Tropisch regenwoud in Brazilië. Foto: Artur Warchavchik/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0

Natuurlijke vijanden en zaadverspreiders houden enorme diversiteit aan bomen in tropische wouden in stand

Onderzoekers worstelen al lang met de vraag hoe tropische regenwouden hun verbijsterende diversiteit aan bomen kunnen behouden zonder dat een handjevol soorten de overhand krijgt, of zonder dat vele andere soorten uitsterven. Nieuw onderzoek heeft nu aangetoond dat het de nauwe relatie tussen de bomen en hun natuurlijke vijanden is die daarvoor zorgt, in combinatie met "zaadverspreiders", dieren die de zaden van de bomen verder weg verspreiden. 

De verscheidenheid aan bomen in tropische wouden is echt verbluffend, en ze is al langer een raadsel. De evolutionaire ecoloog Egbert Leigh van het Smithsonian Tropical Research Institute vatte dat mooi samen in een vraag: "Hoe kan een halve vierkante kilometer [woud] in Borneo of Amazonië evenveel boomsoorten bevatten als 4,2 miljoen vierkante kilometer gematigd woud in Europa, Noord-Amerika en Azië samengeteld?"

Het antwoord ligt volgens de auteurs van de nieuwe studie in de aarde die gevonden wordt in de buurt van individuele bomen, waarin de natuurlijke vijanden van boomsoorten zich ophouden. Die vijanden, waaronder schimmels en ongewervelden, vallen veel van de zaden en zaailingen in de buurt van de "gastheerboom" aan, en doden ze, en ze verhinderen zo dat er plaatselijk bomen van diezelfde soort opschieten. 

Daarnaast spelen ook "zaadverspreiders" een sleutelrol in de dynamiek van de tropische wouden. Zaden van individuele bomen die over een zekere afstand weggebracht worden - vaak door knaagdieren, andere zoogdieren of vogels -, hebben wel kans om op te schieten omdat de schimmels en ongewervelden - wormen, insecten, duizendpoten en dergelijke - in het nieuwe gebied andere soorten als doelwit hebben.

De beperking op het opschieten van jonge bomen in de buurt van volwassen bomen creëert een stabiliserend effect op lange termijn, dat in het voordeel speelt van zeldzame soorten en in het nadeel van veel voorkomende soorten, zo zeggen de onderzoekers.

Tropisch regenwoud. Foto: Oregon State University

Hoge gastheer-specificiteit

De onderzoekers tonen aan dat die interacties met vijanden belangrijk genoeg zijn om de ongelooflijke diversiteit van de tropische wouden in stand te houden, en ze doen daarmee de eerdere theorie te niet. 

"In veel Noord-Amerikaanse wouden wedijveren bomen met elkaar voor ruimte, en sommige soorten hebben een bepaalde niche die hen toelaat andere soorten te overtroeven.  Douglassparren zijn de soort die het beste groeien na een brand,  Canadese den doet het uitstekend in de schaduw en groeit goed onder een bladerendak, sommige andere soorten doen het dan weer goed op een bepaalde hoogte", zei assistent-professor Taal Levi in een persmededeling van de Oregon State University. 

"Maar in de tropen lijken al de boomsoorten een gelijkaardig competitief voordeel te hebben. Er is een overvloed aan soorten, maar weinig individuen van elke soort. De kans om uit te sterven zou groot moeten zijn. Maar er moet een mechanisme zijn dat tegengaat dat een sooort algemeen verspreid raakt en dominant wordt. En dat zijn die natuurlijke vijanden die een hoge gastheer-specificiteit hebben", zei Levi.

Levi is een ecoloog aan de Oregon State university en de belangrijkste auteur van de nieuwe studie. Een hoge gastheer-specificiteit betekent dat de natuurlijke vijanden zich bijna uitsluitend richten op de "gastheerboom", de volwassen boom die in de buurt staat, en dat ze andere soorten niet of veel minder aanvallen. 

Levi zei dat in sommige tropische wouden er wel 1.000 verschillende boomsoorten voorkomen in hetzelfde gebied. Het idee van natuurlijke vijanden die het opschieten van jonge boompjes verhinderen is niet nieuw, zo zei hij, en het werd zelfs bijna een halve eeuw geleden geponeerd door twee onderzoekers in wat nu bekend staat als de Janzen-Connell-hypothese.  

Tropisch regenwoud langs de Madre de Dios-rivier in Peru.

Janzen-Connell volstaat niet

Hoewel de Janzen-Connell-effecten zouden moeten verhinderen dat één soort de bovenhand haalt, kunnen ze niet verklaren hoe duizend boomsoorten zich samen kunnen handhaven. Het is zelfs zo dat eerder onderzoekers al gesuggereerd hebben dat de Janzen-Connell-effecten slechts een klein aantal soorten in stand zouden kunnen houden, en dus tamelijk onbelangrijk zijn voor het handhaven van de diversiteit in tropische wouden. 

In de plaats van Janzen-Connell zeggen Levi en zijn collega's nu dat deze nauwe relatie tussen bomen en hun natuurlijke vijanden de sleutel is tot die diversiteit. Aan de hand van analytische en computermodellen ontdekten ze dat als de schimmels, geleedpotigen en andere natuurlijke vijanden zelfs maar kleine zones rond bomen creëren waarin een nieuwe boom van dezelfde soort zich niet kan vestigen, dat dan het zeer hoge niveau aan diversiteit van boomsoorten dat waargenomen wordt in tropische wouden, bijna eindeloos gehandhaafd kan worden. 

"Er is een "zadenschaduw" rond volwassen bomen, en sommige zaden ontsnappen aan die cirkel en geraken weg, wat hen toelaat op te schieten op andere plaatsen tot de gastheer-specifieke vijanden zich op die nieuwe locatie vestigen", zei Levi. "Daarom is het van cruciaal belang om de biodiversiteit van vogels en zoogdieren in die wouden te bewaren, anders zal het opschieten op andere plaatsen uiteindelijk minder vaak voorkomen, vooral in gebieden die te veel bejaagd worden."

De studie van Levi en zijn collega's van de Oregon State University, de University of Florida en de James Cook University in Australië is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).    

Regenwoud in de Centraal-Afrikaanse Republiek (Foto: JMGracia100/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0).