De Oudste Termietenkolonie Ter Wereld Onthult Geheimen van het Verleden en de Toekomst

Kenmerken | Milieu

De oudste termietenkolonie ter wereld onthult geheimen – voor het verleden en de toekomst. De ontdekking van een 34.000 jaar oude heuvel in Zuid-Afrika werpt nieuw licht op de rol van deze insecten in de strijd tegen klimaatverandering.

Op een wolkeloze ochtend in september in Buffelsrivier, een afgelegen hoek van Namaqualand, ongeveer 530 km ten noorden van Kaapstad, kijken de bodemwetenschappers Cathy Clarke en Michele Francis van de Universiteit van Stellenbosch toe terwijl een enorme Volvo-graafmachine de droge okerkleurige aarde doorboort. Gedurende de volgende vijf uur werkt de graafmachine hard om een greppel van 60 meter lang en 3 meter diep te graven door het hart van een enorme, lage heuvel die lokaal bekend staat als een ‘heuweltjie’ of “kleine heuvel”. Dit maakt deel uit van een universiteitsproject om te begrijpen waarom het grondwater in het gebied zo zout is.

Toen de graafmachine terugkeerde naar het nabijgelegen stadje Springbok, begonnen Clarke, Francis en een groep studenten met het verkennen van de greppel. Ze begonnen aan de uiteinden, waar Francis de “saaiere delen” beschrijft, en voelden de aarde en zochten naar tekenen van leven. Terwijl ze naar binnen gingen, begonnen ze kleine groepen verwarrende zuidelijke oogsttermieten (Microhodotermes viator) op te merken die wanhopig probeerden de schade aan hun huis te herstellen.

Na even te hebben stilgestaan bij het werk dat deze 1 cm lange wezens hadden verricht, gingen ze over tot de orde van de dag: het nemen van bodemmonsters. “Ik delegeerde de taak aan een jonge mannelijke student met een pikhouweel,” lacht Clarke. “Maar hij kon het stalen blad niet in de zijkanten van de greppel krijgen.” De grond was zo hard, volgens John Midgley – een entomoloog van het KwaZulu-Natal Museum die niet betrokken was bij het project – omdat het deel uitmaakte van een “oude heuvel” die door termieten in duizenden jaren was opgebouwd. Uiteindelijk, na veel zwoegen, slaagde de student erin een monster ter grootte van een voetbal te verkrijgen, dat voor testen werd opgestuurd.

Dit soort uitdagingen is dagelijkse kost voor bodemwetenschappers, zegt Clarke, die haar discipline beschrijft als “een leuke mix van alles, van bucket science tot hoogprecisie X-ray technieken”. Francis vertelt me dat toen ze aan het eind van de dag terugkeerden naar hun hotel in Springbok, de schoonmaakster hen bij de manager meldde: “Ze dacht dat we zama zamas waren [Zuid-Afrikaanse slang voor illegale mijnwerkers] omdat onze kamers bedekt waren met oranje stof,” zegt ze, en voegt eraan toe: “Ik denk dat ze [de schoonmaakster] een punt had.”

Hoe oud is oud?

De bodemwetenschappers wisten instinctief dat ze een zeer oud termietennest hadden opgegraven. Maar geen van beiden was voorbereid op hoe oud het zou zijn. Ze dienden monsters voor radiokoolstofdatering in van de nesten en de grond van locaties over de enorme heuvel. Deze tests analyseerden de organische koolstof in de bodem (afgebroken organisch materiaal dat door termieten in de nesten werd gebracht) en de minerale calciet (anorganische koolstof in de vorm van calciumcarbonaat) om een volledig beeld van de leeftijd van de heuvel te geven.

De tests toonden aan dat het organische materiaal dat door de termieten in het nest was getrokken, al minstens 19.000 jaar daar was. De minerale calciet in de nesten, ook een resultaat van termietenactiviteit, was zelfs ouder: het was al 34.000 jaar geleden aanwezig, sinds voor de laatste ijstijd.

Francis wijst er snel op dat “dit niet betekent dat de termieten in de ijskap leefden”. Zoals ze uitlegt, waren de ijstijden in droge delen van de wereld in feite een tijd van overvloed: “Namaqualand kreeg overvloedige regenval en was een magneet voor dieren van alle soorten.”

Terwijl entomoloog Midgley er geen twijfel over heeft dat termieten al minstens 30.000 jaar actief zijn in het gebied (gefosiliseerde nesten werden voor het eerst in de jaren dertig in het gebied gevonden), zegt hij dat er geen manier is om te bewijzen dat het nest al die tijd continu bewoond is geweest. “Er is een hoge dichtheid van nesten in het gebied. Herkolonisatie lijkt onvermijdelijk, maar niet noodzakelijkerwijs opzettelijk,” legt Midgley uit.

