‘Een nieuwe kijk op de belangrijke rol die tropische bossen hebben gespeeld in de geschiedenis van de mens. Van de evolutie van de mens tot de producten waarmee we tegenwoordig onze keukenkasten vullen: we hebben allemaal veel meer te danken aan de jungle dan we ons realiseren.’

Lewis Dartnell, auteur van Oorsprong

‘Adembenemend [...] Jungle laat zien dat tropische bossen de sleutel waren tot onze evolutie. Maar ook dat ze fossiele brandstoffen leveren voor onze moderne koolstofhongerige samenleving en dat ze uiteindelijk moeten worden beschermd en hersteld als we een toekomst willen hebben. Dit verhelderende en interessante boek zorgt ervoor dat je onze jungle nooit meer als vanzelfsprekend beschouwt.’

Mark Maslin, auteur van How to Save Our Planet

‘Een urgent, meeslepend en uiterst relevant boek over het wonder en het belang van de jungle.’

Steve Brusatte, auteur van De opkomst en ondergang van de dinosaurus

‘Een briljant nieuw perspectief onze omgang met tropische bossen [...] en een waarschuwing over de aanslag die wij op het milieu plegen.’

David Abulafia, auteur van The Great Sea

‘Patrick Roberts laat vakkundig en helder zien waarom tropische bossen ertoe doen. Hij stelt dat mensen en tropische bossen onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn, of je nu in het regenwoud woont of heel ver daarvandaan.’

Simon Lewis, co-auteur van The Human Planet

‘Enorm ambitieus, diepgaand onderzocht [...] met het grootste gemak verbindt Patrick Roberts ecologie en evolutie met geschiedenis en politiek.’

Michael Marshall, New Scientist

‘Een vernieuwende blik op onze oorsprong en onze afhankelijkheid van tropische bossen.’

Charlie Pye-Smith, Literary Review

Patrick Roberts

Jungle

Een nieuwe geschiedenis van de tropische bossen, de wereld en onszelf

Nieuw Amsterdam

Oorspronkelijke titel Jungle. How Tropical Forests Shaped the World – And Us

© 2021 Viking/Penguin Random House UK, Londen

© 2021 Nederlandse vertaling Bep Fontijn / Uitgeverij Nieuw Amsterdam

Alle rechten voorbehouden

Omslagontwerp Nico Richter

Omslagbeeld © Getty Images / temmuzcan

Foto auteur © Hans Sell

NUR 320

ISBN 978 90 468 2773 4

www.nieuwamsterdam.nl

Deze digitale editie is gemaakt op basis van de eerste druk, 2021 met ISBN 978 90 468 2772 7

Voor Rhys, Ida en Livia: in de hoop dat zij op een dag
ook door hun eigen ‘jungles’ heen mogen wandelen.

Inhoud

Voorwoord

1 In het licht: het begin van de wereld zoals wij die kennen

2 Een tropische wereld

3 De bossen van Gondwana en de dinosauriërs

4 ‘Boomhutten’ voor de eerste zoogdieren

5 De bladerrijke bakermat van onze voorouders

6 De tropische oorsprong van onze soort

7 Boslandbouw

8 Verloren eilandparadijzen?

9 Steden in de ‘jungle’

10 Europa en de tropen in het tijdperk van de ontdekkingen

11 De mondialisering van de tropen

12 Een tropisch Antropoceen?

13 Ons huis staat in brand

14 Een mondiale verantwoordelijkheid

Tijdbalk van belangrijke gebeurtenissen

Noten en literatuurverwijzingen

Dankwoord

Register

Voorwoord

Met veel moeite probeerden mijn student Victor Caetano Andrade en ik ons in juli 2019 een weg te banen door het Braziliaanse regenwoud. Onderweg moesten we gifslangen zien te ontwijken en ook reusachtige muskieten die door de huid van krokodillen heen kunnen steken. Het was er zo heet dat het zweet langs ons voorhoofd gutste en in onze ogen liep. De afgelopen tien jaar was ik voor mijn onderzoek naar tropische bossen de hele wereld over gereisd: van de regenwouden van Sri Lanka vol bloedzuigers, tot de uiterst brandbare bossen van Australië en de bossen rond de vulkanen van Mexico die gehuld waren in mistige wolken. Niets had me echter voorbereid op het krioelende leven, het verstikkende klimaat en de aaneenschakeling van allerlei soorten groen langs de Amazone, de grootste rivier ter wereld wat waterverplaatsing betreft. Om onze veldlocatie en het dorp waar we zouden verblijven te bereiken, moesten we 523 kilometer met een recreio afleggen. Dat kostte met die langzame rivierboot wel 36 uur, en daarna moesten we nog eens twee uur varen met een kleine open boot. Tijdens deze reis hadden we verschillende onhandig grote kisten met wetenschappelijke instrumenten bij ons, plus nog een kist met wat simpel gereedschap voor eventuele reparaties ter plaatse en kledingstukken voor zover die er nog bij pasten en we de wilskracht hadden om ze met ons mee te dragen. Tijdens zijn research die zomer zou Victor te kampen krijgen met knokkelkoorts, een enorm etterend abces ter grootte van een kleine pruim op zijn hand, en een haperende vliegtuigmotor tijdens de landing bij een nabijgelegen stad. Dit alles klinkt waarschijnlijk bekend voor lezers in Europa en Noord-Amerika, die de ‘jungle’ vooral kennen uit films en romans die zich daarin afspelen: van de beproevingen in Apocalypto, tot Mowgli die met dieren rondrent in Het Jungleboek. Voor de meesten van ons zijn tropische bossen een soort terra incognita.

