Worm en evolutie

Charles Darwin kennen we als de grondlegger van de evolutietheorie. Minder bekend is dat hij 125 jaar geleden als eerste wees op het belang van gravende regenwormen. Zelf vond Darwin het een leuk, maar niet zo belangrijk onderwerp. Onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW) bewijzen het tegendeel. Gravende organismen zijn niet alleen echte 'ecosysteem-ingenieurs', het graven op zich heeft ook een cruciale rol gespeeld in de evolutie van de moderne diervormen. In het decembernummer van het wetenschappelijke tijdschrift TREE stellen ze: 'Darwin zou verbaasd zijn!'

In zijn 'onbelangrijke' laatste boek The formation of vegetable mould, through the action of worms, with observations on their habits uit 1881 beschrijft Charles Darwin de rol van regenwormen in bodemvorming en erosie, en hun impact op het landschap. Het boek is grotendeels gebaseerd op experimenten in Darwins eigen tuin, die hij uitvoerde met hulp van familieleden. Biogeoloog Filip Meysman van het NIOO: 'Darwins boek leerde het brede publiek het belang van bodemorganismen inzien. Voordien werden regenwormen & co vooral als te verdelgen ongedierte gezien. Tegenwoordig noemen we de invloed van gravende dieren en wortelende planten op de bodem 'bioturbatie'. Wat we nu weten over de invloed van bioturbatie op biodiversiteit en evolutie, zou Darwin waarschijnlijk van zijn stoel doen tuimelen.' Samen met zijn collega's Jack Middelburg en Carlo Heip laat Meysman zien waarom.

Niet alleen Darwins achtertuin, maar vrijwel het gehele aardoppervlak wordt omgewoeld - ook de zeebodem. Meysman: 'Gravende bodemdieren laten een belangrijk ecologisch principe zien, dat van "ecosysteem-ingenieurs". Net als bevers zetten mollen, zeekomkommers, wadpieren en regenwormen de omgeving sterk naar hun hand. Hun graafactiviteit bepaalt hoe die omgeving eruit ziet en welke andere organismen er kunnen leven.'
Voor het huidige biodiversiteitsonderzoek zijn de gravers dus erg belangrijk: als de ecosysteem-ingenieur wegvalt, bijvoorbeeld door klimaatsverandering, heeft dat verstrekkende gevolgen voor het hele ecosysteem. Het ingenieurseffect beperkt zich niet alleen tot de bodem. Die bodem vormt ook een bewaarplaats van plantenzaden en 'ruststadia' van algen en kleine diertjes uit het plankton. Door blootleggen of onderspitten hiervan bepaalt bioturbatie mede de samenstelling van de vegetatie bovengronds en speelt het een rol bij de bloei van plaagalgen.

Het gravend grut blijkt ook een onverwachte link te hebben met Darwins bekendste werk: On the Origin of Species, het begin van de evolutietheorie. Het evolutionaire belang van graven duikt ruim 540 miljoen jaar geleden op tijdens de zogenaamde Cambrische explosie. Toen zijn op de oceaanbodem in korte tijd veel nieuwe diersoorten ontstaan, waaronder ook die met de moderne 'bouwplannen'. De eerste meercellige dieren waren eigenlijk maar doetjes, die algen filterden uit het water of graasden op de microbiële matten die tot dan toe de oceaanbodem bedekten. Maar vrij snel bleek dat je ook elkaar kunt opeten. De eerste roofdieren evolueerden, en die zetten een ware wapenwedloop in gang. De prooien begonnen zich te beschermen met harnassen en stekels, en verstopten zich in de bodem. De rovers daarentegen ontwikkelden aanvalswapens en achtervolgden hun prooi in de bodem. Meysman concludeert: 'De ocaanbodem veranderde toen drastisch: het was een echte "graafrevolutie". De stabiele microbiële matten van het Precambrium verdwenen en daarvoor in de plaats kwam de omgewoelde oceaanbodem die we ook nu nog kennen. De bodembewoners van de oceaan moesten zich aanpassen aan deze nieuwe leefwereld. Bioturbatie was dus een drijvende kracht voor snelle evolutie, en zo komen Darwins beide boeken bij elkaar.'

(Persbericht NIOO-KNAW)