Toby Kiers: “Boeren van de toekomst werken samen met hun schimmels”

longread

Toby Kiers: “Boeren van de toekomst werken samen met hun schimmels”

Tekst Paul Q. de Vries Fotografie Gabriela Hengeveld Gepubliceerd 30 april 2024 Leestijd 9 minuten

Bij alles wat we te weten komen over schimmels, valt onze mond verder open. Ze vormen een essentiële basis van het leven op Aarde en dus ook van de landbouw. Toby Kiers bestudeert schimmels sinds haar 19e en won vorig jaar de prestigieuze Spinozaprijs voor haar baanbrekende onderzoek. "Door ons begrip van schimmels gaan we een nieuw tijdperk van verbinding in."

Schimmels staan op dit moment volop in de belangstelling, niet alleen van wetenschappers, maar ook van het grote publiek. Hoe komt dat denk je?

“De wetenschappelijke publicaties over wat schimmels allemaal kunnen en doen liggen er al decennia, maar ze zijn lang ongezien gebleven door het grote publiek. Net zoals schimmels zelf lang ongezien zijn gebleven, voornamelijk omdat ze onder de grond leven en meestal klein en onopvallend zijn. Maar dat is aan het veranderen: er zijn de laatste jaren meerdere films, documentaires en boeken over schimmels verschenen. Schimmel stonden onlangs voor het eerst op de cover van National Geographic, er kwam een IMAX-film uit met onder meer zangeres Björk als verteller en mensen beginnen tegenover mij ook heel vaak over de HBO-serie The Last of Us. Die dramaserie gaat over schimmels die het brein van mensen overnemen – pure fictie uiteraard, maar wel gebaseerd op wat Cordyceps-schimmels doen bij insecten. Schimmels zijn fascinerende organismen met verbluffende superkrachten, dus ik snap goed dat ze tot de verbeelding spreken. Dat enthousiasme leidt tot meer interesse in schimmels, en dat vind ik alleen maar goed.”

Hoe verklaar je dat enthousiasme voor schimmels?

“Het komt doordat het van die bijzondere wezens zijn: ze zien er nog het meest uit als planten, gedragen zich meer als dieren, maar ze zijn uiteindelijk geen van beide maar behoren tot een eigen rijk in het leven op Aarde. Ze vormen een onontgonnen gebied om te bestuderen, en dat gebeurt natuurlijk niet zo vaak meer. Onderzoekers naar schimmels zijn mycologen maar worden ook wel eens met een knipoog myconauten genoemd, wat goed uitdrukt dat schimmels een soort new frontier vormen om te ontdekken. We hebben nu ook de technologie om in hoge resolutie en door middel van time lapse video’s in beeld te brengen wat schimmels allemaal doen, dat helpt ook.”

Uitgelichte quote

Zo’n 59 procent van het leven op Aarde bevindt zich onder de grond, en dat is daarmee de meest biodiverse habitat ter wereld

Daarbij ontdekken we ook steeds meer hoe belangrijk schimmels zijn voor het leven.

“Precies, schimmels staan aan de basis van het leven en hun ecologische impact is immens. Zo’n 400 miljoen jaar geleden zijn ze een symbiose aangegaan met planten en nu vormen ze een immens netwerk, van schimmeldraden en plantenwortels, dat een mycorrhiza wordt genoemd. Planten leveren middels fotosynthese suikers en vetten aan dit netwerk, de schimmels brengen mineralen zoals fosfor en stikstof in van onder de grond. Daarnaast zijn mycorrhiza van belang in de koolstofcyclus: jaarlijks brengen planten miljarden tonnen koolstof onder in de mycorrhiza. Dus ze zijn ook nog eens ongelofelijk belangrijk voor het klimaat. Maar de sporen van schimmels spelen ook een rol in de vorming van wolken boven het Amazonegebied, om nog maar een voorbeeld te noemen.”

Fotograaf: Gabriela Hengeveld
Toby Kiers: "Schimmels staan aan de basis van het leven, hun ecologische impact is immens." Fotograaf: Gabriela Hengeveld

Beginnen we door te krijgen hoe hard we schimmels nodig hebben?