Tropische bossen leveren dan misschien wel kunstzinnige metaforen en natuurlijke rijkdommen op, ze verschillen in diepste wezen wel van onze eigen ideeën van een ‘veilig thuis’. De meeste Europese en Amerikaanse boeken, series, kaskrakers die zich in de ‘jungle’ afspelen, suggereren dat grotere samenlevingen onmogelijk op een duurzame en veilige manier in tropische bossen kunnen gedijen.

Dit idee is niet alleen bepalend voor hoe het publiek ertegenaan kijkt, maar het beïnvloedt ook de beeldvorming van de wetenschappelijke wereld. Tropische bossen worden vaak buiten beschouwing gelaten bij discussies over de geschiedenis van de mens en van het leven op aarde. Het dominante verhaal van de menselijke evolutie, bijvoorbeeld, is dat onze mensachtige voorouders de gevaren en beperkte voordelen van het bos achter zich lieten zodra ze daartoe de kans zagen. Ze verhuisden naar de open savannes met nieuw gereedschap om het rijke samenstel van kansen te gaan benutten dat die omgeving hun bood. Bij de zoektocht naar de oorsprong van onze eigen soort, homo sapiens, en zijn snelle ‘verspreidingsroutes’ over de hele wereld wordt ook voornamelijk naar open grasland en kustgebieden gekeken. En discussies over de oorsprong van de ‘landbouw’ of van steden gaan ook zelden over tropische bossen. We gaan ervan uit dat die ‘onproductief’ zijn en dat ze allemaal een slechte bodemkwaliteit hebben en dat het levensgevaarlijke gebieden zijn met vreemde dieren en extreme klimaten. Uitgaand van onze eigen bewust ‘complexe’ samenlevingen denken we dat deze klimaten volledig ongeschikt zijn voor de soorten landbouw en stedenbouw die naar ons idee nodig zijn. Gezien de kennelijk onvermijdelijke verwoesting van het milieu die de industriële landbouw en stedelijke bevolking daar vandaag de dag aanrichten, vragen we ons af hoe in deze leefomgevingen ooit met succes uitgestrekte akkers met monoculturen, uitgebreide weidegronden en drukke metropolen hebben kunnen bestaan. Verhalen over gemeenschappen die in tropische bossen leven, beschrijven daarentegen vaak kleine, vermoedelijk ‘geïsoleerde’ groepen die afhankelijk zijn van de jacht en visserij en het verzamelen van voedsel om te kunnen overleven. Deze aannames bepalen niet alleen hoe wij de geschiedenis van tropische bossen zien, maar ook hoe we ze willen gaan beschermen. De traditionele aanpak om tropische bossen te beschermen, gaat ervan uit dat de mens gewoonweg geen goed bestaan in de bossen kan opbouwen, en dat we die bossen maar het best kunnen behandelen als ongerepte wildernissen, met een minimale aanwezigheid van of ingrijpen door de mens. Zelfs het woord dat vaak gebruikt wordt voor tropische bossen of oerwouden – de jungle, van het Hindiwoord jangal – verwees oorspronkelijk naar een plek waar geen menselijke nederzettingen of veilige, aangename woonomgevingen te vinden zijn.

We moeten echter de verhalen die we zo vaak te horen krijgen over tropische bossen kritisch bekijken. Van mijn levensveranderende expeditie naar het Amazonebekken zijn me twee specifieke ervaringen bijgebleven, die veel onverwachter maar ook veel intenser waren dan alle problemen die Victor en ik meemaakten onder het dichte groene bladerdak. Deze ervaringen benadrukken niet alleen dat de mens al heel lang erg nauw betrokken is bij deze indrukwekkende omgeving, maar ook dat deze bossen nog steeds heel belangrijk zijn voor ons allemaal, of we nu in de tropen wonen of niet.

De eerste indrukwekkende ervaring vond plaats op een ochtend, toen we wakker werden met het rustige geschommel van de oude recreio en het gekrijs van de parkieten. Victor, een Braziliaan die veel door het Amazonegebied reisde, wees naar de bomen en zei: ‘We komen dicht in de buurt van een dorp.’ Ik probeerde te ontdekken waar hij eigenlijk naar wees, maar ik zag geen tekenen van mensen, huizen, of zelfs maar een open plek die op menselijke aanwezigheid kon duiden: alles leek gewoon ruig en groen te zijn. Maar Victor wees op het soort vegetatie dat plotseling de overhand kreeg langs de rivieroevers. Toen ik beter keek, zag ik in tegenstelling tot de eerdere dichte begroeiing nu duidelijk een grote concentratie van twee specifieke boomsoorten: bessen dragende açai-palmen en paranotenbomen (ook wel amazonianoten of brazilnoten genoemd). Aangezien Victor al lange tijd als ecoloog werkte en vaak nederzettingen langs de oevers van het Amazonebekken bezocht, wist hij dat die bomen en struiken een levende wegwijzer waren naar locaties waar mensen woonden. En inderdaad, er kwam geleidelijk aan een dorp in zicht na de dichte vegetatie langs de rivieroever. Het dorp had de passende naam Ponta da Castanha (‘Plek van de paranoten’). Zoals Victor en de plaatselijke bevolking, onder wie onze ruimhartige gastheer Jucelino, goed wisten, zijn de huidige nederzettingen langs de rivieroever vrijwel altijd boven op prehistorische nederzettingen gebouwd. Op deze plek hadden al duizenden jaren lang mensen gewoond die de aarde bewerkten en vruchtbaar maakten en de samenstelling van de vegetatie aanpasten. En wel met zo veel succes dat deze locaties nog steeds gunstig zijn voor de plaatselijke voedselproducenten van het Amazonegebied. Als de tropische regenwouden van de Amazone echt een ‘ongerept’ landschap zouden zijn dat gedurende de hele geschiedenis vrijwel ongemoeid gelaten was door de mens, hoe kon het dan dat ik nu op een plek stond die duizenden jaren lang door mensen was bewoond?

