leeservaringen

Dankzij de microben en hun betekenis voor plant, dier en mens.
Marc-André Selosse

 

En de aarde nu was woest en ledig

lezen we in het boek Genesis. Deze zin resonneert vaak als ik het boek Dankzij de microben lees. Eerst kwam er leven in de zee, (of misschien was dat er al vanaf de eerste druppel). Toen sleurde de zon het leven aan land in de vorm van planten (de eersten wortelloos). Later ontstonden wij, landdieren. 
En, mochten wij denken dat dit allemaal zo in de evolutie van vorm tot vorm is ontstaan: vissen, vinnen worden poten, poten worden vleugels, varens worden bomen enzovoort enzovoort: nee dus. 
Wie dit boek uit heeft, beseft hoezeer wij gefixeerd zijn op de uiterlijke vorm: een boom is een kruin, een stam en wortels. Een dier is een lijf en een kop en vier poten. Nee dus.
Ons menselijke brein heeft alle leven 'ver-engd' tot zielloze vorm. (als ik even in het algemeen mag spreken). Tot materie. Tot 'de vorm is belangrijk'. Tot: 'zo ziet het er uit'.
Als je Dankzij de microben uit hebt, besef je dat het andersom is. Een boom wordt hooguit overeind gehouden door cellulose als schors. Daarbinnen en daar omheen en daar onder de grond is de echte boom: een en al microben. Juist wezens als een boom, die afhankelijk zijn van de lucht om hen heen en van de aarde waarin ze staan, herbergen een wereld aan microben, die de nadelen van de plaatsgebondenheid en luchtgebondenheid geheel teniet doen zogezegd.
Een dier houdt haar/zijn vorm dankzij de eiwitten die spieren en pezen vormen, maar daar in en daar omheen en daar tussen zijn zij/wij 'een zee van microben' of 'een zee van interacties'.
Stap voor stap legt Marc-André Selosse ons dit zeer helder en met veel voorbeelden uit. 

 

Microbe

Deze term werd in 1878 geïntroduceerd door C.E. Sédillot. Micro is klein. Bios is leven. 
Twee jaar daarvoor was de term micro-organisme bedacht door H. de Parville. 
Beide woorden kregen een nare bijklank omdat ze werden geassicieerd met schimmels die aardappelziekte veroorzaakten, met bacteriën die miltvuur en tuberculose veroorzaakten. 
De schrijver van dit boek kiest voor het woord microbe. Klein leven. Het hele boek gaat aantonen, dat microben de sterren van het leven zijn ipv de ellendelingen. Dus zie het woord microbe als precies wat het is: klein leven. Zelf ken ik het woord 'Kleinlebewesen' uit het Duitse standaardwerk Brot und Brotgetreide (1923), van Neumann. Hij beschreef deze kleinlebewesen heel positief als zijnde de fermenteerders van een brooddeeg.  

 

Neem lichtgevende bacteriën

in het water, die in de klieren van dwerginktvis zitten, daar voedsel vinden en de gastheer 's nachts van licht voorzien. 's Morgens stoot de dwerginktvis deze bacteriën af - zodat hij/zij ook geen voedsel hoeft te verschaffen aan hen - en 's nachts komen de Aliivibrio fischeri weer met grote aantallen in de klieren van de dwerginktvis zitten. Tot wederzijds nut.
Neem korstmossen. Je komt ze overal tegen, op de dakpannen, bomen, hekjes, rotsen.  Zijn het algen? Mossen? Planten? Als je een korstmos doorsnijdt, zie je vier lagen: dichte bovenlaag, laagje eencellige groene algen, lossere laag schimmeldraden en dan de onderste dichte laag, die ook zorgt voor hechting. Korstmossen zijn in de loop van het leven ontstaan door symbiose tussen algen en schimmels. Tezamen vormen ze een soort 'blad', die eveneens twee beschermende lagen bevat en daartussenin fotosynthesecellen (naar het licht gericht en zorgend voor omzetting van licht en CO2 in glucose) en een laag met een open celstruktuur waar gassen naar binnen kunnen. 
Neem de stikstofknolletjes bij vlinderbloemigen. Zij krijgen voedsel - suikers - via de wortels van de plant en zij maken in de wortelknolletjes aminozuren uit stikstofgas (78% van onze atmosfeer). In de knolletjes zit een rode kern vol rhizobacteriën, omhuld door een membraam. Deze stikstofbinding - lees het boek op blz 74 en 75 voor het exacte mechanisme - is een eigenschap van planten die ontstaat wanneer plant en bacterie elkaar vinden in de symbiose. 

 

Uitgebreid fenotype of holobiont. 

Uitgebreid fenotype, zo noemde Richard Dawkins het fenotype, uitgebreid met microben. Dit begrip maakt duidelijk dat organismen in staat zijn om allerlei elementen uit hun omgeving te gebruiken en op te nemen.
En zo werd in de jaren 70 het begrip holobiont bedacht om de biologische eenheid van gastheer (plant of dier) en al zijn/haar microben aan te duiden.
Een organisme blijkt geen op zichzelf staande eenheid te zijn, zo blijkt. 

