artikel afdrukken
bionieuws 17, 25-10-2014

nieuws
Biodiversiteit versnelt evolutie

Graslandplanten die opgroeien met andere soorten veranderen zichtbaar sneller dan als ze alleen tussen soortgenoten opgroeien.

Door Gert van Maanen
© bionieuws


‘De omgeving en historie die een plant meemaakt bepalen in grote mate welke eigenschappen er bij een individuele plant veranderen. Die eigenschappen zijn vervolgens ook duidelijk terug te vinden in volgende generaties en beïnvloeden daarmee het evolutionaire proces.’ Dat zegt Gerlinde De Deyn, onderzoeker bodemkwaliteit in Wageningen en medeauteur van een Nature-publicatie van 15 oktober die een nieuwe mechanisme claimt voor het zogeheten biodiversiteitseffect. Dat is het verschijnsel dat een hogere biodiversiteit een positief effect heeft op de stabiliteit en productiviteit van een gemeenschap van soorten. Het effect is vaak gebruikt in de discussie rond het nut van biodiversiteit, die in Nederland oplaaide na verschijning van het boek Plastic panda’s van wetenschapsfilosoof Bas Haring.

Voor de nu gepubliceerde ontdekking zijn experimenten uitgevoerd met twaalf plantensoorten in graslanden, onder leiding van ecoloog Bernhard Schmid van de universiteit van Zürich. ‘Het gaat om drie soorten grassen, zes soorten kruiden en drie soorten stikstofbindende plantensoorten’, licht De Deyn toe. ‘Startend met hetzelfde uitgangsmateriaal is een deel van de ouderplanten van alle plantensoorten sinds 2002 in een monocultuur opgegroeid, terwijl het andere deel in een mengcultuur opgroeide. Na acht jaar van natuurlijke selectie hebben we de planten verzameld en na vermeerdering via zaailingen of stekken getest in een mono- of mengcultuur. Na vijf maanden zijn toen de resulterende biomassa en allerlei plantkenmerken gemeten.’

Alle mengculturen blijken meer biomassa te produceren dan monoculturen. Mengculturen die bestaan uit nakomelingen van planten uit mengculturen produceren het meest. ‘De selectiegeschiedenis die een individuele plant meemaakt drukt dus een duidelijk stempel op latere generaties die eruit voortkomen, met significante gevolgen voor het functioneren in het ecosysteem. Die verschillen zijn zichtbaar in verschuivingen in eigenschappen als bladdikte, de planthoogte en bloeiwijze’, aldus De Deyn. ‘In een mengcultuur wijst dit op een verhoogde specialisatie van de nakomelingen, waardoor de individuen van verschillende plantensoorten samen de natuurlijke hulpbronnen als voedingstoffen, water en zonlicht nog beter benutten.’ Er is volgens haar dus geen sprake van plasticiteit, aanpassing van een individu aan lokale omstandigheden, maar van een blijvend effect door selectie op nichedifferentiatie door veranderingen in planteigenschappen.

‘Het heeft ons ook verrast dat je binnen tien jaar zulke evolutionaire effecten kunt waarnemen bij planten met impact op hun functioneren in het ecosysteem’, zegt De Deyn. Het onderzoeksteam weet nog niet of de overerfbare fenotypen het gevolg zijn van genetisch of epigenetische effecten. ‘Beide zijn mogelijk en erg interessant. De volgende stap is te sequensen om daar een vinger achter te krijgen.’

In een begeleidende News & Views in Nature wijzen de Amerikaanse ecoloog David Tilman en zijn collega Emilie Snell-Rood van de University of Minnesota op het grote wetenschappelijke belang van het onderzoek. ‘Hun bevindingen in een experimenteel plantenonderzoek suggereren dat ecosystemen en evolutionaire processen niet scheidbaar zijn: ecologische interacties tussen een groot aantal plantensoorten kunnen snelle evolutionaire processen veroorzaken die op hun beurt processen in het ecosysteem beïnvloeden’, aldus Tilman en Snell-Rood. Onderzoeksleider Schmid voorziet in een persbericht van de universiteit van Zürich een paradigmawisseling in de landbouw. ‘Plantenveredeling en teeltmethoden zullen zich moeten richten op mengteelten in plaats van op het verhogen van de opbrengsten in monoculturen’, aldus Schmid.