Microbiologie in hapklare porties
Geheime groeibevorderaars
Schimmels… we hebben een nauwe band met ze. We gooien ze graag in onze pasta of pizza… en we vinden ze af en toe op een stukje eten. Maar we zijn niet de enige die gehecht zijn aan schimmels: Schimmels vormen symbiotische relaties met meer dan de helft van alle bomen op Aarde! Ze creëren uitgebreide netwerken met de wortels van de bomen en worden dan ectomycorrhizale (buiten-de-wortel-cel) schimmels genoemd, EMF in het kort. EMF voorzien de bomen van lekkere, soms ontoegankelijke voedingsstoffen zoals stikstof, en beschermen ook de zaailingen tegen pathogenen. In ruil daarvoor geven de bomen heerlijke koolwaterstoffen aan de EMF.
Het is al bekend dat milieufactoren zoals regen, temperatuur en de beschikbaarheid van stikstof invloed hebben op de groei van bomen. Maar de invloed van de EMF gemeenschappen op bomen was lastig te bepalen omdat er niet genoeg data was… Tot nu!
Het team van Mark Anthony onderzocht meer dan 13,000 bomen op 137 locaties. In hun uitgebreide onderzoek keken ze naar de milieufactoren en de samenstelling van de EMF gemeenschappen. En, wat blijkt, sommige specifieke EMF gemeenschappen correleerden met een drievoudige toename van de groei van de boom.
Om te achterhalen welke kenmerken van de EMF gemeenschappen gelinkt waren met de toename in groei, bekeken de onderzoekers genen die te maken hadden met stikstof verwerving, afbraak van organisch materiaal in de bodem, en schimmelgroei. Ze ontdekten dat gemeenschappen die anorganische stikstofverbindingen konden afbreken (zoals nitraat en ammonium) meestal gehecht waren aan de wortels van snelgroeiende bomen. Interessant is dat deze anorganische stikstofverbindingen ook worden gebruikt in kunstmest!
Bomen met een microbiële gemeenschap gespecialiseerd in het afbreken van organische stikstof, dat meestal gevonden wordt in rottende biomassa in de bosbodem, groeiden in het algemeen langzamer. Het verwerken van organische stikstof heeft een set van speciale enzymen nodig. Het produceren van deze enzymen en daarna het afbreken van de organische stoffen vereist meer energie van de EMF. Dit betekent dat de EMF meer energie aftappen van hun boom-symbionten, waardoor de boom minder energie over heeft om in zijn eigen groei te investeren.
Een andere observatie van de onderzoekers was dat de meer ‘verkennende’ EMF vaak correleerden met langzamere boomgroei. Ze ontdekten dat EMF met een langer of uitgebreider netwerk van hyfen negatief geassocieerd waren met boomgroei. Aan de andere kant waren EMF die direct contact maakten met de wortels en een minder uitgebreid netwerk creëerden positief geassocieerd met boomgroei. De reden kan zijn dat de meer avontuurlijke EMF weer meer energie aftappen van de boom voor de groei van hun hyfen. (Geïnteresseerd in schimmelgroei? Leer meer over de verkenning van hyfen hier, of klik hier om kijken hoe hyfen geometrische obstakels ontwijken.)
Hoe heeft dit onderzoek invloed op de toekomst? Bossen zijn de grootste koolstof-opslagplaatsen op het land. Dus als we hun groei reguleren door bepaalde schimmelgemeenschappen te introduceren, kunnen we bossen aansturen om CO2 uit de lucht als koolstof op te slaan tijdens een snel veranderend klimaat.
Link to the original post: Anthony, M.A., Crowther, T.W., van der Linde, S. et al. Forest tree growth is linked to mycorrhizal fungal composition and function across Europe. ISME J (2022). https://doi.org/10.1038/s41396-021-01159-7
Featured image: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mycorhizes-01.jpg
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 
