Onthulling van in situ zuurstof-, koolstof- en nutriëntencycli van een door sponsen aangedreven biologisch brandpunt in de poolnacht

Leven dat floreert in het diepe, donkere Arctische water

Ver onder de golven, in bijna vriezend water en zonder enig zonlicht, hebben wetenschappers een verrassend drukke gemeenschap ontdekt: uitgestrekte velden van diepzeesponzen op een Arctische onderzeese berg. Deze studie onderzoekt hoe deze ogenschijnlijk eenvoudige dieren een heel verborgen ecosysteem in stand houden door zuurstof in te ademen, onzichtbaar voedsel te consumeren en sleutelnutriënten te recyclen waarop ander oceaangebonden leven afhankelijk is.

Een onderwaterstad van sponsen

Het onderzoek richt zich op Schulz Bank, een oprijzend seamount langs de Arctische Mid-Ocean Ridge waarvan de top zich ongeveer 580 meter onder het oppervlak bevindt. De top is bedekt met dichte “sponge grounds”, waar verschillende soorten sponsen rifachtige structuren vormen die bestaan uit glasachtige skeletnaalden. Deze sponsvelden creëren een driedimensionale habitat die vissen, koralen en vele kleine ongewervelden beschut. Krachtige stromingen draaien rond het seamount, vangen deeltjes en organisch materiaal van seizoensgebonden planktonbloei en brengen deze naar de top, waardoor het een diepzeebiologisch brandpunt wordt ondanks de barre, voedselarme omgeving.

Ademhaling en afval meten op de zeebodem

Om te begrijpen hoe deze gemeenschap functioneert, plaatste het team met behulp van op afstand bediende voertuigen heldere acrylkamers over delen van het sponsveld. Elke kamer omsloot een klein stuk zeebodem en de daarin levende dieren. Gedurende meerdere uren registreerden instrumenten veranderingen in zuurstof en werden watermonsters genomen om microscopische microben en opgeloste nutriënten zoals verschillende vormen van stikstof en fosfor te volgen. Door kamers met grote sponzenmassa te vergelijken met die met slechts kleine of verspreide sponsen, konden de onderzoekers inschatten hoe sterk de sponsen zelf de chemie van het omliggende water aansturen.

Een diepzeebrandpunt voor koolstofgebruik

Het sponsveld bleek een krachtpatser te zijn in ademhaling. De gemeenschap verbruikte zuurstof in snelheden vergelijkbaar met die gemeten op bekende diepzeekoralenriffen en veel hoger dan nabijgelegen zachte sedimenten in het Arctische gebied. Simpel gezegd verbranden de sponsen en hun buren organisch koolstof veel sneller dan de trage, gestage druppel van voedsel uit het oppervlak redelijkerwijs zou kunnen aanvoeren. Deze discrepantie suggereert dat sponsen aanspraak maken op aanvullende, minder zichtbare voedselbronnen, met name opgelost organisch koolstof en microscopisch plankton, die ze continu uit het water filteren. Hun activiteit koppelt het bovenliggende water nauw aan de zeebodem en zet anders ontoegankelijke koolstof snel om in vormen die het bredere benthische voedselweb kunnen voeden.

Afval omzetten in meststof voor de diepte

Tegelijkertijd met het verbruik van zuurstof en koolstof, geven de sponsen een gestage stroom anorganische nutriënten vrij—ammonium, nitraat, nitriet en fosfaat—terug in het water. Deze nutriënten werken als meststoffen en kunnen mogelijk microben en algen ver buiten het seamount voeden. Kamers met meer sponzenmassa toonden doorgaans een hogere nutriëntenafgifte, wat de centrale rol van de dieren onderstreept. De studie vond ook dat verschillende sponssoorten zich verschillend gedragen. Sponsen met weinig interne microben gaven de neiging bijzonder grote hoeveelheden ammonium en fosfaat af, terwijl microbenrijke sponsen nutrienten meer intern leken te recyclen en meer gebalanceerde stikstof-tot-fosforverhoudingen handhaafden. Dit suggereert dat de samenstelling van sponsensoorten op een seamount niet alleen bepaalt hoeveel nutriënt wordt geregenereerd, maar ook in welke chemische vorm.

Waarom deze verborgen recyclingsfabriek ertoe doet

Gezamenlijk schetsen de resultaten Schulz Bank als een diepzeerecyclingsfabriek: sponsen nemen verdunde, moeilijk bruikbare koolstof en zuurstof uit het water op, verwerken die en geven nutriëntrijke bijproducten vrij die ander leven in de donkere oceaan kunnen ondersteunen. Hoewel de metingen technisch uitdagend zijn en gebaseerd op een beperkt aantal experimenten, bevestigen ze dat sponsvelden niet louter passieve habitats zijn maar actieve motoren van koolstof- en nutriëntenkringlopen. Omdat soortgelijke sponsvelden nu in oceanen wereldwijd worden ontdekt, kan hun gecombineerde invloed aanzienlijk bepalen hoe nutriënten en energie door diepe wateren bewegen. Het beschermen van deze langzaam groeiende gemeenschappen tegen bedreigingen zoals boomkorvisserij, diepzeemijnbouw en klimaatgerelateerde veranderingen in circulatie is daarom cruciaal om de gezondheid en productiviteit van het bredere mariene ecosysteem te behouden.

Bronvermelding: Hanz, U., Mueller, B., Bart, M.C. et al. Unveiling in situ oxygen, carbon and nutrient cycling of a sponge-driven biological hotspot in the arctic. Sci Rep 16, 7743 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41798-4

Trefwoorden: diepzeesponzen, nutriëntenkringloop, Arctische seamount, koolstofflux, bentisch brandpunt