Het geheim van geslaagde ecosystemen

We noemen een ecosysteem productief als het een grote hoeveelheid levend materiaal in stand kan houden – van kleine bacteriën tot planten en dieren.

Uit recent onderzoek hebben we geleerd dat ecosystemen met een grote biodiversiteit op de korte termijn ook zeer productief zijn, maar de processen  die hiervoor verantwoordelijk zijn over langere perioden zijn nog onbekend. De onderzoekers ontdekten dat zowel biodiversiteit als productiviteit het grootst zijn als de soorten zich matig – niet te veel en niet te weinig – kunnen verspreiden over de verschillende delen van het ecosysteem. als er geen of weinig verspreiding is kunnen populaties die zich op ongunstige plekken bevinden zich niet aanpassen aan hun omgeving omdat de populatie klein blijft en er dus weinig genetische variatie kan ontstaan. Maar als er te veel verspreiding mogelijk is  hebben populaties de neiging zich te ontwikkelen tot ‘generalisten’ die in veel verschillende habitats kunnen overleven maar het nergens erg goed doen. Een middelmatige verspreidingsmogelijkheid geeft een ‘gelukkig midden’ waar soorten zich in en uit de verschillende gebieden kunnen bewegen zodat ze zich kunnen aanpassen aan moeilijke omstandigheden  maar niet zo veel dat ze tot generalisten worden.

Als er veel verplaatsing is komen er steeds nieuwe individuen – en genen – in moeilijke omstandigheden waardoor er aanpassing kan ontstaan aan die omstandigheden. Als soorten zich aanpassen aan een nieuwe omgeving vergroot dit de productiviteit van het ecosysteem als geheel en mogelijk ook de biodiversiteit, omdat verplaatsing tussen verschillende delen van het ecosysteem meer ‘niches’ biedt die de soorten kunnen gebruiken.

De onderzoekers creëerden een kunstmatig ecosysteem voor de bacterie Pseudomonas fluorescens. Het ecosysteem bestond uit 95 verschillende gebieden elk met een verschillende voedselbron. De onderzoekers plaatsten de bacteriën – die ongeveer de helft van de 95 voedselbronnen konden eten – in het ecosysteem en begonnen daarop de mate van verspreiding van de bacteriën  door de 95 gebieden te manipuleren
Ze maten elke dag de biomassa van het ecosysteem als indicator van de productiviteit – en stelden vast dat de productiviteit het hoogste was bij een middelmatige mate van verspreiding. Na 400 generaties werden de bacteriën uit het ecosysteem geïsoleerd. Daarop maten ze de mate waarin de bacteriën instaat waren te groeien op elk van de verschillende voedselbronnen. Op grond van deze gegevens konden ze de mate van diversiteit in het ecosysteem meten. Dit liet zien hoeveel verschillende bacteriën geëvolueerd waren vanuit de oorspronkelijke populatie, die nog slechts de helft van de verschillende voedselbronnen kon gebruiken.

gebaseerd op een artikel van Imperial College London
14 maart 2008