31 juli 2018

Publicatie in Nature Ecology and Evolution

Nieuwe theorie ontrafelt sociale netwerk van bomen

Hoe is het mogelijk dat er in bossen zoveel verschillende boomsoorten voorkomen? Wetenschappers proberen deze vraag al tientallen jaren te beantwoorden. Nu hebben onderzoekers een manier gevonden om het sociale netwerk dat zorgt voor biodiversiteit in bossen op een wiskundige manier te beschrijven. De resultaten van het onderzoek onder leiding van de Universiteit Utrecht en de Universiteit van Kansas zijn verschenen in Nature Ecology and Evolution. De bevindingen kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan het behoud en herstel van de natuur nu de biodiversiteit wereldwijd achteruit gaat.

Dankzij deze doorbraak kunnen de onderzoekers berekenen of micro-organismen die in de bodem leven sterk genoeg zijn om biodiversiteit te creëren en te onderhouden. “We hebben een manier gevonden om de interacties tussen deze organismen en bomen te vangen in één enkel getal, of het nu gaat om een netwerk van 2 of 2000 boomsoorten. Dat getal vertelt ons of de micro-organismen in de bodem bijdragen aan het samenleven van die verschillende soorten, of het juist verhinderen,” vertelt dr. Maarten Eppinga, universitair docent aan de Universiteit Utrecht en eerste auteur van de publicatie.

Anders dan Facebook

Micro-organismen in de bodem beïnvloeden boomsoorten en verbinden ze met elkaar. Door deze connectie via de bodem vormen alle boomsoorten in een bos een sociaal netwerk met ecologische interactie. “Anders dan op Facebook ontstaan er door deze zogeheten ‘plant-bodeminteracties’ netwerken waarin elk ‘lid’ verbonden is met alle andere leden. Hierdoor ontstaan enorm veel verschillende manieren waarop boomsoorten elkaar kunnen beïnvloeden. Zelfs in een netwerk van maar tien soorten zijn er al miljoenen manieren waarop dat mogelijk is. We hadden daarom niet gedacht dat we hiervoor een wiskundige formule zouden kunnen opstellen die toepasbaar zou zijn op alle netwerken, ongeacht hun grootte,” vertelt dr. Mara Baudena, universitair docent aan de Universiteit Utrecht en tweede auteur van de studie.

Warme en koude bossen

Aan de hand van observaties van de diversiteit van boomsoorten op meer dan 200.000 plaatsen in Noord-Amerika hebben de onderzoekers hun theorie getest. “Eerder hadden we al ruimtelijke patronen van zaailingen ontdekt die suggereerden dat interacties met bodemorganismen belangrijk waren. Met onze nieuwe theorie kunnen we nu bewijzen dat deze interacties een afdoende verklaring bieden voor de grote diversiteit aan boomsoorten in warme, vochtige bossen in het zuidoosten van de Verenigde Staten en voor het verlies aan diversiteit in koudere en drogere bossen,” zegt Jim Bever, hoogleraar aan de Universiteit van Kansas en seniorauteur van de publicatie.

Maarten Eppinga

Bijdrage aan natuurbehoud

Een beter begrip van de manier waarop diversiteit wordt gevormd, levert een belangrijke bijdrage aan het behoud en herstel van de natuur. “Door onze nieuwe theorie kunnen we zien welke boomsoorten cruciaal zijn voor het behoud van diversiteit in een bos. Ook kunnen we hierdoor gedetailleerder in kaart brengen hoe die diversiteit kan veranderen bij verstoring door de mens of door klimaatverandering,” concludeert Eppinga.

Artikel

Frequency-dependent feedback constrains plant community coexistence
Maarten B. Eppinga *, Mara Baudena *, Daniel J. Johnson , Jiang Jiang, Keenan M. L. Mack, Allan E. Strand and James D. Bever
Nature Ecology and Evolution, 2018

* = werkzaam aan de Universiteit Utrecht