“Langzaam maar zeker wel. Er is ook nog eens een groot aantal toepassingen van schimmels waar wij mensen heel direct en duidelijk van profiteren. Je kunt meubels of tassen maken van mycelium, de stof waar schimmels van gemaakt zijn. Schimmels kunnen ingezet worden om hardnekkige vervuiling op te ruimen, zoals olie en plastic. En er wordt geëxperimenteerd met microdosing of therapieën met hallucinogene paddenstoelen. Door al die toepassingen geven schimmels ons hoop. Er blijkt zo veel mogelijk, en dat verklaart ook de buzz die er op dit moment rond schimmels is. Maar voor mij als wetenschapper zijn de mycorrhiza’s het belangrijkst.”

Je doet onderzoek naar de transacties tussen planten en schimmels in hun ondergrondse netwerk, waarnaar kijk je precies?

“We volgen hoe voedingsstoffen in zulke trade deals door het netwerk van schimmels en plantenwortels getransporteerd worden. We zien dat schimmels mineralen en andere voedingsstoffen naar die plekken in het netwerk brengen waar ze schaars zijn. Zo krijgen ze er meer suiker en koolstof voor – door de schaarste is de prijs hoger, zogezegd. Ze kunnen ook voedingsstoffen tijdelijk opslaan om die pas weer vrij te geven als ze weer wat schaarser geworden zijn. Zo houden ze het aanbod laag en de prijs hoog. Als er veel concurrentie is, gedragen schimmels zich ook anders, omdat ze er rekening mee moeten houden dat ze overboden worden of er iemand onder de prijs gaat zitten. Dat kun je economisch gedrag noemen. We gebruiken dan ook wiskundige modellen uit de economische wetenschap om te voorspellen wat schimmels gaan doen.”

Uitgelichte quote

Schimmels helpen gewassen te beschermen tegen plaagdieren
Schimmels handelen, ze nemen beslissingen, net zoals planten, weet Toby Kiers. Fotograaf: Gabriela Hengeveld
Fotograaf: Gabriela Hengeveld

Dat klinkt alsof schimmels handelende, zelfs denkende wezens zijn?

“Het zijn evolutionaire strategieën. Er was lang weerstand tegen het denken over schimmels in zulke termen, maar dat wordt nu breed geaccepteerd. Schimmels handelen zeker, ze nemen beslissingen. De term ‘denken’ vermijd ik liever, dat associëren wij met een brein en dat hebben schimmels niet. Ik zeg altijd: het zijn informatieverwerkende organismen. Zoals planten dat trouwens ook zijn. We moeten flink omdenken om ons dat te realiseren. We hebben eigenlijk een nieuw model nodig van keuzes maken en bewustzijn om het handelen van schimmels en planten goed te kunnen begrijpen.”

Als mycorrhiza’s zo essentieel zijn voor het plantenleven, zijn ze dat ook voor de landbouw?

“Laat me antwoorden met wat cijfers. Op gezond grasland kan wel 30 tot 50 procent van de biomassa uit schimmels bestaan. Ze vormen een soort net dat voorkomt dat voedingsstoffen wegspoelen. Planten onttrekken tot wel 80 procent van hun fosfaat en 30 procent van hun stikstof uit de samenwerking met schimmels. Planten kunnen het areaal waar ze groeien met een factor 10 tot 100 vergroten als hun wortels goed verbonden zijn met een mycorrhiza. Planten die verbonden zijn met schimmels, zijn beter in het aanmaken van de chemische stoffen waarmee ze grazende herbivoren en insecten afschrikken. Schimmels helpen dus gewassen te beschermen tegen plaagdieren. Bloemen zijn groter en ruiken zoeter als de plant is aangesloten op een mycorrhiza, dus schimmels beïnvloeden ook nog eens de dynamiek van bestuiving.”

Fotograaf: Gabriela Hengeveld
Toby Kiers: "We zouden niet meer moeten denken in individuen, of zelfs in individuele soorten, maar in relaties." Fotograaf: Gabriela Hengeveld

In de regeneratieve landbouw is er veel aandacht voor de bodem en het bodemleven. In feite gaat het dan ook vooral over schimmels?

