Nuttige alleskunner verovert de bodem

Bodemschimmel zit vol verrassingen

Hoewel je bij een schimmel misschien snel aan de groene spikkels op je bedorven appel of brood denkt, zijn er veel meer soorten. De soorten die in de bodem leven bijvoorbeeld. Bodemschimmels kunnen een heel groot deel van de biomassa onder de grond beslaan. Ze komen in alle soorten en maten voor en spelen een hele belangrijke rol in de ecosystemen van de bodem.

door

Amanita_muscari_vruchtlichaam_european_atlas_of_soil_biodiversity

Het vruchtlichaam van deze Amanita Muscari schimmel kent bijna iedereen wel. Wat veel mensen niet weten is dat de paddenstoel maar een klein deel van de schimmel is; onder de grond bevindt zich een heel netwerk van schimmeldraden. European Atlas of Soil Biodiversity

De rood met witte paddenstoel; kabouterhuis en onderdeel van vele sprookjes. Maar wat de meesten niet weten is dat het grootste gedeelte van deze schimmel zich onder de grond bevindt. Daar groeien de hyfen van de schimmel, meercellige draden die zich ongeslachtelijk voortplanten. Ze groeien als een soort boom, met aan alle kanten draderige uitlopers. Dat is een hele unieke manier van groeien die verder alleen bij wortelharen en pollenbuizen wordt gezien. Een schimmeldraad bestaat uit een buisvormige wand, meestal van chitine en verschillende soorten glucanen die de cellen beschermen en ondersteunen. Aan de buitenkant van de schimmeldraad bevindt zich een uniek eiwit, hydrophobine, dat tegen uitdroging beschermt. Het eigenlijke lichaam van de schimmel wordt ook wel een mycelium of zwamvlok genoemd. Dit lichaam bestaat uit alle hyfen die naast zijtakken ook veel verbindingen vormen. In een vierkante meter gras vind je al snel enkele kilometers aan schimmeldraden.

Hoewel schimmels worden gezien als micro-organismen, kunnen de mycelia zoals die van de soort Armillaria ostoyae enkele kilometers groot worden en honderd duizenden kilo’s wegen. De grootste mycelium werd in 2005 in Oregon, Amerika gevonden. Deze schimmel groeide over een gebied van 890 hectaren en was 2400 jaar oud.

Tree_of_souls_avatar_wikia

Volgens sommige schimmelliefhebbers is de Tree of Souls in Avatar gebaseerd op het groeien van schimmels. En als je goed naar de hangende witte draden kijkt, is de overeenkomst goed te zien. In de film verbinden de bomen al het leven in het bos waardoor je het als één groot organisme kunt zien. De hyfen in de bodem doen eigenlijk hetzelfde. Avatar Wikia

Naam: ‘Bodemschimmel’
Aantal soorten: onbekend, het totaal aantal soorten schimmels wordt op 1,5 miljoen geschat.
Klasse: er zijn veel verschillende schimmelklasses die in de bodem leven
Uiterlijk: dat verschilt sterk per soort. De hyfen kunnen vruchtlichamen in alle soorten en maten hebben, zoals de bekende rood met witte paddenstoel, maar er zijn ook eencellige gisten bij.
Lengte: van enkele millimeters tot 890 hectare
Dieet: van alles en nog wat; van plantenresten tot aan wormen
Leeftijd: heel oud, zoals de Armillaria ostoyae, een exemplaar daarvan werd 2400 jaar oud!
Bijzonder: ze zijn veel mooier dan je denkt. Sommige foto’s van het Centraal Bureau voor Schimmelcultures hingen zelfs in het Booijmans van Beuningen museum.

Pak je lasso maar

Hoewel de meeste schimmels plantencelwanden afbreken, hebben sommige schimmels liever vlees op het menu. Zij vangen nematoden en raderdiertjes met hun lasso’s, plaksporen en harpoenachtige structuren. Er zijn ook schimmels waarvan de sporen een kurkertrekkerachtige vorm hebben die in de slokdarm van de nematode blijft steken. Deze schimmels breken op die manier door de huid van de worm heen en vullen de worm met schimmeldraden.

Drechslerella_anchonia_european_atals_of_soil_biodiversity

Schimmels van de soort Drechslerella anchonia vangen zelfs nematoden met hun hyfen. European Atlas of Soil Biodiversity

Alleskunners

Recycling van voedingsstoffen
Bodemschimmels spelen een belangrijke rol in de cyclus van voedingsstoffen in bodemsystemen omdat ze bijna alle soorten organisch materiaal af kunnen breken. Veel soorten hebben enzymen waarmee ze zelfs de sterkste plantenresten zoals cellulose en lignine kunnen omzetten. Hierbij komen voedingsstoffen vrij die andere bodemorganismen kunnen gebruiken. Sommige schimmels brengen organische zuren in de bodem die voedingselementen als fosfor oplossen en weer anderen produceren stoffen waardoor ijzer makkelijker opgenomen kan worden. De vrijgekomen voedingsstoffen worden langs het hele netwerk van hyfen getransporteerd.

Samenwerken met boomwortels
Relaties tussen plantenwortels en schimmels komen heel vaak voor. Zo’n samenwerkingsverband wordt ook wel een mycorrhiza genoemd. Er zijn vier verschillende vormen te onderscheiden, afhankelijk van de manier waarop de schimmel groeit. Veel boomsoorten kunnen niet groeien zonder een relatie met bepaalde bodemschimmels. In de relatie tussen plant en bodemschimmel krijgt de schimmel koolstof en energie van zijn gastheer waardoor hij verder kan groeien. De schimmel neemt fosfor en andere voedingsstoffen uit de bodem op en brengt deze naar de plantenwortels die de stoffen opnemen zodat de plant kan groeien.

