In het zand krioelt het van de kleine wezens, vaak maar tienden van millimeters groot. Maar onder de microscoop worden het ‘komkommerachtige en geschubde gasten met uitstulpende interne organen’.
Vakantie aan zee: halfnaakte mensen liggen te zonnen op bontgekleurde handdoeken, kinderen bouwen zandkastelen en slotgrachten, sportievelingen joggen of worstelen met de golven. Maar op het strand is er nog meer aan de hand. Want niet alleen op, maar ook onder het badlaken krioelt het van leven. In het vochtige labyrint van zandkorrels kruipen, kronkelen en woelen piepkleine beestjes, zo klein dat het blote oog de meeste niet kan zien.
‘In een handvol zand kunnen honderden, soms duizenden organismen leven,’ zegt Andreas Schmidt-Rhaesa, conservator bij het Centrum voor Natuurkunde in Hamburg en specialist in ongewervelde dieren. De samenstelling van die populatie is zeer divers: de rand van de zee wordt bevolkt door tienduizenden soorten. In microscopisch kleine ruimten die zijn achtergelaten door minerale deeltjes, die zelf vaak slechts een fractie van een millimeter groot zijn, wonen ze in poriën die gevuld zijn met water dat een wijdvertakt systeem van minikanaaltjes heeft gevormd. De bewoners hebben zich goed aangepast aan deze ongewone habitat. Vooral in het gebied met hoog- en laagwater hebben zij voortdurend te kampen met temperatuurschommelingen en een wisselend gehalte aan voedingsstoffen, maar ook met stormen die hun habitat kunnen wegvagen en de kolkende zee, die soms met tonnen wegende brekers op het strand neerklettert.
Complexe structuur
Deze interstitiële fauna, oftewel de dierenwereld die tussen de zandkorrels leeft, is een van de meest fascinerende gemeenschappen op de planeet. Een wereldwijde inventarisatie ervan is nog in volle gang. Telkens weer vinden biologen nieuwe, onbekende familieleden, zoals onlangs nog op de stranden van Italië. Onderzoekers willen weten welke rol elk afzonderlijk dier speelt in de zeer complexe structuur. Ze willen ook weten hoe de minder mobiele wezens erin zijn geslaagd om biotopen in de hele wereld te veroveren en hoe milieuveranderingen, zoals vervuiling van de zee, de gemeenschappen beïnvloeden. Er zijn nog veel leemten in de kennis over het rijk der zandkloofjes.
De wezens die de kuststrook bevolken zien er bizar uit. Ze zijn vaak slechts tienden van millimeters groot, maar onder de elektronenmicroscoop groeien ze uit tot vreemde en angstaanjagende monsters. Voor het oog van de waarnemer verschijnen borstelige wezens zonder ogen, komkommerachtige en geschubde gasten, soms met zuigende proboscisorganen [langwerpige, multifunctionele snuiten], soms met uitstulpende interne organen.
In de kuststrook wonen ook dinoflagellaten, organismen die normaal gesproken uit slechts één cel bestaan
In de kuststrook wonen ook dinoflagellaten, organismen die normaal gesproken uit slechts één cel bestaan. Zij kunnen noch bij dieren, noch bij planten worden ingedeeld en vormen een zelfstandige tak in de stamboom van het leven. Omdat veel soorten een schild van cellulose dragen, worden ze ook wel ‘gepantserde flagellaten’ genoemd.
De meeste hebben twee lange flagellen [zweepharen]: ranke aanhangsels die hen helpen door de waterige poriën te roeien en van richting te veranderen. Sommige dinoflagellaten kunnen de energie die ze nodig hebben zelf produceren met behulp van chlorofyl, dat in hun cellen wordt opgeslagen en van generatie op generatie wordt doorgegeven. Het licht dat ze nodig hebben voor fotosynthese halen ze uit de bovenste, zonovergoten zandlagen, en koolstof komt uit het zeewater.
