Nieuwsbank

Schrijft, screent en verspreidt persberichten voor journalistiek, search en social media. Hét startpunt om uw nieuws wereldkundig te maken. Ook voor follow-ups, pitches en korte videoproducties.

Nieuwe theorie voorspelt biodiversiteit exacter

Datum nieuwsfeit: 03-08-1999
Vindplaats van dit bericht
Bron: Razende Robot Reporter
Zoek soortgelijke berichten
Landbouwuniversiteit Wageningen

logo Landbouwuniversiteit Wageningen


Persbericht

03-08-99, nr. 99-48

Biodiversiteit beter begrepen met fractale geometrie

Wageningse ecoloog in Nature: Nieuwe theorie voorspelt biodiversiteit exacter

Dankzij een nieuwe ecologische theorie, die gebruik maakt van fractale geometrie en schaalprincipes kan beter begrepen en voorspeld worden hoeveel soorten planten of dieren er naast elkaar voor kunnen komen in een bepaald gebied. De Wageningse ecoloog Han Olff en zijn Amerikaanse collega Mark Ritchie publiceren hun bevindingen hierover in het artikel Spatial scaling laws yield a synthetic theory of biodiversity in het toonaangevende blad Nature van donderdag 5 augustus 1999. De nieuwe theorie maakt het mogelijk om de soortenrijkdom van een bepaalde groep planten of dieren te voorspellen gerelateerd aan de voedselrijkdom in een gebied, aan de grootte van dat gebied en aan de mate van habitatversnippering. Ook is het mogelijk om vanuit hetzelfde onderliggende principe te voorspellen hoeveel soorten er van een bepaalde grootte zullen voorkomen en hoe het aantal aangetroffen soorten meeverandert met wijzigingen in het oppervlak waarover deze soorten geteld worden.
De onderzoekers toetsten hun theorie aan diversiteitspatronen van grote grazers in de Afrikaanse savannes en de soortenrijkdom van planten in een Amerikaans prairiegebied. Het onderzoek van Olff en Ritchie werd financieel mede mogelijk gemaakt door subsidie uit het NWO prioriteitprogramma Biodiversiteit in verstoorde ecosystemen en maakt deel uit van de onderzoekschool Productie-ecologie (PE) van de Landbouwuniversiteit Wageningen.

Concurrentie
Ecologen zijn al lang op zoek naar de universele principes die ten grondslag liggen aan de variatie in planten- en dierensoorten die in de natuur voorkomt (biodiversiteit). Planten, dieren en andere organismen moeten aan hun benodigde voedingsstoffen of hulpbronnen zoals eiwitten of koolhydraten komen door het juiste voedsel te vinden in een gebied met precies de goede fysisch/chemische omstandigheden (habitat).
Vaak concurreren veel verschillende soorten om slechts een zeer beperkt aantal voedingsstoffen. Zo zijn alle plantensoorten in een soortenrijk grasland vooral afhankelijk van water, stikstof, fosfor, kalium, koolstof en licht. Ook veel diersoorten zijn vaak afhankelijk van dezelfde plantensoorten of prooidieren. Daarom is het moeilijk te begrijpen dat tientallen soorten planten en dieren naast elkaar voor kunnen komen en dat er kennelijk niet een paar soorten alle andere wegconcurreren omdat ze toevallig de hulpbronnen het best kunnen benutten. Enkele van de tot nu toe beschikbare theorieën zochten de oplossing van dit probleem in het voorspellen van een oneindig aantal soorten.

