Lessen van schimmels over markten en economie

Ongelijke toegang tot hulpbronnen is een van onze grootste uitdagingen. Het is echter niet alleen een probleem bij ons mensen. Mycorrhiza-schimmels die in planten- en boomwortels leven, handelen net als wij strategisch; ze stelen hulpbronnen en houden ze achter. Ze vertonen opmerkelijke parallellen met mensen in hun vermogen om opportunistisch (en soms meedogenloos) te zijn. Dit alles zonder de aanwezigheid van verstand. In een geestverruimende talk deelt evolutiebioloog Toby Kiers met ons wat schimmelnetwerken en relaties onthullen over menselijke economieën, en wat ze ons kunnen vertellen over ongelijkheid.

Ik sta hier voor je
als evolutie-bioloog,

professor in de evolutionaire biologie,

dat klinkt behoorlijk deftig,
al zeg ik het zelf.

Ik ga het over twee dingen hebben

waarover men het zelden tegelijk heeft

en dat zijn markteconomie en schimmels.

Of is het fun-gai, of,
zoals we in Europa zeggen, fun-ghie?

Men is het nog steeds niet eens
hoe je dat woord uitspreekt.

Ik wil dat je je
een markteconomie voorstelt

die 400 miljoen jaar oud is,

en zoveel voorkomt, dat hij in
bijna elk ecosysteem ter wereld zit,

zo groot dat het miljoenen handelaren
tegelijkertijd met elkaar kan verbinden,

een zo volhardend

dat het massale uitstervingen overleefde.

Het is er gewoon, nu, onder je voeten.

Je ziet het alleen niet.

En in tegenstelling tot
menselijke economieën

die op cognitie vertrouwen
om beslissingen te nemen.

Handelaren op deze markt
smeken, lenen, stelen, bedriegen,

en alles zonder na te denken.

Dus buiten ons zicht,

koloniseren schimmels met de naam
arbusculaire mycorrhiza plantenwortels.

De schimmel vormt dit
complexe netwerk onder de grond

met fijne draden die dunner zijn
dan katoenvezels.

Als je zo'n schimmeldraad volgt

dan verbindt die tegelijk
meerdere planten.

Denk daarbij aan een soort metrosysteem,

waar elke wortel een station is,

waar hulpbronnen
worden ingeladen en uitgeladen.

Het is ook erg compact,

ruwweg vele meters lang,
tot een kilometer,

in een enkele gram modder.

Dus net zo lang als 10 voetbalvelden

in slechts een vingerhoedje aarde.

En het is overal.

Als je dus langs een boom komt,
of een struik, een wijnstok of onkruid,

kom je langs een mycorrhizaal netwerk.

Grofweg 80 procent van alle plantensoorten

hebben te maken met
deze mycorrhiza-schimmels.

Wat heeft een wortel
die is bedekt met schimmels

te maken met onze wereldeconomie?

En waarom heb ik als evolutionair bioloog
de laatste 10 jaren van mijn leven besteed

aan het leren van economisch jargon?

Dan moet je eerst begrijpen

dat handelsdeals tussen planten
en schimmelpartners

verbazingwekkend veel lijken
op die van ons.

maar misschien zelfs wel strategischer.

Planten en schimmelpartners

verhandelen geen aandelen en obligaties.

Ze wisselen essentiële hulpbronnen uit,

en voor de schimmel
zijn dat suikers en vetten.

Het haalt alle koolstof
rechtstreeks van de partnerplant.

Zoveel koolstof, dat elk jaar
zo'n vijf miljard ton

van de planten naar dit
ondergrondse netwerk gaat.

De wortels hebben fosfor
en stikstof nodig,

dus door hun koolstof uit te wisselen

krijgen ze toegang tot de voedingsstoffen
die het schimmelnetwerk verzameld heeft.

Om dus handel te drijven

penetreert de schimmel
de wortelcel van zijn gastheer.

en vormt een ministructuur die
arbuscule heet,

dat Latijn is voor 'boompje'.

Je kan dat zien als een fysieke
effectenbeurs van de handelsmarkt.

Tot nu toe lijkt dat erg harmonieus.

Ik krab jou op je rug
en jij krabt op de mijne.

Beide partners krijgen wat ze willen.

Maar hier moeten we even stoppen

en de kracht van de evolutie
en natuurlijke selectie begrijpen.

Er is geen plaats voor
amateurhandelaren op deze markt.

Het toepassen van de
juiste handelsstrategie

bepaalt wie blijft leven en wie dood gaat.

Ik gebruik het woord strategie,

maar planten en schimmels
hebben natuurlijk geen hersens.

Ze doen die ruilhandel zonder iets
dat wij als gedachte beschouwen.

Maar wetenschappers zoals wij
gebruiken gedragstermen zoals strategie

om gedrag toe te beschrijven
aan bepaalde voorwaarden,

acties en reacties.

die feitelijk geprogrammeerd zijn
in het DNA van het organisme.

Ik begon die handelsstrategieën
te bestuderen toen ik 19 jaar was

en ik in het tropische regenwoud
van Panama woonde.