Buikharigen
Ook gastrotricha of buikharigen bevolken de zandbodem. Met trilhaartjes aan de buikzijde kruipen of glijden ze door de fijne gangenstelsels, terwijl zintuigharen op hun kop de omgeving scannen. Hun favoriete voedsel bestaat uit kiezelalgen en bacteriën. Die zuigen ze op met hun slokdarm in het darmkanaal dat door hun hele lichaam loopt. Wanneer ze dreigen weg te spoelen, scheiden ze uit klieren aan hun achterste een soort lijm af waarmee ze zich in een oogwenk aan een zandkorrel kunnen hechten; andere klieren produceren dan weer een soort oplosmiddel, dat hen helpt om los te komen. ‘Bovendien lijken gastrotricha verdedigingsstoffen te produceren waarmee ze zich beschermen tegen roofdieren zoals platwormen,’ zegt Alexander Kieneke van het Duitse Centrum voor Onderzoek naar Mariene Biodiversiteit in Wilhelmshaven, dat onderzoek doet naar deze diertjes. Hij en zijn collega’s kennen tot nu toe bijna duizend soorten. Toch is dat maar een fractie van de werkelijke diversiteit. ‘In zandkloofjes leven ongeveer vijfduizend tot achtduizend soorten in totaal,’ schat de bioloog.
Andere specialisten in de jungle van zandkorrels:
Tardigrades oftewel beerdiertjes. Deze soorten die in het zand leven, zijn ongeveer een millimeter groot en hun mollige lichaam verplaatsen ze met acht pootstompjes. Daarmee klauteren ze over minerale deeltjes, waaraan ze zich met klauwen of kleefschijfjes kunnen vasthouden. Ze voeden zich met algen of gaan op jacht. Ze vangen rotifera oftewel raderdieren, draadwormen of andere beerdiertjes, die ze uitzuigen. Dat doen ze door de kegel van hun bek tegen hun prooi aan te drukken, waarna er scherpe stekels naar buiten schieten om het slachtoffer te steken. Om actief te kunnen zijn is een dun laagje water al genoeg voor ze. Soortgenoten die op korstmossen en mossen leven, weten zelfs hoe ze zich moeten behelpen als hun territorium opdroogt. Dan trekken ze hun poten in, scheiden een groot deel van hun lichaamsvocht uit en verschrompelen tot een tonnetje. In die doodse toestand kunnen deze overlevingskunstenaars het jaren uithouden – totdat de omgeving weer vochtig wordt.
Dan zijn er dieren die oorspronkelijk in grotere maten in het water of op het land leefden en in de loop van de evolutie zijn gekrompen tot dwergformaat om zich te kunnen aanpassen aan de omstandigheden op de bodem: slakken, krabben en kwallen. De Parhedyle cryptophthalma bijvoorbeeld, een piepklein, schelploos slakje, of de Pleurocope dasyura, een schaaldier. De Halammohydra, een 1,3 millimeter grote medusa, is tijdens deze verkleining zelfs zijn schild kwijtgeraakt; daarmee had hij onmogelijk vooruit kunnen komen in het nauwe kanalenstelsel. Naast deze organismen, die hun hele bestaan doorbrengen in het verborgene, zijn er ook andere, tijdelijke gasten. ‘Dat zijn jongere stadia van dieren die uiteindelijk groter worden; ze maken alleen gebruik van deze ruimtes zolang ze erin passen,’ zegt Kieneke. Daaronder bevinden zich de nakomelingen van veel mariene anneliden, oftewel ringwormen.
Bedrijvigheid
De bedrijvigheid in de kuststrook is ongelijk verdeeld: landinwaarts, waar ook bij het hoogste getij geen golven meer zijn, wordt die steeds minder. Daar is alleen nog iets te vinden in zeer diepe, vochtige lagen. Dichter bij de zee, in het gebied van eb en vloed, gedijt alles weelderig, tot in zee, waar zand de bodem bedekt. ‘Sommige bewoners migreren ook, hetzij in een jaarlijkse cyclus, hetzij in de loop van hun leven, hetzij met de getijden,’ zegt Schmidt-Rhaesa. Zo hebben tardigrades de neiging om in de zomer en de herfst in de bovenste lagen te blijven, en in de winter en de lente naar grotere diepten weg te kruipen.
