Nederland, de thuisbasis van windmolens en klompen, gelegaliseerde prostitutie en marihuana, is ook de thuisbasis van intensief gekweekt akkerland. De kleine omvang en de grote bevolking van Holland hebben ertoe geleid dat het land zijn historisch noodzakelijke savvy landbouwers nodig had om zijn mensen te voeden. Maar omdat het steeds minder van zijn eigen voedsel groeit, moet de overheid boeren uitkopen om akkerland terug te brengen naar een wilder staat.
gerelateerde inhoud
- Een overzicht van de 161 bacteriële families die leven van uw fruit en groenten
Toen dit programma enkele decennia geleden begon, volgens Martijn Bezemer, een bioloog bij het Nederlands Instituut voor Ecologie, zouden natuurbeschermers gewoon stoppen met planten en het land laten bestaan, of ze zouden de bovenste laag grond verwijderen en de zandige ondergrond blootstellen aan de elementen. Geen van beide benaderingen kende veel succes. Het leek erop dat het niet uitmaakte hoe lang ze wachtten tot een gezond grasland stand zou houden, de grond die na tientallen jaren van intensieve landbouw was aangetast, herstelde niet.
De regering heeft Bezemer aangeworven om het restauratieproces te versnellen. Zijn groep begon te experimenteren met het proces van het inoculeren van aangetaste bodems met vuil van gezonde ecosystemen. Net zoals artsen veel darmproblemen konden behandelen door darmmicroben van een gezond persoon naar een zieke te transplanteren, wilde de groep van Bezemer gezonde microben gebruiken om een ziek ecosysteem te behandelen.
Hun eerste werkzaamheden in kassen en op kleine percelen maakten indruk op Machiel Bosch, een natuurbeheerder voor de overheid die hielp toezicht te houden op het restauratieproces in Nederland. Enkele jaren geleden, toen Bosch een nieuw perceel land ontving, nodigde hij Bezemer uit om zijn microbiële grondtransplantaties op grotere schaal te proberen.
De resultaten werden onlangs vorige maand gepubliceerd in het tijdschrift Nature Plants, waaruit bleek dat kleine bodeminentingen van grasland of heide konden helpen bepalen welke planten het gebied zouden koloniseren en in de toekomst zouden gedijen. "Je krijgt niet de juiste planten als je niet de juiste grond hebt", zegt Bezemer.
Schep een handvol grond op. Het vuil dat je in je handpalmen houdt, vormt de basis van het leven om je heen, van de regenwormen die in je tuin kruipen tot de roofvogels honderden meters in de lucht. Maar aarde is niet alleen een levenloze hoop aarde. Symbiotische schimmels die in plantenwortels leven - bekend als mycorrhiza - helpen de planten vitale voedingsstoffen te extraheren. Andere microben breken rottende planten en dieren af en vullen de materialen aan die door de planten worden gebruikt.
Historisch gezien geloofden wetenschappers dat bodemmicroben in grote lijnen vergelijkbaar waren over de hele wereld, van Azië tot Zuid-Amerika Meer recent werk heeft echter aangetoond dat microbiële populaties eigenlijk hyperlokaal zijn, legt Vanessa Bailey, een microbiologe bij Pacific Northwest National Labs, uit. De grond die ze aan de voet van Rattlesnake Mountain in de staat Washington bestudeert, is eigenlijk heel anders dan de grond bovenaan, met een hoogteverschil van slechts 3500 voet.
Wat dit betekent voor wetenschappers is tweeledig. Ten eerste betekent dit dat de microbiële diversiteit alleen al in de bodem waarschijnlijk veel immenser is dan iedereen had verwacht. "We hebben nu de tools om microben veel gedetailleerder te beschrijven dan zelfs vijf of tien jaar geleden, " zei Noah Fierer, een microbioloog aan de Universiteit van Colorado in Boulder. “Toch is 80 procent van de bodemmicroben in Central Park nog onbeschreven. Er is veel diversiteit om rekening mee te houden. ”
De tweede implicatie is dat twee verschillende ecosystemen, zelfs die in dichte nabijheid, zeer verschillende microben in hun bodem zouden kunnen hebben. Een plant kan droogte overleven, niet vanwege iets dat inherent is aan zijn fysiologie, maar vanwege het assortiment symbiotische microben in het vuil, zei Fierer. Plant de zaden ergens anders, en ze kunnen misschien niet ontkiemen, groeien en gedijen zonder de juiste mix van bacteriën en schimmels. Toen onderzoekers meer begonnen te leren over de diepte en complexiteit van deze interacties, besefte Bezemer dat dit kon verklaren waarom de pogingen van zijn geboorteland om landbouwgrond terug te brengen naar inheemse ecosystemen faalden.
