Bodem-Microbiomen en het One Health Concept

Micro-organismen zijn overal te vinden. Diep in de ondergrond, 30 meter onder de aarde, maar ook in onze maag, of in planten. Een gemeenschap van micro-organismen (bacteriën, schimmels, protisten, virussen) in een bepaalde omgeving wordt een microbioom genoemd. Microbiomen hebben een enorme invloed op de gezondheid van planten, dieren. Het milieu en zelfs onze gezondheid wordt door het microbioom beïnvloed. Het «One Health» concept stelt dat de gezondheid van mensen sterk verbonden is met de gezondheid van de omgeving waarin we leven, inclusief de gezondheid van bodem, plant en dier. Het microbioom speelt daarbij een belangrijke rol.

Microbiologisch onderzoek was vaak toch vooral op allerlei ziekteverwekkers gericht. Echter, de meeste microben hebben positieve of neutrale effecten op de mens. Om een ziektebeeld te begrijpen (en ook waarom de ene mens ziek wordt en de andere niet) is het belangrijk zich niet alleen op de ziekteverwekkers te richten, maar ook op andere micro-organismen in het microbioom. Het blijkt namelijk dat een goed ontwikkeld, meestal soortenrijk microbioom, positief met de gezondheid van planten, dieren en het milieu samenhangt.

Het microbioom in de bodem hang ook met de algemene gezondheid (One Health) samen (Fig. 1). De bodem dient allereerst als bron van het microbioom voor planten, voor dieren en ook voor mensen. In de bodem leven enorme aantallen micro-organismen: geschat wordt dat er ongeveer 430 miljoen taxa bacteriën leven, 5.6 miljoen soorten schimmels en 83.000 soorten protisten. Ongeveer 59% van alle soorten op aarde leeft in, of gedeeltelijk in, de bodem. Het aantal soorten virussen is waarschijnlijk nog veel hoger dan het aantal soorten bacteriën. Micro-organismen die in de bodem leven of overleven kunnen weer worden doorgegeven aan planten, dieren en mensen.

Bekende voorbeelden van micro-organismen die in de bodem voorkomen zijn een aantal ziektes bij de mens (miltvuur, diarree, polio). Echter, de bodem kan ook als bron van nuttige micro-organismen dienen voor mens en dier. Zo kan een aantal micro-organismen uit de bodem ontstekingen en allergische reacties in muizen reduceren. Verder blijkt dat mensen die op het platteland opgroeien vaak minder last van allergische reacties hebben. Mogelijk komt dit omdat mensen op het platteland aan veel meer micro-organismen worden blootgesteld (uit de lucht, uit de grond, contact met dieren) en daardoor resistenter worden.                                                                             

De bodem dient ook als bron voor allerlei micro-organismen die een positieve invloed hebben op de groei van planten. Bekende voorbeelden zijn natuurlijk stikstof-fixeerdende bacteriën die wortelknolletjes induceren in allerlei klaverachtigen en die stikstof uit de lucht in ammonium voor de plant omzetten. Deze bacteriën zijn een natuurlijke bemester. Daarnaast leven bijna alle planten samen met mycorrhiza-schimmels, bodemschimmels die voedingsstoffen aan de plant geven in ruil voor suikers en vetzuren. Verder wordt de gezondheid van planten (en de resistentie van planten tegen ziekteverwekkers) door het microbioom in de bodem beinvloed.

Het microbioom in de bodem wordt door allerlei factoren bepaald, zoals de zuurgraad (pH), het vochtgehalte, de hoeveelheid organische stof en de samenstelling van mineralen (hoeveelheid zand en klei). Het aantal bacteriën neemt vaak toe met een stijgende pH. Daarnaast spelen de temperatuur en ook het landgebruik een rol. Ook bestrijdingsmiddelen hebben invloed op het bodem-microbioom. Allerlei bacteriën en schimmels profiteren van diverse bestrijdingsmiddelen omdat ze bestrijdingsmiddelen kunnen afbreken en ze deze als ‘voedsel’ kunnen gebruiken. Andere micro-organismen, bijvoorbeeld arbusculaire mycorrhiza schimmels, die planten helpen voedingsstoffen op te nemen, worden in hun activiteit en algemeenheid juist duidelijk door pesticiden onderdrukt en ze kunnen minder voedingsstoffen voor planten opnemen. Ook het gebruik van kunstmest heeft invloed: micro-organismen die juist bevorderlijk zijn voor natuurlijk processen worden door kunstmest vaak geremd. Dit betekent dus dat bestrijdingsmiddelen en kunstmest de natuurlijk bodemvruchtbaarheid reduceren.Vele bodems hebben met diverse stressfactoren te maken (droogte, zware metalen, PAK, bestrijdingsmiddelen). Bodems functioneren minder goed als ze tegelijkertijd door diverse stress-factoren beinvloed worden.

Conclusies

Het microbioom in de bodem is enorm belangrijk voor de gezondheid van plant, mens en dier. Vele processen in de bodem (mineralisatie, respiratie, opbouw van koolstof) worden sterk door bodem-micro-organismen beinvloed en vaak zelfs gereguleerd. De bodem herbergt allerlei ziekteverwekkers. Er zitten echter ook allerlei nuttige -micro-organismen in de bodem. Deze kunnen de ziekteverwekkers onder controle houden of andere positieve eigenschappen hebben. Dit onderzoeksgebied kent nog veel uitdagingen. Hoe functioneren complexe gemeenschappen van micro-organismen? Welke soorten micro-organismen zijn belangrijk, welke niet? Hoe zijn microbiomen te manipuleren? Welke micro-organsimen beinvloeden onze gezondheid? Hoe kunnen we kennis over nuttige micro-organismen gebruiken om de gezondheid van mens, dier, plant en het milieu te verbeteren?

Fig. 1: Het verband tussen bodem, plant, dier en mens microbioom (naar Banerjee en van der Heijden 2023. Soil microbiomes and one health. Nature Reviews Microbiology, 21(1), 6-20.

Marcel van der Heijden is hoogleraar Agroecologie en Planten-Microbioom Interacties,
Afdeling Planten- en microbiële Biologie,
Universiteit van Zürich, Zwitserland

Boek

“Gezond met Microben”
Dit boek is in 2023 gepubliceerd. Prijs: 25 euro.
Te bestellen door het bedag over te maken naar rekeningnummer NL36 ABNA 0564 723 436
t.n.v. St. Fytotec      
o.v.v. ‘Gezond met Microben’
Mail vervolgens uw postadres naar ben.lugtenberg@gmail.com