Ook bomen doen aan 'social distancing' om ziekten te voorkomen

Het bladerdak van veel wouden vertoont mysterieuze tussenruimten, veroorzaakt door een fenomeen dat ‘kruinschuwheid’ wordt genoemd. De aanpassing helpt bomen mogelijk bij het delen van bestaansmiddelen en het voorkomen van ziekten.

Wednesday, July 8, 2020,
Door Katherine J. Wu
Op het terrein van het Forest Research Institute Malaysia (FRIM) in Maleisië laten deze kapurbomen (Dryobalanops ...

Op het terrein van het Forest Research Institute Malaysia (FRIM) in Maleisië laten deze kapurbomen (Dryobalanops aromatica) zien hoe kruinschuwheid werkt. Het fenomeen doet zich voor bij sommige boomsoorten en zorgt voor het ontstaan van een netwerk van tussenruimten tussen de takken van aangrenzende boomkronen.

Op een warme dag in maart 1982 zocht bioloog Francis ‘Jack’ Putz verkoeling in de schaduw van een groepje zwarte mangroven. Na uren van veldwerk en een hartig middagmaal in het Parque nacional Guanacaste in Costa Rica besloot Putz te gaan liggen voor een korte siësta.

Terwijl hij naar de lucht staarde, deed de wind de kruinen van de mangroven boven hem heen en weer wiegen, waarbij de takken van aangrenzende bomen soms in elkaar haakten en de buitenste bladeren van elkaars takken afschraapten. Het viel Putz op dat er door dit wederzijdse snoeiwerk een netwerk van lege tussenruimten in het bladerdak was ontstaan.

Het fenomeen wordt ‘kruinschuwheid’ genoemd en is in bossen over de hele wereld gedocumenteerd – van de zwarte mangroven van Costa Rica tot de torenhoge kapurbomen op Borneo. Maar wetenschappers weten nog niet precies waarom de kruinen van veel boomsoorten elkaar niet willen raken.

Veertig jaar geleden was Putz na dat middagmaal bijna aan het indommelen toen hij bedacht dat ook bomen personal space nodig hadden. En dat was een belangrijke stap op weg naar een beter inzicht in de achtergronden van de wederzijdse schuwheid tussen boomtakken. 

“Ik doe vaak ontdekkingen als ik een dutje doe,” zegt Putz.

Inmiddels worden die eerste observaties van Putz onderschreven door talloze studies. Het schijnt dat de wind een belangrijke rol speelt bij deze vorm van ‘social distancing’ door bomen. De open ruimten die door aanvaringen tussen de takken ontstaan, kunnen de bomen een betere toegang tot belangrijke bestaansmiddelen geven, waaronder daglicht. De tussenruimten in het bladerdak kunnen ook verhinderen dat parasitische lianen, besmettelijke boomziekten of insecten die bladeren eten, zich al te gemakkelijk kunnen verspreiden.

In bepaalde opzichten is kruinschuwheid een vorm van ‘social distancing,’ maar dan bij bomen, zegt Meg Lowman, directrice van de TREE Foundation en gespecialiseerd in de biologie van boomkronen. “Zodra je ervoor zorgt dat planten elkaar fysiek niet kunnen aanraken, kun je de productiviteit verhogen,” zegt zij. “Dat is het mooie van deze vorm van isolatie (...). De boom draagt zorg voor zijn eigen gezondheid.”

Touwtrekken tussen takken

Hoewel beschrijvingen van kruinschuwheid al sinds de jaren twintig van de vorige eeuw in de wetenschappelijke literatuur opdoken, duurde het vele tientallen jaren voordat onderzoekers de oorzaak van het fenomeen systematisch en grondig gingen bestuderen. Aanvankelijk wierpen wetenschappers de hypothese op dat de bomen de tussenruimten in het bladerdak domweg niet opvulden omdat er te weinig daglicht was (dat ze nodig hebben voor de fotosynthese), omdat de bladeren elkaar overlapten.

Maar in 1984 publiceerden Putz en zijn collega’s een artikel waarin ze aantoonden dat kruinschuwheid het resultaat is van het gevecht tussen bomen die in de wind heen en weer wiegen, waarbij ze voortdurend proberen om nieuwe takken te creëren en plaagstoten van aangrenzende bomen af te weren. Uit hun onderzoek bleek dat hoe meer de kruinen van de mangroven in de wind heen en weer bewogen, des te breder de tussenruimten waren die tussen de kruinen ontstonden. De resultaten toonden voor het eerst aan dat de zogenaamde ‘afschraap-theorie’ als verklaring voor het netwerk van tussenruimten in het bladerdak wel degelijk hout sneed.

