Bioloog Toby Kiers: Ecosystemen zijn niet zachtaardig of vriendelijk. Het conflict regeert

Terwijl op deze beurs in Chicago de sentimenten hoog kunnen oplaaien, is het op de markt van schimmels en planten zakelijkheid troef.Beeld EPA

Lang voordat de mens zijn goederen ging verhandelen, had de natuur de markt al uitgevonden. Schimmels en planten ruilen diensten tegen billijke prijzen.

Ze heeft al diverse verhalen verteld over de wonderlijke samenwerking in de natuur. Over schimmels die mineralen uit de bodem halen en aan planten geven in ruil voor voedingsstoffen. Over bomen die elkaar waarschuwen tegen bedriegers. Of mieren die planten zaaien en bemesten en in ruil daarvoor een bladerdak boven hun hoofd krijgen.

Dan vindt ze het tijd voor een krachtige stellingname.

Mensen herkennen in dergelijke vormen van coöperatie vaak de harmonie van de natuur, zegt Toby Kiers, hoogleraar evolutionaire biologie aan de Vrije Universiteit. "Kijk eens hoe mooi alles op elkaar is afgestemd, zeggen ze dan. Maar daar geloof ik niet in. Ecosystemen zijn niet zachtaardig of vriendelijk. Het conflict regeert. Organismes buiten elkaar uit. Als er één boodschap is die ik wil overbrengen, is het dat ze niet aardig voor elkaar zijn of in vrede willen leven. Planten, schimmels, microben, ze zijn zelfzuchtig."

Samenwerking

Kiers is een van de hoofdsprekers op het congres over de evolutie van menselijk gedrag, komende week in Amsterdam. Het lijken gescheiden werelden, de symbiose tussen plant en schimmel versus de complexiteit van het menselijk gedrag. Maar dat ziet ze zelf anders. "Natuurlijk, mijn drijfveer is in de eerste plaats het gedrag van de schimmel en de plant. Hoe kan het dat een organisme zonder enige vorm van hersenen reageert op zijn omgeving, zijn strategie aanpast, keuzes maakt? Hoe speelt het dat klaar? Maar hun vorm van samenwerking biedt ook inzicht in die van ons. Hoe ontstaat samenwerking, wanneer wordt het fragiel? En wat ik zelf het spannendst vind: hoe ga je om met bedriegers, met klaplopers?"

Plant en schimmel kunnen in ieder geval bogen op 450 miljoen jaar ervaring. Het is volgens evolutiebiologen de schimmel geweest die destijds de waterplanten heeft geholpen de overstap naar het land te maken. Het werd het begin van een vruchtbare samenwerking. Enerzijds de plant die via fotosynthese koolstof uit de lucht haalt en omzet in voedingsstoffen. Aan de andere kant de schimmel die betere toegang biedt tot essentiële bouwstenen zoals stikstof of fosfor. De schimmel biedt deze aan en ruilt ze tegen koolstof. Dit is voor de plant - die met enige moeite ook wel zelf fosfor zou kunnen verzamelen - zo gunstig dat hij bereid is 20 procent van zijn koolstof ervoor af te staan.

Zo ontstaat er in de bodem een gigantische marktplaats, vertelt Kiers. Een immens netwerk van schimmeldraden - een kubieke centimeter grond bevat vele kilometers - waarin partijen hun waren aanbieden en verhandelen. Iedereen heeft zijn eigen prijs-kwaliteit-verhouding. Het is een stabiele markt, zegt ze. "We hebben de evolutionaire geschiedenis gereconstrueerd en het is volgens ons in die 450 miljoen jaar maar 25 keer gebeurd dat het verbond werd verbroken. Dat een plant alleen verderging, of overstapte op een schimmel met een gunstiger aanbod."

Biologische markt

Het was de Nederlandse bioloog Richard Noë, tegenwoordig verbonden aan de universiteit van Straatsburg, die 25 jaar geleden het idee van een biologische markt opperde. De groep van Kiers onderzoekt onder andere hoe hier gehandeld wordt. "Stel, de omstandigheden veranderen. Een periode van droogte breekt aan, een boer strooit mest - fosfor en stikstof - over het land, of een nieuwe schimmel met andere koopwaar dient zich aan. Hoe passen plant en schimmel hun strategie aan? Is het een lokale beslissing en biedt een schimmel nog maar vier in plaats van vijf eenheden fosfor aan voor dezelfde hoeveelheid koolstof? Of is het relatief en vergelijkt hij zijn succesratio's in het hele netwerk? Samen met de fysici van onderzoeksinstituut Amolf hebben we de nutriënten gemarkeerd zodat we hun gang in het netwerk kunnen volgen."

