Onze huidige voedselproductie is voornamelijk gebaseerd op grootschalige monoculturen van landbouwgewassen en het is nog maar vraag of de huidige praktijk duurzaam is. Termieten uit tropisch Afrika blijken evenwel al zo'n dertig miljoen jaar duurzaam te boeren met monoculturen van schimmels. Dit tot wederzijds voordeel. Onderzoekers van Wageningen University en van de Universiteit van Kopenhagen onthullen de details van deze symbiose in Science van 20 november.
foto: Termitomyces-paddenstoelen verschijnen boven op een kolonie van schimmelkwekende termieten; foto: Z.W. de Beer
Zo'n 330 soorten Afrikaanse termieten bewerken op een duurzame manier monoculturen van Termitomyces-paddenstoelen in hun kolonies, die vele tientallen jaren oud kunnen worden. Bij de start van een kolonie verzamelen werksters van de termieten sporen tijdens het foerageren buiten hun termietenheuvel. Het aanbod is groot, omdat de schimmel eenmaal per jaar bovenop het termietennest paddenstoelen vormt die de sporen rijkelijk rondom het nest verspreiden.
foto: Macrotermes werkers verzorgen dwergpaddenstoeltjes in de schimmeltuin; foto: D.K. Aanen
De allereerste foeragerende termieten deponeren de binnengebrachte sporen in het nest op een plek, de schimmeltuin, samen met het binnengebrachte plantenmateriaal. Juist daarop gedijt de schimmel uitstekend en de schimmel helpt de termieten bij de afbraak van dit moeilijk verteerbaar plantenmateriaal. 
foto: Het interieur van een kolonie van Macrotermes natalensis in Zuid-Afrika. Schimmeltuinen zijn gerangschikt in een samenhangend netwerk van kamers, die elk een substraat bevatten van fijngekauwd plantensubstraat, waarin Termitomyces groeit; foto: D.K. Aanen).
Nu ligt het volgens de theorie in de verwachting dat er in de mix van genetische verschillende sporen (veel verschillende zgn. genotypen) competitie is om zo snel mogelijk tot paddenstoelen uit te groeien. Naar verwachting zal deze concurrentie er toe leiden dat schimmels die het meest effectief paddenstoelen produceren zullen gaan overheersen, in plaats van schimmels die voorrang geven aan de samenwerking met de termieten. Dat blijkt niet zo te zijn.
De Wageningse en Deense onderzoekers constateren dat de schimmels in een kolonie allemaal van hetzelfde genotype zijn, hoewel de eerste ingebrachte sporen verschillende genotypen hebben. De onderzoekers Duur Aanen (Wageningen University, onderdeel van Wageningen UR) en Koos Boomsma (Universiteit van Kopenhagen) laten experimenteel zien dat stammen die toevallig algemeen zijn in een schimmeltuin nog in frequentie toenemen ten koste van zeldzame stammen. Dit gebeurt niet omdat deze algemene stammen betere concurrenten zijn, maar omdat ze een grotere kans hebben om naast een genetisch identieke buurman in de schimmeltuin te groeien. Telkens als dit gebeurt, fuseren zulke genetisch identieke mycelia.
foto: Macrotermes-werker met dwergpaddenstoeltjes in een schimmeltuin; foto: J.J. Boomsma
Deze fusie vergroot de efficiëntie waarmee zij dwergpaddenstoeltjes produceren die de termieten binnen de kolonie consumeren en waarmee ze het nieuwe substraat beënten. Dit zichzelf versterkende proces van selectie van het meest algemene type leidt ertoe dat iedere kolonie eindigt met één genotype van een schimmel, hoewel de omringende schimmelpopulatie van andere kolonies een grote genetische verscheidenheid vertoont. De levenslange termiet-schimmelsymbiose kan een relatieduur van enkele tientallen jaren aannemen.