Wij mensen hebben de neiging aan te nemen dat wij de Aarde beheersen. Met onze geavanceerde gereedschapsbouw, taal, probleemoplossing en sociale vaardigheden, en onze status van toproofdier, zien wij onszelf graag als de dominante levensvorm op aarde.
Maar zijn wij dat ook?
Er zijn organismen die aanzienlijk talrijker zijn, een groter deel van het aardoppervlak bedekken en een groter deel van de levende biomassa uitmaken dan wij. Wij hebben zeker een grote invloed op de meeste delen van de wereld en op de andere bewoners.
Maar zijn er ook andere levende wezens die stilletjes een grotere, belangrijkere invloed hebben? Wie of wat heeft het echt voor het zeggen?
Als wereldheerschappij een spel van getallen is, zijn er maar weinig te vergelijken met de piepkleine zespotige garnaalachtige springstaartjes, of Collembola. Variërend van 0,25-10 mm in lengte, zijn er typisch ongeveer 10.000 per vierkante meter grond, op sommige plaatsen oplopend tot 200.000 per vierkante meter. De 6.000 bekende soorten van deze vleugelloze geleedpotigen zijn te vinden in allerlei habitats over de hele wereld, van stranden en kliffen tot Antarctica en de hoogste bergketens op aarde.
“Op asfalt moet je misschien een paar centimeter naar beneden, maar overal waar je gaat op een landoppervlak zou ik er geld op zetten dat er springstaarten net onder je voeten zitten,” zegt Dr Peter Shaw, een zoöloog aan de Universiteit van Roehampton, UK, en de UK Recorder voor Collembola.
Mieren beheersen elke millimeter van het aardoppervlak
Veerstaarten worden zo genoemd omdat zij die op oppervlakken leven een verend orgaan hebben, een furca genaamd, aan de onderkant van hun abdominium. Door dit orgaan te bewegen kunnen ze tot 10 cm ver springen om aan roofdieren te ontsnappen. Hoewel ze dezelfde naam dragen, hebben bodembewonende springstaarten geen furca. Kenmerkend voor de groep is dat ze allemaal een buis op hun buik hebben waarmee ze water opzuigen en waaruit een kleverige substantie kan komen om ze te helpen zich aan oppervlakken te hechten.
Naast schimmels, versnellen springstaarten de recycling van dode planten tot herbruikbare voedingsstoffen. Hun belang in dit proces varieert sterk, afhankelijk van de habitat en het al dan niet aanwezig zijn van andere afbrekers, zoals regenwormen. Maar volgens sommige schattingen zijn ze op sommige plaatsen verantwoordelijk voor wel 20% van de afbraak van afvalval.
Springstaarten werden vroeger beschreven als de meest overvloedige insecten op aarde. DNA-analyses van zo’n 15 jaar geleden hebben echter uitgewezen dat ze eigenlijk verwant zijn aan insecten.
Mieren doen het ook goed in het getallenspel, met schattingen van hun wereldbevolking die variëren van 10.000 triljoen tot een quadriljoen (een miljoen triljoen). Hoewel het tellen van mieren moeilijk is en deze schattingen er met een paar nullen naast kunnen zitten, kunnen we veilig stellen dat mieren de talrijkste insecten ter wereld zijn.
Ondanks het feit dat ze in de minderheid zijn bij springstaarten, hebben ze veel grotere en meer gevarieerde krachten om de omgeving waarin ze leven te beïnvloeden.
“Mieren controleren elke millimeter van het aardoppervlak waar ze ook leven, en dat is op de meeste plaatsen,” zegt Mark Moffett, een entomoloog aan het Smithsonian Institute in Washington DC, VS, die in 2011 een boek publiceerde met de titel Adventures Among Ants. “Deze territoria worden in feite gemicromanaged door mieren, die dingen veranderen of verwijderen, zelfs op microbieel niveau, in hun voordeel.”
De biomassa van planten op het land wordt geschat op ongeveer 1000 keer die van dieren
Mieren oefenen hun controle uit op allerlei ingenieuze manieren, van het verplaatsen van meer aarde dan regenwormen, het opruimen van hun doden om de verspreiding van ziekten tegen te gaan en het voeren van oorlog. Bladstekermieren kweken schimmels als voedselbron en gebruiken een aan penicilline verwant bacterieel bestrijdingsmiddel om de productiviteit van hun boerderijen te verbeteren, terwijl herdermieren kuddes bladluizen houden om ze te melken voor een suikerhoudende stof die honingdauw wordt genoemd.
