Je leest:

Model voorspelt stabiliteit ecosysteem

Model voorspelt stabiliteit ecosysteem

Auteur: | 10 oktober 2007

Met een nieuw wiskundig model kunnen Nederlandse biologen veranderingen in ecosystemen beter voorspellen dan voorheen werd gedacht. Dat doen ze door te berekenen hoe sterk de relaties zijn tussen roofdieren en hun prooien. Ook het bepalen van de invloed van klimaatverandering komt een stukje dichterbij. In theorie, in elk geval.

Biologen uit Utrecht, Wageningen en Yerseke in Zeeland publiceerden in het wetenschappelijke tijdschrift Nature een model waarop lang is gewacht. Het is het eerste onderzoek waaruit wiskundig blijkt dat ecosystemen hun voedselwebben zelf heel goed in stand kunnen houden na verstoringen. Want de stabiliteit van een complex systeem zit hem in de kracht van de relaties tussen soorten.

Onbewijsbaar vermoeden

Hoe meer soorten samen in één ecosysteem zitten, hoe meer relaties er tussen hen bestaan. Een roofdier eet een bepaalde prooi, maar daardoor wordt de hoeveelheid prooien kleiner. Dat heeft weer invloed op de hoeveelheid roofdieren.

Het aandeel van een soort in een ecosysteem wordt niet gemeten in hoeveelheid dieren, maar in de biomassa van die soort. In complexe voedselwebben is de hoeveelheid biomassa van de toppredator het kleinst. Een roofdier gebruikt dan ook niet alle energie in het voedsel om van te groeien. Een complex systeem kun je tekenen als een piramide, waarbij het toproofdier bovenin zit en de laagste prooi onder.

Ecologen denken al jaren dat grotere en daarmee complexere systemen stabieler zijn dan systemen met weinig soorten. Door de vele relaties tussen prooien en roofdieren reageren alle soorten snel op verstoringen en is het systeem snel weer stabiel. Maar dit was nooit wiskundig aangetoond.

Sterker nog, de modellen bewezen juist het tegengestelde. Ingewikkelde voedselwebben waren volgens de computer juist zwakker. De reden daarvoor zou kunnen zijn dat iedere soort in het systeem op een onvoorspelbare manier invloed kan hebben op elke andere soort.

Voorbeeld van een voedselweb: de Golf van Alaska

Zeeotters die alleen leven van zee-egels hebben ook invloed op de hoeveelheid sponzen, zee-anemonen en nog veel meer soorten in de Golf van Alaska. Dat komt doordat de zee-egels grazen van het kelpwoud, gigantische onderzeese bossen van tientallen meters lange bruinwieren. In dat kelpwoud leeft een enorme diversiteit aan dieren.

Tientallen meters lange bruinwieren vormen samen de kelpwouden. Ze geven bescherming aan honderden diersoorten.

Enkele jaren geleden bleek dat zeeotters steeds meer ten prooi vallen aan orca’s. Die laatste leefden voorheen van de grootste dieren ter aarde: baleinwalvissen. Maar doordat er nog maar weinig van die reuzenprooien te vinden zijn, is de orca overgestapt op een muizenhapje, de zeeotter. Daar heeft hij heel wat exemplaren van nodig om aan zijn dagelijkse kostje te komen. Zo is nu nog minder dan tien procent van de oorspronkelijke otterpopulatie in leven.

Dat de grote jager van het kelpwoudgebied, de zeeotter, het loodje legde was te merken aan de andere aanwezige soorten. Zee-egels bleven massaal in leven en deden zich tegoed aan de lange slierten bruinwier. Acht procent van de bruinwierbiomassa bleef over. Dat bedreigt ook de vele soorten die de kelp normaal beschermt.

Prooi beïnvloedt roofdier

De Nederlandse biologen hebben zich nu op een ander kenmerk van het voedselweb gericht. Niet de hoeveelheid onderlinge relaties, maar de kracht van die relaties was belangrijk. Met een nieuwe rekenmethode konden ze bepalen hoe sterk de relaties tussen soorten op zandbodems op Schiermonnikoog en op de Veluwe zijn.

Als in het nieuwste model een prooi wordt gegeten door een roofdier, kijken de onderzoekers naar de invloed van de prooi op het roofdier. Hoe sterker de ‘terugkoppeling’ van de prooi, hoe meer het roofdier te lijden heeft van het eten van de prooi. De invloed van een prooi kan reiken tot wel enkele roofdieren omhoog de piramide in.

Met hun model kunnen de wetenschappers bijvoorbeeld berekenen hoeveel invloed een nieuw roofdier op een ecosysteem heeft. Maar ook verschijnselen als klimaatverandering zou je kunnen zien als zo’n nieuw roofdier. Het zorgt voor veranderingen in hoeveelheden biomassa en daarna voor een nieuw evenwicht. Wellicht hebben de Nederlandse biologen met hun model dus meer invloed dan ze van tevoren hadden verwacht.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 10 oktober 2007

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.