 

In hoofdstuk 4 lezen we dat een koe niet leeft van gras, maar van de bijprodukten

van de microben die op het gras leven. Fantastisch. Totale omkering van wat ik als boerendochter altijd dacht: een koe eet gras en levert melk. Nee. Deze blog op de site van de uitgever was voor mij aanleiding om dit boek aan te schaffen: Het nuttige werk van herkauwen. En nog veel meer in dit hoofdstuk over vertering, poep en over hoe 'plantenetende gewervelde dieren' (waaronder de mens) niks anders zijn dan een symbiose is tussen dier en microbe. 

 

Je hebt eukaryoten en je hebt bacteriën (en archaea)

Eukaryoten - waartoe de eencellige schimmels behoren - hebben cellen met een kern. Bacteriën hebben geen celkern. Het zijn eencelligen waarvan het DNA zich ergens in de cel bevindt. Archae hebben evenmin een celkern, maar qua genen en stofwisseling lijken ze weer meer op eukaryoten. 

 

Planten ontstaan

uit voorouders: groene algen. Zij leefden in water dat zoet moet zijn geweest en waarin ze CO2, licht en mineralen vonden. Echter, ze konden niet 'aan land' - hier zijn we weer bij de woeste ledige aarde - gaan, omdat ze zelf geen mineralen uit gesteente konden halen. Toch zijn ze 470 miljoen jaar geleden uit het water gekomen. De oertijdplanten hebben kruipende of rechtopstaande stengels, maar geen van allen hebben ze bladeren of wortels. Uit onderzoek is nu gebleken dat in die stengels schimmeldraden zaten en dat deze schimmeldraden voedingsstoffen uit de stenige grond haalden voor de plant (en in ruil glucose kregen van de plant). Pas later kregen planten ook wortels. Zo hadden ze nog meer toegang tot schimmels. Je zou kunnen zeggen: ze lieten hun wortels terechtkomen in een 'kous' van schimmels. 
Uit een innig samengaan van bodemschimmels en plantenwortels (mycorrhiza) hebben plantengemeenschappen zich aan kunnen passen aan grondsoorten en klimaten en de hele aarde bevolkt.
Dat landplanten zelf voedingsstoffen kunnen maken en zichzelf van energie kunnen voorzien, danken ze aan de chloroplasten ('opgenomen' blauwalgen oftewel cyanobacteriën) en aan de mitochondriën ('opgenomen' proteobacteriën). Oftewel: het innig samengaan van microben en plantencellen heeft gezorgd voor onze groene aarde, voor zuurstof en voor voedsel voor zichzelf en voor ons, dieren. 

 

Landdieren ontstaan

pas als planten als bijprodukt van de fotosynthese O2 produceren. Pas toen werd het voor de zeedieren gemakkelijk om aan land te komen zogezegd, zo'n 370 miljoen jaar geleden. Veel voedsel daar buiten de zee en.. plenty zuurstof voor hun energieverbruik. 

 

Planten zijn autonoom, 

wij - dieren - niet. Wij zijn altijd afhankelijk van planten voor de glucose. Die kunnen wij zelf niet maken. Gelukkig hebben we handen en voeten gekregen om ons naar de planten te verplaatsen. 

 

Insecten

hebben ook alles met microben te maken. Zij huisvesten en voeden hen. Andersom helpen de microben als bouwers, verdedigers, aanvallers. Ze kunnen zelfs worden veranderd en verankerd in het insect, als nieuw lichaamsdeel, lees hoofdstuk 6.

 

De menselijke microbiotica

krijg je als kind mee tijdens de geboorte (microben die in het geboortekanaal zitten), door de aanraking, door de borstvoeding en vervolgens door - liefst redelijk vuil en met veel huisdieren - het leven te leven. Was je niet teveel. Eet veel vezelrijke voeding zodat je darmmicroben wat te doen hebben (het boek zegt: het grootste deel van onze microbiotica bevindt zich in de darmen; IN FEITE ZIJN MENSEN ALLEEN MAAR HET OMHULSEL ERVAN). Wij allen huisvesten, voeden en verwarmen 1 - 1,5 kilo bacteriën en gisten. (gisten behoren tot de familie van schimmels). Onze ontlasting bestaat voor 60% uit microben (zo'n 100 miljard bacteriën per gram). De meeste microben zijn maar tijdelijk in ons lichaam en worden dus weer uitgescheiden. Sommige anderen ontstaan door celdeling en blijven in de darm aanwezig. Dat zijn dus voor ons vaste symbionten (partner in symbiose). 
Hoofdstuk 8 gaat helemaal over het actuele onderwerp microbiotica. Prettig aan dit boek is, dat Selosse regelmatig schrijft 'dat we er nog maar weinig van weten.' 