De tweede indrukwekkende ervaring deed zich voor toen we aan het eind van ons bezoek in een kleine motorboot vertrokken. We voeren net boven de waterlijn en hielden onze spullen en instrumenten op onze schoot stevig tegen ons aan geklemd alsof ons leven ervan afhing. Ik keek omhoog en zag een dicht wolkendek dat snel voorbijdreef boven het Amazoneregenwoud en zijn nederzettingen. De wolken waren zo dichtbij dat ik ze bijna kon aanraken. Het was op dit moment dat ik, misschien wel voor het eerst, echt doordrongen raakte van de regionale, continentale en wereldwijde betekenis van tropische bossen. Als deze bossen zouden verdwijnen en het water niet langer zou verdampen uit de miljarden en miljarden bladeren, zou deze dichte wolkendeken een ragdun doekje worden. Weinigen beseffen dat deze tropische bossen verantwoordelijk zijn voor een aanzienlijk deel van de regenval wereldwijd. Als de tropische bossen er niet meer zouden zijn in het Amazonebekken, zou het niet langer regenen, en niet alleen in de buurt van de Amazone, maar ook in grote delen van Zuid-Amerika. Dankzij het netwerk van oceanen en atmosferische circulatiesystemen die rond de aarde bewegen, zou zelfs het klimaat in Europa erdoor beïnvloed worden. Deze tropische bossen zijn vaak ook grote koolstofputten of -reservoirs, waar een derde van de fotosynthese van de aarde plaatsvindt en waar ongeveer een kwart van de op land aanwezige koolstof van de wereld opgeslagen ligt. Als ze zouden verdwijnen zou deze koolstof in de atmosfeer vrijkomen. Ondertussen zou er door de afwezigheid van deze bossen minder CO2 uit de atmosfeer in de biosfeer opgenomen worden. Gezien de groeiende urgentie om de rol van emissies bij de door de mens veroorzaakte klimaatverandering aan te pakken, is het wel duidelijk wat dit zou betekenen voor de wereldwijde opwarming van de aarde.

Op grond van deze twee indrukwekkende ervaringen wil ik in dit boek een uiteenzetting geven van de cruciale, maar vaak opvallend verwaarloosde plaats van tropische bossen binnen de geschiedenis van de mens en het functioneren van de aarde. Tropische bossen zijn geen ‘groene hellen’ die te gevaarlijk zijn om in te wonen en die slechts nuttig zijn voor de verafgelegen, continue grondstofwinning en houtkap. We kunnen productief met en in tropische bossen leven (iets wat volgens mij grote vraagtekens plaatst bij onze vooringenomen standpunten over hoe samenlevingen, economieën en stedenbouw zonder meer georganiseerd moeten zijn). Vanwege het belang van tropische bossen voor de hele planeet moeten we met z’n allen manieren zoeken om dit zo snel mogelijk in praktijk te brengen. Als multidisciplinair archeoloog in de tropen merk ik hoe de ontdekkingen van mijn voorgangers en collega’s steeds meer onderstrepen hoe adaptief en flexibel de menselijke samenlevingen in deze ecologische gebieden waren, wereldwijd. Dat gold voor samenlevingen als die van onze vroegste voorouders tot die van bewoners van een aantal van de grootste stedelijke gebieden die er ooit voorafgaand aan de industrialisatie hebben bestaan. Ik constateer dat biologen en ecologen al jarenlang benadrukken hoe belangrijk deze oudste op het land voorkomende ecosystemen op aarde zijn voor de evolutie en voor het in stand houden van de grootste concentratie van planten- en dierendiversiteit op aarde. En ik zie ook dat inheemse volken al heel lang bepleiten dat tropische bossen een cruciale rol vervullen voor hun economische en culturele overlevingskansen, en dat het belangrijk is dat zij actief, als beheerders, de welstand van deze ecosystemen bevorderen. In het licht van dit alles is het opmerkelijk dat velen van ons toch nog steeds denken dat tropische bossen totaal niets met ons bestaan te maken hebben. We vinden het leuk om over Tarzan te horen die tussen de wilde dieren leeft, of om te zien hoe onderzoekers zonder richtingsgevoel op zoek zijn naar ‘verdwenen’ steden, of om de zachte klanken van David Attenborough over ons heen te laten komen als hij een schitterende exotische vogel beschrijft die een ongeïnteresseerde partner probeert te verleiden. Niettemin lijken de afstand, de biodiversiteit en de in toenemende mate ingrijpende verdwijning van tropische bossen, hoewel dat zowel fascinerend als beangstigend is, voor de meeste mensen ver af te staan van hun dagelijks leven. En als we voor bescherming van die oerwouden pleiten, willen we over het algemeen graag dat de mens eruit vertrekt, terwijl we naar manieren zouden moeten zoeken waarop de mens bij en in tropische bossen kan leven. De problemen waarmee deze ecologische milieus tegenwoordig worden geconfronteerd, zijn zonder meer heel ingrijpend, maar omdat ze in onze ogen ver weg, geïsoleerd en exotisch zijn, schenken we er maar al te vaak uiteindelijk geen aandacht aan.

