Wetenschap - 25 december 2011

Bewijs voor theorie van kantelpunten

Wageningse wetenschappers hebben aangetoond dat kantelpnten bestaan in een levend systeem. Zij publiceren daarover in Nature.

101wuCyanobacterien_ecosysteem.jpg
Complexe systemen die uit evenwicht worden gebracht, veranderen soms in een compleet nieuwe toestand. Heldere meren bijvoorbeeld worden ineens troebel. Dat gebeurt als een zogeheten kantelpunt wordt overschrijden. De groep van Marten Scheffer (Aquatische ecologie en waterkwaliteitsbeheer) publiceerde deze baanbrekende theorie twee jaar geleden in Nature.
Blauwalgen
Voor het eerst is er nu ook experimenteel bewijs. Promovenda Annelies Veraart uit de groep van Scheffer toonde het verschijnsel aan in een vat met cyanobacteriƫn (blauwalgen). De bacteriƫn in het vat, een klein ecosysteem, kregen geleidelijk meer licht toegediend. Dat ging door tot een kritiek punt werd bereikt en de populatie instortte door een teveel aan licht.
Vertraging
Centraal in de kantelpuntentheorie is het verschijnsel critical slowing down (kritiek vertraging). Dat betekent dat systemen in de buurt van hun kantelpunt steeds langzamer herstellen als ze uit evenwicht worden gebracht. Veraart verstoorde haar systeem door elke vierde dag tien procent van de bacteriepopulatie weg te halen. Veraart: 'We zagen dat de populatie zich steeds langzamer herstelde naarmate het licht sterker werd en het kantelpunt dichterbij kwam.'
Pijler
Het experimentele bewijs vormt een belangrijke nieuwe pijler onder het onderzoek van de groep van Scheffer. 'Dit schept vertrouwen in de mogelijkheden voor verdere vertaling van de theorie naar de praktijk.' Scheffer liet eerder al laten zien dat er waarschuwingssignalen optreden voorafgaand aan grote klimaatomslagen in de geschiedenis van de aarde.

Re:ageer