Hoe bomen door symbiotische relaties veerkrachtiger worden

Ondanks hun enorme wortelstelsel kunnen bomen vaak niet genoeg water en voedingsstoffen uit de bodem opnemen om zich gezond te ontwikkelen.

Daarom zijn de meeste landplanten in de loop van de evolutie symbiotische relaties met schimmels aangegaan. Deze zogenoemde mycorrhizaschimmels, die de wortels ofwel omhullen ofwel in de cellen van het wortelstelsel doordringen, krijgen van de bomen een deel van de suiker die door de plantaardige fotosynthese wordt geproduceerd, als energiebron. In ruil daarvoor krijgen de bomen van de schimmels voedingsstoffen zoals fosfaat en nitraat, evenals water – een soort onromantisch verstandshuwelijk.

Dubbele symbiosen verruimen de leefomgeving

Onderzoekers van de Universiteit van Zürich (UZH) en van Agroscope laten aan de hand van meer dan 400 wereldwijd verspreide boomsoorten zien dat velen dit samenwerkingssysteem nog hebben verbeterd. Weliswaar gaan de meeste boomsoorten alleen met bepaalde vertegenwoordigers van verschillende groepen mycorrhizaschimmels een relatie aan. «Toch gaat een deel van alle houtachtige gewassen tegelijkertijd een verbond aan met twee schimmelvarianten,» zegt Ido Rog van het Instituut voor Plant- en Microbiologie van de UZH.

De onderzoekers tonen nu aan dat zo’n «dubbel huwelijk» de bomen fitter maakt: ze zijn minder gevoelig voor droogte en kunnen beter omgaan met een tekort aan voedingsstoffen. «Daardoor kunnen ze een veel groter gebied bevolken dan boomsoorten die slechts met één schimmelsoort een symbiose aangaan,» zegt eerste auteur Rog. Het grotere geografische bereik en de verruimde ecologische niche van deze bomen staan los van hun afstammingsontwikkeling en evolutionaire geschiedenis.

Beter bestand tegen hitte en droogte

De gelijktijdige relatie met twee verschillende mycorrhizaschimmels stelt bomen in staat om op een gevarieerdere manier voedingsstoffen op te nemen, omdat hun wortels een uitgebreider bodemprofiel bestrijken en beter overweg kunnen met uiteenlopende bodemeigenschappen. «Onze resultaten wijzen erop dat polygamie met twee schimmelvarianten voor bomen als strategie diende om zich aan te passen aan ruwere omgevingsomstandigheden, dus om voedselarmere niches te koloniseren en een guurder klimaat te doorstaan», zegt UZH-hoogleraar Marcel van der Heijden. Zo is de verspreiding van bomen met dubbele symbiosen in drogere gebieden duidelijk sterker dan op regenrijkere standplaatsen.

«In de bosbouw zou deze kennis kunnen helpen om in de toekomst die boomsoorten te selecteren die gespecialiseerd zijn in polygame schimmelrelaties. Deze bomen zouden namelijk beter bestand moeten zijn tegen de voortschrijdende opwarming van de aarde en zouden kunnen worden ingezet voor de kolonisatie van droge klimaatzones», aldus van der Heijden.