Stoichiometrie in de ecologie: 'basisrecept van alles'

Iedereen die wel eens te veel suiker in de koffie heeft gedaan, weet hoe belangrijk verhoudingen zijn. Dat geldt ook in de ecologie: interacties in ecosystemen worden voor een belangrijk deel bepaald door de verhouding tussen elementen als koolstof, stikstof en fosfor. Daarover gaat een nieuwe, driemaandelijkse nieuwsbrief: Ratios Matter.

Eén van de redacteuren van Ratios Matter is NIOO-onderzoeker Dedmer van de Waal. "Al het leven op aarde bestaat uit dezelfde basiselementen", legt hij uit, "waaronder koolstof (C), stikstof (N) en fosfor (P)."

Deze elementen zitten in belangrijke moleculen, zoals suikers (veel C), eiwitten (veel N) en DNA (veel P). Van de verhouding ertussen hangt o.a. af hoe geschikt planten zijn als voedsel voor herbivoren, en hoe effectief bemesting is.

Wat betreft dat laatste: als gewassen groeien in grond die stikstofrijk is maar fosforarm, dan zal mest met veel stikstof weinig uithalen. Ook al is het onder andere omstandigheden nog zo'n krachtige groeibevorderaar.

Stoichiometrie

Wetenschappelijk onderzoek dat zich met dit "basisrecept van alles" (omschrijving van Jim Elser op Twitter) bezighoudt, heet stoichiometrie: stoicheion is het Griekse woord voor 'element'.

Ecologische stoichiometrie, legt Dedmer van de Waal uit, bestudeert de chemische balans tussen deze elementen "om de complexe relaties van organismen en hun omgeving beter te begrijpen."

Ratios Matter is in het leven geroepen door onderzoekers uit Canada, de VS, Argentinië, Duitsland, België en Nederland als platform voor "nieuwe resultaten, leuke feiten en spannende verhalen in dit opkomende onderzoeksveld".

Schildpadskelet

Zo'n verrassend feitje uit het eerste nummer gaat bijvoorbeeld over schildpadden, uit een artikel dat eerder in Freshwater Biology werd gepubliceerd.

De onderzoekers stelden vast dat bij schildpadden het skelet 82% van het drooggewicht uitmaakt. Maar liefst 8,5% daarvan is fosfor: meer dan acht keer zoveel als het percentage bij mensen in hun hele lichaam (!)

In zoetwatersystemen fungeren schildpadden dus als een soort levende fosforopslag. En omdat ze langzaam groeien en ook nog eens behoorlijk oud worden, houden ze de voorraad fosfor over lange periodes relatief stabiel.

Giftige algen

Ook het onderzoek van Dedmer van de Waal zelf komt aan bod in Ratios Matter. Over giftige algen: wie in de zomer wil gaan zwemmen komt zeker bordjes tegen die waarschuwen voor blauwalgen in meren, of die aangeven waar je geen mosselen mag rapen vanwege giftige algen in zee.

Van de Waal kijkt specifiek naar de stoichiometrie van deze giftige algen. "We bestuderen de balans van elementen in de gifstoffen en koppelen deze aan die van de algen, en het hele ecosysteem, dus dat van een meer of oceaan."

Met dit onderzoek heeft Van de Waal onlangs de Patrick Gentien Young Scientist Award gewonnen.
 

• Voor meer informatie en het eerste nummer van de nieuwsbrief: https://ratiosmatter.wordpress.com/