VU-ecoloog Vasilis Kokkoris ontvangt een NWO Vidi-beurs om te onderzoeken hoe bijzondere bodemschimmels hun enorme cellen organiseren. Deze kennis kan op termijn bijdragen aan duurzamere landbouw, bodemherstel en natuurbehoud.
Onder onze voeten leven schimmels die een belangrijke rol spelen in de groei van planten en de gezondheid van ecosystemen. Arbusculaire mycorrhizaschimmels werken samen met ongeveer 70 procent van alle plantensoorten. Ze helpen planten voedingsstoffen uit de bodem op te nemen en ontvangen daarvoor koolstof die planten via fotosynthese produceren.
Toch weten onderzoekers nog weinig over hoe deze schimmels zelf functioneren. Anders dan de meeste cellen, die één celkern bevatten, kunnen ze uitgroeien tot enorme cellen met duizenden celkernen. Hun netwerk van schimmeldraden kan zich over meters uitstrekken.
Duizenden celkernen, één georganiseerd geheel
Met zijn onderzoeksproject Nuclear Swarms wil Vasilis Kokkoris, systeemecoloog aan de Vrije Universiteit Amsterdam, ontdekken hoe deze duizenden celkernen hun gedrag op elkaar afstemmen. Waarom zijn er zoveel nodig? Hoe ontstaan nieuwe celkernen en hoe verdelen ze zich door de schimmel? En welke invloed heeft hun gezamenlijke gedrag op de groei en overleving van het organisme?
Kokkoris’ onderzoek combineert geavanceerde microscopie, robotica, microfluïdica, geautomatiseerde beeldanalyse en wiskundige modellen. Daarmee wil hij met zijn collega’s de bewegingen en organisatie van celkernen in levende schimmels nauwkeurig in kaart brengen.
Een belangrijk doel is bovendien om technieken te ontwikkelen waarmee deze schimmels genetisch aangepast kunnen worden. Dat is tot nu toe bijzonder moeilijk. Succes zou nieuwe mogelijkheden bieden om gericht te onderzoeken hoe deze organismen werken.
Van biologische kennis naar gezonde bodems
“Mijn onderzoek richt zich op een fundamentele vraag uit de biologie: hoe kan één enorme cel met duizenden celkernen als één geheel functioneren? De antwoorden kunnen nieuwe inzichten opleveren in de organisatie en samenwerking van levende systemen,” aldus Kokkoris.
Ook maatschappelijk kan die kennis van belang zijn. Mycorrhizaschimmels ondersteunen de plantengroei en spelen een rol in de kringloop van voedingsstoffen in de bodem. Een beter begrip van hun groei en herstel kan op termijn helpen bij de ontwikkeling van toepassingen voor duurzamere landbouw, bodemherstel en natuurbeheer.
Praktische toepassingen liggen nog in de toekomst. Eerst moet duidelijk worden hoe deze schimmels hun interne processen regelen. Met zijn Vidi-toekenning wil Kokkoris daarvoor de wetenschappelijke basis leggen en meer inzicht bieden in de verborgen wereld die bijdraagt aan gezonde planten en ecosystemen.