Effecten van (a)biotische stressfactoren op verschillende biologische organisatieniveaus - UHasselt

Effecten van (a)biotische stressfactoren op verschillende biologische organisatieniveaus: van moleculair niveau tot het ecosysteem

Dit omvat o.m. de studie van (a) fysiologische, biochemische en moleculaire effecten; (b) cellulaire mechanismen; (c) biomarkers voor effecten en het aanwenden ervan in (eco)toxiciteittesten en bioassays; (d) niet-invasieve technologieën voor de presymptomatische detectie van abiotische stressfactoren en de opvolging ervan; (e) symbiosen tussen planten en plant-geassocieerde micro-organismen (mycorrhizen en bacteriën) in gecontamineerde ecosystemen: belang voor partners en nutriëntencycli in terrestrische ecosystemen; (f) effecten van bezoedeling van het aquatisch milieu op organismen en ecosysteemniveau.

De studie van effecten van stressfactoren is het oudste onderzoeksdomein van het CMK, waarin met de jaren in de 'niche' van de studie van de effecten van zware metalen op organismaal, fysiologisch, biochemisch en recenter ook moleculair niveau een degelijke nationale en internationale reputatie opgebouwd werd. In Vlaanderen en België neemt het CMK in dit domein een erg ‘centrale’ positie in. In de afgelopen jaren werd het onderzoeksveld verruimd van planten en schimmels naar dieren en de mens.

Het onderzoek naar de interacties tussen symbiotische of parasitaire micro-organismen met gastheerplanten die blootgesteld zijn aan milieustress (metalen en organische contaminanten) is sterk in belang toegenomen. Micro-organismen activeren defensiesystemen in planten en/of degraderen giftige componenten of immobiliseren metalen in bodems. Micro-organismen zijn onze objectieve bondgenoten in verontreinigde ecosystemen, vaak omdat ze zich sneller genetisch kunnen aanpassen aan verontreinigingen in vergelijking met hogere organismen. Zowel deposities van stikstof als van zware metalen hebben een effect op isotoopverhoudingen van deze elementen in de verschillende milieucompartimenten. Het is waarschijnlijk dat ook micro-organismen een impact hebben op deze natuurlijke isotoopfractionering. Er wordt onderzocht in welke mate fractioneringsdata informatie kunnen verschaffen over verontreiningsbronnen en over fluxen van C, N en zware metalen in terrestrische ecosystemen.

Het groeiend aantal publicaties in zeer goede tijdschriften toont aan dat dit onderzoek internationaal gewaardeerd wordt en dat het een belangrijk aspect blijft voor de verdere uitbouw van het CMK.

Ook de detectie van abiotische stress d.m.v. niet destructieve technieken behoort tot dit activiteitsdomein.

Recenter gaat er bovendien meer en meer aandacht uit naar de impacten van de vervuiling van het aquatische milieu (zware metalen, pesticiden,...) op het organismale niveau (invloed op defensiemechanismen tegen oxidatieve stress, embryonale ontwikkeling, regeneratie en functie van stamcellen), het populatieniveau (invloed op reproductief succes) en op ecosysteemniveau (verstoring van de voedselketen, habitatgebruik en habitatgeschiktheid). Dit domein werd in 2003 uitgebreid met de studie van effecten van gecontamineerde onderwaterbodems en overstromingssedimenten in valleigebieden.

Studie van de biodiversiteit op alle niveaus van geselecteerde groepen organismen in verschillende gebieden en habitats. De studie op het populatieniveau omvat bovendien de studie van (genetische) adaptaties van bepaalde populaties aan abiotische stressfactoren

In recente jaren is men er zich op internationaal niveau van bewust dat het verdwijnen van de biodiversiteit onder invloed van antropogene factoren een zeer acuut en wereldwijd probleem vormt. Men doet dan ook op alle niveaus (nationaal zowel als internationaal) grote inspanningen om de biodiversiteit beter in kaart te brengen. Het CMK heeft in dit verband een ruime ervaring, en legt hierbij de nadruk op ecologisch belangrijke groepen, en dit zowel in het zoetwater als in het marien milieu. Hierbij wordt vooral gekeken naar gebieden en ecosystemen die kwetsbaar zijn en door antropogene activiteiten bedreigde gebieden (zowel chemische als fysische aantasting). De resultaten van dit onderzoek zijn bovendien voor een zeer breed publiek toegankelijk omdat zij terechtkomen in op het internet raadpleegbare databases. Gegevens met betrekking tot het mariene milieu worden verzameld in een database die onder leiding van leden van het CMK beheerd worden door het Vlaams Instituut voor de Zee. Gegevens met betrekking tot waterlopen in Vlaanderen zijn weldra via het V.I.S. raadpleegbaar. Bovendien krijgt dit onderzoek een bijkomende dimensie door de studie van de diversiteit binnen populaties, waarbij de studie van de genetische aanpassing van populaties aan milieustress een belangrijke onderzoekscomponent vormt.