Onze bodems zitten vol met uitgestrekte netwerken van schimmels. Biologen beginnen steeds beter te begrijpen hoe belangrijk deze verborgen wereld is voor het leven op aarde.
Onder de grond bevindt zich zo’n 110 biljard kilometer aan koolstofrijke schimmeldraden die verweven zijn met plantenwortels. Deze zogenoemde myceliumnetwerken wisselen voedingsstoffen uit met planten en helpen het klimaat te reguleren. Nu hebben biologen dit gigantische ondergrondse netwerk voor het eerst digitaal in kaart gebracht.
Ondergrondse samenwerking
Arbusculaire mycorrhiza-schimmels zijn een oeroude groep van bodemschimmels die in de meeste ecosystemen op land voorkomen. Deze schimmels vormen symbiotische relaties – waarbij twee soorten samenleven en elkaar beïnvloeden – met ongeveer 70 procent van alle plantensoorten op aarde. De schimmels voorzien de planten van voedingsstoffen en water en krijgen daar koolstof voor terug.
‘Sommige mensen noemen planten de redders van deze schimmels, maar deze schimmels zijn net zo goed de redders van planten’, zegt ecoloog Justin Stewart van de Society for the Protection of Underground Networks (SPUN), een internationale organisatie die zich inzet voor het in kaart brengen en beschermen van ondergrondse schimmelnetwerken. ‘Als een plant geen symbiotische relatie aangaat met arbusculaire mycorrhiza-schimmels, dan is die eigenlijk een buitenbeentje in de plantenwereld.’
Omdat deze schimmels zo’n belangrijke rol vervullen, wilden Stewart en zijn collega’s de omvang van deze verborgen infrastructuur in kaart brengen. ‘We stelden ons de vraag: kunnen we het ondergrondse schimmelnetwerk van de aarde zichtbaar maken?’ zegt Toby Kiers, SPUN-teamlid en ecoloog aan de Vrije Universiteit Amsterdam.
Verborgen koolstofvoorraad
Als eerste stap analyseerde het team gegevens uit 16.000 bodemmonsters, afkomstig uit 322 eerdere studies van over de hele wereld. Daarnaast gebruikten zij een techniek die bekend staat als ‘robotische beeldvorming’ om meer dan 300.000 in het lab gegroeide schimmeldraden te meten. Met deze gegevens konden ze inschatten hoeveel biomassa – het totale gewicht van alle levende organismen zoals planten, dieren, schimmels en bacteriën – en hoeveel koolstof in de schimmelnetwerken is opgeslagen.
Vervolgens combineerden de onderzoekers alle gegevens. Ze maakten daarmee ook schattingen voor gebieden waar weinig of geen metingen beschikbaar waren, zoals woestijnen, toendra’s en bosgebieden.
De bevindingen wijzen erop dat de wereldwijde arbusculaire mycorrhiza-schimmelnetwerken samen ongeveer vijf keer zoveel koolstof bevatten als alle levende mensen op aarde bij elkaar. ‘Deze schimmelnetwerken zijn van groot belang voor veel processen op onze planeet’, zegt Stewart. ‘Ze helpen bijvoorbeeld koolstof uit de atmosfeer ondergronds vast te leggen. Dat maakt ze ook belangrijk in de strijd tegen klimaatverandering.’
Kwetsbaar netwerk
Onderzoekers schatten dat ongeveer 40 procent van alle mycorrhiza-schimmels op aarde in graslanden leeft, vooral in Zuid-Soedan, de Everglades in Florida en op het Tibetaanse plateau. Dat is verontrustend, zeggen de onderzoekers, omdat mensen wereldwijd steeds meer graslanden omzetten in landbouwgrond.
Op akkerland komen deze schimmels veel minder voor. In bodems waar op grote schaal gewassen worden verbouwd, is de dichtheid van schimmelnetwerken ongeveer 50 procent lager dan in natuurlijke, onbewerkte ecosystemen, ondanks dat daar juist veel planten groeien.
Volgens Stewart kan de lagere dichtheid van schimmelnetwerken op akkerland verschillende oorzaken hebben. Bestrijdingsmiddelen doden schimmels, en grondbewerking kan hun netwerk verbreken. Ook kan intensief gebruik van meststoffen de natuurlijke samenwerking tussen planten en schimmels verstoren. In de normale situatie leveren schimmels voedingsstoffen aan planten en krijgen zij daar koolstof voor terug – deze uitwisseling vormt de basis van hun symbiotische relatie.
Vorig jaar toonden chemicus Laura Carter van de Universiteit van Leeds in het Verenigd Koninkrijk en haar collega’s aan dat een veelgebruikte groep schimmelbestrijdingsmiddelen, de zogeheten azool-antischimmelmiddelen, grote gevolgen heeft voor nuttige schimmels. Deze middelen worden ingezet tegen schimmelinfecties zoals meeldauw en rot in landbouwgewassen. Uit hun onderzoek bleek dat de dichtheid van hyfen – lange, buisvormige draden waaruit schimmels bestaan – met ongeveer 70 procent afnam. Daarnaast nam de mate waarin nuttige schimmels plantenwortels koloniseren met wel 80 procent af.
Deze resultaten, samen met de ontdekking dat er op landbouwgrond veel minder schimmelnetwerken voorkomen dan in natuurlijke ecosystemen, wijzen er volgens Carter op dat huidige landbouwpraktijken een belangrijke natuurlijke bondgenoot van gewassen verzwakken. ‘Het ondersteunen van mycorrhiza-schimmels is niet alleen belangrijk vanuit ecologisch oogpunt. Het is ook een praktische manier om de bodemgezondheid te verbeteren, gewassen weerbaarder te maken en de landbouwproductiviteit op de lange termijn te vergroten.’
Hoop voor de bodem
Ecoloog Steven Allison van de Universiteit van Californië Irvine in de Verenigde Staten maakt zich vooral zorgen over het dunnere schimmelnetwerk onder akkerland. ‘Doordat die biomassa zo sterk is afgenomen, lopen landbouwgewassen mogelijk belangrijke voordelen mis, zoals toegang tot voedingsstoffen, meer weerstand tegen droogte en de opslag van koolstof.’
Nu het verlies aan biomassa voor het eerst is berekend, kan het wel makkelijker zijn om interventies te ontwikkelen die de schimmelbiomassa kunnen herstellen, hoopt Allison. ‘Boeren zouden bijvoorbeeld schimmelsporen aan hun bodem kunnen toevoegen’, zegt hij. ‘Dit onderzoek kan boeren er ook toe aanzetten hun werkwijze aan te passen, bijvoorbeeld door voor minder grondbewerking te kiezen of minder kunstmest te gebruiken.’
Wood wide web
Hoewel het onderzoek laat zien dat schimmelnetwerken enorm uitgebreid zijn, betekent dat niet dat alle schimmels met elkaar verbonden zijn in één wereldwijd wood wide web, zegt Stewart. Die term verwijst naar een verondersteld ondergronds netwerk waarlangs planten voedingsstoffen en informatie uitwisselen. ‘Ons onderzoek richtte zich alleen op de vraag hoeveel schimmeldraden er op aarde zijn, en niet of die samen één groot, doorlopend netwerk vormen’.
Tegelijk met het onderzoek hebben de SPUN-onderzoekers een interactieve kaart gelanceerd die de wereldwijde verspreiding van schimmelnetwerken in ongekend detail laat zien. Kiers zegt dat het onderzoeksteam de resultaten in augustus wil presenteren aan beleidsmakers tijdens de VN-top over verwoestijning in Mongolië.
Geef een reactie