De ecologische relevantie van bruine schuimalg

Ieder jaar komt schuimalg in het nieuws. Meestal omdat dit het duikplezier bederft of omdat het spectaculaire beelden met grote hoeveelheden schuim op het strand oplevert. Nu voor het eerst vanwege een tragisch ongeval bij Scheveningen. Met dit bericht wil Stichting ANEMOON informatie verschaffen over de alg en de ecologische relevantie van de algenbloei.

Bron: Peter H. van Bragt, Stichting ANEMOON

Wat is schuimalg?

Het schuim dat de afgelopen weken in toenemende mate in de Nederlandse kustzone is ontstaan en op de stranden is aangespoeld, is afkomstig van afstervende cellen van de mariene algensoort Phaeocystis globolosa (Scherffel, 1899). Wereldwijd zijn er al ten minste negen soorten Phaeocystis-algen beschreven en deze specifieke soort wordt ook op veel plaatsen in de wereld aangetroffen. Het grootste deel van het jaar leeft de alg als een eencellige flagellaat: de algcel heeft dan twee flagellen, een soort staartjes, waarmee het zich kan voortbewegen.

De dichtheid aan algcellen is tijdens de piek van de bloei zo hoog dat het doorzicht tot bijna nul wordt gereduceerd (Bron: Peter H. van Bragt, Stichting ANEMOON).

Wanneer en hoe onstaat er een algenbloei?

Rond half april, door de toenemende lichtintensiteit, de instraling van zonlicht in de bovenste waterlagen, neemt het aantal algencellen explosief toe. Dit fenomeen noemen we algenbloei. De toename is soms meer dan een factor 10.000 per week. Iedere algcel deelt zich dan ongeveer twee keer per dag. De concentratie aan algcellen in het zeewater kan tot veel meer dan 50.000.000 per liter oplopen.

Het zeewater krijgt door de algen een typische theebruine kleur en wordt enorm troebel, met een doorzicht van soms minder dan dertig centimeter. Daarom wordt het door sportduikers erg gehaat. De alg neemt tijdens de bloei ook een andere vorm aan. Het zijn nu geen losse cellen meer, maar bolronde blaasjes met duizenden cellen en een diameter van enkele millimeters tot meer dan een centimeter.

Tijdens de piek van de algenbloei verschijnen er talloze blaasjes met Bruine schuimalgcellen in het zeewater (Bron: Peter H. van Bragt).

De wand van het blaasje waar de cellen in zitten, is geleiachtig en bestaat uit een soort suikerverbindingen: mucopolysachariden. Verder is het blaasje gevuld met een vloeistof waardoor het in de bovenste waterlagen blijft zweven. De dichtheid aan algen kan zo groot worden dat het meer dan 97 procent van de planktonische biomassa kan vormen. De explosieve groei en de uiteindelijke concentratie van de alg in het zeewater is, behalve van de hoeveelheid zonlicht, mede afhankelijk van de beschikbare hoeveelheid voedingsstoffen: met name fosfaat- en stikstofverbindingen. Door o.a. de waterafvoer van de grote rivieren zijn de concentraties van deze voedingsstoffen juist in de kustzone hoger dan verder in de Noordzee. En daarom is de concentratie aan algen tijdens de piek van de bloei hier ook het grootst.

Detail van een onderwaterfoto die tijdens een algenbloei-periode gemaakt is (Bron: Peter H. van Bragt).

Het afsterven van de schuimalg

Na circa vier tot zes weken met een toenemende algenbloei is de concentratie aan beschikbare nutriënten in het zeewater sterk afgenomen. De cellen worden nu opgegeten door planktondiertjes en beginnen ook af te sterven of worden door bacteriën en virussen aangevallen en afgebroken. Hierbij komen enorme hoeveelheden eiwitten en andere biomoleculen vrij in het zeewater. Bij sterke wind worden die biomoleculen in de golven en vooral ook in de branding opgeklopt en ontstaat het zeeschuim. Dit proces is identiek aan het opkloppen van eiwit voor toepassingen in gerechten. Door de suikerverbindingen in het schuim krijgt het een slijmachtige structuur. De Nederlandse namen Bruine schuimalg of slijmalg zijn van dit proces afgeleid.

Microscopie opname van een kolonie schuimalgcellen. Ieder puntje is een cel, de ruimte tussen de cellen is de geleiachtige wand die o.a. gevormd wordt door suikerverbindingen (Bron: Peter H van Bragt).

