Bodem als een op afval gebaseerd ecosysteem

De bodem ziet er op het eerste gezicht misschien vrij dood uit, maar als je beter kijkt, zie je dat het wemelt van het leven. Sommige dieren die in de bodem leven, zijn met het blote oog zichtbaar, zoals regenwormen en kleine insecten. Veel talrijker zijn echter de microscopisch kleine organismen die je niet kunt zien, zoals bacteriën, schimmels en nematoden. De organismen in dit miniatuur-ecosysteem zijn allemaal direct of indirect afhankelijk van afval, de rottende overblijfselen van dode planten en dierlijk afval.

Biologen definiëren een ecosysteem als een verzameling organismen en de omgeving waarin ze leven. Voedingsstoffen zoals stikstof worden gerecycled in een ecosysteem, overgebracht van het ene organisme naar het andere en uiteindelijk teruggebracht naar hun startpunt. Energie stroomt daarentegen slechts in één richting, van een energiebron zoals een rottende plant materie voor organismen die die energiebron kunnen gebruiken en vervolgens voedsel worden voor andere organismen in hun beurt. Geen enkel energieconversieproces is 100 procent efficiënt, dus een aanzienlijk deel van de energie die in het bodemecosysteem terechtkomt, wordt als warmte verspild.

De overblijfselen van dode planten en dieren, gevallen bladeren, mest en ander afval worden gezamenlijk afval genoemd. Sommige organismen, zoals regenwormen en miljoenpoten, leven van hun brood door afval in stukjes te versnipperen, waardoor het voor micro-organismen gemakkelijker wordt om de overblijfselen aan te vallen. Bacteriën en schimmels in de bodem halen de energie en voedingsstoffen die ze nodig hebben om te groeien uit afval terwijl ze het afbreken. Het eindproduct van hun werk is organisch materiaal, 'humus' genaamd. De bacteriën en schimmels kunnen worden voedsel voor kleine aaltjes en insecten, die op hun beurt grotere insecten of dieren zoals vogels voorzien van een maaltijd.

De ultieme energiebron in dit op afval gebaseerde voedselweb is de zon. Planten slaan zonne-energie op als chemische energie in hun bladeren en weefsels, en wanneer bodemmicro-organismen rottend plantaardig materiaal verteren, extraheren ze deze opgeslagen energie. Net als in elk ander ecosysteem stroomt energie één kant op door de voedselketen - van afval via micro-organismen naar nematoden, insecten en grotere dieren. Nutriënten fietsen echter door het ecosysteem. Telkens wanneer een van de organismen in dit voedselweb sterft, keren de voedingsstoffen die ze bevatten terug in de bodem als afval om hetzelfde pad opnieuw af te leggen.

Niet alle organismen die in de bodem leven, zijn afhankelijk van afval. Sommige soorten bacteriën hebben bijvoorbeeld een wederzijds voordelige relatie met plantenwortels in de bodem en leveren waardevolle voedingsstoffen in ruil voor voedsel. Het op afval gebaseerde voedselweb is echter van cruciaal belang voor de gezondheid van de bodem, omdat het voedingsstoffen van dode organismen terugbrengt naar de bodem in de vorm van humus, waardoor het beschikbaar wordt voor planten.