Kleine stapjes, grote sprongen – hoe helmgras duinen bouwt

In Europa zijn ze hoog en smal, in Amerika laag en breed: vorm en hoogte van duinen verschillen wereldwijd sterk. Dit komt mede doordat planten duinen bouwen met verschillende ‘bewegingsstrategieën’ waarmee ze de vorm van de duin bepalen, vonden ecologen van de Radboud Universiteit, het Koninklijk Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) en de Rijksuniversiteit Groningen in een nieuwe studie. Deze informatie zou goed van pas kunnen komen in herstelprojecten van kustlandschappen. Het onderzoek wordt gepubliceerd op 14 juni in Nature Communications.

Aan de kust is het lastig overleven voor een plant door het zout en de inslaande golven. Helmgrassen hebben daar een speciaal overlevingsmechanisme voor: door stuivend zand op te vangen bouwt de plant een duin, waardoor deze uiteindelijk ontsnapt aan de invloeden van de zee.

Maar hoe kan het dat ons eigen Europees helmgras 15 meter hoge duinen bouwt, terwijl zijn Amerikaanse tegenhanger niet boven de 6 meter uitkomt? Dat vroegen de onderzoekers, waaronder Valérie Reijers, promovenda aan de Radboud Universiteit, zich af. Ze bekeken hoe Europese en Amerikaanse helmgrassen groeien aan de kust op respectievelijk Schiermonnikoog en in North Carolina.

‘Bewegende’ planten vormen het landschap

‘Helmgras vormt ondergronds wortelstokken waaraan vervolgens weer nieuwe scheuten kunnen groeien. Europees helmgras blijkt een specifieke strategie te hebben waarbij het met korte wortelstokken nieuwe scheuten meestal vlakbij de oude plaatst, maar zo nu en dan ook een lange ondergrondse uitloper maakt. Dit opvallende bewegingspatroon is in de biologie eerder aangetoond bij mossels, albatrossen, haaien, bacteriën en zelfs de mens’, zegt Valérie Reijers, eerste auteur van het artikel.

Tijdens het zoeken naar voedsel bewegen veel dieren in de natuur volgens een willekeurig patroon waarbij kleine bewegingen afgewisseld worden met lange verplaatsingen, de zogenaamde Lévy-beweging. Reijers: ‘Het is een soort wetmatigheid die ontstaan is bij verschillende organismen. Het is bijzonder dat deze ‘beweging’ blijkbaar ook voorkomt bij planten en zo bepalend is voor de manier waarop ze hun landschap bouwen.’

Door een Lévy-beweging kan Europees helmgras op de meest efficiënte manier zoveel mogelijk stuivend zand invangen met een minimale investering in het ondergrondse wortelnetwerk. Amerikaans helmgras vangt meer zand in door verspreid te groeien, maar dit kost veel meer energie doordat de wortelstokken onder de grond een veel grotere afstand moeten afleggen. Dit leidt tot een lager en breder duin.

Zelfherstellende duinen

Kustlandschappen zijn heel belangrijk – ze vormen de leefomgeving voor veel dier- en plantensoorten, leggen koolstofdioxide vast in de bodem en misschien nog wel het belangrijkste: ze remmen of breken golven tijdens stormvloeden. ‘Natuurlijke kustlandschappen zoals kwelders en duinen nemen wereldwijd af’, aldus Tjisse van der Heide, onderzoeker aan het NIOZ en hoogleraar Kustecologie aan de Rijksuniversiteit Groningen.

‘Pogingen om die landschappen te herstellen zijn vaak onsuccesvol. Voordat de planten zich kunnen verankeren in de bodem en slib of zand in kunnen vangen, worden ze al vaak eruit geslagen door golven. Nu we weten hoe kustplanten zich in de natuur ruimtelijk organiseren, is de volgende stap om deze bevindingen toe te passen bij herstelprojecten om die vestigingsdrempel te overbruggen’, zegt van der Heide.

Publicatie

‘A Lévy expansion strategy optimizes early dune building by beach grasses’, Valérie C. Reijers et al, Nature Communications. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-10699-8

Valérie Reijers promoveert op 4 juli op haar proefschrift ‘A Song of Sand and Mud: How plant-mediated feedbacks dictate landscape formation and dynamics of barrier islands’.

Meer weten? Neem contact op met

• Valérie Reijers, v.reijers science.ru.nl, 0222 369 511
• Wetenschapscommunicatie Radboud Universiteit, media ru.nl, 024 361 6000