Dit boek schetst de geschiedenis van de wereld bezien vanuit de tropen en hun oerwouden. Het begint met een reis langs de kleurrijke hoofdrolspelers van de tropische bossen die onze planeet bijna 400 miljoen jaar geleden bedekten (hoofdstuk 1 en 2), vanaf de eerste boomachtige organismen die verschenen in een warme, vochtige wereld, tot bossen die herkenbaar zouden zijn voor de huidige bewoners (of bezoekers) van de tropische delen van onze planeet. We zullen ontdekken hoe tropische bossen vanaf hun verschijning op het aardoppervlak vorm hebben gegeven aan – en hun vorm hebben gekregen door – grote klimaatveranderingen die van boven kwamen en de verpletterende krachten van tektonische platen die van onderaf kwamen. Tropische bossen bepalen de atmosfeer, waterkringloop en bodem van onze planeet en ze speelden een grote rol bij de evolutie van het leven op aarde. We zullen bekijken wat de rol van deze bijzondere ecologische milieus was bij het ontstaan van de eerste bloeiende planten en de eerste op vier poten lopende landdieren op aarde (hoofdstuk 2), bij de evolutie van de dinosauriërs (hoofdstuk 3) en bij het faciliteren van de overleving en evolutie van een groot deel van de belangrijke afstammingslijnen van de zoogdieren die wij zo graag in de dierentuin gaan bekijken (hoofdstuk 4). Tropische bossen speelden ook een cruciale rol bij de evolutie van de mens. Zij waren de bladerrijke ‘bakermat’ waar de eerste mensachtigen verschenen in Afrika, die een afsplitsing vormden van de laatste gemeenschappelijke voorouder van de mensapen en de mens (hoofdstuk 5). Zij waren ook een van de gevarieerde milieus waarin onze eigen soort, homo sapiens, verscheen in Afrika, voordat we vrijwel alle werelddelen van de aarde gingen bevolken tussen 300.000 en 12.000 jaren geleden (hoofdstuk 6).

Ondanks de bijzondere positie van tropische bossen bij deze belangrijke evolutionaire processen denken velen van ons dat ze eigenlijk niets met ons eigen verhaal te maken hebben. We geloven dat ze onmogelijk te bewerken zijn zonder ontbossing, dat het geïsoleerde eilanden zijn, of dat ze ongeschikt en kwetsbaar zijn voor stedenbouw. Ik wil in dit boek laten zien dat deze vooroordelen vaak voortkomen uit Europees-Amerikaanse ideeën over hoe ‘landbouw’ en steden’ eruit behoren te zien. Veel landbouwproducten en dieren waarvan wij tegenwoordig afhankelijk zijn, werden voor het eerst verbouwd en gedomesticeerd in de tropen (hoofdstuk 7). Uiteenlopende menselijke samenlevingen worstelden om een duurzaam bestaan op te bouwen op tropische eilanden, waarbij ze plaatselijke voedselbronnen moesten beheren naast nieuwe gewassen en dieren die van elders waren gekomen (hoofdstuk 8). En in de tropische bossen woonden ook sommige van de grootste en relatief succesvolste, pre-industriële stedelijke bevolkingsgroepen die ooit bestaan hebben (hoofdstuk 9). Dit dwingt ons ertoe om onszelf de vraag te stellen waarom we, gelet op al dit bewijs van eerdere innovatieve menselijke bewoning en het beheer van tropische bossen wereldwijd, nog steeds denken dat tropische bossen ‘leeg’ zijn en ‘gevaar lopen’ door de aanwezigheid van de mens. Het antwoord is te vinden in de historische processen van de afgelopen vijfhonderd jaar, waarin Europa en de tropische wereld met elkaar in botsing kwamen. Ziekten, oorlogen en moord verwoestten de steden en dorpen van de inheemse bevolkingsgroepen (hoofdstuk 10). Door nieuwe, op winst gerichte benaderingen van tropische landschappen zorgden de mijnbouw en monocultuurplantages ervoor dat er bossen verdwenen, dat de grond uitgeput raakte en dat vanuit deze gebieden arbeidskrachten ontvoerd en weggevoerd werden voor de trans-Atlantische slavenhandel (hoofdstuk 11).1 De komst naar de tropen van de koloniale en kapitalistische machten leidde tot verwoeste landschappen, tot een oneerlijke verdeling van de welvaart tussen de westelijke helft van Europa en noordelijk Noord-Amerika aan de ene kant en de tropische wereld aan de andere kant, tot rassendiscriminatie en geweld, tot een marginalisering van de inheemse kennis. Ook betekende dit het begin van een belangrijke door de mens veroorzaakte klimaatverandering, die misschien wel de grootste ecologische, sociale, politieke en economische uitdaging vormt voor onze samenlevingen in de eenentwintigste eeuw (hoofdstuk 11 en 12). Het leidde er ook toe dat velen van ons ten onrechte tot de conclusie zijn gekomen dat dit natuurlijke milieu niet in staat is om in het onderhoud te voorzien van grote aantallen mensen.

1 Noot van de vertaler: In dit boek wordt soms de term ‘slaven’ gebruikt, hoewel het wellicht gepaster zou zijn om te spreken over ‘tot slaaf gemaakte mensen’. Deze keuze is gemaakt met het oog op de leesbaarheid en houdt geen waardeoordeel in.

Hoewel sommige lezers zich wellicht al grote zorgen maken over het klimaat en de afname van tropische bossen, zullen anderen waarschijnlijk nog enigszins het veilige gevoel hebben dat de oudste op het land gelegen ecologische milieus heel ver van hen af liggen. De moeilijke omstandigheden, dichte begroeiing en lastige navigatie – zoals Victor en ik tijdens onze Amazone-expeditie merkten – maken het vaak moeilijk om verder onderzoek te doen naar tropische bossen en hun geschiedenis. Toch zal dit boek vertellen hoe de nieuwste wetenschappelijke ontwikkelingen, van laserscannen vanuit de lucht tot de plantengenetica in laboratoria, ons door het bladerdak heen kunnen laten kijken. Zo wordt duidelijk hoe deze natuurlijke milieus feitelijk met elk aspect van ons leven te maken hebben, waar we ons ook maar bevinden. Onze keukenkasten staan vol met levensmiddelen die oorspronkelijk uit tropische bossen afkomstig zijn. Onze rit naar het werk is afhankelijk van het rubber dat gemaakt is met latex uit tropische bomen. Onze beslissingen als consument, of dat nu meubels of cosmetica betreft, blijven de aard en omvang van het tropisch milieu beïnvloeden. Het kan heel ver weg lijken als we berichten horen over uitsterving, ontbossing en bosbranden in die gebieden. Maar de afname van tropische bossen en de koloniale erfenissen die hun lot vandaag de dag bepalen, hebben niet alleen invloed op het leven en het klimaat van mensen aan de andere kant van de wereld, maar ook op ons eigen klimaat, onze politiek, onze samenlevingen en economie, van Manilla tot München, Colombo tot Cardiff en van Nairobi tot New York. Met dit boek wil ik proberen om de lezers ervan te overtuigen dat de geschiedenis van de tropische bossen ook hun eigen geschiedenis is. Maar voor we te hard vooruithollen, moeten we eerst meer dan 500 miljoen jaar teruggaan. Naar de tijd waarin er nog geen planten op het landoppervlak van de aarde groeiden en alles er heel erg anders uitzag dan nu.