Het belang van schuimalg voor de mariene voedselketens

Na hooguit acht weken is het gehele proces voorbij. Er is dan wereldwijd naar schatting meer dan vier miljard ton aan plantaardig materiaal beschikbaar gekomen voor de mariene voedselketens. Hiermee zijn we meteen bij het grote belang van de algenbloei voor het mariene ecosysteem aangekomen. Net als op het land vormen de planten (in dit geval algen) in de zee de basis van de meeste voedselketens. Met energie uit zonlicht worden nutriënten en koolstofdioxide omgezet in complexe biomoleculen, die de bouwstenen voor de algcel vormen. De algcellen worden begraasd door diverse planktondiertjes, die zelf ook weer voedsel zijn voor grotere zeedieren, die uiteindelijk zelf ook weer tot voedsel dienen voor alle andere zeedieren. Het afsterven van de algcellen wordt ook veroorzaakt door infecties met bacteriën en virussen. De cellen gaan kapot en de biologische bouwstenen komen beschikbaar voor andere organismen. Algen vormen daarmee de essentiële basis van bijna alle voedselketens in de zee.

Factoren die de bloei en schuimvorming beïnvloeden

Deze algenbloei manifesteert zich ieder jaar, maar niet altijd in dezelfde mate. Langs de Nederlandse kust zien we gemiddeld om de ongeveer vijf jaar een extreem zware en dan ook vaak langdurige algenbloei. Er zijn ook jaren geweest dat we de bloei amper hebben opgemerkt of waarin de bloei na vier weken al verdwenen was. De reden hiervoor is mogelijk variatie in de hoeveelheid beschikbare nutriënten, de fosfaten en nitraten, maar ook de hoeveelheid zonlicht en andere weerfactoren in deze periode. Dit voorjaar heeft zich gekenmerkt door veel zonuren, wat waarschijnlijk een positieve factor is geweest voor de massale bloei. De bezitters van zonnepanelen waren hier dan ook heel blij mee.
De hoeveelheid zeeschuim die uiteindelijk ontstaat, is afhankelijk van de mate van de bloei maar ook van de op het einde van de bloeiperiode heersende weersomstandigheden. Meer wind zorgt voor meer golven en meer schuim. En als de wind dan ook nog aanlandig is, stapelt het schuim zich op in de brandingszone en op het strand. Hadden we de afgelopen week een aflandige zuidelijke of oostelijke wind gehad, dan was er mogelijk minder schuim geweest en was het ook de Noordzee opgeblazen.

Het schuim van de afstervende algen wordt alleen bij aanlandige wind op het strand geblazen (Bron: Peter H. van Bragt, Stichting ANEMOON).

Onderzoek moet uitwijzen of en in welke mate al deze factoren dit jaar een bijdrage hebben geleverd aan de extreme ophoping van schuim op de Nederlandse stranden. Voorlopig lijkt het er echter op dat mogelijk een opeenvolging van fenomenen en weersfactoren dit jaar voor de extreme schuimvorming hebben gezorgd. Het is wellicht al begonnen met de toenemende hoeveelheden nitraten (stikstof) en fosfaten die in de droge zomer van vorig jaar op het land zijn opgestapeld; gevolgd door een grote hoeveelheid rivierwater die op het eind van de winter naar de Noordzee is afgevoerd en deze nutriënten heeft meegenomen; een zeer zonnig voorjaar, juist in de periode april en begin mei; en tenslotte de stormachtige aanlandige wind op het einde van de bloeiperiode.

Nog een paar wetenswaardigheden

Decennia geleden, toen we nog fosfaten aan onze wasmiddelen toevoegden en het afvalwater minder goed reinigden, was het gehalte aan fosfaten in het zeewater altijd relatief hoog en manifesteerde zich nagenoeg ieder jaar een zware algenbloei.
De schuimalg wordt in veel mindere mate aangetroffen in het Grevelingenmeer. Door de afwezigheid van een sterke getijdenstroming zakken ze hier waarschijnlijk snel naar de bodem waar onvoldoende zonlicht aanwezig is voor de cellen om zich explosief te vermeerderen.
De afstervende algen in de Delta en Noordzee zakken uiteindelijk ook uit naar de bodem. Daar kunnen we nu plaatselijk een centimeters dikke laag met afstervende algen aantreffen. Deze massa aan dode cellen kunnen filtervoeders als schelpdieren en zakpijpen verstikken. Het rottingsproces verbruikt veel zuurstof en er komen diverse giftige stoffen vrij, waaronder zwavelverbindingen. In het verleden is het al meerdere keren voorgekomen dat een extreem dikke laag met afstervende algencellen een grote sterfte in onder andere mosselculturen, maar ook bij andere zeedieren heeft veroorzaakt.
Wereldwijd wordt er veel onderzoek aan Phaeocystis-soorten gedaan. Zowel biologisch als ecologisch zijn het interessante algen. Verstoorde ecosystemen, eutrofiëring (de stapeling van nutriënten) en wellicht ook klimaatverschuiving kunnen algenbloei beïnvloeden. Dit heeft mogelijk meer schade aan onze biodiversiteit, schelpdier- en andere vormen van visserij en zelfs de toeristenindustrie tot gevolg.

Tekst en foto’s: Peter H. van Bragt

Dit artikel is uitgebracht door Stichting ANEMOON en met toestemming overgenomen van Nature Today.