Iedereen was destijds geïnteresseerd in
die ongelooflijke diversiteit bovengronds.

Het was hyperdiversiteit,
dit zijn tropische regenwouden.

Maar ik was geïnteresseerd
in de ondergrondse diversiteit.

We wisten dat de netwerken bestonden
en dat ze belangrijk waren,

en dat zeg ik nogmaals,
want ik bedoel echt belangrijk,

dus de basis voor de
voeding van alle planten

voor alle diversiteit
die je bovengronds ziet.

Maar toentertijd wisten we niet
hoe deze netwerken werkten.

We wisten niet hoe ze functioneerden.

Waarom werkten alleen bepaalde planten
samen met bepaalde schimmels?

Dan door naar toen ik
mijn eigen groep opstartte

en we in het echt gingen spelen
met die handelsmarkt.

We gingen de voorwaarden manipuleren.

We kregen een goede handelspartner
door een plant in de zon op te kweken

en een slechte door hem
in de schaduw op te kweken.

We verbonden hem dan
met zo'n schimmelnetwerk.

We hebben uitgevonden
dat de schimmels steeds goed waren

in het onderscheiden van goede
en slechte handelspartners.

Ze wezen meer hulpbronnen toe aan
de waardplant door meer koolstof te geven.

Dan deden we het wederkerig experiment

waarbij we de waardplant enten
met goede en slechte schimmels,

en die waren ook goed in het onderscheiden
van deze handelspartners.

Je ziet daar de perfecte voorwaarden
voor het ontstaan van een markt.

Het is een simpele markt,

maar toch is het een markt

waar de betere handelspartner
continu de voorkeur krijgt.

Maar is het een eerlijke markt?

Je moet goed begrijpen dat,
net als bij mensen,

planten en schimmels
ongelooflijk opportunistisch zijn.

Er is bewezen dat een schimmel
die een plantencel penetreert,

de sapstroom met voedingsstoffen
van de plant kan kapen.

Dat doet hij door het vermogen
van de plant te onderdrukken

om voedingsstoffen
uit de grond op te nemen.

Dat zorgt ervoor dat de plant
afhankelijk is van de schimmel.

Het is een soort valse verslaving,

waarbij de plant de schimmel moet voeden

om zo bij de hulpstoffen
rond z'n eigen wortels te komen.

Het is ook bewezen
dat de schimmels goed zijn

in het opdrijven van de prijs
van de voedingsstoffen.

Ze doen dat door die voedingsstoffen
uit de grond te filteren,

maar in plaats van ze te gaan verhandelen,

slaan ze ze op in hun netwerk,

zodat ze onbeschikbaar worden voor
de plant en concurrerende schimmels.

Dus basiseconomie:

als de beschikbaarheid minder wordt,
gaat de waarde omhoog.

De plant moet meer betalen voor
dezelfde hoeveelheid hulpstoffen.

Het is echter niet allemaal
gunstig voor de schimmel.

Planten kunnen ook
heel erg doortrapt zijn.

Er zijn orchideeën,
en ik denk bij orchideeën altijd

aan de meest sluwe
van alle plantensoorten --

er zijn bepaalde orchideeën

die gewoon rechtstreeks
aftappen van het netwerk

en zo al hun koolstoffen stelen.

Deze orchideeën maken niet eens
groene bladeren voor fotosynthese.

Ze zijn gewoon wit.

Dus in plaats van fotosynthese

boren ze het netwerk aan,

stelen ze de koolstof

en geven er niets voor terug.

Ik denk dat we mogen zeggen
dat deze soorten parasieten

ook in onze mensenmarkten gedijen.

Dus toen we de strategieën
begonnen te ontcijferen,

was dat erg leerzaam.

De eerste les was dat er
in dit syteem geen altruïsme bestaat.

Er zijn geen handelsgunsten.

We zien geen sterke bewijzen

van schimmels die stervende
of kwakkelende planten helpen,

behalve als ze er
rechtstreeks baat bij hebben.

Ik zeg niet dat dat goed of slecht is.

Anders dan bij de mens, kan een schimmel
natuurlijk niet z'n moraliteit beoordelen.

En als bioloog pleit ik niet

voor deze meedogenloze
neoliberale marktdynamiek

die door schimmels worden bepaald.

Maar het handelssysteem

levert ons een ijkpunt

om te bestuderen hoe
een economie eruit ziet

als het wordt gevormd
door natuurlijke selectie

gedurende honderden miljoenen jaren

zonder de aanwezigheid van moraliteit,

terwijl strategieën juist gebaseerd zijn

op het verzamelen
en verwerken van informatie,

niet besmet door cognitie:

geen jaloezie, geen wrok,

maar evenmin hoop, of plezier.

We hebben vooruitgang geboekt

bij het ontcijferen van de meest basale
handelsprincipes op dit moment,

maar als wetenschapper
leg je de lat altijd hoger,

en ben je geïnteresseerd
in complexere economische dilemma's.

Vooral in de effecten van ongelijkheid.

Ongelijkheid is echt
een bepalend kenmerk geworden

van het huidige economische landschap.