1

In het licht: het begin van de wereld zoals wij die kennen

Overal ter wereld rennen leerlingen bij hun schoolreisje naar een natuurhistorisch museum meestal vlug langs de fossielen van vroege planten heen, meteen op weg naar de gereconstrueerde dinosaurusskeletten of de opgezette blauwe walvissen, die vaak alle aandacht krijgen als de grote ‘sterren’ van de evolutie. Door romans en films als Jurassic Park heeft het werk van paleontologen, die met een beiteltje botten van uitgestorven dieren uithakken om de evolutie van fascinerende dieren te ontrafelen, de aandacht van het grote publiek gekregen. Het werk van wetenschappers die onderzoek doen naar de wereld van eeuwenoude planten wordt echter niet zo gedramatiseerd. Dit houdt ook verband met een algemenere ongeïnteresseerdheid. In ons dagelijks leven denken we nauwelijks na over het mos dat op ons trottoir groeit, het gras dat onze weiden bedekt, de bloemen in onze tuin en de bomen die, als we geluk hebben, langs onze straat staan. We nemen vaak voor vanzelfsprekend aan dat er altijd al planten op onze planeet zijn geweest en dat die er altijd zullen blijven. Er bestaan wel, minder bekende, documentaires over de opkomst, de evolutie en de bescherming van onze planten. Maar planten spreken over het algemeen minder tot de verbeelding dan andere vormen van leven. Het is moeilijker om met planten mee te voelen dan met dieren, die je met hun emotionele ogen aankijken en naar ons idee in een soort familieverband leven. Planten maken geen voor ons waarneembare geluiden, afgezien van af en toe wat geritsel en gekraak in de wind. Het is ook niet erg waarschijnlijk dat er op YouTube een filmpje viraal zal gaan waarin planten ‘praten’. Toch zou de wereld zoals we die nu kennen niet bestaan als er geen planten waren.

Recent onderzoek lijkt er echter op te duiden dat we onze fotosynthese uitvoerende vrienden misschien wel te snel afgeschreven hebben. We weten nu bijvoorbeeld dat planten wel beschikken over een aantal van de kenmerken op grond waarvan wij ons verwant voelen met dieren. Timelapscamera’s maken de verbazingwekkende, dynamische manier zichtbaar waarop planten voortdurend groeien en zich in verschillende richtingen wenden om bij het licht te komen. Planten voelen geen pijn in de geijkte zin, maar als ze door rupsen opgegeten worden scheiden ze ter verdediging stoffen af waardoor ze minder aantrekkelijk worden voor hun aanvaller. En bomen in Oost-Afrika waaraan giraffen eten, scheiden stoffen af in de lucht die andere bomen waarschuwen dat ze hun eigen bladeren moeten beschermen. Een dergelijke vorm van ‘communicatie’ is ook aangetoond in bossen, waar naburige bomen voedingsstoffen proberen te sturen naar hun beschadigde of zieke metgezellen. Ze maken daarbij gebruik van enorme ‘netwerken’ van schimmels die tot de grootste organismen van de wereld behoren. In een poging om zo maximaal mogelijk te groeien, wagen bomen in klimaten met gematigde winters soms een gok wat het afvallen van de bladeren betreft. Bomen die dan te veel risico nemen en hun bladeren te lang aan de takken laten hangen, moeten dat uiteindelijk soms met de dood bekopen door vorst. Toch is het allerindrukwekkendste aspect van deze organismen de manier waarop ze onze wereld bewoonbaar maken voor alle andere levensvormen. De grote schaal waarop organismen dat doen, wordt pas echt duidelijk als we onderzoeken hoe de aarde eruitzag zónder planten. Dat is iets wat dankzij moderne wetenschappelijke ontwikkelingen nu mogelijk is.

Laten we terugreizen naar het Vroeg-Cambrium (ongeveer 538,8 tot 509 miljoen jaar geleden). Dit tijdperk is genoemd naar Cambria, de Latijnse naam voor Wales. Het lijkt een vreemde plaats om mee te beginnen in een boek over tropische bossen, maar in deze beroemde geologische periode vond een diversifiëring van complex leven plaats, die vaak de ‘Cambrische explosie’ wordt genoemd. Daaruit zouden uiteindelijk de evolutionaire afstammingslijnen voortkomen van alle meercellige dieren die nu ook nog op aarde leven. Als we in de beduidend warmere oceanen van het Vroeg-Cambrium zouden duiken, zouden we veel soorten trilobieten zien (dat zijn de bekende karakteristieke pissebedachtige fossiele geleedpotigen) en andere ongewervelde dieren die zich bezighielden met de jacht op een prooi, het eten van aas en het uit het water filteren van voedsel toen veel zee-ecosystemen een bekende vorm begonnen aan te nemen. Als we deze voedselrijke omgeving onder water achter ons lieten en op het land stapten, zouden we een schijnbaar verlaten en echt apocalyptisch beeld voor ons zien. De continenten zouden bedekt zijn met droge, rotsachtige landschappen en de belangrijkste levensvorm zou bestaan uit dunne laagjes microben die als vlekken over het landoppervlak uitgesmeerd waren. De enige andere tekenen van leven op het land zouden de incidentele naaktslakachtige weekdieren zijn die zich behoedzaam richting de oceaan bewogen op zoek naar het schaarse beetje eten dat er te vinden was. Tijdens het Vroeg-Cambrium waren er helemaal geen uiteenlopende soorten op het land te vinden, laat staan iets wat we met een tropisch bos zouden associëren. De wereld was echter wel ‘tropisch’ gelet op wat we volgens de huidige indeling een tropisch klimaat noemen, met een gemiddelde maandtemperatuur van ongeveer 18 ºC of meer. Tijdens het Cambrium lag de wéreldwijde gemiddelde temperatuur rond de 19 °C, dat is wel 5 °C hoger dan nu het geval is. En het bleef gemiddeld ongeveer 18 °C aan het begin van het Devoon (419 miljoen jaar geleden).