Grote soorten ontdekken minder voedsel De ecologen dr. Han Olff (Natuurbeheer in de tropen en ecologie van vertebraten, Landbouwuniversiteit Wageningen) en dr. Mark E. Ritchie (Department of Fisheries and Wildlife, Utah State University) denken dat hun nieuwe theorie het mogelijk maakt exacte en realistische voorspellingen te doen over de soortenrijkdom in bepaalde gebieden. Zij maakten gebruik van de observatie uit eerdere studies, dat de verdeling van voedsel en voedingsstoffen over een habitat en de verspreiding van de habitats te beschrijven is met behulp van fractale geometrie. En in een fractale omgeving bepaalt de lichaamsgrootte van een plant, dier of ander soort organisme hoeveel voedsel het kan ontdekken en wat de kwaliteit van het opgenomen voedsel is. Grotere soorten ontdekken minder voedsel in totaal en consumeren hun voedingsstoffen in lagere concentraties (omdat ze minder precies kunnen selecteren). Daar staat tegenover dat ze toekunnen met een lagere concentratie aan voedingsstoffen in dat voedsel omdat ze er veel van kunnen eten en het lang kunnen verteren. Kleinere soorten daarentegen ontdekken meer voedsel (ze kunnen ook erg kleine plekjes benutten), maar ze hebben hogere voedingsstoffen-concentraties nodig. In een fractale omgeving benutten soorten van verschillende lichaamsgrootte dus elk hun eigen plekje met voedsel (niche), waardoor ze naast elkaar kunnen voorkomen. Volgens Olff en Ritchie kun je precies bepalen hoe groot de verschillen in grootte tussen soorten moeten zijn, wil naast elkaar voortbestaan mogelijk blijven en is ook te berekenen hoe groot de grootste soort kan zijn. Hoe groot de kleinste soort kan zijn, wordt meestal bepaald door de fysieke beperkingen van lichaamsbouw of de grootte van de prooi (gewervelden, plankton).
Het aantal soorten in een gebied kan dus berekend worden uit het aantal soorten dat past tussen de grootst en de kleinst mogelijke soort.

Niches
De theorie van Olff en Ritchie voorspelt ook de juiste vorm van de relatie tussen soortenrijkdom en productiviteit (dat wil zeggen het groter worden van een populatie naar mate er meer voedsel voorhanden is), zowel voor planten als voor dieren. Verklaard wordt, waarom bij toenemende voedselrijkdom de soortenrijkdom aanvankelijk snel toeneemt, maar vervolgens geleidelijke weer afneemt. Deze kennis is nodig om bijvoorbeeld de effecten van eutrophiëring beter te kunnen voorzien.
Als er meer voedsel beschikbaar komt, neemt de maximale gebiedsgrootte toe, zodat er grotere soorten kunnen voorkomen. Maar verdere toename van de voedselrijkdom leidt ertoe dat die gebieden aan elkaar vastgroeien en dat kleine geïsoleerde plekjes met voedsel verdwijnen. Dit gaat ten koste van kleine voedselrijke gebieden en dat heeft weer tot gevolg dat er grotere verschillen in grootte moeten zijn bij kleinere soorten, waardoor er minder van deze kleine soorten kunnen bestaan.
Olff en Ritchie concluderen dat biodiversiteit afhankelijk is van het aantal zogeheten ruimtelijke niches (plekken die verschillende soorten voor zich alleen hebben) en dat naast elkaar bestaande soorten die ruimte niet eindeloos kunnen opdelen.

Geschikt voor allerlei ecosystemen en versnipperde natuurgebieden De ecologen toetsten hun model aan observaties van de diversiteit onder grote grazers in de savannes van Oost-Afrika, waar alle soorten grotendeels hetzelfde voedsel eten en aan de hand van prairieplanten in Noord-Amerika, die met elkaar concurreren om zonlicht. De gevonden patronen van grootteverdeling, productie-diversiteitrelaties en soortenrijkdom-oppervlakterelaties bleken steeds juist voorspeld te worden. De onderzoekers gaan er van uit dat hun theorie ook goed de biodiversiteit in andere ecosystemen kan voorspelllen, zoals bij vissen op koraalriffen, bloembezoekende insecten of bodemorganismen. Dichter bij huis is de toepassing voor een actueel probleem te vinden: wat voor gevolgen voor de biodiversiteit heeft het versnipperen van natuurgebieden door landbouw, infrastructuur of bebouwing?

Noot voor redacties

reageer via disqus

Nieuwsbank op Twitter

Gratis persberichten ontvangen?

Registreer nu

Profiteer van het gratis Nieuwsbank persberichtenfilter

advertentie