Van de ongeveer 14.000 bekende mierensoorten zijn de meest dominante, agressieve die soorten die zo goed zijn aangepast dat ze zich vrij over de wereld kunnen bewegen en reusachtige kolonies van miljarden individuen kunnen vormen, waardoor ze veel grotere vijanden kunnen aanpakken en verslaan.
Kevers zijn de meest dominante, soortenrijke groep organismen
Een van deze soorten, de Argentijnse mier, heeft zich vanuit zijn Zuid-Amerikaanse oorsprong over elk continent verspreid, behalve Antarctica. Ze kunnen bijzonder snel groeien omdat koninginnen vruchtbare prinsessen tolereren als extra fokkers. Ze maken gebruik van brute getalskrachten, meedogenloosheid en geavanceerde oorlogsstrategieën om rivalen, andere diersoorten en inheemse planten te overrompelen, en hebben superkolonies gesticht die zich tot 6.000 km uitstrekken langs de kusten van de Middellandse Zee, Californië in de VS, en het westen van Japan.
Maar misschien domineren een paar grote dingen een heleboel kleine dingen op minder voor de hand liggende, maar meer fundamentele manieren.
Bacteriën daargelaten, wordt de biomassa van planten op het land geschat op ongeveer 1000 maal die van dieren. En hoewel andere levensvormen individueel misschien talrijker, duidelijker of diverser zijn, zou de overgrote meerderheid niet kunnen bestaan zonder de zuurstof die planten via fotosynthese leveren.
Angiospermen, of bloeiende planten, vormen ongeveer 90% van alle plantensoorten. Zij bedekken een groot deel van het land op aarde, nemen veel meer biomassa voor hun rekening dan landdieren en vormen het structurele canvas van verreweg de meeste landecosystemen.
“Hoe anders een woestijn is gestructureerd dan een tropisch regenwoud of je plaatselijke park, komt door de manier waarop bloeiende planten die specifieke ruimten indelen,” zegt Sandy Knapp, hoofd Planten van het Natural History Museum in Londen, Verenigd Koninkrijk. “Ze bieden insecten een plek om naar toe te gaan en de ruimte waarin andere dingen zich ontwikkelen en veranderen.”
Misschien is wereldheerschappij dan weer meer een kwestie van diversiteit en specialisatie.
Wetenschappers hebben tot nu toe zo’n 400.000 keversoorten op naam gebracht, wat betekent dat ze tussen één op de vijf en één op de drie van alle beschreven levensvormen uitmaken, afhankelijk van welke van de verschillende cijfers voor het totale aantal soorten je gelooft. Ze zijn succesvol geworden door te evolueren naar zeer specifieke rollen, zoals het bestuiven van bepaalde bomen of het zich voeden met de mest van specifieke dieren.
Wolbachia zijn zeer wijdverspreid en sluw
“Kevers zijn de meest dominante, soortenrijke groep organismen in terrestrische ecosystemen,” zegt Max Barclay, collectiemanager kevers bij het Natural History Museum in Londen. “Ze hebben de wereld in zeer kleine stukjes verdeeld om zich te specialiseren in hun verschillende taken, waarbij ze erin slagen naast elkaar te bestaan zonder met elkaar te concurreren.”
Het is niet alleen hun aanpassingsvermogen en diversiteit dat kevers op de shortlist krijgt. Ze spelen ook een centrale rol in de meeste ecosystemen, omdat ze voedingsstoffen vrijmaken die weer beschikbaar komen voor andere levensvormen, bijvoorbeeld door hout en mest af te breken. Als insecten – waarvan 40% van de soorten kevers zijn – er niet zouden zijn, zouden de meeste planten bijvoorbeeld niet bestoven worden en dus geen zuurstof produceren.
Weevils zijn een bijzonder goed voorbeeld van het belang, en sommigen zouden zeggen de dominantie, van kevers.
