Is het ecosysteem aarde “ziek”?

Veel ecosystemen, zoals ons duin-ecosysteem, liggen op de intensive care; er is een kritisch gebrek aan zuurstoftanks. Biodiversiteit

Ziek ecosysteem zoekt Homo naturalis

Gastbijdrage van Dr. Joep van Dijk, 19 Januari 2021
Illustratie: Marion Vrijburg

Vanaf station Castricum loop ik het Noordhollands duinreservaat in. Fijn. Even helemaal alleen, met de hond die plezier beleeft aan alle takken van het duinbos en met wonderbaarlijke elegantie over een koeienrooster springt. Naarmate ik gewend raak aan de stilte merk ik dat ik het toch wel heel erg stil vind. Hoeveel leven is hier eigenlijk nog? Ik realiseer me direct dat deze vraag niet relevant is. Het leven is immers overal. Na zijn trektocht door Zuid-Amerika, schreef natuurwetenschapper Alexander von Humboldt (1769 – 1859) in 1819 in zijn Personal Narrative [1]:

“The beasts of the forests retire to the thickets; the birds hide themselves beneath the foliage of the trees, or in the crevices of the rocks. Yet, amid this apparent silence, when we lend an attentive ear to the most feeble sounds transmitted by the air, we hear a dull vibration, a continual murmur, a hum of insects, that fill, if we may use this expression, all the lower strata of the air. Nothing is better fitted to make man feel the extent and power of organic life. Myriads of insects creep upon the soil, and flutter round the plants parched by the ardour of the Sun. A confused noise issues from every bush, from the decayed trunks of trees, from the clefts of the rock, and from the ground undermined by the lizards, millepedes, and cecilias. There are so many voices proclaiming to us, that all nature breathes; and that, under a thousand different forms, life is diffused throughout the cracked and dusty soil, as well as in the bosom of the waters, and in the air that circulates around us.”

Waar komt al dat leven vandaan? 3.7 miljard jaar [2] evolutie heeft aan de lopende band nieuw leven gecreëerd. Dit leven heeft op haar beurt de ruimte gecreëerd voor weer nieuw leven [3] zodat je inmiddels overal in de biosfeer een ongelooflijke diversiteit aan levensvormen aantreft. Deze biodiversiteit is gestructureerd in specifieke ecosystemen. Deze strekken zich uit van de hydrothermale bronnen in de dieptes van de oceanen tot de besneeuwde pieken van de hoogste bergketens. Zo heeft ook het duinlandschap langs de Noordzee een uniek ecosysteem. De plekken op aarde waar deze ecosystemen zichzelf handhaven noemen wij wildernis. Het zijn immers ecosystemen die zichzelf niet volgens menselijke doelstellingen ordenen. De mens heeft echter wel invloed op de gezondheid van deze schijnbaar onafhankelijke ecosystemen. Ik formuleer mijn vraag dus anders. Hoe gezond is ons wilde duin-ecosysteem eigenlijk nog?

A – Biodiversiteit

Zowel biodiversiteit als het totale oppervlak aan wildernis is een maat voor de gezondheid van ecosystemen. Beide nemen af. In ‘A life on our Planet’ laat David Attenborough ons zien hoe het leven op aarde drastisch is veranderd tijdens zijn loopbaan als natuurhistoricus. Zo is het percentage wildernis afgenomen van 66% in 1937 tot 35% in 2020 [4]. Voor 100% wildernis moeten we nog veel verder terug in de tijd. Naar toen Homo sapiens zich verspreidde over de wereld en op elke nieuw ontdekte landmassa zorgde voor nieuw verlies aan wildernis en de bijbehorende unieke mix aan dier- en plantensoorten [5]. Er gaat geen jaar voorbij of we lezen wel in de krant [6] dat we weer afscheid hebben moeten nemen van een dier- of plantensoort, die we nu alleen nog maar in de dierentuin of botanische tuinen kunnen zien. En als we dan even opkijken van onze smartphone in de auto, bus of trein terug naar huis, zien we een bord met een advertentie voor weer een nieuwe woonwijk in de polder om de hoek. Zelfs als we even blij zijn als er dan toch eens een nieuwe aap is ontdekt in het tropische regenwoud, worden we weer teleurgesteld aangezien dit aapje meteen al met uitsterven wordt bedreigd door de kap van zijn regenwoud [7].