In deze ‘tropische’ wereld verschenen de eerste planten, die hun grootste truc moesten uitvoeren, met een alchemistisch vermogen waarvan we alleen maar kunnen dromen. Op de middelbare school leerden we wat fotosynthese is: het proces waarmee de meeste planten en bepaalde bacteriën met behulp van de energie van de zon koolstofdioxide (CO2) dat in de lucht of oceanen zit kunnen omzetten in suikers en zuurstof (O2). We vergeten maar al te gauw hoe fundamenteel dit proces is voor het leven. Omdat er nog geen landplanten waren, was er in het Vroeg-Cambrium, ondanks de fotosynthese door wat bacteriën en wateralgen, een CO2-concentratie van rond de 4500 volumedeeltjes per miljoen (ppm, parts per million). Dat is tien keer hoger dan vandaag de dag. Ondertussen bestond de atmosfeer van de aarde voor 7 procent uit zuurstof, dat is ongeveer drie keer zo laag als nu het geval is. Daardoor zouden we bij onze reis over het landoppervlak tijdens het Vroeg-Cambrium zuurstoftanks nodig hebben gehad om het te kunnen overleven. Bovendien waren er door het ontbreken van planten geen wortelstelsels om de harde bodemlaag efficiënt af te breken, zodat de voedingsstoffen vrijkwamen die van cruciaal belang zijn voor de meeste voedselketens van nu; die bleven dus opgesloten zitten in de harde aardkorst. We zullen nu bekijken hoe de grotendeels ‘tropische’ staat van onze planeet tussen het Cambrium en het Devoon niet alleen de volmaakte ‘broeikas’ vormde voor het ontstaan van de eerste landplanten, maar ook voor de eerste bomen en bossen. Deze pionierende organismen maakten feitelijk een eind aan de wijdverbreide warme omstandigheden en ze zorgden voor een belangrijke afname van CO2, voor de wereldwijde afkoeling van de aarde en zelfs voor de vorming van ijskappen aan de polen. Maar daarnaast vormden ze ook de bouwstenen voor de eerste complexe landecosystemen die ontstonden in de overgebleven warme, vochtige gebieden van de tropen rond de evenaar in het Carboon (359,3 tot 298,9 miljoen jaar geleden). Deze bossen hielden de bodem vast, maakten voedingsstoffen vrij en stabiliseerden het klimaat en de samenstelling van de atmosfeer. Ze vormden ook een ideale omgeving voor een toenemende variëteit aan op elkaar reagerende dieren die uiteindelijk zou leiden tot het amfibieën-, reptielen- en zoogdierenleven dat we nu om ons heen zien. Zonder overdrijving kunnen we zeggen dat ze voor altijd het aanzien van de wereld veranderden.

Het proces van fotosynthese en de uitbreiding van wortels in het oppervlak van de aarde betekende dat planten, vanaf hun allereerste ontstaan, de mogelijkheid hadden om een belangrijke en invloedrijke rol te spelen binnen het geheel van de atmosfeer, het klimaat en de geologie van onze planeet. Prof. Timothy Lenton is directeur van het Global Systems Institute van de University of Exeter, in Engeland. Hij is erin geïnteresseerd hoe de eerste planten op het land wellicht invloed hadden op de verschillende zogenaamde ‘systemen van de aarde’ die in interactie met elkaar het klimaat van de aarde vormgeven. (Met de systemen of sferen van de aarde worden de atmosfeer, geosfeer, hydrosfeer en biosfeer bedoeld, die samen ‘Systeem Aarde’ vormen.) Tim zegt hierover: ‘Er is een complex samenspel tussen onze oceanen, de verhoudingen tussen de gassen in de lucht rondom ons en, wat cruciaal is, het soort bedekking van de aarde dat invloed heeft op hoe de energie van de zon opgeslagen wordt en rond de wereld wordt verspreid.’ Wetenschappers zoals Tim die de systemen van de aarde bestuderen, werken met krachtige computers die modellen maken van hoe de algemene toestand van de aarde wijzigt door veranderingen in de percentages gassen in onze atmosfeer, in de snelheid en richting van de oceaanstromingen en in de verspreiding van verschillende soorten vegetatie. Ook kijken ze of uiteenlopende regio’s van de aarde op verschillende manieren door dergelijke veranderingen beïnvloed worden. De output van die zogenaamde aardwetenschappersversie van Minecraft kan vervolgens getoetst worden aan beschikbare data van de CO2- en O2-concentraties en de temperatuur, die in oude afzettingen of in ijskernen worden gevonden. Zo kunnen ze zien of ze ‘werken’ en feitelijk de toestand van de aarde op een bepaald moment verklaren.