Met hun mond aan de uiteinden van lange snuiten kunnen ze gaten in planten boren, waarin ze hun eieren afzetten via een speciale legboor, of eierlegbuis. Dit beschermt hun larven en geeft ze een aparte voedselbron van de volwassenen, zodat ze niet met elkaar concurreren. Ze zijn nauw verbonden met specifieke planten, waardoor ze een bijzonder belangrijke rol spelen in ecosystemen. Met zo’n 60.000 soorten in een aantal families, zijn ze ook zeer divers en gespecialiseerd, zelfs voor een keverfamilie.
Tot zover dus mensgericht. Als hij vandaag zou leven en dit artikel zou lezen, zou de Amerikaanse wetenschapper en populair-wetenschappelijk auteur Stephen Jay Gould waarschijnlijk protesteren dat we tot nu toe een levensvorm hebben gemist die zich nog beter heeft kunnen aanpassen, onverwoestbaar is en verbazingwekkend divers.
We leven, schreef Gould, in het tijdperk van de bacteriën.
Wolbachia zijn een bijzonder goed voorbeeld van de onder-de-radar-dominantie van bacteriën. Ze zijn zeer wijdverspreid en sluw en leven in de cellen van ongeveer tweederde van de insecten en andere geleedpotigen, zoals spinnen en mijten. Ze kunnen van de ene soort op de andere overgaan.
Hoewel hun voornaamste methode van overdracht via de eitjes van gastvrouwtjes is.
Niets concurreert met hen als het gaat om hun dominantie
En ze oefenen hun dominantie uit door te knoeien met de voortplanting van bijna elk dier dat ze infecteren, waardoor sommige soorten van geslacht veranderen, mannetjes worden gedood, en hun sperma wordt veranderd. Door dit te doen, hebben ze op hun beurt de overleving en evolutie van duizenden andere soorten beïnvloed.
Doorgaans parasitair, heeft hun buitengewone scala aan manieren om hun gastheren te manipuleren, meestal om vrouwtjes te bevoordelen boven mannetjes in hun voordeel, ertoe geleid dat sommige wetenschappers ze het “Herodus-insect” hebben genoemd, naar de bijbelse koning met het bloed van duizenden mannelijke kinderen aan zijn handen.
Om te beginnen kunnen sommige Wolbachia veranderingen teweegbrengen waardoor mannelijke vlinders, pissebedden en schaaldieren in wijfjes veranderen, waardoor de kans dat ze worden doorgegeven wordt verdubbeld. Om dezelfde reden kunnen ze ook chromosoomveranderingen teweegbrengen waardoor vrouwtjes van sommige bijen, wespen en mieren klonen van zichzelf kunnen maken en zich kunnen voortplanten zonder dat er mannetjes nodig zijn, en zonder bevruchting door sperma.
Dan zijn er nog hun mannelijke dodende capaciteiten. Uit onderzoek van Greg Hurst, hoogleraar evolutionaire biologie aan de universiteit van Liverpool (VK), is gebleken dat Wolbachia de dood van sommige mannelijke lieveheersbeestjes- en vlinderembryo’s kan veroorzaken bij soorten waarbij er een sterke competitie is tussen jonge broers en zussen om hulpbronnen. De vrouwtjes worden sterker en door hun dode broertjes op te eten zijn zij beter in staat om de bacterie te helpen verspreiden.
Wolbachia heeft nog een andere sluwe eigenschap – het kan het sperma van besmette mannetjes veranderen. Dit betekent bijvoorbeeld dat een besmette mannetjesmug alleen levensvatbare nakomelingen kan krijgen als hij paart met een vrouwtje dat met dezelfde Wolbachia-stam is besmet.
Cyanobacteriën zijn de belangrijkste en succesvolste micro-organismen op aarde
Daar komt nog bij dat insecten en andere geleedpotigen genen van de bacterie kunnen oppikken, waardoor het proces van het ontstaan van nieuwe soorten mogelijk wordt versneld, via laterale genoverdracht.
“Wolbachia kunnen, door de manier waarop zij hun gastheren manipuleren en veranderen, aanjagers zijn van evolutionaire veranderingen in veel soorten,” zegt John Werren, hoogleraar biologie aan de Universiteit van Rochester, New York, VS.
