Plant als oorlogsstrateeg

Beeld: Erik Poelman

In de loop van hun leven krijgen planten te maken met allerlei belagers. Ze verdedigen zich onder meer met afweerstoffen of een steviger blad.

Wilde planten van zwarte mosterd blijken hun verdediging tegen de eerste vijand zo te organiseren dat ze zich later ook tegen andere vijanden kunnen verweren. Ze bereiden zich zelfs voor op de meest waarschijnlijke aanvalsvolgorde. Dat blijkt uit onderzoek van Daan Mertens, Maite Fernández de Bobadilla en Erik Poelman van de Universiteit Wageningen.

Waarom is dit onderzoek zo bijzonder?

Mertens: ‘We bestudeerden de afweerreactie van zwarte mosterd op grote schaal. We lieten negentig combinaties van telkens twee insecten los op de planten. Dat leverde een verrassend resultaat op. Het zet een klassieke overtuiging uit de plantenfysiologie op zijn kop. Wanneer een plant wordt aangetast door luizen maakt ze ter bescherming meer salicylzuur aan, en bij rupsen meer jasmonzuur. Die twee hormonen koppelen terug: als er veel salicylzuur aanwezig is, is er weinig jasmonzuur, en omgekeerd. Daarom gingen plantkundigen ervan uit dat een plant na een aanval door luizen moeite zou hebben om zich te verdedigen tegen een aanval door rupsen. Niets blijkt minder waar.’

‘Wij vonden dat de hormonen inderdaad samenhangen met het type aanvaller. Maar hoe efficiënt een plant zich tegen de ene insectengroep verweert, staat los van een voorafgaande aanval door de andere groep. Op evolutionaire schaal is dat maar logisch. In de natuur krijgen planten voortdurend verschillende aanvallers over zich heen, en toch bestaan ze nog steeds.’

Jullie onderzochten mosterdplanten in kassen en in het veld. Waarom in beide omgevingen?

Mertens: ‘De planten in de kas hebben we gecontroleerd besmet. We zetten er een insect op, dat we na een week weer weghaalden. Daarna zetten we er een tweede soort insect op. Zo volgden we de ontwikkeling van de insectenpopulatie en maten we hoe succesvol ze waren bij het overwinnen van de plantenverdediging. In de natuur speelt de levenswijze van de insecten natuurlijk een grote rol: wanneer sluipen ze uit, welke plant vallen ze aan, hoeveel komen ze voor en welke insecten vallen er van nature na elkaar aan? Uit ons veldonderzoek blijkt dat planten veel beter bestand zijn tegen de combinaties en volgorde van aanvallers die van nature veel voorkomen.’

Welke impact heeft deze vondst op de landbouw?

Poelman: ‘Tot nu toe gebruiken we pesticiden die werken tegen een breed scala aan insecten. Er blijven maar enkele moeilijke insecten over, en plantenveredeling richt zich op resistentie tegen die soorten. Voor onze gezondheid en voor de biodiversiteit worden er steeds minder pesticiden gebruikt. Veredelaars moeten dus op zoek naar een oplossing die de weerbaarheid van planten tegen verschillende soorten stress verhoogt. Daarom willen wij bijvoorbeeld ook een combinatie onderzoeken van vier insectenaanvallers, of een combinatie van insecten met zout- of droogtestress. Dat onderzoek geeft antwoorden die bruikbaar zijn om de plantenveredeling te hervormen.’

‘Europa wil tegen 2030 het pesticidengebruik reduceren. Om voorbereid te zijn, zullen veredelaars nu al in fundamenteel onderzoek moeten investeren. Ze zullen dus wat meer risico moeten nemen, en investeren zonder dat ze zeker weten of ze hun geld snel terug zullen verdienen.’

Wat betekent jullie werk voor de plantkunde zelf?

Mertens: ‘We hebben aangetoond dat planten erin slagen om holistisch te reageren op verschillende stressfactoren, heel flexibel of zelfs anticiperend. Dat doet ons op een andere manier kijken naar hun immuunafweer. Tot nu toe hebben we momentopnames bestudeerd: we analyseerden de reacties van planten op het moment van de aanval. Dat de reactie niet constant is in de tijd, werd als een bedenking bij het onderzoek genoteerd. Ons onderzoek bewijst hoe belangrijk het is om het tijdsaspect ten volle mee te nemen. Door de complexiteit van de materie zal daar nog heel wat bij komen kijken. We zullen die analyses niet kunnen doen zonder bijvoorbeeld zelflerende algoritmes.’