Een van de belangrijkste manieren waarop deze digitale climate sandbox wordt gebruikt is dat men daarmee probeert te voorspellen hoe de broeikasgasuitstoot in de eenentwintigste eeuw invloed zal hebben op de wereldwijde temperaturen in de komende decennia. Hij wordt echter ook gebruikt om te onderzoeken hoe de komst van het eerste plantenleven de toestand van de planeet veranderd zal hebben. Om dit goed te kunnen doen, moeten deze computernerds gebruikmaken van de ‘klassiekere’ aanpak om eeuwenoude planten te bestuderen, oftewel de paleobotanie, om zo antwoord te vinden op de cruciale vraag: wanneer zijn de eerste landplanten (of ‘embryophyta’) verschenen? Algemeen wordt aangenomen dat de eerste landplanten geen vasculaire planten waren: het waren ‘lagere planten’. Dat houdt in dat ze geen complexe structuur van vaten hadden, zoals het interne transportsysteem van de xyleemcellen die water vervoeren en de floëemcellen die voedingsstoffen vanaf de wortels naar de rest van de plant brengen. Deze planten evolueerden uit wateralgen en er is lang gedacht dat ze op de moderne levermossen, hauwmossen en andere mossen (bryofyten) leken, die waarschijnlijk met grote plakkaten op de grond, op stenen en op bomen in je tuin voorkomen. Er is nu van deze sporen producerende planten bekend dat ze in staat zijn om water vast te houden en dat ze soms ook belangrijke voedselbronnen voor dieren zijn. Omdat men ervan uitging dat levermossen met name de vroegst afgeleide ‘zustertak’ van de landplanten zijn, schonken klimaatmodellen vaak geen aandacht aan de invloed die de vroegste landplanten op het aardoppervlak en de atmosfeer hadden. De reden daarvan is dat bij levermossen een aantal fysieke kenmerken ‘ontbreekt’, zoals de huidmondjes, die we wel zien bij complexere, ‘vasculaire’ (of vaat-) landplanten. (Huidmondjes zijn kleine openingen in bladeren die door zich te openen of sluiten de opname van CO2 en het verlies van water tijdens de fotosynthese kunnen regelen.) Daardoor leken de levermossen een volmaakte tussenvorm te zijn tussen de ‘primitieve’ wateralgen en de complexe vasculaire landplanten. Het is natuurlijk een grote uitdaging, zelfs voor de meest enthousiaste paleobotanicus, om deze aanname te toetsen door deze vroegste planten op te sporen en te bestuderen.

De Marchantia polymorpha, een levermos. De vroegste landplanten leken waarschijnlijk op de huidige ‘bryofyten’, bijvoorbeeld de levermossen, de hauwmossen en gewone mossen. Levermossen zoals de Marchantia polymorpha worden vaak als de oudste afstammingslijn van landplanten gezien. Ze vormen een voorbeeldsysteem van een overgang tussen wateralgen en complexe vasculaire landplanten. De exacte aard en fysiologische kenmerken van de vroegste planten die het land gingen bedekken waren echter tot kortgeleden onbekend.
Pressel, Silvia

Het concreetste bewijs voor het verschijnen van de landplanten zijn de gefossiliseerde afdrukken van plantenlichamen of sporen die ze voor voortplanting gebruikten, die terug te vinden zijn in oude afzettingslagen. Na een reeks geologische processen versteenden die sporen onder hoge druk en ze zijn tot nu toe bewaard gebleven. Deze vroegste embryofyte-achtige sporen uit afzettingen in Argentinië dateren van ongeveer 470 jaar geleden. Dit was tijdens een andere geologische periode, waarvan de naam ook verband houdt met Wales: het Ordovicium (486,9 tot 443,1 miljoen jaar geleden). Dat is genoemd naar een vroegere bevolkingsgroep (de Ordovicii) die door de Romeinen werd overwonnen in het huidige Noord-Wales. Korter geleden is aangevoerd dat er vijf superorden van bryofyten zijn. Tot deze conclusie kwam men op basis van fossiele afdrukken in een zinkgat dat uitgegraven werd tijdens de bouw van de Douglas Dam, in Tennessee, Amerika. De fossielen waren ongeveer 460 miljoen jaar oud.Dit zou veel eerder zijn dan het voorkomen van een van de meest aanvaarde vroegste fossielen met de structuur van een landplant uit Ierland, die minstens ongeveer 427 miljoen jaar oud zijn. Als je ooit een bryofyt hebt aangeraakt terwijl je in de tuin werkte of een wandeling door het bos maakte, zul je gemerkt hebben hoe kwetsbaar die planten zijn: ze zullen meestal gewoon in je hand verkruimelen. Daarom onderschat men bij fossielvondsten vrijwel altijd de echte leeftijd van de eerste landplanten. We kunnen vergelijkingen tussen moderne en fossiele planten gebruiken om te berekenen hoelang ervoor nodig geweest moet zijn voor de verschillende ‘morfologieën’ of lichaamsvormen ontstonden in het verleden. Dit getal is echter niet precies omdat een evolutie niet altijd even snel verloopt in de verschillende fasen. Bovendien hebben we niet van het hele evolutieproces van planten fossielen gevonden, met name niet van deze vroege periode. We hebben dus maar weinig gegevens om ons op te baseren als we inzicht proberen te krijgen in wanneer en hoe de landplanten ontstonden en zich uitbreidden, en hoe ze eruitzagen en welke invloed ze mogelijk hebben op de planeet.