B – uitstervende soorten

Het uitsterven van een dier of plant is niet de belangrijkste indicatie voor een serieuze aantasting van het ecosysteem, waar deze soort deel van uitmaakt. We kunnen veel beter kijken naar de hoeveelheid soorten die op het randje staan van uitsterven [8]. En dat zijn er veel, heel veel  [9, 10]. Soorten worden niet van de ene op de andere dag naar het randje van uitsterven geduwd, maar worden daartoe gedwongen door jarenlange inperkingen of drastische veranderingen van hun directe leefomgeving. Een orang-oetan moeder kan niet op het vliegtuig stappen en naar ons duinbos vliegen als haar bos boom-voor-boom wordt omgekapt. Zelfs als zij dat wel kon, dan zou het duinbos niet de juiste voeding bieden om te kunnen overleven. Bovendien zou het inmiddels geëmigreerde orang-oetanvrouwtje in het duinbos aan vele nieuwe gevaren worden blootgesteld waaraan ze zich niet tijdig heeft kunnen aanpassen, aangezien haar soort niet in het duinbos geëvolueerd is. Als mama orang-oetan letterlijk naar de rand van het tropische regenwoud wordt geduwd door de aanleg van palmboom plantages betekent dat dus dat we niet alleen wederom een stuk tropisch regenwoud, en daarmee een fundamentele schakel in de biochemische kringlopen van de biosfeer zijn kwijtgeraakt, maar ook minstens 66 miljoen jaar aan evolutie. Deze evolutie heeft een enorme bron van creatieve aanpassingen gegenereerd tegen de vele gevaren voor het leven op aarde, waar wij mensen gebruik van maken. Zo wordt het unieke bloed van degenkrabben, die ca. 541 miljoen jaar geleden evolueerden, gebruikt om te testen of injectienaalden, implantaten of pacemakers vrij zijn van gifstoffen [11].

C – naar een zesde wereldwijde massa-extinctie

Waarom eigenlijk 66 miljoen jaar? 66 miljoen jaar geleden was het dat de aarde voor het laatst een massa-extinctie meemaakte. Wereldwijd stierven vele soorten organismen massaal uit in een relatief kort tijdbestek. De inslag van een asteroïde in de Golf van Mexico zorgde voor een wereldwijde aardbeving en tsunami, grote hitte en bosbranden. De elementen die door de asteroïde-inslag in de lucht kwamen zorgden vervolgens voor een donkere en koude winter en voor verzuring van de oceanen. Die beide gevolgen samen leidden tot een verlies van 75% van de soorten in de aardse biosfeer [12]. De soorten die toen uitstierven zijn nooit meer teruggekomen. Ook duurde het ten minste 2 miljoen jaar voordat de biodiversiteit zich herstelde en herstructureerde in volledig nieuwe ecosystemen [13, 14]. De samenstelling van het leven op aarde was – na een lange periode van herstel – voorgoed veranderd.

Bij elke massa-extinctie in de geschiedenis van de aarde [12,15,16,17,18] hebben klimaatveranderingen als gevolg van veranderingen in de concentratie van  COin de atmosfeer een rol gespeeld. Er zijn intussen vier massa-extincties geweest, naast de massa-extinctie veroorzaakt door de asteroïde-inslag 66 miljoen jaar geleden. Oorzaken voor de overige vier massa-extincties waren: klimaatveranderingen veroorzaakt door vulkaanuitbarstingen of veranderingen in oceaancirculatie en de configuratie van landmassa, zuurstofgebrek, vergiftiging en verzuring van de oceanen en een toename in schadelijke zonnestraling door gaten in de ozonlaag [19]. Alhoewel de relatie tussen klimaat en de biosfeer dus zeker van belang is, is het bij alle vijf voorgaande extincties slechts één van de schakels in de teloorgang van de aardse ecosystemen geweest. Het huidige en versnelde verlies aan wildernis en biodiversiteit wordt door wetenschappers aangeduid als het begin van de zesde wereldwijde massa-extinctie [20, 21]. Ook nu zijn er naast de relatie tussen klimaat en biosfeer andere oorzaken voor de huidige massa-extinctie aan te wijzen.