Het is inmiddels wel duidelijk dat de plant dit netwerk - het 'wood-wide-web'- ook voor eigenbelang gebruikt. Uit een experiment bleek dat planten meer in het netwerk investeren als ze weten dat er gelijken op zijn aangesloten, dan wanneer er andere planten verbonden zijn. "Dat is logisch. Als je met gelijken bent, heb je een gezamenlijk belang. Maar als andere planten meedoen, loop je het risico dat zij profiteren van jouw investeringen." Duidelijk is ook dat de planten via dit netwerk communiceren. Ze waarschuwen elkaar bijvoorbeeld. "Niet actief in de zin van 'rennen!', maar meer dat ze noodsignalen uitzenden."

Want wat gebeurt er als planten hun koopwaar aanbieden? Dan duiken er bedriegers op. Schimmels die wel op de koolstof azen maar daar geen fosfor tegenover zetten. Die strategie is niet alleen verleidelijk, het is immers een gemakkelijk gewin, maar zou al snel de ondergang van de samenwerking moeten inluiden. Maar dat gebeurt zelden. "Omdat de plant de bedriegende schimmel straft", lacht Kiers. Ze geeft als voorbeeld een schimmel die de wortelcellen van de plant binnendringt en daar zijn handeltje zou moeten beginnen. "Dat hebben we zien gebeuren. Het is een prachtige boomachtige structuur die zich in de cel ontvouwt. Een soort handschoen die wordt opgeblazen. Maar wij vermoeden dat als de schimmel te weinig fosfor levert, de plant hem opruimt, verteert."

Toby Kiers: Als er één boodschap is die ik wil overbrengen, is het dat ze niet aardig voor elkaar zijn of in vrede willen leven. Planten, schimmels, microben, ze zijn zelfzuchtig.Beeld *

Goed en slecht

Daarvoor is het essentieel dat plant of schimmel de klaplopers herkennen, dat ze onderscheid kunnen maken tussen goed en slecht. Hoe ze dat doen, weet Kiers nog niet, maar dát ze het doen, daar heeft ze een mooi voorbeeld van, al gaat het niet om de samenwerking van een plant met schimmels maar met mieren. Daar zijn vele voorbeelden van, waarbij mieren planten zaaien, bemesten en oogsten. Zodat de plant kan groeien en de mier voedsel en onderdak heeft. Maar wat gebeurt er als er meerdere mierensoorten op dezelfde plant teren? Dan gaat iedere mier voor zijn eigen belang en heeft niemand meer oog voor de verdediging van het geheel. "Wat heeft nu een plant 'bedacht'? Hij heeft voor elke mierensoort aparte ruimtes gecreëerd, zodat ze onderling geen conflict krijgen. De plant heeft hier niet echt de slechterik aangewezen, maar heeft kennelijk wel 'begrepen' dat hij onderscheid moest maken wat iedereen deed."

Maar dan is nogmaals de vraag: waarom komt een bioloog dit vertellen op een congres over de evolutie van menselijk gedrag? "Nou, de studie van microbiële markten zegt niets over de echte economie", zegt ze en ze schaterlacht. "Maar dat komt doordat die reële markt zo complex is. Daar spelen allerlei irrationele processen en factoren zoals verwachtingen, (on)eerlijkheid of ongelijkheid een rol. Wat die schimmels doen, dat is pure handel!"

Ze vertelt over een buurtwinkel die een supermarkt tegenover zich krijgt. De klanten maken rationele afwegingen: wie levert de beste producten, wat is het goedkoopst. Maar ze vinden het ook sneu voor de oude winkelier of willen graag dat het winkeltje blijft. Kiers: "Zo denkt een schimmel niet. Die heeft die sentimenten niet, die past alleen zijn strategie aan, gegeven de wetten van de evolutie."