Mycorrhiza_european_atlas_of_soil_biodiversity

Deze mycorrhiza neemt het overgrote deel van de grond op deze foto in beslag. Bijna al het witte dat je ziet is de schimmel die om en tussen de boomwortels groeit. European Atlas of Soil Biodiversity

Schimmel in het nest
Er zijn ook veel relaties tussen in de bodem levende insecten en schimmels. Bij sommige kevers komen schimmels goed van pas. De larven van het vliegend hert, leven vier tot acht jaar van vermolmd hout dat is aangetast door witrotschimmels. Die schimmels breken de houtvezels af maar laten de koolhydraten onaangeraakt. Dat komt goed uit, want hiervan leeft de keverlarve.

A_dead_zombie_ant_infested_with_the_parasitic_fungus_cordyceps._photograph_david_hughes_penn_state_university

Een dode zombiemier die geïnfecteerd is met de parasitaire Cordyceps schimmel. David Hughes/Penn State University

Een aantal mierensoorten brengen bewust schimmels in hun nesten waardoor de kolonie van voedsel kan worden voorzien. Dat een relatie met een schimmel ook heel anders voor mieren af kan lopen bewijst de parasitaire Cordyceps unilateralis schimmel. Deze schimmelsoort groeit in mieren door zich te voeden met hun organen. Ze beïnvloeden zelfs het gedrag van de mier. Wanneer de schimmel klaar is om sporen te produceren, groeit hij de hersenen van de mier in. Hier verspreidt hij chemische stoffen waardoor de mier als een zombie een plant in klimt en sterft. Vervolgens ontstaat er een paddenstoel uit de kop van de mier, die ervoor zorgt dat de sporen van de schimmel verspreiden en nieuwe mieren geïnfecteerd kunnen worden. Gelukkig voor de mier wordt de Cordyceps schimmel soms zelf geïnfecteerd door een hyperparasitaire schimmelsoort, blijkt uit recent onderzoek van Sandra Andersen van de University of Copenhagen. Die hyperparasiet infecteert de paddenstoel en voorkomt dat de Cordyceps schimmel kan reproduceren.

Lekkere schimmels

Zwarte_truffel_european_atlas_of_soil_biodiversity

Deze zwarte truffel is een exclusiviteit en kan wel 3000 euro per kilo kosten. European Atlas of Soil Biodiversity

Mensen gebruiken schimmels al heel erg lang om voedsel te bereiden of om zelfs direct te eten. En dat kan een ware delicatesse zijn. Voor een kilo zwarte truffel, een myccorhiza schimmel die tussen de wortels van eikenbomen leeft, betaal je al gauw 3000 euro. Andere schimmels eten we niet direct maar worden in de massaproductie van kaas, bier, wijn, en brood gebruikt. Schimmels produceren een enorme variatie aan stoffen die op grote schaal voor van alles gebruikt worden. Zo produceren ze antibiotica en worden ze gebruikt als bestrijdingsmiddelen in de landbouw.

Bodem lijmen

Schimmels beïnvloeden de bodemstructuur op een aantal manieren. Hyfen verbinden bodemdeeltjes wanneer ze door de poreuze bodemnetwerken gaan. Hierdoor gaan ze erosie tegen. Veel van de stoffen die de hyfen in de bodem brengen zijn kleverig en doordat de hyfen letterlijk van het ene bodemdeeltje naar de andere springen, ‘lijmen’ ze de deeltjes aan elkaar. Andere stoffen stoten water af en zorgen ervoor dat de bodem niet inzakt door een wateroverschot. Dit kan tegelijkertijd ook een probleem zijn omdat er op sommige plekken dan juist te weinig water de bodem in komt.

Schimmels_houden_de_bodem_bij_elkaar_european_atlas_of_soil_biodiversity

Op deze foto is goed te zien hoe hyfen de bodem bij elkaar houden en zo erosie tegen kunnen gaan. European Atlas of Soil Biodiversity

De gevaarlijke kleine witte

Chinese wetenschappers ontdekten onlangs een hele kleine paddenstoel die 400 plotselinge doden in China veroorzaakte. Deze gebeurtenis wordt ook wel het The Yunnan Sudden Death Syndrome. Tijdens het regenseizoen stierven jarenlang tientallen mensen aan een harstilstand. Na vijf jaar onderzoek van wetenschappers van het Chinese Centre for Disease Control and Prevention in Beijing, werd de dader ontdekt; de Trogia venenata paddenstoel die bekend staat als ‘Little White’. Deze paddenstoel bevat drie giftige aminozuren. In China leven veel families van de verkoop van schimmels. Waarschijnlijk hebben de overledenen de Little White paddenstoel gegeten omdat hij geen commerciële waarde heeft. Nu is ook wel duidelijk waarom niet…

Bronnen:

  • Andersen, S. B., et al. (2012). ‘Disease Dynamics in a Specialized Parasite of Ant Societies’. PLoS ONE 7(5): e36352. doi:10.1371/journal.pone.0036352
  • European Atlas of Soil Biodiversity, JRC European Commission
  • Excursie naar het Centraal Bureau voor Schimmelcultures http://www.cbs.knaw.nl/
  • Contact met Jan Dijksterhuis, wetenschapper applied and industrial mycology, CBS Fungal Biodiversity Center
  • Ramesh Maheshwari, ‘The largest and oldest living organism’, Resonance, april 2005

Lees ook: