Het is een informatiesnelweg die de interacties tussen een grote, diverse populatie individuen versnelt. Het stelt individuen die ver van elkaar kunnen worden gescheiden in staat om te communiceren en elkaar te helpen. Maar het stelt hen ook in staat om nieuwe vormen van criminaliteit te plegen.

Nee, we hebben het niet over het internet, we hebben het over schimmels. Hoewel paddenstoelen het meest bekende deel van een schimmel zijn, bestaan de meeste van hun lichamen uit een massa dunne draden, bekend als een mycelium. We weten nu dat deze draden fungeren als een soort ondergronds internet, het koppelen van de wortels van verschillende planten. Die boom in uw tuin is waarschijnlijk aangesloten op een struik enkele meters verderop, dankzij mycelia.

hoe meer we leren over deze ondergrondse netwerken, hoe meer onze ideeën over planten moeten veranderen. Ze zitten daar niet rustig te groeien. Door te koppelen aan het schimmelnetwerk kunnen ze hun buren helpen door voedingsstoffen en informatie te delen – of ongewenste planten saboteren door giftige chemicaliën via het netwerk te verspreiden. Dit “Wood wide web”, zo blijkt, heeft zelfs zijn eigen versie van cybercrime.

ongeveer 90% van de landplanten heeft een wederzijds voordelige relatie met schimmels. De 19e-eeuwse Duitse bioloog Albert Bernard Frank bedacht het woord “mycorrhiza” om deze partnerschappen te beschrijven, waarin de schimmel de wortels van de plant koloniseert.

schimmels worden”Earth ’s natural internet”

in mycorrhizale associaties voorzien planten schimmels van voedsel in de vorm van koolhydraten. In ruil daarvoor helpen de schimmels de planten water op te zuigen en leveren ze voedingsstoffen zoals fosfor en stikstof via hun mycelia. Sinds de jaren 1960 is het duidelijk dat mycorrhizae individuele planten helpen om te groeien.

Schimmelnetwerken versterken ook het immuunsysteem van hun waardplanten. Dat komt omdat, wanneer een schimmel de wortels van een plant koloniseert, het de productie van defensiegerelateerde chemicaliën activeert. Deze maken latere immuunsysteemreacties sneller en efficiënter, een fenomeen genaamd “priming”. Door simpelweg in te pluggen op myceliale netwerken worden planten resistenter tegen ziekten.

maar dat is niet alles. We weten nu dat mycorrhizae ook planten verbinden die ver van elkaar verwijderd kunnen zijn. Schimmel-expert Paul Stamets noemde ze” het natuurlijke internet van de aarde ” in een 2008 TED talk. Hij kreeg het idee voor het eerst in de jaren 1970 toen hij schimmels bestudeerde met behulp van een elektronenmicroscoop. Stamets merkte overeenkomsten op tussen mycelia en ARPANET, de vroege versie van het internet van het Amerikaanse Ministerie van Defensie.

filmfans worden misschien herinnerd aan James Cameron ‘ s Avatar uit 2009. Op de bosmaan waar de film plaatsvindt, zijn alle organismen met elkaar verbonden. Ze kunnen communiceren en gezamenlijk middelen beheren, dankzij “een soort elektrochemische communicatie tussen de wortels van bomen”. Terug in de echte wereld, lijkt het erop dat er enige waarheid in zit.

Het heeft tientallen jaren geduurd om uit te zoeken wat het schimmel-internet kan doen. In 1997 vond Suzanne Simard van de Universiteit van British Columbia in Vancouver een van de eerste bewijzen. Ze toonde aan dat Douglas spar en papier berken koolstof tussen hen kunnen overbrengen via mycelia. Anderen hebben sindsdien aangetoond dat planten ook stikstof en fosfor kunnen uitwisselen, via dezelfde route.

Deze planten zijn niet echt individuen

Simard gelooft nu dat grote bomen kleine, jongere bomen helpen met behulp van het schimmel internet. Zonder deze hulp, denkt ze dat veel zaailingen niet zouden overleven. In de studie van 1997 kregen zaailingen in de schaduw – die waarschijnlijk een tekort aan voedsel hebben – meer koolstof van donorbomen.”These plants are not really individuals in the sense that Darwin thought they were individuals competing for survival of the fittest”, zegt Simard in de documentaire Do Trees Communicate? “In feite zijn ze interactie met elkaar, proberen om elkaar te helpen overleven.”

Het is echter controversieel hoe nuttig deze nutriëntentransfers werkelijk zijn. “We weten zeker dat het gebeurt, maar wat minder duidelijk is, is de mate waarin het gebeurt”, zegt Lynne Boddy van Cardiff University in het Verenigd Koninkrijk.

terwijl dat argument woedt, hebben andere onderzoekers bewijs gevonden dat planten beter kunnen gaan en via de mycelia kunnen communiceren. In 2010 ontdekte Ren Sen Zeng van de South China Agricultural University in Guangzhou dat wanneer planten worden bevestigd door schadelijke schimmels, ze chemische signalen afgeven in de mycelia die hun buren waarschuwen.

tomatenplanten kunnen afluisteren bij verdedigingsreacties

Zeng ’s team kweekte paar tomatenplanten in potten. Sommige planten mochten mycorrhizae vormen.

zodra de schimmelnetwerken waren gevormd, werden de bladeren van één plant in elk paar besproeid met Alternaria solani, een schimmel die een vroege ziekte veroorzaakt. Luchtdichte plastic zakken werden gebruikt om bovengrondse chemische signalen tussen de fabrieken te voorkomen.

na 65 uur probeerde Zeng de tweede plant in elk paar te infecteren. Hij vond dat ze veel minder kans hadden om plaag te krijgen, en hadden aanzienlijk lagere niveaus van schade toen ze dat deden, als ze mycelia hadden.

” We suggereren dat tomatenplanten kunnen ‘afluisteren’ op de verdediging reacties en verhogen hun ziekte resistentie tegen potentiële pathogenen, “Zeng en zijn collega’ s schreven. De mycorrhizae laten planten dus niet alleen voedsel delen, ze helpen hen zichzelf te verdedigen.

het zijn niet alleen tomaten die dit doen. In 2013 toonden David Johnson van de Universiteit van Aberdeen en zijn collega ‘ s aan dat tuinbonen ook schimmelnetwerken gebruiken om dreigende bedreigingen op te vangen – in dit geval hongerige bladluizen.

Johnson ontdekte dat tuinboon zaailingen die zelf niet door bladluizen werden aangevallen, maar verbonden waren met die die via schimmelmycelia waren, hun anti-bladluis chemische afweer activeerden. Degenen zonder mycelia niet.

” Er was een vorm van signalering gaande tussen deze planten over herbivorie door bladluizen, en die signalen werden getransporteerd via mycorrhizale myceliale netwerken, ” zegt Johnson.

maar net als het menselijk internet heeft het schimmelinternet een donkere kant. Ons internet ondermijnt de privacy en faciliteert zware criminaliteit – en laat vaak computervirussen toe om zich te verspreiden. Op dezelfde manier betekenen de schimmelverbindingen van planten dat ze nooit echt alleen zijn, en dat kwaadwillende buren hen kunnen schaden.

sommige planten stelen van elkaar via het internet. Er zijn planten die geen chlorofyl hebben, dus in tegenstelling tot de meeste planten kunnen ze hun eigen energie niet produceren door middel van fotosynthese. Sommige van deze planten, zoals de phantom orchidee, krijgen de koolstof die ze nodig hebben van nabijgelegen bomen, via de mycelia van schimmels waarmee beide verbonden zijn.

andere orchideeën stelen alleen wanneer het hen uitkomt. Deze ” mixotrofen “kunnen fotosynthese uitvoeren, maar ze” stelen ” ook koolstof van andere planten met behulp van het schimmelnetwerk dat hen verbindt.

Dat klinkt misschien niet zo slecht. Echter, plant cybercrime kan veel sinister dan een beetje kleine diefstal.

planten moeten concurreren met hun buren voor hulpbronnen als water en licht. Als onderdeel van die strijd, laten sommige chemicaliën vrij die hun rivalen schaden.

deze “allelopathie” komt vrij algemeen voor in bomen, waaronder acacia ‘ s, suikerbessen, Amerikaanse sycamores en verschillende soorten Eucalyptus. Ze geven stoffen vrij die ofwel de kans verminderen dat andere planten zich in de buurt vestigen, of de verspreiding van microben rond hun wortels verminderen.sceptische wetenschappers betwijfelen dat allelopathie deze onvriendelijke planten veel helpt. Ze zeggen zeker dat de schadelijke chemicaliën door de bodem zouden worden geabsorbeerd, of door microben zouden worden afgebroken, voordat ze ver konden reizen.

maar misschien kunnen planten dit probleem omzeilen door ondergrondse schimmelnetwerken te gebruiken die grotere afstanden overbruggen. In 2011 gingen chemische ecoloog Kathryn Morris en haar collega ‘ s deze theorie testen.Morris, voorheen Barto, kweekte goudsbloemen in containers met mycorrhizale schimmels. De potten bevatten cilinders omgeven door een gaas, met gaten klein genoeg om wortels buiten te houden, maar groot genoeg om mycelia binnen te laten. De helft van deze cilinders werd regelmatig gedraaid om schimmelnetwerken te voorkomen.

het team testte de bodem in de cilinders op twee verbindingen die door de goudsbloemen worden gemaakt, die de groei van andere planten kunnen vertragen en nematodewormen kunnen doden. In de cilinders waar de schimmels mochten groeien, waren de niveaus van de twee samenstellingen 179% en 278% hoger dan in cilinders zonder schimmels. Dat suggereert dat de mycelia de gifstoffen echt transporteerde.

het team kweekte vervolgens sla zaailingen in de grond van beide sets containers. Na 25 dagen wogen de planten in de meer toxinerijke grond 40% minder dan die in de uit de mycelia geïsoleerde grond. “Deze experimenten tonen aan dat de schimmelnetwerken deze chemicaliën in voldoende hoge concentraties kunnen transporteren om de plantengroei te beïnvloeden,” zegt Morris, die nu is gevestigd aan Xavier University in Cincinnati, Ohio.

in antwoord daarop hebben sommigen aangevoerd dat de chemische stoffen buiten het lab niet zo goed zouden kunnen werken. Dus Michaela Achatz van de Berlijnse Vrije Universiteit in Duitsland en haar collega ‘ s zochten naar een vergelijkbaar effect in het wild.een van de best bestudeerde voorbeelden van allelopathie is de Amerikaanse zwarte walnootboom. Het remt de groei van veel planten, waaronder nietjes zoals aardappelen en komkommers, door het vrijgeven van een chemische stof genaamd jugalone uit zijn bladeren en wortels.

Achatz en haar team plaatsten potten rond walnootbomen, waarvan sommige schimmelnetwerken konden binnendringen. Die potten bevatten bijna vier keer meer jugalone dan potten die werden gedraaid om schimmelverbindingen buiten te houden. De wortels van tomaat zaailingen geplant in de jugalone-rijke grond woog gemiddeld 36% minder.

sommige bijzonder sluwe planten kunnen zelfs de samenstelling van nabijgelegen schimmelgemeenschappen veranderen. Studies hebben aangetoond dat gevlekte knoopkruid, slanke wilde haver en zachte brome allemaal de schimmel samenstelling van de bodem kan veranderen. Volgens Morris, dit zou hen in staat stellen om beter te richten rivaliserende soorten met giftige chemicaliën, door het bevorderen van de groei van schimmels waarmee ze beide kunnen verbinden.

dieren kunnen ook het schimmelinternet exploiteren. Sommige planten produceren verbindingen om vriendelijke bacteriën en schimmels aan te trekken naar hun wortels, maar deze signalen kunnen worden opgepikt door insecten en wormen op zoek naar smakelijke wortels om te eten. In 2012 stelde Morris voor dat de beweging van deze signalerende chemische stoffen door schimmelmycelia per ongeluk de aanwezigheid van planten aan deze dieren zou kunnen adverteren. Ze zegt echter dat dit niet is aangetoond in een experiment.

als gevolg van deze groeiende hoeveelheid bewijs, zijn veel biologen begonnen met het gebruik van de term “Wood wide web” om de communicatiediensten te beschrijven die schimmels leveren aan planten en andere organismen.

” Deze schimmelnetwerken maken de communicatie tussen planten, inclusief die van verschillende soorten, sneller en effectiever”, zegt Morris. “We denken er niet over na, omdat we meestal alleen kunnen zien wat er boven de grond is. Maar de meeste planten die je kunt zien zijn ondergronds verbonden, niet rechtstreeks via hun wortels, maar via hun myceliale verbindingen.”

the fungal internet illustrates one of the great lessons of ecology: schijnbaar gescheiden organismen zijn vaak verbonden, en kunnen van elkaar afhankelijk zijn. “Ecologen weten al enige tijd dat organismen meer onderling verbonden en onderling afhankelijk zijn”, zegt Boddy. Het wood wide web lijkt een cruciaal onderdeel te zijn van hoe deze verbindingen zich vormen.