 

Het fascinerende aan dit boek is

dat uit onderzoek steeds meer duidelijk wordt dat elk leven in elkaar grijpt, bestaat dankzij, verbonden is met. Feitelijk wat je als oermens wellicht vermoedde of wat je als kind of als natuurmens besefte WORDT KLIP EN KLAAR door de mogelijkheden van verfijnd onderzoek van deze tijd. Om het iets minder antropocentrisch te zeggen: elk leven weet hoezeer het verbonden is met ander leven. 

 

Via (cyano)bacteriën naar groene planten 

Planten zijn groen omdat ze alleen de groene golflengten weerkaatsen en alle andere golflengten absorberen. De stof die hiervoor verantwoordelijk is, is het bladgroen of chlorofyl. In het water is dit aanwezig in algen. Met behulp van energie uit het zonlicht - dat de bladgroenkorrels of soms andere pigmenten opvangen - zetten enzymen CO2 om in suikers. Die suikers dienen als voeding voor de cel en - via de sapstroom - voor alle andere plantencellen die zelf geen licht kunnen opvangen (omdat ze in de stengel of ondergronds zitten).
Hoe zijn deze planten ontstaan? In hoofdstuk 9 legt Selosse uit hoe planten bacteriën en hun 'ademhalings'capaciteiten - middels mitochondriën - ingelijfd hebben in hun DNA en hierdoor fotosynthese zijn kunnen gaan uitvoeren. Het zit veel ingewikkelder; feitelijk was de eerste zuurstof als bijproduct van de cyanobacteriën een giftig gas; wellicht dienden de mitochondriën aanvankelijk ertoe om de zuurstof te ontgiften in de voorouders van de eukaryoten en zijn ze daarna andere functies gaan vervullen. Hoe dan ook, alle eukaryoten stammen af van mitochondriale symbiose. 

 

Symbiose kan blijvend bestaan in volgende generaties,

via overerving of via het 'elkaar terugvinden'. Fantastisch hoofdstuk 10, dat - overdrachtelijk - gaat over 'gaan voor zeker' of 'loslaten' en 'hervinden, hopelijk'. Biologische interacties zijn de aanjagers van de evolutie. Afval. Schaarste als aanjager van symbiose. Planten in arme grond werken samen met schimmels om mineralen en water te verkrijgen (en suikers af te geven), maar planten in kunstmestrijke grond hebben geen noodzaak tot 'dieper zoeken'. Enzovoort enzovoort. 

 

Hoofdstuk 11 gaat over nuttige ziekten waarbij de vijanden van je vijanden soms je vrienden kunnen worden. 

Hoofdstuk 12 gaat over microben in wijn, bier en kaas (en in mijn gedachten ook in brood).

Conclusie: microben zijn klein, vaak niet meer dan 1 duizendste millimeter groot. Microben zijn enorm in aantal. Men schat dat er 10 miljoen keer meer bacteriën op aarde zijn dan sterren aan de hemel. Microben zijn van een enorme diversiteit. Deze diversiteit danken ze aan hun evolutionaire leeftijd. Bacteriën bestaan bijvoorbeeld al langer dan eukaryoten (planten, schimmels en dieren) - al was het maar omdat er een mitochodrium (dus een bacterie) nodig is om een eukaryoot te maken. Met een gemeenschappelijke voorouder die twee tot drie keer zo oud is als die van de eukaryoten, hebben de bacteriën meer tijd gehad om alle biologische mogelijkheden te verkennen en veel meer nakomelingen te produceren. Denk bijvoorbeeld aan het metabolisme waarbij energie wordt gmaakt voor eukaryote cellen: ademhaling is uitgevonden door bacteriën, net als fotosynthese......
Wij - planten en dieren - verschenen een miljard jaar later ten tonele dan de eukaryote microben zoals eencellige algen. Schimmels zijn weliswaar later dan eukaryote microben ontstaan, maar dankzij hun mycelium hebben ze een ander evolutiespoor kunnen volgen dan planten en dieren en hebben ze nuttige eigenschappen ontwikkeld, bijvoorbeeld om in arme grond te leven. 
Wij - planten en dieren - konden symbionten opnemen tot wederzijds nut en hiermee het hele 'ontwikkelingstraject' van deze symbont overslaan. Zo konden we nieuwe eigenschappen verwerven en zo kon er soms een  'sprong' in de evolutie ontstaan: een grote en onmiddellijke verandering.

 

Zijn organismen wel organismen?

Is een organisme nog wel autonoom,  als we al het voorgaande gelezen hebben? Nee. Dat dachten we tot voor kort misschien, maar dat kunnen we met de kennis van nu niet meer denken. 
Selosse heeft twee mogelijke definities van de wereld.

De wereld is een zee van microben. 

De wereld is een zee van interacties. 

 

Prachtig boek van uitgeverij Vonk. Bestel het aldaar of bij jouw plaatselijke boekhandel.