Hoe dan ook, het onderzoek van Clarke en Francis werpt licht op de rol die deze vaak verkeerd begrepen insecten spelen als ecosysteemingenieurs. Ten minste 165 termieten soorten, uit 54 geslachten, zijn te vinden in Zuidelijk Afrika. Hoewel er grote verschillen zijn tussen geslachten, worden ze allemaal gekenmerkt door een hoge mate van sociale organisatie, waarbij elke soort verschillende “kasten” bevat. Afhankelijk van hun kaste – reproductief (koning en koningin), soldaat of werknemer – kunnen termieten van dezelfde soort er totaal anders uitzien en zich anders gedragen.

Zuidelijke oogsttermieten voeden zich voornamelijk met takken en twijgen, die ze naar hun nesten dragen: in het Afrikaans worden ze stokkiesdraers (takdragers) of houtkappers genoemd. Buiten deze bijnamen weten de meeste mensen heel weinig over hen – in feite worden ze vaak verward met mieren. De enige keer dat termieten doorgaans ter sprake komen, is wanneer boeren klagen over de schade die ze aan graslanden toebrengen. Het gebruik van pesticiden om termieten te doden, blijft een veelvoorkomende praktijk.

Termieten hebben misschien een slechte reputatie, maar het onderzoek van Clarke en Francis benadrukt een van de langdurige voordelen van hun takkenetende. Door de eeuwen heen verandert hun herverdeling van organisch materiaal drastisch de samenstelling van de bodem, waardoor effectief twee verschillende habitats in hetzelfde bioom worden gecreëerd. Sommige plantensoorten gedijen in de mineralenrijke grond van de heuweltjies, terwijl andere planten zich hebben aangepast aan het groeien in bodem die niet door termieten wordt bewoond.

De termieten zijn een van de redenen voor de ongelooflijke biodiversiteit van Namaqualand,” zegt Clarke. Het bioom, officieel bekend als de Succulent Karoo, wordt beschouwd als “de meest biodiverse woestijnregio ter wereld”.

Maar dit is niet de enige manier waarop ze de planeet ten goede komen.

Een toevallige ontdekking

De heuweltjies gevormd door zuidelijke oogsttermieten zijn heel anders dan de dramatische pieken die door andere soorten in Afrika, Australië en Zuid-Amerika worden gebouwd. Maar dit maakt ze niet minder fascinerend. Met een diameter tot 40 meter zijn deze verhoogde heuvels met ingewikkelde netwerken van termietentunnels en -nesten verantwoordelijk voor tot 27 procent van het oppervlak van Namaqualand. Wetenschappers zijn verdeeld over de vraag of de termieten daadwerkelijk de heuweltjies construeren – maar zelfs sceptici geven toe dat de termieten een cruciale rol spelen in hun vorming.

De zuidelijke oogsttermiet heeft een breed verspreidingsgebied, maar heuweltjies – die het resultaat zijn van een ophoping van fijn bodemmateriaal, koolstof en zouten in de loop der eeuwen – vormen zich alleen in semi-woestijngebieden. De zuidelijke oogsttermiet komt ook veel voor in en rond Stellenbosch (de pittoreske universiteitsstad in de wijnlanden, ongeveer 50 km ten oosten van Kaapstad, waar Clarke gevestigd is), maar de zware winterregens en dichte vegetatie voorkomen de vorming van heuvels. Hier wordt de aanwezigheid van termieten benadrukt door grote bosgroepen in de schrale fynbos (inheemse vegetatie) en in mineralenrijke plekken in wijngaarden en boomgaarden.

Buffelsrivier, dat ongeveer vier keer minder regen ontvangt dan Stellenbosch, is een ander verhaal. Enorme, dichte heuweltjies bedek het landschap zover het oog reikt. In de lente zijn ze vooral gemakkelijk te spotten, omdat de heuweltjies omringd zijn door halos van bloemen.

Clarke en Francis begonnen met het onderzoeken van de heuweltjies in Buffelsrivier in een poging om te begrijpen waarom het grondwater in de omgeving zo zout was – termieten waren slechts een bijzaak. “Het doel was om het grondwater te dateren,” legt Francis uit. “Was het erg oud? Of werd het elke keer dat het regende bijgevuld?”