“Schimmels zijn een essentieel aspect van gezonde bodems. Daarnaast zijn er nog andere organismen, zoals bacteriën en insecten, die belangrijk zijn. Zo’n 59 procent van het leven op Aarde bevindt zich onder de grond, en dat is daarmee het meest biodiverse habitat ter wereld. Dat bodemleven is essentieel voor landbouw. Er wordt nu veel onderzoek gedaan naar bodemtransplanties. Daarbij breng je grond uit bijvoorbeeld een bos naar een verarmde akker in de hoop dat het bodemleven zich van daaruit gaat verspreiden en de grond herstelt. Dat kan jaren vergen, maar zo kun je wel weer een gezond ondergronds ecosysteem op gang brengen. We moeten wel goed opletten dat we nu niet allemaal gezonde grond uit het bos gaan halen, want dan gaat het daar weer mis. En we moeten opletten dat de diversiteit aan bodemleven intact blijft. Je wilt niet dat alle akkers precies dezelfde samenstelling van bodemleven krijgen, want dan heb je daar ook weer een monocultuur.”

Hoe zit het met de mycorrhiza’s in de akkers waar intensieve, industriële landbouw plaatsvindt?

“Daar vind je nog steeds mycorrhiza, maar ze hebben het wel moeilijk. Bestrijdingsmiddelen, soms zelfs fungiciden die speciaal gericht zijn op schimmels, kunstmest, mechanische grondbewerking: het is allemaal slecht nieuws voor schimmels. Op zulke akkers zijn de schimmelnetwerken schaarser, dunner en minder divers dan in natuurlijke grond. De schimmels produceren wel meer sporen, er komt meer druk op snelle voortplanting te staan. Het meest fnuikende effect is dat kunstmatig bemeste planten voor hun stikstof niet meer afhankelijk zijn van schimmels, en dus houden ze op met koolstof te verhandelen. Dat effect zie je zelfs als de boer niet bemest, want er circuleert zo veel stikstof in het milieu in Nederland, het zit zelfs in de regen.”

Uitgelichte quote

Boeren moeten net zo veel aandacht, zorg en kennis voor het ongeziene bodemleven hebben als voor de gewassen die boven de grond groeien

   
Toby Kiers. Fotograaf: Gabriela Hengeveld

Wat moeten boeren doen die goed willen zijn voor ‘hun’ schimmels?

“Er is vooral veel wat ze liever níet moeten doen: bemesting, bestrijding, de grond openbreken en omwoelen. Er wordt veel gesproken over bloemrijke akkerranden of heggen rondom akkers. Die zijn niet alleen goed voor de biodiversiteit boven de grond, maar ook een goed reservoir van waaruit schimmels akkers kunnen herkoloniseren. Maar het belangrijkst is dat we ons realiseren dat ons voedsel uit een systeem komt waarin schimmels ongelofelijk belangrijke spelers zijn. Daarom zouden boeren het rentmeesterschap over de bodem moeten aanvaarden. Net zo veel aandacht, zorg en kennis voor het ongeziene leven in de bodem hebben als voor de gewassen die boven de grond groeien.”

Hoe kan de wetenschap de boer helpen?

“Op dit moment hebben boeren alleen instrumenten tot hun beschikking die nogal bot zijn. Je kunt een pot met schimmels kopen bij de groothandel en die in je land injecteren, maar dat zijn vooral commerciële producten waarvan we niet goed weten of ze helpen. Erger nog: dat soort middelen zouden de bestaande schimmels zelfs kunnen verdrijven. We moeten daarom echt terug naar de basis: hoe ga je op zo’n manier met je grond om dat je de bestaande schimmels en ander bodemleven hun werk laat doen. Hoe dat werkt, onderzoeken we in allerlei projecten over de hele wereld, onder de vlag van SPUN, een non-profit onderzoeksinstituut voor de bestudering van schimmels en mycorrhiza’s. Zo onderzoeken we in Ecuador hoe schimmels uit het omringende bos zich verspreiden naar de akkers van kleinschalige landbouwers. In de Atacama-woestijn in Chili is het droog en zout, een onherbergzaam milieu voor planten, maar je vindt er oasen van groen waar de lokale bevolking landbouw bedrijft. We nemen daar ook bodemmonsters om te zien welke schimmels en netwerken er actief zijn.”

