Hoe mossels het doen in bed. Mozaïeken in mosselbedden onderbouwen theorie voor zelforganisatie

21 december 2010

(Persbericht NIOO-KNAW) Wanneer mossels zich vestigen op getijdenplaten, doen ze dat niet lukraak. Een mosselbed heeft in de natuur vaak een duidelijke ruimtelijke verdeling, waarbij de mossels zich in een netvormig patroon hebben gerangschikt. Hoe de mossels zich rangschikken en wat de zin daarvan is, was tot nu toe een raadsel.

Onderzoek van het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW) en de Universiteiten van Utrecht, Bangor en Toulouse heeft nu aangetoond hoe de zelforganisatie bij mossels werkt. De resultaten van dit onderzoek worden op 31 oktober gepubliceerd in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Science.

Uit laboratoriumexperimenten op het NIOO-KNAW blijkt dat het gedrag van mossels gestuurd wordt door twee eenvoudige regels: mossels worden rustig als ze een aantal soortgenoten dichtbij zich voelen, wat clustering in de hand werkt. Ze gaan echter weer aan de wandel als de clusters te groot worden, omdat er dan een tekort komt aan algen - het voedsel van de mossels. Deze eenvoudige regels zijn voldoende om de mooie regelmatige patronen te verklaren waarin mossels in de natuur vaak worden gevonden. Bovendien blijkt uit het onderzoek dat de mossels hiermee zowel hun voeding als hun overlevingskansen kunnen vergroten, iets wat niet mogelijk is in een mosselbed zonder patronen. De zelforganisatie van mossels heeft dus grote gevolgen voor het functioneren van het ecosysteem.

Het bewijs dat de zelforganisatie in mosselbedden is terug te voeren op heel eenvoudige regels in het gedrag van de mossels, is niet alleen leuk om te weten, maar ook van aanzienlijk wetenschappelijk belang. Wiskundige ecologen hebben in de afgelopen jaren gewezen op de mogelijkheid dat complexe ruimtelijke patronen in ecosystemen kunnen ontstaan door eenvoudige interacties tussen organismen. Hoewel deze theorie het denken over ecosystemen drastisch veranderde, was nog nooit duidelijk aangetoond dat het in de natuur echt zo werkt. Het onderzoek van een internationale groep onder leiding van de NIOO-onderzoeker Dr. Johan van de Koppel heeft deze lacune nu dus ingevuld.

'Leuk is dat de voorspellingen van de theorie van zelforganisatie nu gedemonstreerd kunnen worden in een eenvoudige bak (zout) water op de tafel van een biologieleraar van de middelbare school', zegt Johan van de Koppel. 'Tot nu toe was zelforganisatie het terrein van theoretici en computerfreaks die met raadselachtige wiskundige modellen fractalachtige patronen genereerden, maar die voor de typische veldecoloog een raadsel waren.' Johan van de Koppel en coauteur Max Rietkerk van de Universiteit Utrecht benadrukken dat veldecologen, maar ook beleidsmakers en beheerders van ecosystemen nu niet meer om ruimtelijke zelforganisatie heen kunnen. 'Het bestaat echt, en we dienen rekening te houden met de ontwikkeling van ruimtelijke patronen als we ecosystemen goed willen laten functioneren'.

Prof. Peter Herman, hoofd van de NIOO-onderzoeksgroep Ruimtelijke Ecologie in Yerseke en lid van de Waddenacademie, vult aan: 'Deze studie toont aan dat fundamenteel onderzoek naar de basismechanismen in de natuur heel belangrijk is, ook als het gaat om praktische en politiek gevoelige problemen als mosselbedden in de Waddenzee. Onze studie zorgt voor een frisse kijk op hoe een mosselbed werkt. Dat komt waarschijnlijk ook van pas als we willen begrijpen waarom mosselbedden verdwijnen of terugkomen.'

Het NIOO is het onderzoeksinstituut voor ecologie van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW). Het bestaat uit drie centra: voor ecologie van kust en zee, van het zoete water en van het land. Het Centrum voor Estuariene en Mariene Ecologie in Yerseke bestudeert het leven in de zee en in estuaria. Dit centrum is voortgekomen uit het Delta Instituut voor Hydrobiologisch Onderzoek, dat in 1957 werd gesticht om de ecologische effecten van het Delta Plan te onderzoeken.

Meer informatie

  • dr. Johan van de Koppel, NIOO-Centrum voor Estuariene en Mariene Ecologie te Yerseke, tel.0113 577455 / 06 15402485
  •  wetenschapsvoorlichter drs. Frits Vaandrager, NIOO-KNAW, tel. 06 30221787 / 0294-239303

Artikel: Experimental evidence for spatial self-organization and its emergent effects in mussel beds. Van de Koppel, J., Gascoigne, J.C., Theraulaz, G., Rietkerk, M., Mooij W.M., & Herman, P.M.J. in Science, 31 October 2008, Vol. 322, Issue 5902.

mosselmozaïek op een getijdeplaat