Bij het dateren van het water moesten ze ook de sedimenten eromheen dateren. Dit proces leidde niet alleen tot de toevallige ontdekking van enkele zeer oude termietenesten. Het bevestigde ook dat de zouten en andere mineralen in het grondwater het directe resultaat waren van termietenactiviteit. Wanneer het regent, legt Francis uit, “worden de zouten die in de heuvels zijn opgebouwd over duizenden jaren in het grondwatersysteem gespoeld via de stroompaden die zijn gecreëerd door de tunneling actie van de termieten, waardoor de opgeloste mineralen steeds dieper doordringen.”

Een over het hoofd geziene koolstofput

Hoewel dit een definitieve verklaring gaf voor het hypersaliene grondwater in de regio, bracht het de wetenschappers ook aan het denken over de rol die termieten zouden kunnen spelen in de strijd tegen klimaatverandering – iets wat nog nooit voor deze soort was overwogen.

Door takken en twijgen ondergronds te slepen, voegen de termieten verse voorraad organische koolstof toe aan de grond op diepten groter dan één meter. Deze diepe opslag van organische koolstof, legt Clarke uit, “vermindert de kans dat de koolstof weer in de atmosfeer vrijkomt en betekent dat de heuvel fungeert als een langdurige koolstofput”. De voortdurende oogst van plantaardig materiaal verhoogt ook de vruchtbaarheid van deze heuvels. Vandaar de haloes van lentebloemen.

Maar de sequestratiekracht van de termieten eindigt daar niet. De biologische afbraak van termietenuitwerpselen (bekend als frass) triggert een keten van biologische reacties, die resulteert in de vorming van calciumcarbonaat – het materiaal waarvan kalksteen is gemaakt. Dit calciumcarbonaat is een zeer stabiele vorm van koolstof die duizenden jaren vastligt in de bodem. Een deel van deze koolstof lekt in het grondwater, waar het eeuwenlang kan blijven.

“Dit is het soort langdurige koolstofopslag [14,6 ton] methode dat bedrijven voor koolstofopslag proberen na te volgen,” zegt Clarke. “Maar de termieten doen het al duizenden jaren.”

“Het is tijd dat we termieten niet langer als plagen beschouwen en beginnen te zien welke belangrijke rol ze kunnen spelen in de strijd tegen de opwarming van de aarde.”

Midgley, de entomoloog, is het eens: “Termieten zijn fascinerende wezens die biodiversiteit op verschillende en onverwachte manieren bevorderen. Bijvoorbeeld, we vonden een soort zweefvlieg die afhankelijk is van termietenfrass als larvale habitat … zonder termieten zou het uitsterven. Hoe meer we verkennen, hoe meer fascinerende aspecten van het leven van termieten naar voren zullen komen.”

Clarke en Francis geloven dat “termietenactiviteit moet worden opgenomen in koolstofmodellen”. Deze modellen richten zich momenteel voornamelijk op bossen en oceanen, dus “het opnemen van termietenheuvels zou kunnen helpen om een meer uitgebreide begrip van de wereldwijde koolstofdynamiek te bieden.”

Tot slot, tot de ontdekking van Clarke en Francis, kwam de oudste organische stof die in een termietenkolonie werd gevonden van een 4000 jaar oude kip in Brazilië. Dat gezegd hebbende, zijn er zeer weinig studies die zware machines hebben gebruikt om de harde korst te doorboren die door de insecten is gevormd, dus er is een goede kans dat er zelfs oudere kolonies daarbuiten kunnen zijn – of in Namaqualand of elders.

Ondanks dat ze een bodemwetenschapper is en geen entomoloog, geeft Francis toe dat ze is gevallen voor de honingkleurige insecten en hun complexe samenlevingen. “Ik weet dat we geen menselijke kwaliteiten aan insecten moeten toeschrijven,” zegt ze. “Maar ik kan het niet helpen. Als ik onbeperkte tijd en middelen had, zou ik graag termietenheuvels over de hele wereld willen opgraven.”

Voorlopig zal ze zich echter moeten tevredenstellen met een vervolgproject dat dieper ingaat op de mechanismen van koolstofsequestratie in de Namaqualand-heuweltjies. De Universiteit van Stellenbosch heeft het project geïnitieerd, maar dankzij een multinationale subsidie gefinancierd door de National Science Foundation (VS) en de National Research Foundation (Zuid-Afrika) heeft het project nu een team van microbiologen, ecologen en geochemici uit de VS en Zuid-Afrikaanse wetenschappers.

Uiteindelijk krijgen deze pintgrote ecosysteemingenieurs de aandacht die ze verdienen.