De grap is dat de economie van oudsher uitging van de homo economicus, de modelspeler in het economische spel, die alle informatie tot zijn beschikking heeft en daarmee rationele keuzes maakt. "Inmiddels weten economen ook wel dat het juist niet zo werkt, dat op de beursvloer de emotie juist een hoofdrol spelen. De schimmel heeft daar geen last van, dus in die wereld kun je de oude economische theorieën testen. Diens strategieën zijn door een test van 450 miljoen jaar evolutie gegaan. De aanpak van de schimmel is hartstikke cool."

Maar daar heb je dan toch niets aan in het echte leven?

Fragiel

"Jawel. Wij zien het basale raamwerk. Wanneer komt een samenwerking tot stand? Aan welke voorwaarden moet zijn voldaan? Wanneer is ze ten dode opgeschreven? Neem die plant met die vele mieren. Als je niet goed meer weet wie goed werk levert en wie niet, wie de klaplopers zijn, dan wordt de samenwerking heel fragiel. In Californië is een instituut in oprichting dat moet proberen te begrijpen waarom het soms misgaat in de wereld. Waarom kunnen wij niet samenwerken om grote problemen als klimaatverandering, overbevissing, protectionisme aan te pakken?"

Ze hoopt dat haar microbiële kennis kan bijdragen. Zo richt een ander project van haar groep zich op de evolutie van afhankelijkheid. "Soms zien wij een vorm van samenwerking waarvan we denken, wat is hier het voordeel? Als we dat onderzoeken, blijkt dat voordeel er ooit te zijn geweest, maar ze zijn nu zo afhankelijk van elkaar geworden dat dat voordeel is geërodeerd. Alleen, ze kunnen niet meer zonder elkaar. Ze zijn een konijnenhol ingedoken, zeggen we dan. Het is wel een stabiele toestand, maar het voordeel is weg."

Het doet haar denken aan onze olieverslaving. "Ooit bracht de olie voorspoed. Nu is dat veel minder, maar kunnen we er nauwelijks meer van af."

Wat leert de schimmel ons daarin? "Dat we moeten kunnen onderscheiden wie de goede werkers zijn, en wie de klaplopers, de profiteurs."

Microbiële beursvloer

De markt van schimmels en planten is een getrouwe afspiegeling van een humane markt. Op de microbiële beursvloer lopen bekende spelers rond.

De grootgrutter
Je hebt schimmels die één dienst aanbieden, maar andere hebben een heel pakket. Ze helpen ook bij de wateropname en beschermen tegen ziekteverwekkers. Handig natuurlijk, maar de plant wordt wel heel afhankelijk van deze ene dienstverlener.

De speculant
Je kunt als schimmel fosfor verzamelen en daarmee de markt opgaan. Je kunt het ook opslaan en wachten op tijden van schaarste. Wie dat geduld opbrengt, domineert op een gegeven moment de markt.

De monopolist
Ook slim: investeer niet meteen in het netwerk maar steek al je energie in de kolonisatie van een nieuw gebied. Schakel de concurrentie uit. Lukt dat, dan heb je het rijk alleen.

De politieagent
Als een tuinbonenplant wordt aangevallen door bladluizen, geeft hij niet alleen een stofje af om de aanvallers te verdrijven. Het stofje trekt ook wespen aan die een luisje niet versmaden. Bovendien: via het ondergrondse schimmelnetwerk 'hoort' de plant van zijn buren dat de luizen in aantocht zijn.

Drugsdealer
Sommige schimmels penetreren de plant en schakelen genen uit die gerelateerd zijn aan de opname van fosfor. De plant zou nog wel met zijn wortels fosfor uit de bodem kunnen halen, maar hij heeft het 'idee' dat hij alleen via de schimmel toegang toe heeft tot de fosfor. Alsof hij verslaafd is aan de diensten van de schimmel. Die daar dan een hoge prijs voor kan vragen.

De bankrover
Sommige planten beschikken niet over bladgroen en kunnen dus ook niet via fotosynthese koolstof binnenhalen. Wat doe je dan? Dan sluip je de markt van andere planten en schimmels binnen en roof je de koolstof die daar uitgestald ligt.

Lees ook: Dieren zijn slimmer dan we denken (en planten ook)

Intelligentie is niet langer aan de mens voorbehouden. Het verschil tussen menselijke en niet-menselijke dieren is eerder gradueel dan fundamenteel. Maar wat betekent dat voor ons wereld- en zelfbeeld?

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden