Een studie waarin meer dan 1,1 miljoen locaties en 28.000 boomsoorten onderzocht zijn, laat zien hoe factoren als klimaat en bodem bepalen welk type symbiose op welke plek floreert. Deze studie helpt wetenschappers daarbij om te begrijpen hoe deze samenwerking beïnvloed wordt door een opwarmend klimaat. Het artikel is 15 mei gepubliceerd in Nature.
Het team van meer dan 200 wetenschappers van onder meer Stanford University en Wageningen University & Research, heeft zich gericht op het in kaart brengen van de meest voorkomende typen van symbiose: arbusculaire mycorrhizavormende schimmels (die de wortelcellen in groeien), ectotroof mycorrhizavormende schimmels (die de cellen niet binnendringen) en stikstofbindende bacteriën.
Read’s Rule
Het team heeft in het onderzoek een nieuwe biologische regel vastgesteld: Read’s Rule, vernoemd naar Sir David Read, pioneer in onderzoek naar symbiose. Read tekende dertig jaar geleden met de hand kaarten van plekken waarvan hij dacht dat er symbiotische schimmels konden voorkomen, op basis van de nutriënten die ze leveren.
Ectotroof mycorrhizavormende schimmels leveren bomen stikstof vanuit organisch materiaal, zoals bladeren die afbreken. Read veronderstelde dat deze schimmels succesvoller zijn op plekken waar het koeler is, de afbraak van stoffen minder snel gaat en veel bladafval aanwezig is.
Aan de andere kant bedacht hij dat arbusculaire mycorrhizavormende schimmels veel meer voorkomen in de tropen, waar fosfor de bomengroei beperkt. Onderzoekers voegden aan zijn theorie toe dat stikstofbindende bacteriën minder groeien bij lage temperaturen.
Global Forest Biodiversity Initiative (GFBI)
Read’s theorie kon bewezen worden door enorme aantallen bomen in diverse werelddelen te bekijken. Dit werd mogelijk met de komst van het Global Forest Biodiversity Initiative (GFBI).
Gert-Jan Nabuurs, professor Europese Bossen aan Wageningen University & Research en een van de auteurs van deze studie: „We brachten de locaties van 31 miljoen bomen uit deze database in een ’lerend algoritme’ samen met informatie over welke symbiotische schimmel of bacterie het meeste geassocieerd met een bepaalde bomensoort. Dit algoritme heeft bepaald hoe factoren als klimaat, bodemchemie, vegetatie en topografie van invloed lijken op het voorkomen van een bepaald type symbiose.”
„We vonden dat stikstofbindende bacteriën mogelijk beperkt worden door de temperatuur en de pH van de bodem, terwijl de twee types schimmel in symbiose sterk worden beïnvloed door variabelen die samenhangen met de snelheid van decompositie, zoals de temperatuur en het vochtgehalte.”
Afname biomassa voorspeld
De groep gebruikte dit algoritme, om te voorspellen hoe symbiotische relaties in 2070 veranderd kunnen zijn bij ongewijzigde koolstof emissies. Dit scenario resulteerde in een afname van tien procent biomassa van boomsoorten die geassocieerd worden met schimmels die voorkomen in koudere gebieden.
De onderzoekers waarschuwen dat zo’n afname kan leiden tot meer koolstof in de atmosfeer, omdat de schimmels juist zorgen voor het vastleggen van koolstof in de bodem. „Onze modellen voorspellen grote veranderingen in symbiose in bossen over de hele wereld.” zegt Brian Steidinger, onderzoeker aan Stanford Universiteit en hoofdauteur van de studie.