Zo is het ecosysteem in de Chesapeakebaai langs de kust van zes Amerikaanse staten volledig ineengestort als gevolg van intensieve landbouw en overbevissing [22, 23]. Waar eerst vele soorten oesters, krabben en verscheidene vissoorten te vinden waren, vinden we nu slechts bacteriën die leven in het water, waar nauwelijks nog zuurstof is. En in de Cariben hebben opwarming, verzuring, vervuiling, overbevissing en de introductie van niet-inheemse soorten het koraalrif volledig verwoest. Nu zijn er alleen nog algensoorten [22,24,25]. De mens doet zijn best om in beide gevallen de originele ecosystemen te herstellen, maar is daar niet in geslaagd [26, 27].

D – Code Rood

De ineenstorting van een volledig ecosysteem, zoals dat in de Chesapeakebaai is gebeurd, is bedreigend voor mensen wereldwijd [28] en niet alleen omdat we nu minder oesters kunnen eten. Alhoewel unieke ecosystemen in unieke stukken wildernis zichzelf onafhankelijk lijken te handhaven, zijn ze namelijk met elkaar verbonden. Zo verbindt het tropische regenwoud van het orang-oetanvrouwtje het regionale klimaatsysteem met het wereldwijde klimaatsysteem en wel als volgt. Het tropische bos produceert stofdeeltjes, die wolken en dus regen laten ontstaan. En dat is cruciaal voor de wereldwijde waterkringloop. Substantiële tropische ontbossing kan op deze manier de waterkringloop veranderen en vervolgens het klimaat van Tibet beïnvloeden [29]. Ook in Nederland heeft de steeds warmer wordende atmosfeer substantiële ecologische gevolgen. Zo laat professor Appy Sluijs ons in ‘Code Rood’ zien hoe klimaatverandering heeft geleid tot de intrede van de eikenprocessierups in Brabant en de langzame dood van de Veluwe [30].

E – herstel van ecosystemen

Het is een uitdaging om reeds ineengestorte ecosystemen te herstellen. Gelukkig staan er nog genoeg ecosystemen overeind en is het mogelijk om zieke ecosystemen te genezen. Wereldwijd zetten organisaties als World Wild Life Fund, National Geographic en Greenpeace zich al decennia in om de rijkdommen van de wildernis te beschermen en te herstellen. Zo is in Siberië het natuurreservaat ‘Pleistocene Park’ [31] opgericht om het subarctische steppe-ecosysteem van de laatste ijstijd opnieuw te creëren en zo ook het verlies van permafrost tegen te gaan. In Nederland zet ‘Land van Ons’ [32] zich in om braakliggende landbouwgrond op te kopen met als doel de Hollandse biodiversiteit te herstellen. Ook worden Nederlandse kokkelvissers al jaren geïnstrueerd over hoe ze kokkels kunnen vangen zonder het Wadden-ecosysteem te beschadigen [33]. Het wilde duin-ecosysteem is ook nog te redden. Eeuwenlange verstedelijking in Nederland heeft veel unieke duinflora en -fauna op de rand van de afgrond gebracht [34, 35] maar redding en herstel van dit ecosysteem zijn met zorgvuldig beheer niet onmogelijk [36,37,38].

F – Politiek, natuur en stikstof

Politieke standpunten over klimaat én milieu worden steeds belangrijker. De Europese Unie neemt nu het voortouw om onze biosfeer te beschermen. Zo is de inperking van stikstofdepositie voor elk Europees land essentieel om het angstaanjagende verlies aan biodiversiteit tegen te gaan [39]. Veel Europese ecosystemen zijn geëvolueerd in tijden, waarin stikstof nauwelijks aanwezig was [39]. Het huidige overschot aan stikstof in de bodem leidt tot vergiftiging en bodemverzuring – wat de meeste plant- en diersoorten niet kunnen overleven – en daardoor tot een afname in de biodiversiteit van het gehele ecosysteem [10, 39]. De Homo consumo die protesteert tegen de inperking van stikstof lijkt te vergeten dat hij zelf deel uitmaakt van het aardse ecosysteem. Naar aanleiding van onderzoek in de Afrikaanse savanne in ‘Normal is Over’ (2015) zegt psychiater Ian Mc Callum [40]:

“Have we forgotten that wilderness is not a place but a pattern of soul, where every tree, every bird and beast is a soul maker?
Have we forgotten that wilderness is not a place but a moving feast of stars, footprints, scales and beginnings?
Since when did we become afraid of the night and that only the bright stars count? Or that the moon is not a moon unless it is full?
By whose command were the animals with their groping fingers, one for each hand, reduced to the big and the little five?
Have we forgotten that every creature is within us carrier by tides of Earthly blood and that we named them?
Have we forgotten that wilderness is not a place, but a season and that we are in its final hour?
That last question comes with a question mark.”

