Wat zestig jaar oude suikerzakjes kunnen vertellen over plantengedrag in een veranderende atmosfeer

We lopen het dendro-lab aan Wageningen University binnen, waar ze de groei van bomen onderzoeken. Het is alsof Sophie Zwartsenberg inschakelt. Want meteen begint ze vol enthousiasme en energie te vertellen.

„Dit is het handvat van de boor waarmee ik stukjes hout uit tropische bomen heb geboord”, zegt ze als ze een stuk blauw ijzer van een tafel pakt. Ze pakt een ander stuk, de holle boorstang, en schroeft dat haaks op het handvat. „Met de schroefdraad voorop draait hij zich in het hout.” Vervolgens schuift ze een derde stuk ijzer, de lepel, in de boorstang. „Die heeft tandjes voorop waarmee je het hout kunt vastklemmen en eruit kunt halen.” Als je de boor in een boom draait, maakt dat soms een hard piepend geluid, vertelt Zwartsenberg. „Toen ik voor m’n onderzoek in een tropisch bos in Australië was, schrokken toeristen van dat geluid. Ze dachten dat het van die enge kasuarissen waren, die een beetje op struisvogels lijken.”

Voor haar onderzoek, waarop ze later dit jaar hoopt te promoveren, bezocht Zwartsenberg tropische bossen in Bangladesh, Australië en Thailand. „Ik ben een fan geworden van tropisch bos, en van het warme, vochtige weer”, zegt ze. „Al die variaties in groen die je er ziet. Die rijke ondergroei, die indrukwekkende kronen. Er gebeuren zoveel dingen. En de bomen zijn allemaal zo anders. Het is een wereld op zich.” Dan verontschuldigt ze zich. „Praat ik te veel?”

De fotosynthese gaat harder draaien

Zwartsenberg heeft geprobeerd een belangrijke, nog onopgeloste vraag in de klimaatwetenschap te beantwoorden. Het gaat om de fertilisatietheorie. Die stelt dat de fotosynthese van planten harder gaat draaien als de concentratie CO2 in de lucht stijgt, zoals de afgelopen eeuw op aarde is gebeurd.

Fotosynthese is het proces waarbij planten, in combinatie met zonlicht en water, CO2 uit de lucht opnemen en daaruit suikers maken. Door die harder draaiende fotosynthese zouden planten, ook bomen, meer suikers maken en harder groeien. Ze zouden zo meer koolstof vastleggen, en daarmee een deel van het door de mens gecreëerde klimaatprobleem wegvangen. „Tropische bossen spelen in deze theorie een centrale rol”, zegt Zwartsenberg. Die groeien verhoudingsgewijs hard. Klimaatmodellen ondersteunen de fertilisatietheorie. „Maar in modellen zitten allerlei aannames”, zegt Zwartsenberg. „Of tropisch bos de afgelopen eeuw harder is gaan groeien, is in de praktijk nooit aangetoond.”

Zwartsenberg kon dat nu wel doen, omdat er een nieuwe techniek beschikbaar is. Daarmee zijn twee vormen suiker te onderscheiden. De ene vorm, zegt Zwartsenberg, wordt aangemaakt tijdens fotosynthese, de andere tijdens fotorespiratie, het proces waarbij een plant geen CO2 maar zuurstof bindt en daarbij energie verliest. De verhouding van de twee zegt iets over de efficiëntie waarmee fotosynthese plaatsvindt. Zweedse wetenschappers hebben die methode voor het eerst getest. „Ze vergeleken suikerzakjes van nu en van zestig jaar geleden, en stelden vast dat suikerbieten destijds een minder efficiënte fotosynthese hadden. Geniaal toch?”

In haar onderzoek richtte Zwartsenberg zich op Toona ciliata, een soort uit de mahoniefamilie. In de verschillende tropische bossen boorde ze stukken hout uit zo’n veertig exemplaren. In het lab in Wageningen liggen de langwerpige stukken uitgespreid in bakjes. Ze pakt er eentje en wijst. „Kijk hier en hier”, wijst ze naar donkere lijntjes. „Dat zijn de jaarringen.” Jaarringen markeren de stukken hout die een boom in een jaar aanmaakt. Door jaarringen van verschillende leeftijden te onderzoeken, kon Zwartsenberg de efficiëntie van de fotosynthese van Toona ciliata in de afgelopen eeuw onderzoeken. „Door de toegenomen concentratie CO2 in de lucht is de fysiologie inderdaad veranderd. De fotosynthese is efficiënter geworden. Dat is nu bewezen”, zegt Zwartsenberg. Maar ze is voorzichtig. „Voor deze soort.” De publicatie over het onderzoek is net verschenen in het blad New Phytologist.

Te snel geredeneerd

Is de fertilisatietheorie daarmee bewezen? Dat is volgens Zwartsenberg te snel geredeneerd. De fotosynthese is efficiënter geworden, maar zijn de bomen daarmee ook extra suikers gaan produceren en koolstof in hun stam gaan vastleggen? „De jaarringen zijn de afgelopen eeuw in ieder geval niet breder geworden”, zegt Zwartsenberg. Misschien maken de bomen extra blaadjes, suggereert ze. „Of misschien sturen de bomen de extra suikers naar de bodem om het daar te investeren in hun samenwerking met micro-organismen.” Die krijgen zo energie, maar bij hun afbraak van suikers produceren ze wel CO2. Kortom, de bomen zijn de afgelopen eeuw meer CO2 gaan opnemen, maar misschien komt het er via de bodem weer net zo hard uit. Onderzoek in gematigde bossen wijst in deze richting.

Zwartsenberg wist al van jongs af aan dat ze biologie wilde studeren, vertelt ze. „Als kind zag ik een documentaire over een canopy raft. Een zeppelin plaatste een soort raft, een groot net met opblaasrand, op een boomkroon en daar gingen ze dan beestjes verzamelen.” Ze heeft vroeger héél veel natuurdocumentaires gekeken. „En heel veel beestjes gevangen.”

Ze wil wel verder in het onderzoek, maar de concurrentie staat haar ook wel tegen. Haar andere passie is kunst. „Van kinds af aan teken en schilder ik veel.” En sinds kort maakt ze ook lino’s. Ze pakt haar mobiel en laat een foto zien van een felblauwe kikker met knaloranje ogen. „Het is een nieuwe soort uit Ecuador. De kleuren heb ik bedacht. Het is ingeschilderd met aquarel.”


Lees ook

Het rommelige proces van de fotosynthese

Het rommelige proces van de fotosynthese