Het proces zou kunnen werken, dacht Bezemer, als de juiste grond aanwezig was. In eerste instantie probeerde hij de grond in bulk te verplaatsen. Het was geen probleem voor kleine projecten in potten en kassen, maar het opschalen van projecten zou moeilijk zijn, omdat grond zwaar en moeilijk te verplaatsen is. Toch gaven deze vroege proeven Bezemer voldoende gegevens om aan te tonen dat zaden het beter deden wanneer ze werden geplant in grond die was onttrokken aan andere ecosystemen waar die soorten bloeiden.
Niet alleen groeiden de planten beter, maar de getransplanteerde grond verhinderde ook dat onkruid en andere niet-gewenste planten het nieuwe systeem domineerden voordat de inheemse soort de kans kreeg om vast te houden.
Voor Bezemer was het probleem met deze aanpak de benodigde hoeveelheid grond. Om landbouwgrond in heel Nederland adequaat om te zetten in gras of heide, zouden natuurbeschermers effectief alle bodem van gezonde ecosystemen moeten ontdoen. Maar als microben de belangrijke factor waren, dan had hij misschien geen enorme hoeveelheden vuil nodig.
Omdat niemand precies wist welke microben belangrijk waren en in welke hoeveelheden, kon Bezemer niet eenvoudig bacteriën op het gewenste gebied strooien. Maar hij theoretiseerde dat misschien kleine hoeveelheden aarde voldoende microben bevatten om het systeem op gang te brengen en het op het gewenste pad te zetten.
In sommige percelen verwijderden de onderzoekers de oude laag bovengrond en legden de zandige ondergrond bloot. In anderen lieten ze de bestaande bovengrond echter intact. Ze bedekten het vervolgens met een centimeter of twee aarde uit grasland of heide, zaaiden een verscheidenheid aan zaad en wachtten.
Het experiment duurde zes jaar, maar de gegevens toonden duidelijk aan dat de donorgrond de voormalige landbouwgrond stuurde naar een ecosysteem dat leek op de oorspronkelijke bron. Grasland maakte grasland, heide werd heide. Het strippen van de bovengrond zorgde voor sterkere donorbodemeffecten en de ecosystemen herstelden ook sneller.
Bailey, die eerder dit jaar haar eigen studie publiceerde over de invloed van klimaatverandering op bodemmicroben, zegt dat deze resultaten niet alleen de effecten van donorgrond op het herstel van ecosystemen aantonen, maar ook hoe concurrentie tussen bodemmicroben de groei van planten kan beïnvloeden. De waarschijnlijke reden dat de inentingen minder effect hadden wanneer de bovengrond niet werd verwijderd, was concurrentie tussen de bestaande microben en die in de getransplanteerde grond.
“Microben gedragen zich op verrassende manieren, en we hebben een beter begrip nodig van hoe ze de bodem koloniseren en van alle verschillende ecologische processen die deze microben uitvoeren. We hebben echt geen idee, 'zei Bailey. Wetenschappers weten nog steeds niet hoe en waarom deze grondtransplantaties werken, net zoals ze echt niet veel weten over waarom fecale transplantaties zo succesvol zijn bij mensen. Dit artikel laat echter zien dat de grondtransplantaties inderdaad werken, zegt Bailey.
Fierer prees het onderzoek en zei dat het "de verbanden benadrukt tussen de bodem en de gezondheid van ecosystemen, waarmee hij de kracht toont die verandering van de bodem kan hebben", maar wees ook voorzichtig. De onderzoekers hebben misschien een veel kleinere hoeveelheid grond gebruikt dan eerdere experimenten, maar het zou nog steeds enorme hoeveelheden vuil kosten om zelfs kleine gebieden te herstellen. Ook kan niemand zeker weten wat in de bodem de ecologische veranderingen veroorzaakt. Bezemer en andere bodemexperts zijn het erover eens dat het vrijwel zeker de microben zijn, maar gezien de complexiteit van de bodem kan er nog niets in of uit worden uitgesloten.
Bodem blijft een ecologische zwarte doos voor wetenschappers. Zelfs nu beginnen onderzoekers net te begrijpen hoe microben die we niet eens kunnen zien, mogelijk de wereld om ons heen kunnen vormen.
