Micro-organismen kunnen evolueren tot slimme handelaren

Micro-organismen zijn actief in complexe handelsnetwerken. Voedingstoffen uitwisselen, hulpbronnen opsparen en gunstige deals afsluiten: micro-organismen gebruiken vaak dezelfde strategieën als mensen om de markt te beheersen. Een internationaal team van onderzoekers, onder wie wetenschappers verbonden aan de Vrije Universiteit en de Rijksuniversiteit Groningen , betoogt nu in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS dat, net als veel dieren, micro-organismen kunnen evolueren tot slimme handelaren.

We wisten al dat ‘biologische markten’ bestaan tussen cognitieve organismen, zoals apen die elkaar vlooien in ruil voor voedsel, maar markten op een microscopische schaal zijn moeilijker voor te stellen. Alle organismen, ook mensen, werken (onbewust) samen met gunstige symbiotische micro-organismen. Onze darmbacteriën geven ons bijvoorbeeld vitaminen en voedingstoffen in ruil voor kost en inwoning in onze darmen. Zij spelen hiermee een cruciale rol in onze gezondheid. Micro-organismen werken ook onderling samen, bijvoorbeeld door voedingstoffen uit te wisselen. Je kunt korstmossen bijvoorbeeld zien als een marktplaats waar schimmels en algen koolstof en water uitruilen.

Interacties leiden tot een echte markt

Microben vertonen complex sociaal gedrag. Hun interacties kunnen leiden tot het ontstaan van stabiele markten: als sommige micro-organismen een betere kwaliteit leveren dan andere en als zulke verschillen detecteerbaar zijn, kunnen slimme investeringsstrategieën evolueren. De auteurs bespreken verschillende economische strategieën, zoals het vermijden van slechte handelspartners, het uitschakelen van concurrenten en sparen voor magere tijden.

Geen cognitie nodig voor economie

Eerste auteur VU-promovendus Gijsbert Werner licht toe: ‘Om een biologische markt te kunnen laten evolueren, is het eigenlijk alleen maar nodig dat individuen andere samenwerkers kunnen vinden en als reactie kunnen belonen met meer grondstoffen. Dit kan via een automatische respons. Organismen zonder cognitie, zoals micro-organismen, kunnen ook automatische economische reacties vertonen.’

Ze kunnen zelfs de markt bespelen

Coauteur VU-hoogleraar Toby Kiers ontdekte eerder dat planten met sommige schimmels complexe ondergrondse handelsnetwerken vormen, waarin ze voedingstoffen en suikers uitwisselen. Sommige schimmels sparen hun grondstoffen zelfs op tot ze een betere deal kunnen krijgen. ‘We zien nu dat micro-organismen de markt kunnen “bespelen”. Microben kunnen keiharde handelaren zijn. Schimmels gebruiken bijvoorbeeld zelfs chemicaliën om concurrenten van de markt te dringen, zoals ik zag gebeuren in de schimmeltuintjes van schimmelkwekende mieren’, voegt co-auteur dr. Aniek Ivens hier aan toe. Ivens is recentelijk aan de Rijksuniversiteit Groningen gepromoveerd op onderzoek aan dit soort samenwerkingsverbanden.

Minder kunstmest nodig

Het sociale handelsgedrag van micro-organismen is ook belangrijk vanwege potentiële nuttige toepassingen. Een voorbeeld is het maximaliseren van de overdracht van voedingstoffen door symbiotische schimmels naar gewassen. Hoewel de gezondheid van mensen en van ecosystemen afhangt van samenwerking met micro-organismen, weten we hier nog maar weinig over. ‘Als we microbiële markten in ons belang kunnen aanpassen dan zou dat heel nuttig kunnen zijn, bijvoorbeeld om minder kunstmest nodig te hebben in de landbouw, of om ziektes te onderdrukken’, zo betoogt Werner.

Meer informatie

Het artikel ‘ Evolution of Microbial Markets ’ verscheen in de ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ (PNAS).

Contact: Aniek Ivens