Keurmeesters van de Amazone

Zet ecologen Hans of Sylvia neer in de Amazone en dezelfde vragen komen in hun hoofden op. "Ik wil weten hoe de samenstelling van bomen in een bos is opgebouwd," begint Hans. "Welke soorten er groeien en hoe dat komt. En vooral ook, welke patronen hierin zijn te ontdekken." Eigenlijk zijn Hans en Sylvia de keurmeesters van het bos. Zij wikken en wegen, typeren elk stukje groen. Verspreidingspatronen is hun gemeenschappelijke deler. Al richt de tenger gebouwde Braziliaanse Sylvia zich met mossen toepasselijk genoeg op veel kleiner spul dan de oer-Hollandse, stevig gebouwde Hans met zijn bomen.

In hogere sferen

"Ken je dat wanneer je in het bos rond een paddenstoel een waas van stof omhoog ziet waaien?" vraagt de onderzoekster in nagenoeg foutloos Nederlands met een charmant Portugees accent. "Dat zijn sporen, waarmee de paddenstoel zich verspreidt. Mossen doen dat net zo. Die maken sporen die meezweven op de wind. Ik wil weten hoe ver die sporen komen, en welke rol ze spelen in de verspreidingspatronen die we van mossen kennen. Veel mensen denken: mossen zijn klein. Die zullen zich gedurende de evolutie wel met kleine stapjes van de ene naar de andere plek hebben verplaatst. Dat denk ik niet." De hypothese van Sylvia is dat wanneer sporen in hogere sferen terechtkomen, windstromingen ze over grote afstanden kunnen verplaatsen. Maar hoe test je zoiets?

Toren in het bos

Sylvia moet geen hoogtevrees hebben, want voor haar onderzoeksvraag beklom zij zonder aarzeling de 325 meter hoge observatietoren die sinds een jaar of tien middenin het regenwoud van de Amazone de lucht in steekt. Een toren gebouwd door de Braziliaanse en Duitse overheid, bedoeld om metingen te doen aan de luchtsamenstelling boven het bos. En zo te onderzoeken in welke mate de begroeiing door opname van koolstofdioxide een bufferende werking heeft op klimaatverandering. Daar, bovenop die toren, nam Sylvia luchtmonsters voor zogenoemde environmental DNA-analyses. Eenzelfde aanpak die bijvoorbeeld ook in opkomst is voor water en bodems. Sylvia: "Als je in zo’n monster bepaalt welk DNA erin zit, kan je hieruit afleiden welke soorten er leven. Heel praktisch voor mossen, want met de microscoop kun je de sporen van verschillende soorten niet uit elkaar houden."

Om verspreidingspatronen van bomen in de Amazone te ontrafelen, maakt Hans met ruim tweehonderd wereldwijde collega-onderzoekers plots in het regenwoud. Dat zijn oppervlaktes van twee voetbalvelden groot, die op plantaardig gebied volledig worden uitgekamd. Verspreid over het hele regenwoud zijn nu uiteenlopende plots in kaart gebracht, met een totale oppervlakte van twintig km2. Voor elk plot is uitgezocht welke soorten er groeien, waar en in welke dichtheden. Metingen vinden bijvoorbeeld plaats aan houtdichtheid, zaden, bladkenmerken en giftigheid. Hieruit komen duidelijke patronen naar voren, want elke boom weet precies waar hij thuishoort. Hans licht het toe: "Bomen in het oostelijk deel van de Amazone zijn trage groeiers, hebben dikke bladeren, grote zaden, zwaar hout en zijn vaak giftig als verdediging tegen insectenvraat. Allemaal eigenschappen die samenhangen met een arme bodem. Ga je naar het westen, waar meer voedsel in de bodem zit, dan groeien de bomen snel, zijn ze lichter gebouwd en hebben ze kleine zaden en sappig groen. Dat trekt veel dieren aan en resulteert in dynamische bossen."

Geen eenvoudige rekensom

Tot op heden staat de teller van het aantal boomsoorten in de Amazone op vijfduizend, verzameld in zo’n tweeduizend plots. Wiskundige berekeningen schatten in dat het totaal aantal soorten vijftienduizend bedraagt. Hoeveel plots zijn nog nodig om die eindstreep te halen? Dat is geen eenvoudige rekensom, weet Hans. "Gaan we tien keer zoveel plots verzamelen als nu, dan komen we nog maar op zevenduizend soorten. En dit betekent zo’n beetje honderd jaar werk. Bovendien zit je dan nog maar op tweehonderd km2, van de totale zes miljoen km2 die het Amazonegebied beslaat. Het is daar zo belachelijk groot dat het altijd schattingen zullen blijven."

Een gemiddeld persoon zou zich door dergelijke schaalgroottes uit het lood laten slaan. Zo niet Hans en Sylvia. Zij vinden het geweldig, en Hans zegt dat de huidige resultaten bovendien al sterk genoeg zijn om van hoofdpatronen te spreken. Wat dat betreft is het misschien niet eens echt noodzakelijk om veel verder te gaan. Hier verheft de bescheiden Sylvia haar stem om een belangrijke kanttekening te maken. "Een taxonoom zul je niet horen zeggen dat het werk nu is gedaan. Taxonomen houden zich bezig met het wetenschappelijk beschrijven van soorten, het vastleggen van de totale biodiversiteit. Dat is tijdrovend werk en moet zeker niet stoppen." Nu zou je kunnen concluderen dat ecologen in de Amazone sneller met hun werk klaar zijn dan taxonomen. Is dat wel zo? Hans knikt voorzichtig en legt uit dat de meest algemene soorten bepalen hoe een bos functioneert. Tegelijk haast hij zich om te vertellen hoe belangrijk zeldzame soorten kunnen zijn. "Neem nou de vijg, waarvan maar enkele bomen langs de Amazone groeien. Twee maanden gedurende het jaar draagt geen enkele boomsoort vruchten, behalve deze vijg. Voor hun voedsel zijn alle vogels en zoogdieren ervan afhankelijk. Haal je de vijgen weg, dan storten die populaties in elkaar. Dus natuurlijk is het belangrijk om ook nu nog onbekende en zeldzame soorten op de kaart te krijgen. Ze kunnen een onmisbare rol in het ecosysteem hebben, ons nog onbekend."

Van mossen naar nootmuskaat

Dat Sylvia als ecoloog het onderwerp taxonomie op tafel legt, komt vanwege haar recente switch binnen Naturalis. Vanaf nu gaat ze zich bezighouden met de wetenschappelijke beschrijving van de nootmuskaatfamilie uit de Amazone, en met de vraag hoe de soortenrijkdom hiervan is ontstaan. Uitgangspunt is de collectie van het museum, waar talrijke herbariumvellen met dit materiaal liggen opgeslagen. Ze verheugt zich erop om hierin te duiken. "Door uiterlijke kenmerken en moleculaire data gelijktijdig te analyseren, hoop ik inzicht te krijgen in de evolutie van de groep. Nootmuskaat kent enorm veel soorten. Welke factoren hebben ertoe geleid dat dit kon gebeuren?"