Uitgelichte quote

We zouden onze gewassen zo moeten telen dat ze optimaal kunnen samenwerken met schimmels, maar we doen nu het tegenovergestelde
Toby Kiers in haar element. Fotograaf: Gabriela Hengeveld
De wereld onder onze voeten is het meest biodiverse habitat ter wereld. Fotograaf: Gabriela Hengeveld

Schimmels het werk laten doen: dat klinkt als een heel andere manier van landbouw bedrijven?

“Boeren hebben schimmels lange tijd vooral als plaag of ziekte gezien, waartegen ze hun gewassen moeten beschermen. En dat is ook niet zo gek! Er zijn ontzettend veel schimmelsoorten, en sommige kunnen hele oogsten verwoesten. Maar de waarde van mycorrhiza staat buiten kijf. We zouden onze gewassen zo moeten telen en selecteren dat ze optimaal kunnen samenwerken met schimmels. We doen nu het tegenovergestelde, onder meer door telkens naar kunstmest te grijpen. Bij gezonde bodems dachten we ook lang vooral aan abiotische aspecten, zoals de bodemstructuur. Nu vindt er een verschuiving plaats en gaan we het belang van het bodemleven, de ondergrondse biodiversiteit, inzien. Er is op dat gebied heel veel te leren en te ontdekken. Maar boeren van de toekomst werken samen met hun schimmels.”

Schimmels laten ons zien dat alles verbonden is in de levende natuur. Heeft dit inzicht consequenties die verder gaan dan de landbouw?

“Absoluut. We hadden lang de neiging de natuur te bestuderen door alles in hokjes te stoppen. Alles wat dezelfde kenmerken had, hoorde bij elkaar. Zelfs als we ecologisch dachten: een stapeltje relaties hier, een stapeltje relaties daar. Maar nu blijkt dat de verbondenheid tussen levensvormen nog veel verder gaat en fijnmaziger is dan we dachten. We zouden niet meer moeten denken in individuen, of zelfs in individuele soorten, maar in relaties. Dat idee mogen we meenemen in ons beeld van de natuur als geheel. Inclusief onze eigen rol als mensen daarin. Je zou kunnen zeggen dat we een nieuw tijdperk van verbinding zijn ingegaan.”

Meer weten over de relatie tussen schimmels en landbouw? Duik in het verhaal van Arjen en Winny van Buuren, die op ruim 200 hectare elke dag met de bodem samenwerken.

Oorspronkelijke publicatiedatum: 27 maart 2024. Laatste update: 30 april 2024.

Wie is Toby Kiers?

Toby Kiers (1976) is hoogleraar Evolutiebiologie aan de Vrije Universiteit in Amsterdam. Ze studeerde Agricultural Ecology & Evolution aan de University of California in Davis. Kiers is mede-oprichter en directeur van SPUN (Society for the Protection of Underground Networks), een onderzoeksinstituut dat over de hele wereld schimmels en mycorrhiza’s bestudeert – onder meer in Kazakhstan, Chili, Ghana, op de Palmyra-atol in de Stille Oceaan en op de groene daken van bushaltes in Utrecht. In 2022 kwam Kiers op de Time 100 Next lijst van rising stars die de ‘toekomst van wetenschap, gezondheidszorg, entertainment, sport of politiek’ bepalen. Vorig jaar ontving ze de NWO-Spinozapremie voor haar onderzoek naar schimmelnetwerken, de jongste wetenschapper ooit die deze prijs kreeg. Dit jaar zette de Explorers Club haar ook op een lijst, die van ’50 extraordinary people who are doing remarkable work to promote science and exploration (…).’

Toby Kiers: "De boeren van de toekomst werken samen met hun schimmels." Fotograaf: Gabriela Hengeveld