Hun aanwezigheid in zoveel insecten en andere geleedpotigen, en hun vermogen om hun gastheren in hun voordeel te manipuleren, op een manier die duizenden nieuwe soorten kan hebben voortgebracht, maakt Wolbachia tot een belangrijke kandidaat voor ’s werelds meest dominante levensvorm.
“Ik ben er vrij gerust in te zeggen dat wat betreft intracellulaire bacteriën, en wat betreft bacteriën op het land, niets met hen concurreert als het gaat om hun dominantie,” voegt Werren toe.
Maar er is natuurlijk meer op aarde dan wat zich op het land afspeelt. En niet alles wat zuurstof maakt, is een plant.
Voordat cyanobacteriën zich meer dan 2,5 miljard jaar geleden als de eerste fotosynthetische organismen ontwikkelden, bevatte de atmosfeer heel weinig zuurstof. Deze overgang naar een zuurstofrijke atmosfeer legde de basis voor de biodiversiteit die we vandaag op aarde zien.
Als je naar boven en beneden kijkt naar de grootte van levende wezens, domineren microben hun schaal, mensen hun schaal, mieren domineren meestal de dingen daartussenin
Cyanobacteriën vormen beweeglijke slierten cellen die zich uit hun kolonies kunnen losmaken om nieuwe kolonies te vormen. Ze komen voor in bijna alle aquatische en terrestrische habitats, leven in korstmossen, planten en dieren, maar vormen ook reusachtige zichtbare blauw-groene bloei in de oceanen.
Naast het produceren van zuurstof, komt hun andere centrale rol voort uit hun vermogen om atmosferische stikstof om te zetten in organisch nitraat of ammoniak, dat planten uit de bodem moeten halen om te groeien.
Deze rol bij de stikstofbinding en de vroege fotosynthese, alsmede hun alomtegenwoordigheid in habitats, hebben wetenschappers als Ian Stewart van de Universiteit van Queensland, Australië, en Ian Falconer van de Universiteit van Adelaide, Australië, ertoe gebracht te stellen dat cyanobacteriën zoals trichodesmium de belangrijkste en succesvolste micro-organismen op aarde zijn.
Zelfs deze vluchtige blik op een handvol levensvormen uit verschillende hoeken van de levensboom laat zien dat het gemakkelijker is om te praten over organismen die dominanter zijn of een grotere invloed hebben op verschillende fysieke schalen.
“Als je de maten van levende wezens op en neer bekijkt, domineren microben op hun schaal, mensen domineren hun schaal, mieren hebben de neiging om dingen daartussenin te domineren,” zegt Moffett.
Naast het tellen van individuele aantallen, gewicht en oppervlaktebedekking, varieert de definitie van dominantie als impact op andere levensvormen en hun omgeving, afhankelijk van de prioriteiten van degenen die de termen definiëren. “Hoe goed een bepaalde maatstaf is, hangt af van de vraag die je stelt,” zegt Knapp.
Anderen kunnen er behoorlijk dominant uitzien als ze bijvoorbeeld net je gewassen hebben vernield of vernietigd, maar ze zouden niet ver komen zonder de zuurstof die planten leveren. Planten zouden het land niet hebben kunnen koloniseren zoals zo’n 470 miljoen jaar geleden, zonder de schimmels die hun fotosynthetische koolstofopname bevorderen en hun voortplanting vergemakkelijken.
Schimmels zouden hun centrale rol in de meeste ecosystemen van de wereld nooit hebben kunnen spelen zonder de vele en gevarieerde symbiotische relaties die ze vormen met dieren, planten en microben.
Enzovoort.
“Het is een beetje alsof je probeert uit te vinden of een beroemde voetballer of een basketballer dominanter is,” zegt Werren.
Hoewel pogingen om de status van top dog voor een enkele levensvorm op te eisen altijd zullen stranden op definitiekwesties, wat dergelijke discussies zeker benadrukken is de complexe onderlinge afhankelijkheid die bestaat tussen de miljoenen verschillende soorten leven op aarde.
“De vraag welke groep organismen het belangrijkst is, is een beetje te vergelijken met de vraag welke van de vier pijlers die een huis overeind houden het belangrijkst is,” voegt Knapp toe. “Als je er één weghaalt, valt het hele huis om.