Er is weinig bewijs voor het idee dat bomen met elkaar communiceren en hulpmiddelen met elkaar delen via een ondergronds netwerk van schimmels. Dit concluderen onderzoekers na studie van eerdere onderzoeken over dit zogenaamde wood wide web.
Mycorrhizaschimmels leven op wortels van planten. Het lijkt erop dat ze gunstig zijn voor bomen en dat ze uitgroeien tot uitgestrekte ondergrondse netwerken. De afgelopen jaren hebben boeken en documentaires het idee verspreid dat bomen via deze schimmelnetwerken alarmkreten naar hun verwanten kunnen sturen wanneer ze bedreigd worden. Ook zouden de netwerken bomen kunnen helpen om verwante individuen te herkennen, waardoor ze zelfs voedingsstoffen naar hun eigen zaailingen kunnen sturen.
Het wood wide web, dat de bosondergrond afschildert als een systeem vol harmonie en samenwerking, heeft de aandacht van het brede publiek getrokken, en inspireerde zelfs de Pulitzerprijs-winnende roman Tot in de hemel van schrijver Richard Powers en de filmkaskraker Avatar.
'Een waan is niet realistisch, maar er zit wel een logica in'
Geheugenexpert Douwe Draaisma kan urenlang vertellen over de mysteries van onze hersenen. Onlangs bracht de Groningse hoogleraar zijn negende boek ...
Weinig bewijs
Het probleem is alleen dat er maar weinig bewijs is dat er ook maar iets van waar is, zegt ecoloog Justine Karst van de Universiteit van Alberta in Canada. Karst en haar collega’s bekeken 1676 onderzoeken over de structuur en functie van ondergrondse schimmelnetwerken, en ontdekten tot hun verbazing dat drie belangrijke beweringen over het partnerschap van schimmels met bomen gebaseerd zijn op slechts een paar steeds geciteerde onderzoeken. Het team publiceerde zijn bevindingen in Nature Ecology & Evolution.
Ten eerste zeggen de auteurs dat er meer studies nodig zijn om vast te stellen of schimmelnetwerken echt wijdverbreid zijn in bossen. Onderzoekers hebben schimmelnetwerken in kaart gebracht door het DNA van schimmels en de planten bij hun wortels te analyseren, maar dit is slechts gedaan bij twee van de circa 73.300 boomsoorten in de wereld.
‘Er is wel wat bewijs en we denken dat het mogelijk is dat deze bomen met elkaar verbonden zijn, maar wat de structuur van de schimmelnetwerken betreft, daar hebben we geen goede grip op’, zegt Karst. Bovendien is het onduidelijk hoe lang die netwerken blijven bestaan, voegt ze toe.
Wederzijdse hulp
De tweede bewering die de onderzoekers onder de loep namen, was of de bomen hun zaailingen helpen door ze voedingsstoffen te sturen. Ook hiervoor vonden ze weinig bewijs. De studies die het meest geciteerd zijn vergelijken twee reeksen zaailingen: één geplant in gaaszakken, en een ander vrij geplant in de grond. Het gaas laat water en voedingstoffen door, maar blokkeert schimmels, waardoor ze geen netwerken kunnen vormen. Uit deze studies blijkt dat zaailingen van bomen zonder gaas het beter doen, wat suggereert dat ze floreren omdat schimmelnetwerken bomen met elkaar verbinden.
Maar het is mogelijk dat het gaas meer doet dan voorkomen dat schimmels met elkaar communiceren. Het gaas kan bijvoorbeeld ook de hoeveelheid grond beperken die de schimmel kan benutten. Hierdoor worden andere functies belemmerd die ook gunstig zijn voor de zaailing, zoals het opnemen van water en voedingsstoffen.
‘Het heeft niks te maken met verbindingen met schimmelnetwerken. Het heeft alles te maken met de hoeveelheid hulpmiddelen die de schimmels kunnen benutten, dus het is een vertekend beeld’, aldus Karst.
Afgezien van de beperkingen van de gebruikte methoden in de meest geciteerde studies, zeggen de auteurs van het overzichtsartikel dat ze weinig bewijs hebben gevonden voor het idee dat bomen zaailingen kunnen helpen. Van de 28 veldstudies die gebruik maakten van gaas, vonden slechts vijf dat zaailingen beter overleefden en groeiden wanneer ze verbonden waren door een schimmelnetwerk, en evenveel studies vonden negatieve effecten.
