Je leest:

Dealtjes sluiten met een schimmeldraad

Dealtjes sluiten met een schimmeldraad

Auteur: | 15 december 2015

Het merendeel van de planten werkt samen met mycorrhizaschimmels. Deze schimmels geven voedingsstoffen aan de plant en krijgen daar energie voor terug. Hoogleraren Marcel van der Heijden en Toby Kiers onderzoeken hoe deze win-winsituatie tussen plant en schimmels precies werkt. “Het is te vergelijken met een economische markt”, zegt Kiers.

De vliegenzwam is misschien wel het bekendste voorbeeld. De schimmel, bekend van de rode paddenstoel met witte stippen, sluit ondergronds verbonden met bomen als eik en berk. Naast de vliegenzwam zijn er tienduizenden andere mycorrhizaschimmels. “Mycorrhiza’s zijn samenwerkingsverbanden tussen planten en schimmels”, vertelt hoogleraar Marcel van der Heijden van de Universiteit Utrecht en het Zwitserse onderzoeksinstituut Agroscope vanuit zijn kantoor in Zürich.

“De plantenwortel is verbonden met de schimmel en krijgt daardoor toegang tot het mycelium: het netwerk van schimmeldraden waarmee de schimmel heel efficiënt voedingsstoffen en water opneemt. Plantenwortels zijn daarin lang niet zo efficiënt en daarom profiteren planten van mycorrhizaschimmels. Planten kunnen daarentegen via fotosynthese koolstofdioxide omzetten in suikers (energie) die weer bij de schimmel belanden. Zo profiteren ze allebei.”

Vliegenzwam en ondergrondse schimmel
Lang niet alle mycorrhizaschimmels maken paddenstoelen. De vliegenzwam (links) doet het wel, terwijl arbusculaire mycorrhizaschimmels (zoals deze rechts) uitsluitend onder de grond leven.
Links Bart Pörtzgen, rechts Yoshihiro Kobae

Economische markt

“Voor de plant zijn voedingsstoffen, en dan vooral fosfor, waarschijnlijk het belangrijkste profijt”, vertelt Toby Kiers, hoogleraar aan de Vrije Universiteit Amsterdam. Maar de schimmel heeft meer te bieden. Zo kan een ‘infectie’ met mycorrhizaschimmels ook de weerbaarheid van de plant tegen ziektes vergroten.

Brits onderzoek heeft zelfs laten zien dat mycorrhizaschimmels communicatie tussen planten faciliteren. Als twee planten met elkaar verbonden zijn met een mycorrhizaschimmel en één van de twee wordt aangevreten, dan gaat de andere plant alvast antistoffen aanmaken. “Het is een packagedeal en de verschillende diensten zijn soms lastig van elkaar te scheiden”, legt Kiers uit.

Klavers mycorrhiza experiment
Mycorrhizaschimmels zijn vooral belangrijk voor planten vanwege het fosfor dat ze geven. Links klavers zonder en rechts met mycorrhizaschimmels.
Adele Ferrari

Strategie aanpassen

Zowel planten als mycorrhizaschimmels zijn meestal vrij om de samenwerking aan te gaan of af te wijzen. Eén plantenwortelnetwerk werkt al gauw samen met wel vijftien soorten mycorrhizaschimmels. “Ons onderzoek laat zien dat planten en schimmels kiezen voor de beste deal. Is deze elders beter, dan veranderen ze van handelspartner. Daarmee vormen planten en mycorrhizaschimmels een soort economische markt.” Dat planten en mycorrhizaschimmels geen brein hebben, maakt volgens Kiers niet uit. “Evengoed kunnen ze hun strategie aanpassen aan wat de andere partij te bieden heeft.”

Dit filmpje van Niels Hoebers toont het concept van mycorrhizaschimmels en planten als handelspartners, die grondstoffen en energie verhandelen.

Verschillende soorten

Toch is het niet zo dat elke plant zomaar met elk type mycorrhizaschimmel kan samenwerken. Ongeveer driekwart van de planten werkt samen met arbusculaire mycorrhizaschimmels, die alleen ondergronds leven en geen paddenstoelen maken. Van der Heijden: "Deze schimmels groeien als het ware in de plantenwortel en werken samen met allerlei grassen, bomen en kruidachtige planten. De schimmel vormt een mycelium in de bodem dat zo’n tien tot vijftien centimeter uit de wortel kan groeien.