Zo’n twintig jaar later ging een team onder leiding van Mark Rudnicki, bioloog aan de Michigan Technological University in Houghton, Michigan, op pad om de krachten te meten die bij het getouwtrek tussen de kruinen van draaidennen in Alberta, Canada, een rol speelden. Ze ontdekten dat kruinschuwheid vooral optrad in bossen waar veel wind stond en die bestonden uit hoge en slanke stammen van gelijke hoogte. Toen Rudnicki en zijn team met behulp van nylon touwen voorkwamen dat naburige draaidennen elkaar raakten, groeiden de tussenruimten dicht en vormden de bomen weer een aaneengesloten bladerdak.

Andere wetenschappers hebben ontdekt dat er waarschijnlijk meerdere oorzaken voor kruinschuwheid bestaan en dat sommige daarvan mogelijk minder strijdlustig zijn dan dit steekspel in de wind. Volgens Rudnicki hebben sommige boomsoorten mogelijk geleerd om de bladgroei aan het uiteinde van hun takken geheel uit te schakelen omdat deze bladeren toch van de takken geschraapt zullen worden. 

De bomen zouden zo onnodige schade voorkomen, zegt Inés Ibáñez, woudecologe aan de University of Michigan. “Het creëren van nieuw weefsel is voor planten erg kostbaar (...). Het lijkt erop dat de bomen uit voorzorg handelen: laten we hier maar niets nieuws creëren, want het is niet de moeite waard.”

Enkele boomsoorten zouden het vermogen hebben om bij deze voorzorg nog een stapje verder te gaan: ze gebruiken een gespecialiseerd waarnemingssysteem waarmee ze chemische signalen van naburige planten kunnen oppikken. “Er is steeds meer literatuur over cognitie bij planten,” zegt Marlyse Duguid, bos- en tuinbouwkundige aan de Yale University. Gegevens over chemische communicatie tussen houtige planten is schaars, maar als de planten elkaar inderdaad zouden kunnen opmerken, zouden ze in staat moeten zijn om de groei van hun kruin uit te schakelen voordat ze in een steekspel met naburige bomen verwikkeld zouden raken.

‘Personal space’ is goed

Los van de vraag hoe kruinschuwheid precies in haar werk gaat, levert de scheiding tussen de kruinen waarschijnlijk de nodige voordelen op. “Bladeren zijn de kroonjuwelen van een boom, die je koste wat het kost wilt beschermen,” zegt Lowman. “Als er een hele rits bladeren van je takken wordt geschraapt, is dat voor een boom een grote ramp.”

Een minder weelderig bladerdak zou ook kunnen helpen om het daglicht tot op de bodem van het bos te laten doordringen, waar het laag groeiende planten en dieren kan voeden die op hun beurt goed zijn voor het bos als geheel. Volgens Putz kunnen de tussenruimten zelfs de opmars van invasieve, houtige lianen – die overal ter wereld in tropische en gematigde wouden voorkomen – tegengaan of een buffer vormen tegen ziekteverwekkers en niet-vliegende insecten die het bladerdak gebruiken om zich te verspreiden. (In theorie zouden sommige bacillen en insecten nog altijd de overstap kunnen maken als boomkronen door de wind in elkaar worden geduwd.)

Maar de link tussen deze potentiële voordelen en kruinschuwheid is nog niet onomstotelijk bewezen. Het bladerdak van grote wouden, waar zich de kruinen van de hoogste bomen op aarde ontvouwen, is niet zo eenvoudig om te onderzoeken, zegt Lowman, die zichzelf een ‘arbonaute’ noemt en tot de weinige wetenschappers behoort die hun carrière hebben gewijd aan het bestuderen van het bladerdak. Dat vereist het nodige klim- en klauterwerk, evenwichtsgevoel en moed. “De beperkende factor is ons vermogen om deze plekken in weerwil van de zwaartekracht te bereiken,” zegt zij.

Wie de kruin van een boom niet grondig bestudeert, doet hetzelfde als iemand die slechts de onderste helft van het menselijk lichaam onderzoekt, zegt Lowman. In boomkronen wemelt het van het leven en veel van die biodiversiteit moet nog worden ontdekt, vooral in de tropen

Gelukkig “hoef je niet op het vliegtuig te stappen” om kruinschuwheid te bestuderen, zegt Putz. “Je ziet het overal en het is heel verrijkend om omhoog te kijken en dit fenomeen in het echt te aanschouwen.”

Lees verder

Stof uit de Sahara belast de longen, maar is goed voor de biosfeer

De huidige stofwolken in Noord-Amerika zijn extreem uitgestrekte versies van de met stof geladen lucht die permanent de Atlantische Oceaan oversteekt. De stofdeeltjes irriteren de longen, maar dienen ook als kunstmest voor planten en leven in de oceaan.

Vulkanen hielpen mogelijk bij herstel van leven na uitsterven van dinosaurussen

Nieuwe modellen tonen aan dat vulkanische activiteit mogelijk bijdroeg aan de opwarming van de aarde na jaren van catastrofale duisternis en kou.
Lees meer