‘Sommige van deze experimenten zijn vaak herhaald, en zelfs dan vonden de onderzoekers nog geen significant effect, of vonden ze juist een negatief effect van schimmelnetwerken op de prestaties van zaailingen’, zegt bioloog Jason Hoeksema van de Universiteit van Mississippi, co-auteur van het onderzoek.
Familiebanden
Ten derde vond het team ook weinig bewijs dat bomen hun verwanten kunnen herkennen of alarmkreten kunnen uitzenden wanneer ze worden bedreigd. De enige peer-reviewed studie die stelt dat bomen met elkaar kunnen communiceren via een schimmelnetwerk, werd uitgevoerd in een kas. Wanneer de bomen werden aangevreten door insecten, steeg de hoeveelheid koolstof die door het schimmelnetwerk ging. In de planten die deze extra koolstof ontvingen, steeg de activiteit van verdedigingsenzymen. Dat suggereert dat de aangevreten bomen waarschuwingssignalen uitzonden.
Maar om de een of andere reden hield dat effect op wanneer de wortels van de bomen zich met elkaar konden vermengen zoals in een bos. Sommige studies suggereren dat koolstof tussen bomen kan worden overgedragen via schimmelnetwerken. Het is echter mogelijk dat dit via de bodem gebeurt, en niet via schimmels. ‘Het bewijs is zo schaars, en in sommige gevallen zelfs tegenstrijdig, dat het ongegrond is om te beweren dat bomen verwanten herkennen of hulpmiddelen delen’, zegt Hoeksema.
Karst en haar collega’s roepen op tot het beter in kaart brengen van schimmelnetwerken om hun structuur te begrijpen.
De functie van schimmels
Hoeksema zegt dat studies die verschillende resultaten hebben opgeleverd voor bomen, afhankelijk van of ze wel of niet verbonden zijn door schimmelnetwerken, suggereren dat die netwerken enige invloed hebben. ‘Ik vermoed dat deze schimmelnetwerken onder bepaalde omstandigheden belangrijke effecten hebben op de fysiologie en de groei van bomen, vooral jonge bomen’, aldus Hoeksema.
Volgens hem is het duidelijk dat schimmels een belangrijke rol spelen in het leven van bomen, doordat ze stikstof, fosfor en andere voedingsstoffen uit de bodem doorgeven, terwijl de bomen de schimmels suikers geven. ‘Er is eigenlijk genoeg sterk bewijs voor allerlei coole, verbazingwekkende aspecten van bos-schimmel-interacties, waar we ook mooie verhalen over kunnen vertellen die gebaseerd zijn op solide wetenschap’, zegt hij.
Hokjesdenken
Ecoloog Suzanne Simard van de University of British Columbia in Canada, die boeken heeft geschreven over hoe bomen communiceren via schimmels, zegt dat ze achter haar onderzoek staat.
‘Door ecosystemen te reduceren tot hun afzonderlijke onderdelen, wordt het moeilijk om de relaties en gedragingen te waarderen en te begrijpen, waardoor deze complexe ecosystemen kunnen gedijen’, zegt ze. ‘Decennialang is er in onderzoek sprake geweest van het in hokjes onderverdelen van onderdelen van ecosystemen. Dat heeft ons belemmerd in het beter begrijpen waarom bossen helpen het klimaat te reguleren en waarom ze zo’n rijke biodiversiteit herbergen.’
Volgens evolutionair bioloog Toby Kiers van de Vrije Universiteit Amsterdam is het onderzoek van Karst waardevol, omdat het laat zien waar er nog gaten in de kennis zitten. ‘De boodschap van dit onderzoek is duidelijk: er moeten meer goed ontworpen experimenten in bossen komen om de functie van schimmelnetwerken beter te begrijpen.’
Het probleem is dat de huidige technologieën niet toereikend zijn om verbindingen van individuele schimmeldraden tussen bomen te volgen. In haar laboratorium is Kiers als eerste ter wereld bezig om dit soort verbindingen tussen kunstmatige wortels, en de stroom van voedingsstoffen hierin, in beeld te brengen en te bestuderen. ‘Onze bevindingen zijn veelbelovend. De volgende stap is om deze experimenten te verplaatsen naar echte bossen, maar het zal nog lang duren voor dat mogelijk is’, zegt ze.