Een tweede belangrijke groep zijn de ectomycorrhiza, die de plantenwortel als het ware inkapselen en samenwerken met bomen in gematigde streken, ook in Nederland. Hun netwerken zijn vaak wel kilometers lang en ze produceren paddenstoelen om hun sporen te verspreiden. Ten slotte zijn er nog andere vormen, zoals we zien bij orchideeën die hun eigen groep van mycorrhizaschimmels om zich heen hebben."

Mycorrhizaschimmelnetwerken
De meeste plantenwortels zijn verbonden met verschillende mycorrhizaschimmelnetwerken en de meeste mycorrhizaschimmels werken ook weer samen met verschillende planten. Bomen in onze streken zijn meestal verbonden met ectomycorrhizaschimmels (1) en kruiden en grassen met arbusculaire mycorrhizaschimmels (2), al kunnen bomen ook met arbusculaire mycorrhizaschimmels samenwerken (3). Orchideeën vormen een eigen netwerk van specifieke mycorrhizaschimmels die alleen maar met orchideeën samenwerken (4).

Een wereld zonder mycorrhiza

Daarnaast zijn er verschillende plantensoorten die helemaal niet met mycorrhizaschimmels samenwerken. De kruisbloemenfamilie, met landbouwgewassen als suikerbiet, broccoli en bloemkool, bijvoorbeeld. "Ze groeien vooral op fosforrijke plaatsen en zijn tijdens de evolutie vermoedelijk langzaam hun verbond met mycorrhizaschimmels kwijtgeraakt”, legt Kiers uit.

Ook de meeste planten die mycorrhiza vormen, kunnen volgens Van der Heijden gemakkelijk zonder. “Afhankelijk van de situatie zal de productie wel flink afnemen. Onder voedselarme omstandigheden komt ongeveer tachtig procent van de fosfor via mycorrhizaschimmels de plant binnen. Op voedselarme plaatsen kan de groei zonder mycorrhiza halveren. Verder neemt de biodiversiteit in kalkgraslanden zonder mycorrhiza sterk af. Voor de conventionele intensieve landbouw is afwezigheid van mycorrhiza in de meeste gevallen echter niet zo’n probleem omdat er toch voldoende fosfor via kunstmest beschikbaar is.”

“Maar,” nuanceert Van der Heijden, “in de biologische landbouw zijn mycorrhiza wel nuttig omdat daar geen kunstmest wordt gebruikt. Mycorrhizaschimmels kunnen er trouwens ook voor zorgen dat voedingsstoffen minder snel uitspoelen en dat is weer goed voor het milieu.”

Grasland mycorrhiza experiment
Zonder mycorrhiza zou de wereld er anders uitzien. Kalkgraslanden zullen minder soortenrijk worden omdat de planten met het sterkste eigen wortelnetwerk gaan overheersen. Links met mycorrhizaschimmels, rechts zonder.
Marcel van der Heijden

Zelf aan de slag

In sommige gevallen kan het nuttig zijn om de mycorrhizaschimmels actief te introduceren, bijvoorbeeld in de tuin of op boerenland. “In een gezonde bodem zijn meestal wel voldoende schimmels aanwezig, maar als een bodem uitgeput of verdicht is, kan het toevoegen van schimmelsporen zin hebben", vertelt Van der Heijden. “Verschillende studies laten zien dat de plantengroei verbeterde nadat de schimmel was geïntroduceerd.”

“Het effect hangt ook zeer sterk van de plantensoort af; sommige soorten reageren sterk, terwijl andere nauwelijks of niet profiteren. Een aantal firma’s biedt mycorrhizaproducten aan, vaak samen in een mengel van allerlei micro-organismen. Het is een nieuwe markt en de kwaliteit van de producten varieert. Het is het proberen waard.”

Sporen amf fritz oehl
Zelf sporen van mycorrhizaschimmels toevoegen, heeft vooral zin als de bodem ernstig verstoord is.
Fritz Oehl
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 december 2015

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.