Sommige wetenschappers hebben daarom voor een andere benadering gekozen om de evolutionaire geschiedenis van landplanten te onderzoeken. Zo hebben ze voorbeelden verzameld van de moderne genetische data van de verschillende families van korstmossen en mossen en andere landplanten, om tot een soort ‘moleculaire klok’ te komen. De ‘klokken’ werken volgens het principe dat mutaties binnen de genetische of proteïnesequenties van planten met een constante snelheid hebben plaatsgevonden die berekend kan worden. Dit in gedachten houdend kunnen de moderne genetische sequenties van diverse plantengroepen vergeleken worden, en de hoeveelheid verschillen geeft dan een idee van hoelang geleden de verschillende plantengeslachten zijn ontstaan en van elkaar zijn gaan verschillen. Door dit soort werk kunnen wetenschappers vaststellen dat vaatplanten, of ‘trancheofyten’, waaronder de bomen, struiken, bloemen en varens en aan varens verwante planten die kenmerkend zijn voor het groene plantenleven dat wij kennen, inderdaad ontstaan zijn ná de levermossen en andere mossen. Belangrijker nog is dat ook aangetoond is dat levermossen feitelijk niet de vroegste afstammingslijn van landplanten zijn. En dat trekt in twijfel hoe belangrijk hun fysieke kenmerken zijn bij het vaststellen van welk soort het eerst het land ging bedekken. De vroegste evolutionaire geschiedenis van de plant blijft onduidelijk en het is een ongelooflijke uitdaging om in te schatten wanneer de echte landplanten nu precies zijn ontstaan. Gelet op de complexiteit van genetische mutaties en het verschil in de snelheid waarmee populaties, soorten en zelfs plantenfamilies veranderden, zijn tijdstippen die enkel op moderne genetische data gebaseerd zijn, zoals we weten onbetrouwbaar. Ze geven hoogstens een ruwe inschatting. Als het tijdstip voor de eerste landplanten en het inzicht in hun biologische kenmerken niet vastgesteld kan worden, wordt het natuurlijk heel moeilijk om te bepalen wanneer, en óf, ze invloed hadden op het klimaat van de aarde.

Gelukkig besloten wetenschappers in 2018 om de sterke en zwakke punten van de verschillende fossiele en genetische benaderingen van de oorsprong van landplanten te combineren. Ze wilden op deze manier samen tot een preciezer en uitgebreider model komen van de verschijning van landplanten. Dit team, geleid door wetenschappers van de University of Bristol, combineerde de genetische en morfologische berekeningen van de snelheid van de plantenevolutie met de beschikbare ‘vaste punten’ die de aangetroffen fossiele plantenresten opgeleverd hadden. Volgens dr. Silvia Pressel, het hoofd van de Afdeling Algen, Schimmels en Planten van het Natural History Museum in Londen, en medeauteur van deze studie, is het met behulp van deze aanpak mogelijk ‘om in eerste instantie ruwe evolutionaire modellen te toetsen en verfijnen met behulp van het bewijs dat we concreet kunnen vastpakken’. Door deze modellen duizenden keren te herhalen, konden de onderzoekers bepalen hoe accuraat hun weergaven van de werkelijkheid waren. Hun gecombineerde analyse gaf aan dat de eerste landplanten ongeveer 500 miljoen jaar geleden zijn verschenen, midden in het Cambrium, net nadat de evolutie van meercellige diersoorten in het water was begonnen. En nog belangrijker: de biomoleculaire analyse van verschillende plantengeslachten die wordt uitgevoerd door een ander multidisciplinair team van paleobotanici en neobotanici, wijst erop dat de voorouder van de landplanten waarschijnlijk complexer was dan tot dusverre werd aangenomen. Ze bezaten namelijk al wortelachtige draden en huidmondjes op hun oppervlakken. Door deze kenmerken konden die voorouders meer grond en meer CO2 verwerken dan eerst werd gedacht.

Silvia’s werk heeft nog een dimensie toegevoegd aan dit opkomende beeld. Het is waarschijnlijk algemeen bekend dat planten en schimmels samenwerken en een nauwe ‘symbiotische’ relatie vormen, wat mycorrhiza wordt genoemd. De schimmels, die een netwerk om de wortels van een plant vormen, zorgen ervoor dat de plant meer water en voedingsstoffen uit de grond kan halen. Ook helpen ze de plant om harde grond en gesteente af te breken, en ze beschermen hem zelfs tegen ziekten. De plant geeft op zijn beurt voedingsstoffen aan de schimmels in de vorm van suikers die hij door middel van fotosynthese heeft gemaakt. We weten nu dat de meeste landplanten gebruikmaken van deze win-win-samenwerking. (Het in kaart brengen van de soorten schimmels en bacteriën die tussen de wortels van bomen zitten, wordt wereldwijd het wood wide web genoemd, met een knipoog naar het world wide web van internet.) Ongeveer 90 procent van de huidige plantensoorten krijgt hulp van schimmels, waardoor er een stroom van voedingsstoffen door hele ecosystemen heen gaat. Deze samenwerkingsrelatie is heel oud en dat blijkt uit de aanwezigheid van schimmelstructuren (waaronder de kleine boomachtige structuren die ‘arbuscules’ worden genoemd) in de cellen van fossiele planten die 400 miljoen jaar oud zijn. Maar sommige bryofyten, met name de mossen, kennen niet zo’n soort interactie en daarmee blijft de vraag onbeantwoord of de vroegste planten op het land al symbiotische verbanden hadden. Door de diversiteit en de werking van schimmels van alle bryofytengroepen te onderzoeken, en door sequencing van de moderne genomen van symbiotische schimmels, hebben onderzoekers als Silvia bevestigd dat deze ‘onderaardse samenwerking tussen planten en schimmels helemaal teruggaat tot het begin van de plantenevolutie op het land’. En dat het waarschijnlijk een grotere diversiteit aan schimmels betrof dan eerder werd aangenomen. Door dit alles wordt het steeds duidelijker dat de eerste landplanten eerder verschenen en, samen met hun schimmelhelpers, een grotere invloed op de planeet hadden dan vaak werd gedacht.

Schimmelstructuren binnen een modern levermos. Deze symbiotische schimmels helpen de plant om water en voedingsstoffen uit de bodem op te nemen. De relatie tussen schimmels en planten dateert waarschijnlijk van de eerste planten die op het land groeiden.
Pressel, Silvia