G – conclusies

Bij mijn wandeling terug naar station Castricum vliegt er een havik met mij mee. Hij kijkt mij aan, afwachtend. De mens staat op een kruispunt. Veel ecosystemen, zoals ons duin-ecosysteem, liggen op de intensive care; er is een kritisch gebrek aan zuurstoftanks. Als deze ecosystemen ineenstorten, gaan wij zeer waarschijnlijk mee ten onder. Andrea Wulf schrijft in 2015 in haar biografie over Humboldt [41]:

“Humboldt had seen the Mauritia palms already in the rainforest but here in the Llanos they had a unique function. ‘We observed with astonishment,’ he reported, ‘how many things are connected with the existence of a single plant.’ The Mauritia fruits attracted birds, the leaves shielded the wind, and the soil that had blown in and accumulated behind the trunks retained more moisture than anywhere else in the Llanos, sheltering insects and worms. Just the sight of these palms, Humboldt thought, produced a feeling of ‘coolness’. This one tree, he said, ‘spreads life around it in the desert.’ Humboldt had discovered the idea of a keystone species, a species that is as essential for an ecosystem as a keystone is to an arch.”

We kunnen ervoor kiezen om de eerste soort in de geschiedenis van de aarde te zijn die een ‘keystone species’ is voor al het leven op aarde. Een Homo naturalis die het leven waarborgt en niet verstoort. Groene energievormen, een circulaire economie, een fossielvrije levensstijl, duurzame voedselvoorziening, een vleesarm dieet en minder bevolkingsgroei zijn cruciale onderdelen van de oplossing [42, 43], maar zullen even wennen zijn in onze huidige samenleving. Laten we dus vooral kijken naar wat het kan opleveren: een gezond en wild duinreservaat vol van diverse levensvormen waar onze kinderen nog eeuwenlang veilig aansluiting kunnen vinden op dat waar ze zelf ook deel van uitmaken.

