Overbodige soorten; Niet alle planten zijn onmisbaar voor ecosystemen

Biodiversiteit is niet de belangrijkste graadmeter voor een gezond ecosysteem. Het gaat er vooral om of de aanwezige soorten samen een aantal essentiële functies dekken. Dat is de kern van drie artikelen die gisteren in Science verschenen.

'ALL SPECIES ARE not equal', schrijven David Tilman en zijn collega's in hun gisteren in Science gepubliceerde artikel. Wat ze eigenlijk zeggen is dat sommige soorten belangrijker zijn dan andere. Of nog onomwondener, dat sommige soorten best gemist kunnen worden zonder dat een ecosysteem daar veel nadelen van ondervindt. Hiermee raken ze de kern van een discussie die al jarenlang woedt onder ecologen en natuurbeheerders. Hebben we het maximale aantal aan planten- en diersoorten nodig om onze ecosystemen in stand te houden? Of kunnen we hier en daar wel wat missen?

Tot begin jaren zeventig heerste er de min of meer gevoelsmatige opvatting 'hoe meer soorten, hoe beter het is voor een ecosysteem'. Maar toen toonde de Britse mathematisch ecoloog Robert May via een aantal wiskundige modellen het ongelijk van die gedachte aan. Complexe ecosystemen hebben eerder de neiging om in elkaar te zakken, vergeleken met eenvoudige ecosystemen, zo luidde de kwintessens van zijn berekeningen.

In de jaren daarna vormden zich twee kampen, omschreven als 'de klinknagels' en 'de passagiers'. De aanhangers van de klinknagel-hypothese zien elke soort in een ecosysteem als een klinknagel in een vliegtuig. Elke nagel speelt een kleine, maar significante rol in het geheel. Iedere keer als er een nagel verloren gaat verzwakt het systeem een beetje. Totdat het vliegtuig crasht. De tegenhangers zien soorten als passagiers (inclusief de bemanning). De meesten kun je missen, je hebt slechts een aantal 'sleutelindividuen' nodig om het vliegtuig in de lucht te houden. Verwijder je die, dan volgt een ramp, ook al zijn er nog tientallen andere mensen aan boord.

De 'klinknagels' leken de laatste jaren aan de winnende hand, onder andere door de resultaten van een studie die Tilmans groep uitvoerde. Een jaar geleden schreef hij met een aantal collega's in Nature (22 feb, 1996) nog dat ecosystemen beter functioneren naarmate de biodiversiteit toeneemt. De Amerikanen onderzochten 147 stukjes grond waarop ze verschillende aantallen graslandsoorten hadden uitgezaaid. Hoe diverser de plantengemeenschap op een stukje grond was, hoe vollediger het in de bodem aanwezige stikstof werd benut. De totale biomassa nam in zo'n situatie toe.

De nieuwste gegevens van Tilmans onderzoek ondersteunen juist weer de passagiers-hypothese. Het behelst een nog grotere proef. De groep onderzoekers, verbonden aan het University of Minnesota, de University of Toronto en de Utah State University, zaaide ditmaal 289 stukjes grond van elk 169 m in met een variërend aantal graslandsoorten (0, 1, 2, 4, 8, 16 of 32) die op de savanne voorkomen. De soorten varieerden wat betreft hun 'functionele rol'. Er zaten bijvoorbeeld peulvruchten bij. Dergelijke planten kenmerken zich doordat ze stikstof uit de lucht kunnen vastleggen. Andere grassen behoorden tot de groep van de zogenoemde C-planten. Door een aanpassing in het fotosynthese-proces groeien zij het best tijdens koelere seizoenen.

Tilman en zijn collega's vonden wederom een relatie tussen biodiversiteit en functioneren van het ecosysteem. Maar die was niet erg overtuigend. Veel duidelijker was het verband tussen de diversiteit van het aantal 'functionele rollen' en het functioneren van een ecosysteem. Hoe meer variatie in die rollen, hoe optimaler biologische processen in het ecosysteem verliepen. Het gaat dus om de combinatie van soorten, niet om de rijkdom als zodanig. De Amerikanen schrijven: “Het verlies of de toevoeging van soorten met bepaalde functionele eigenschappen heeft een grote invloed, die van andere weinig.”

Twee andere artikelen in Science komen tot een vergelijkbare conclusie. In het ene beschrijven twee biologen van de Stanford University een onderzoek aan struikgewassen, grassen en planten die stikstof kunnen vastleggen. Ze bekeken onder andere de worteldiepte, de verhouding wortel/scheut en winning van voedingsstoffen. Ook de biologen uit Stanford kwamen tot de conclusie dat een variatie aan 'functionele rollen' een groter effect heeft op de processen in een ecosysteem dan de biodiversiteit. Volgens hen moet men bij natuurbeheer dus niet kijken naar de rijkdom aan soorten, maar naar hun functionele karakteristieken.

EILANDJES

Het derde experiment werd uitgevoerd door Zweedse wetenschappers van de University of Agricultural Sciences in Umeå. Ze onderzochten het plantenleven op vijftig geselecteerde eilandjes tussen het Homavanmeer en het Uddjauremeer. Ze varieerden van 200 m tot 15 hectare. De onderzoekers keken vooral naar de relatie tussen eilandgrootte en de eigenschappen van de aanwezige ecosystemen. Op de grotere eilanden domineerde vooral de grove den. Op de kleinste eilanden troffen de Zweden de meeste plantensoorten aan. Daaronder bevonden zich onder andere fijnspar en kraaiheide. De bladeren van deze soorten bevatten een hoge concentratie aan fenolen. Vallen de bladeren op de grond dan komen de fenolen in de bodem terecht. Daar remmen ze de activiteit van micro-organismen in de bodem. De afbraak van organisch afval verloopt daardoor minder snel. Op de kleinere eilanden met de grootste biodiversiteit verlopen biologische processen dus het langzaamst. Dit is in tegenspraak met eerdere onderzoeken die een verband suggereren tussen toenemende biodiversiteit en een productiever ecosysteem. De Zweden sluiten niet uit dat er in die eerdere studies fouten zijn begaan. En net als de twee Amerikaanse groepen tonen zij zich met hun resultaten aanhanger van de passagier-hypothese: sommige soorten zijn in een bepaalde situatie meer waard dan andere.