Leven in een microbiële wereld

Microben zijn grotendeels onzichtbaar, maar minder onbekend dan we geneigd zijn te denken. Bij zijn inauguratie als professor in Leiden deed Jos Raaijmakers, hoofd Microbiële Ecologie van het NIOO, een proef die laat zien dat we in een microbiële wereld leven.

"Wat doe jij nou eigenlijk de hele dag?" Jos Raaijmakers is wel gewend aan dat soort vragen, zelfs van zijn eigen kinderen.

In zijn inaugurele rede als Professor in Microbial Interactions & Diversity aan de Universiteit Leiden, vertelde hij dat veel mensen nog altijd een vies gezicht trekken als het over microben gaat. Omdat ze ze associëren met ziekte en bederf.

Maar het leven op de aarde wordt door microben gedomineerd, en ze zijn een onafscheidelijk deel van ons. Ook letterlijk: "het aantal microben op en in ons lichaam ligt in de ordegrootte van honderden miljarden, bestaande uit duizenden soorten bacteriën en schimmels."

Meer microbe dan mens

Voor ieder van ons geldt zelfs dat we ongeveer 10-100 keer meer microbiële cellen hebben dan lichaamseigen cellen. "Als je met deze kennis nog eens microscopisch naar je buurman of -vrouw kijkt, dan zou je tot de conclusie kunnen komen dat hij/zij eigenlijk meer microbe is dan mens."

Dat we deze microben niet kunnen zien, betekent niet dat we ons er niet bewust van zijn. Want er is nog een "zeer krachtige manier om informatie over te brengen, en dat is via een ander zintuig: de neus." Zo hebben bepaalde schimmels een voorkeur voor onze voeten, "vanwege de relatief hoge temperaturen, hoge vochtigheid en prachtig landschap - vergelijk het maar met kamperen in de Gorges du Verdon." 

Op deze specifieke plaatsen kunnen ze iets produceren dat Raaijmakers netjes omschrijft als een "karakteristiek aroma". Maar ook zijn eigen onderzoeksgebied, het microbioom - dwz. het totaal van microben, hun diversiteit en interacties - van planten, (her)kennen we verrassend genoeg aan de geur.

Oerwoud in Maleisië

Om dit te laten zien, deed Raaijmakers tijdens zijn inaugurele reden een simpel experimentje. Iedereen in het publiek kreeg een geurkaart met twee flacons, en de opdracht te omschrijven wat voor associaties de geuren opriepen. In de eerste flacon zat octenol, ook wel 'schimmelalcohol' genoemd. Flacon twee bevatte de bodembacterie Streptomyces.

De associaties liepen behoorlijk uiteen. De een deed octenol aan mandarijnen denken, de ander aan bonenkruid en weer een ander aan zaagsel. Toch associeerden maar liefst 79 van de 144 proefpersonen de geur in de eerste plaats met paddestoelen. Bij de geur van Streptomyces moesten 55 proefpersonen denken aan grond, maar er waren ook associaties met lavendel, gekookte spinazie, sportschoenen en zelfs met oerwoud in Maleisië.

"Hoewel we in een microbiële wereld leven en de diverse associaties hiervan een reflectie lijken te zijn," vat Raaijmakers de uitkomst samen, "kunnen we uit deze geurproef niet concluderen dat deze associaties ook direct gekoppeld zijn aan het voorkomen van bepaalde soorten microben (schimmels, bacteriën) in/op de genoemde ‘objecten’."

Overvol boodschappenmandje

In zijn eigen onderzoek kijkt Jos Raaijmakers ondertussen met name naar de rol van microben in groei en ontwikkeling en gezondheid en ziekte van planten. "Dezelfde twee grote thema’s als in het humane microbioomonderzoek." Door de ontwikkeling van nieuwe 'moleculaire' technieken is het onderzoek naar microbiële diversiteit de afgelopen vijf tot tien jaar in een stroomversnelling terechtgekomen.

Wel is veel van wat er met die technieken wordt ontdekt nog altijd onbekend. "Vergelijk het maar met een overvol boodschappenmandje in de supermarkt, met daarin een aantal ‘producten’ met streepjescodes die niet herkend worden door de scanner bij de kassa."

Een belangrijke bron van belangstelling voor onderzoek naar plantenmicrobiomen is de uitdaging van duurzame voedselproductie. "Naar aanleiding van deze problematiek was ik twee jaar geleden uitgenodigd in Washington DC en een half jaar later bij de Bill en Melissa Gates Foundation in Seattle om met een groep wetenschappers mee te denken over hoe we met behulp van microben kunnen bijdragen aan deze uitdaging (‘meer met minder’)."

Back to the roots

Wat betreft de praktische toepassingen werkt Raaijmakers nauw samen met Nederlandse en buitenlandse bedrijven. Bijvoorbeeld in het onderzoeksprogramma Back-to-the-roots, dat kijkt naar de microben die voorkomen op de wilde verwanten van onze voedselgewassen, o.a. in het Andesgebergte in Zuid-Amerika. "We verwachten nieuwe microben te vinden die onze voedselgewassen kunnen beschermen tegen ziekten, plagen en droogte."

Raaijmakers waarschuwt wel tegen 'wishful thinking'. "Omdat er in mijn optiek niet zo iets bestaat als ‘the magic bullet’. Net als in de pharmaceutische industrie, zijn agrochemische bedrijven vaak op zoek naar dat ene stofje of die ene microbe die ‘alles’ kan omdat dat dat procesmatig en ook qua regelgeving en toelating makkelijker is."

Maar, zegt de kersverse hoogleraar, "om de toepassingen van microbiomen te optimaliseren zullen ook bedrijven en regelgevende instanties meer moeten gaan denken als ecologen."