  1. von Humboldt, A., Personal Narrative of Travels to the Equinoctial Regions of the New Continent, During the Years 1799-1804: By Alexander de Humboldt and Aimé Bonpland, 1819.
  2. Dodd, M. S., et al., Evidence for early life in Earth’s oldest hydrothermal vent precipitates, Nature, 2017.
  3. Kirchner, J. W. and Weil, A., Delayed biological recovery from extinctions throughout the fossil record, Nature, 2000.
  4. Attenborough, D., A Life on Our Planet, Netflix, 2020.
  5. Harari, Y. N., Homo Sapiens, Dvir Publishing House Ltd., 2011.
  6. Harvey, F., Bison recovering but 31 other species now extinct, says red list, The Guardian, 2020.
  7. Press, A. F., New species of primate identified in Myanmar – and is already endangered, The Guardian, 2020.
  8. Hull, P. M., et al., Rarity in mass extinctions and the future of ecosystems, Nature, 2015.
  9. Ceballos, G., et al., Vertebrates on the brink as indicators of biological annihilation and the sixth mass extinction, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020.
  10. Wagner, D. L., et al., Insect decline in the Anthropocene: Death by a thousand cuts, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021.
  11. Novitsky, T. J., Discovery to commercialization-the blood of the Horseshoe-crab. Oceanus, 1984.
  12. Hull, P. M., et al., On impact and volcanism across the Cretaceous-Paleogene boundary, Science, 2020.
  13. Birch, H. S., et al., Partial collapse of the marine carbon pump after the Cretaceous-Paleogene boundary, Geology, 2016.
  14. Lower, C. M. and Fraass, A. J., Morphospace expansion paces taxonomic diversification after end Cretaceous mass extinction, Nature Ecology & Evolution, 2019.
  15. Sheehan, P. M., The late Ordovician mass extinction, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 2001
  16. Rakocinski, M., et al., Volcanic related methylmercury poisoning as the possible driver of the end-Devonian Mass Extinction, Scientific Reports, 2020
  17. Korte, C., and Kozur, H.W., Carbon-isotope stratigraphy across the Permian-Triassic boundary: A review, Journal of Asian Earth Sciences, 2010.
  18. Marzoli, A., et al., Synchrony of the Central Atlantic magmatic province and the Triassic-Jurassic boundary climatic and biotic crisis, Geology, 2004
  19. Bond, D. P., and Grasby, S. E., On the causes of mass extinctions, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2017.
  20. Barnosky, A. D., et al., Has the Earth’s sixth mass extinction already arrived? Nature, 2011.
  21. Kolbert, E., The sixth extinction; An unnatural history, A&C Black, 2014
  22. Jackson, J. B. C., What was natural in the coastal oceans? Proceedings of the National Academy of Sciences, 2001
  23. Rothschild, B. J., et al., Decline of the Chesapeake Bay oyster population: a century of habitat destruction and overfishing, Marine Ecology Progress Series, 1994.
  24. Pandolfi, J. M. et al., Global trajectories of the long-term decline of coral reef ecosystems, Science, 2003.
  25. Jackson, J. B. C., et al., Status and Trends of Caribbean Coral Reefs: 1970–2012. Global Coral Reef Monitoring Network, IUCN, 2014.
  26. deYoung, B., et al., Regime shifts in marine ecosystems: detection, prediction and management. Trends in Ecology & Evolution, 2008.
  27. Levin, P. S. and Möllmann, C., Marine ecosystem regime shifts: challenges and opportunities for ecosystem-based management, Philosophic Transitions of the Royal Society of London, 2014.
  28. Rockström, J., et al., A safe operating space for humanity, Nature, 2009.
  29. Snyder, P. K., et al., Evaluating the influence of different vegetation biomes on the global climate. Climate Dynamics, 2004.
  30. https://kro-ncrv.nl/programmas/code-rood
  31. https://pleistocenepark.ru/
  32. https://landvanons.nl/
  33. https://www.waddenzee.nl/themas/visserij/kokkelvisserij
  34. Grootjans, A. P., et al., Restoration of coastal dune slacks in the Netherlands, Restoration Ecology, 2001
  35. Carboni, M., et al., Conservation value, management and restoration of europe’s semi natural open landscapes. Hacquetia, 2015.
  36. Bonte, D. and Hoffmann, M., Are coastal dune management actions for biodiversity restoration and conservation underpinned by internationally published scientific research? Proceedings ‘Dunes and Estuaries, 2005
  37. Fenu, G., et al., Relationships between coastal sand dune properties and plant community distribution: The case of Is Arenas (Sardinia), Plant Biosystems, 2012.
  38. Gornish, E. S. and Miller, T. E., Using long-term census data to inform restoration methods for coastal dune vegetation, Estuaries Coasts, 2013
  39. Payne, R. J., et al., Nitrogen deposition and plant biodiversity: past, present, and future. Frontiers in Ecology and the Environment, 2017.
  40. https://normalisover.org/
  41. Wulf, A., The Invention of Nature: Alexander von Humboldt’s New World, Alfred A. Knopf, Inc., 2015.
  42. Masson-Delmotte, V., et al., Global warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty, IPCC, 2018.
  43. Hawken, P. (Ed.), Drawdown: The most comprehensive plan ever proposed to reverse global warming, Penguin, 2017.

Discussie

Ondersteunend aan dit artikel en de discussie erover volgen hier een aantal referenties. Het is de bedoeling dat de beste stukken uit de commentaren worden overgenomen in een extensie van het artikel, ter bevordering van gestructureerde discussie.

Enkele DGRK-artikelen over dit onderwerp (klik om uit te klappen):

Biodiversiteit: grootschalig uitsterven door de mens? … verwijst naar het grote en kritische biodiversiteitsrapport zoals dat voor stichting MWenB is opgesteld: Download hier het rapport “Biodiversiteitscrisis, massa-uitsterven of massahysterie?”

Biodiversiteit

De GRK thema-pagina over biodiversiteit is ook van belang (maar moet duidelijk worden bijgewerkt).