Maar de uitdagingen van ongelijkheid

komen niet uitsluitend
in de mensenwereld voor.

De mens heeft de neiging
te denken dat alles aan ons uniek is,

maar organismes in de natuur

hebben te maken met een meedogenloze
variatie in hun toegang tot hulpbronnen.

Hoe kan een schimmel
die meters lang kan worden,

z'n handelsstrategie veranderen als
hij achtereenvolgens wordt blootgesteld

aan een rijk stuk grond en een arm stuk?

En meer in het algemeen,

hoe gebruiken organismes in de natuur
handel in hun voordeel

als ze te maken krijgen met onzekerheid

wat betreft hun toegang tot hulpbronnen?

Ik zal je een geheim verklappen:

ondergrondse handel bestuderen
is ongelofelijk moeilijk.

Je ziet niet waar of wanneer
belangrijke handelsdeals plaatsvinden.

Onze groep hielp een methode,
een techniek te verkennen,

waarbij we nutriënten
konden merken met nanodeeltjes,

fluorescerende nanodeeltjes
die 'quantum dots' heten.

De quantum dots maken
het voor ons mogelijk

om de nutriënten op te laten lichten,

waardoor we kunnen zien hoe ze bewegen

door het schimmelnetwerk

en de wortel in van de gastheer.

Dit maakt het eindelijk mogelijk
het onzichtbare te zien.

We kunnen zien hoe schimmels kleinschalig
onderhandelen met hun gastheerplant.

Om ongelijkheid te bestuderen,

stelden we een schimmelnetwerk bloot

aan die wisselende concentraties
van fluorescerend fosfor.

om plekken van overvloed
en schaarste na te bootsen

in dit kunstmatige landschap.

Vervolgens kwantificeerden we
de handel in schimmels zorgvuldig.

We vonden twee dingen.

Het eerste dat we vonden

was dat ongelijkheid de schimmel
aanspoorde tot meer onderhandelen.

Ik kan het woord 'aanspoorde' gebruiken
of 'stimuleerde' of 'dwong',

maar feitelijk komt het erop neer
dat vergeleken met controlecondities,

ongelijkheid werd geassocieerd
met een hoger niveau van handelen.

Dat is belangrijk,

omdat het suggereert dat een ontwikkelend
handelspartnerschap in de natuur,

organismen kan helpen omgaan met de
onzekerheid van toegang tot hulpbronnen.

Ten tweede vonden we dat, als de schimmel
wordt blootgesteld aan ongelijkheid,

hij hulpbronnen verplaatst
van het rijke deel van het netwerk,

door die te transporteren
naar het arme deel van het netwerk.

Dat zagen we omdat de plekken
fluoresceerden in diverse kleuren.

In eerste instantie was dit resultaat
ongelooflijk raadselachtig.

Gebeurde het om het arme deel
van het netwerk te helpen?

Nee, we ontdekten dat de schimmel
er meer aan had

als hij de stoffen eerst verplaatste
naar waar de vraag groter was.

Door simpelweg de plek in het netwerk
te veranderen waar de schimmel handelde,

kon hij de waarde
van de stoffen manipuleren.

Dit zette ons aan om verder te
onderzoeken hoe informatie werd gedeeld.

Het suggereert een
hoog niveau van ontwikkeling,

of op z'n minst een gemiddeld
niveau van ontwikkeling

in een organisme zonder cognitie.

Hoe kan een schimmel de markt
aanvoelen in z'n hele netwerk

en dan berekenen
waar en hoe hij moet handelen?

We wilden dus naar informatie kijken
en hoe die wordt gedeeld via dat netwerk,

hoe de schimmel met signalen werkt.

Om dat te doen, moet je er diep in duiken

en een grotere resolutie krijgen
in het netwerk zelf.

We gingen de complexe stromen
bestuderen in het schimmeldraadnetwerk.

Wat je hier ziet,
is een levend schimmelnetwerk

met celinhoud die rond gaat.

Dat gebeurt continu,

wat je ziet aan de tijd daar.

Het gebeurt nú; het is niet versneld.

Dit gebeurt op dit moment
onder onze voeten.

Er zijn een paar dingen die je moet zien.

Het versnelt, vertraagt
en verandert van richting.

We werken op dit moment met biofysici

om te proberen
de complexiteit te ontleden.

Hoe gebruikt deze schimmel
die ingewikkelde stroompatronen

om informatie te delen en te verwerken

en die handelsbeslissingen te nemen?

Maken schimmels betere
handelsbeslissingen dan wij?

Daarom kunnen we misschien
modellen lenen uit de natuur.

We vertrouwen steeds meer
op computeralgoritmes,

om met winst handel te drijven,
in een fractie van een seconde.

Maar computeralgoritmes en schimmels

werken op soortgelijke wijze,
zonder cognitie.

De schimmel is alleen toevallig
een levende machine.

Wat zou er gebeuren als we
de handelsstrategie van die twee

zouden vergelijken en laten concurreren?

Wie zou er winnen?

De kleine kapitalist die er al was

voordat de dinosaurussen uitstierven?

Ik zet mijn geld op de schimmel.

Dank je wel.

(Applaus)