beek

Recycling in de natuur

In de oecologie, de biologische wetenschap die de levensomstandigheden van organismen bestudeert, wordt er ook over nutriëntencycli gesproken: het afval van de een wordt het voedsel van de ander. Zo gaat er niets verloren, maar blijft alles in een eeuwige kringloop besloten. En dat eeuwig mogen we zelfs redelijk letterlijk opvatten: de hoeveelheid materiaal waar het leven uit put vormt maar een heel dun laagje op de bovenste korst van de aarde, en toch wordt het al miljarden jaren gebruikt. Zonder recycling zou de gebruik ervan maar een paar duizend jaar hebben genomen. Dan moet het recyclingproces wel voorbeeldig goed zijn, zo goed dat we het als mensen zo goed mogelijk moeten nadoen in ons systeem van verbruik.

Maar is het natuurlijk systeem wel zo goed, heeft het ook zo z’n beperkingen? Of overdrijven we dat wat? Is het wel 100% efficiënt, een efficiëntie waar we zelf ook naar moeten streven? Het Darwiniaanse evolutiemodel is op optimalisatie gebaseerd, een proces dat uiteindelijk op 100% moet uitkomen. Maar wanneer we naar de efficiëntie van het fotosynthese proces kijken, dan blijkt dat slechts 1% van de zonne-energie wordt gebruikt, de rest gaat verloren. Optimalisatie betekent namelijk ook: het is wel genoeg, waarom nu nog meer? Het is geen maximalisatie.

Zo’n drie miljard jaar geleden vond een grote geologische revolutie plaats waardoor van energetische zelfvoorziening op zonne-energie moest worden overgegaan. Dit luidde de tijd van de fotosynthese in: met licht energie konden bepaalde chemische verbindingen worden verbroken die in een volgende stap van recycling weer werden hersteld. Bij het herstel kwam de gebruikte energie dan weer vrij. De eerste recyclingstap vinden we bij planten, de tweede bij dieren en schimmels. Als chemische tussenstap kwam daar tijdelijk zuurstof bij vrij, de reden waarom ook wij, met andere dieren, nog altijd zuurstof inademen. Met deze zuurstof herstellen we de oorspronkelijke verbinding, wat de energie oplevert waardoor wij lopen, schrijven, warm blijven, kinderen krijgen. Maar de chemische efficiëntie van deze cyclus is minder dan 100%, zodat de laatste 2,7 miljard jaar de zuurstof zich ophoopte, eerst in de lucht, daarna ook in het water. Steeds ingewikkelder levensvormen ontwikkelden zich. Uiteindelijk vormden deze verstevigende schelpen en beenderen van kalk, een verbinding die bij hogere concentraties van zuurstof stabiel is. Al deze kalk van al deze dieren bleef daarna onverteerd liggen waardoor zich eerst dikke kalklagen vormden, en deze de latere bergen van honderden, duizenden meters hoog. Zo stevig was die kalk dat voor dieren, de slappe plumpuddingen van vroeger, landleven mogelijk werd. Eerst aten ze elkaar en ook wieren, maar die wieren ontwikkelden zich tot rechtopstaande bomen, tientallen meters hoog, in bossen continenten bedekkend. Voor hun groei gebruikten die bomen, als wieren en andere planten, kooldioxide die ze in ook weer verstevigende cellulose en lignine omzetten. Ook voor hen stelde het landleven z’n eisen. Lignine, echter, was een nog onbekende verbinding in de biologische natuur. Het bleef dus ongebruikt achter en vormde wereldwijde, dikke lagen van steenkool. De zuurstof, in de volgende stap van het recyclingproces, bleef daardoor ook ongebruikt en hoopte zich verder op in de lucht dan voorheen. Dieren tierden toen welig, waarbij nog meer kalk werd gevormd, een verbinding waarvoor, net als bij planten, kooldioxide aan de lucht wordt onttrokken. De hoge atmosferische concentraties daarvan verminderden drastisch, met een factor tienduizend, allemaal opgeslagen in kool en in kalk. Zo groeiden de continenten in dikte en omvang. Lagen, bergen van afval door organismen gevormd. Aan de recycling van grondstof onttrokken.

Geen enkel organisme afzonderlijk is 100% efficiënt: recycling van afval moet in samenwerking van organismen worden gedaan. Alle organismen produceren hun afval, dat vervolgens als voedsel voor heel andere dient. En dan gaat dus een deel daarvan ook weer verloren, telkens een beetje, maar over de geologische tijd toch heel veel.

En bij dit alles verbruiken de organismen weer energie, energie die ze eerst verkregen uit het milieu, en later van buiten de aarde, van het licht van de zon. Deze energie wordt verwerkt en verlaat eerst het organisme en vervolgens de aarde, terug in het koude heelal. De aarde, daartegenover, is gehuld in een roodachtige gloed van warm leven. Organismen zijn stromen van energie en van grondstof, aan de ene kant van het levensproces komt het er in, aan de andere kant gaat het er uit. Alles is tijdelijk, alles wordt afval. Honderd procent recycling komt nooit voor.

Wij mensen kunnen ons spiegelen aan de natuur, maar we mogen niet denken dat daar alles perfect is, dat is het nergens. En vooral: zelf, in ons eentje, zal het niet lukken, ook wij zijn en blijven afhankelijk van anderen, van andere organismen in de natuur. Zoals de eerste bomen op aarde, zo produceren ook wij onze nieuwe verbindingen, onbekend in de natuur, los van de recycling. Ze kunnen niet worden herkend, niet worden opgenomen in een algemeen schema; ze blijven dus achter als afval. Afval voor komende eeuwen. En wij komen tekort.