Bodemschimmels handelen in meststoffen

Met de bovengrondse handel in meststoffen voor planten zijn we maar al te goed bekend. Als de schaarste toeneemt stijgen de prijzen en omgekeerd. Ook ondergronds wordt er gehandeld in fosfaat en andere voedingsstoffen met de bodemschimmels als slimme handelslui. Waar tekorten zijn, verhogen ze de prijs, ontdekte Toby Kiers van de Vrije Universiteit met haar collegas.

Bodemschimmels, met name schimmels die met hun draden de wortel in gaan (arbusculaire mycorrhiza), spelen een belangrijke rol bij het transport van voedingsstoffen naar de wortel. Zo zijn ze met hun netwerk van schimmeldraden in staat om zelfs in een fosfaatarme bodem toch nog fosfor aan planten te leveren. Dat doen ze niet voor niets. In ruil voor het leveren van fosfaat krijgt de schimmel koolstof in de vorm van suikers en vetten. Het proces is enkele jaren geleden mooi in beeld gebracht door Niels Hoebers.

Welbegrepen eigenbelang

Al eerder lieten Toby Kiers en collega-onderzoekers zien dat die symbiose, wederzijdse dienstverlening, gebaseerd is op principes die pas 200 miljoen jaar later door Adam Smith werden geformuleerd om de handel tussen mensen te beschrijven: Als een markt, waar iedereen handelt uit welbegrepen eigenbelang. Zo ontdekte ze dat schimmels fosfaat opslaan om de prijs, in de vorm van meer koolstof, op te drijven. Ook zouden bodemschimmels minder fosfaat leveren aan planten die in de schaduw staan, omdat die te weinig kunnen betalen.

Ongelijkheid

Geïnspireerd door de bestseller van de Franse econoom Thomas Piketty over de ongelijke verdeling van Kapitaal in de 21ste eeuw, vroeg ze zich af hoe bodemschimmels omgaan met de ongelijke verdeling van hulpbronnen, in dit geval fosfaat. Om het transport van fosfaat in het netwerk van schimmeldraden en plantenwortels in kaart te brengen, wilde ze quantumdots gebruiken. Quantumdots of Q-dots zijn minuscule deeltjes van enkele nanometer groot die in verschillende kleuren oplichten als ze met ultraviolet licht worden beschenen.

Wilde peen

Wat voor Kiers nog een theoretische mogelijkheid was, lukte haar mede-onderzoeker en eerste auteur van het artikel Matthew Whiteside. - eveneens VU. Hij slaagde erin om Q-dots in verschillende kleuren te koppelen aan fosfaatdeeltjes en kon zo de beweging volgen van fosfaat in het netwerk van schimmeldraden en wortelharen. Dat alles in een kunstmatig akkertje in een petrischaal waarin wilde peen (Daucus carota) - met bijbehorende bodemschimmels - werd geteeld.

Petri-akkers

Voor het experiment werden diverse petrischalen gebruikt, elk met een andere verdeling van fosfaat. Dat varieerde van een 50/50 verdeling voor de controle-proef tot een verhouding van 70/30 en 90/10. Daarbij werd de fosfaatdeeltjes in de rijke zone voorzien van een blauwe q-dot en die in het arme deel van een rode q-dot.

Na zestig dagen werd de balans opgemaakt en zagen de onderzoekers twee duidelijke effecten. Het eerste was dat ongelijke verdeling van hulpbronnen zorgde voor handel. Hoe groter het verschil in beschikbare hoeveelheid fosfaat, hoe meer fosfaat er naar de plantenwortel werd vervoerd. Het tweede- daarmee samenhangende - effect was dat de schimmel fosfaat transporteerde van de fosfaatrijke naar de -arme zijde van de petri-akker.

Gewichtstoename

De bodemschimmels hanteren dus een klassieke handelsstrategie, zegt Kiers in een artikel in New Scientist. Aan de arme zijde is de vraag hoger en zijn planten bereid om meer te betalen. Of dat zich ook vertaalt in een groter transport van koolstof van de plant naar de schimmel, hebben de onderzoekers nog niet vastgesteld. Daarvoor willen ze een vervolgonderzoek doen.

Wel hebben zij vastgesteld dat de schimmeldraden in het arme deel van de petri-akker zwaarder worden per eenheid getransporteerd fosfaat dan de schimmeldraden in het rijke deel. Duidelijk is wel dat bodemschimmels geen passief doorgeefluik zijn voor voedingsstoffen, maar - in overeenstemming met de theorie van Adam Smith - hun welbegrepen eigenbelang voorop stellen.

Een mening over dit artikel? Reageer op onze Twitter, Facebook, Instagram of LinkedIn. Een opinieartikel is ook van harte welkom. Mail dan even met de redactie (redactie@agrio.org). Geïnteresseerd in de andere artikelen van VORK? Word abonnee, vraag een gratis proefnummer aan en schrijf je in voor de tweewekelijkse Vork-nieuwsbrief. Student? Wellicht is het speciale studentenabonnement dan iets voor jou.

Tekst: Joost van Kasteren Beeld: Niels Hoebers