Tot hun verbazing vonden ze soms dezelfde soorten op plekken die ver van elkaar verwijderd zijn
Op alle continenten hebben biologen inmiddels op stranden gegraven. Tot hun verbazing vonden ze soms dezelfde soorten op plekken die ver van elkaar verwijderd zijn. Sommige soorten lijken zelfs kosmopoliet te zijn, en dat ondanks het feit dat de meeste van hen nauwelijks in staat zijn hun woonplek te verlaten. Evenmin laten ze in het water larven los, die naar nieuwe kusten zouden kunnen drijven. ‘We hebben nu met behulp van genetische analyses kunnen aantonen dat de soorten waarvan we aanvankelijk dachten dat ze identiek waren, vaak niet meer dan zeer nauwe verwanten zijn,’ zegt Kieneke. ‘Maar toch moeten hun gemeenschappelijke voorouders ooit enorme afstanden hebben afgelegd voordat zij nieuwe populaties op verre kusten konden vestigen.’
De onderzoeker uit Wilhelmshaven wilde samen met een internationaal expeditieteam te weten komen hoe de diertjes dat voor elkaar kregen. Aan boord van het Duitse onderzoeksschip Meteor voeren ze in 2018 naar de Azoren. Daar namen ze monsters van de zandgronden in de ondiepe wateren voor de eilanden en van nabijgelegen onderwaterbergen. Ze zijn nog steeds aan het evalueren wat ze mee naar huis hebben genomen, maar het is nu al duidelijk dat er soorten voorkomen die voorheen alleen bekend waren van de kusten op het vasteland. ‘Blijkbaar speelden oceanische eilanden in de uitgestrekte diepzee een belangrijke rol als bruggenhoofd voor geleidelijke verspreiding,’ zegt Kieneke. Hij wil nu met genetische analyses duidelijk krijgen in hoeverre het genetisch materiaal van de levende soorten die ver uit elkaar leven met elkaar overeenkomt.
Koloniseren
En hoe overbrugden deze kleine dieren de modderige, bijna zandloze bodem van de uitgestrekte oceanen om vervolgens eerst eilanden op volle zee en daarna verre kusten te koloniseren? ‘Plukjes bruine algen die op het water drijven of zwemmende zeeschildpadden kunnen ze hebben vervoerd,’ zegt Kieneke. ‘Kloofbewoners voelen zich thuis op planten en de pantsers van dieren.’
Andere wetenschappers onderzoeken wat menselijk ingrijpen in de natuur voor de kleintjes in de kloof betekent. Olielozingen op stranden en grootschalige zandwinning brengen grote en langdurige schade toe aan het onderaardse volk. Uit studies blijkt dat klimaatverandering het ecosysteem aantast door verzuring en stijging van de watertemperatuur. Biologen houden bij hoe het aantal en de diversiteit van de strandbewoners verandert.
Ook fijngemalen plastic afval uit zee is in de zandkloofjes terechtgekomen. ‘We vinden nanodeeltjes en nanovezels in de diertjes. Ze verwarren die vreemde dingen met voedsel en krijgen ze binnen,’ zegt Andreas Schmidt-Rhaesa uit Hamburg. ‘We weten echter nog niet of en hoe dit schadelijk is voor individuele organismen.’ Effecten op de wereld van deze kleine wezens zijn uiterst moeilijk te meten en het onderzoek ernaar is nog maar net begonnen.
_____
Uit studies is gebleken dat sommige tardigrades bestand zijn tegen kou van min 200 graden en hitte van 148,9 graden. Ze wonen niet alleen in het zand, maar in een verscheidenheid van extreme habitats. Omdat ze zo veerkrachtig zijn, konden ze zelfs op de maan landen: onderzoekers vermoeden dat enkele duizenden exemplaren de crash van een Israëlische sonde daar in 2019 hebben overleefd.
In 1933 werd de term ‘interstitiële fauna’ voor het eerst gebruikt door de Duitse zoöloog Adolf Reman, voor kleine diertjes met een lengte tussen ongeveer 30 micro- en 1 millimeter die zich tussen zandkorrels kunnen voortbewegen zonder dat de korrels verschuiven.
