemie van het NIOZ heeft zeer gevoelige apparatuur om de zware koolstof in afbraakproducten en diagnostische moleculen te vinden zoals vet-biomarkers en DNA", legt Niemann uit over het 'stabiele isotopen onderzoek' dat hem in staat stelt plastic-etende micro-organismen te identificeren en te meten hoe snel ze het plastic verteren. "Ik hoop dat dit tot een doorbaak zal leiden in onze kennis over de afbraak van micro-plastics in de oceaan."

'Extreem belangrijk milieuonderzoek'
De jury noemde het voorstel van Niemann 'een zeer ambitieus project met goed doordachte experimenten en uiterst belangrijke milieu-implicaties voor de toekomst'. Niemann's eerste onderzoeksresultaten zijn veelbelovend. Daaruit blijkt dat plastics zowel in zuurstofrijke als zuurstofarme sedimenten kunnen worden afgebroken. Met de ERC-beurs kan hij zijn onderzoek naar de microbiële afbraak van plastics voorzetten in het isotopenlaboratorium van het NIOZ en eveneens veldwerkexperimenten uitvoeren in warme en koude oceaanprovincies. Niemann verruilde onlangs zijn werkplek in Zwitserland voor het Nederlandse NIOZ. "Het VORTEX-project versnelt de start van mijn onderzoeksgroep op Texel en maakt het mogelijk om grensverleggend onderzoek te doen naar belangrijke milieukwesties die de oceanen beïnvloeden."

ERC belangrijk voor fundamentele wetenschap in Nederland
Deze week maakte de Europese Onderzoeksraad alle nieuwe onderzoeksbeurzen bekend. Deze gingen naar 329 wetenschappers in Europa. De subsidies, met in totaal een waarde van €630 miljoen, zijn onderdeel van Europa’s 'Horizon 2020 programma', zijn bedoeld voor grensverleggend wetenschappelijk onderzoek. Naast Niemann, kregen in Nederland 24 andere wetenschappers van universiteiten en onderzoeksinstituten een ERC-beurs. ERC-subsidies worden steeds belangrijker voor Nederlandse wetenschappers, aangezien de subsidies voor fundamenteel onderzoek in Nederland de laatste jaren zijn gedaald.

 

 

Two million European Research Council grant awarded to NIOZ scientist Helge Niemann to study microbial breakdown of plastics in the ocean

How does microbial degradation of plastics work in the ocean? Very little is known about this important process, while vast quantities of plastic litter enters the oceans and threaten marine life. The key factors controlling microbial degradation are largely unknown. NIOZ marine scientist Helge Niemann was awarded a grant of 2 million euro by the European Research Council (ERC) to find out how the process of microbial degradation works in the ocean.

The ever-increasing demand for plastics has led to continuous release of plastics to the sea. Plastics are synthetic, and thus rather new, 'unconventional' and persistent compounds in the marine realm, yet microbes may utilize plastics as carbon substrates. "In fact, we don't know how long plastics survive in the ocean and how much plastic is degraded by microbes", says Niemann.

Which microbes feed on plastic?
“There is a knowledge gap in understanding the fate of plastics in the oceans. I want to know how microbial degradation works in the water column and in the sediments. Which microbes can feed on plastic and which environmental conditions control this enigmatic process?"

To study this, Niemann will gather a team of young scientists at the NIOZ Netherlands Institute for Sea Research. Within the 5 year-long VORTEX project, they will conduct a series of ‘feeding’ experiments using isotopically labelled plastics. These are plastics in which the regular carbon atoms are exchanged with a heavy carbon isotope. Microbes that are feeding on this plastic will take up and digest the heavy carbon. "The Marine Microbiology and Biogeochemistry Department at NIOZ has very sensitive machines to trace the heavy carbon into degradation products and diagnostic molecules such as lipid biomarkers and DNA. This will allow the VORTEX team to measure the rate of degradation and to identify the plastic-eating microbes", explains Niemann the cutting-edge stable isotope assays. "I hope this will lead to a breakthrough in our understanding of microbial plastic degradation in the ocean."

'Extremely important environmental outlook'
The jury called Niemann’s proposal a 'highly ambitious project with very well thought experiments and an extremely important environmental outlook'. Niemann' preliminary results are already promising. It showed that plastics can be degraded with and without oxygen in marine sediments. With the ERC grant he will further investigate the potential for microbial plastic degradation under controlled laboratory conditions and in the field ranging from the arctic to tropical marine environments. Niemann just switched from a position in Switzerland to NIOZ. "The VORTEX project will also allow a swift start of my research group to conduct frontier research for a better understanding of how key environmental issues are effecting the ocean."

ERC funding important for fundamental science in the Netherlands
This week, the ERC announced the new Consolidator grants that go to 329 top researchers across Europe. The funding, part of the EU's Horizon 2020 programme, is worth in total €630 million and will give the researchers a chance to have far-reaching impact on science and beyond. Niemann and 24 other researchers at Dutch universities and research institutes have received one of these prestigious ERC Consolidator Grants. ERC funding has become more and more important for Dutch researchers as funding rates for fundamental science in the Netherlands have declined over the years.