Home

Een plant moet keuzes maken

Planten kunnen zich op verschillende manieren verdedigen tegen knagers. Ze kunnen bijvoorbeeld gifstoffen produceren. Sommige maken zelfs stoffen waarmee ze de vijanden van hun vijanden lokken. Onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO) kijken naar die twee soorten chemische verdediging. Welke manier is in de loop van de evolutie het beste gebleken?

Een plant kan niet vluchten als hij wordt aangevallen door rupsen. Hij moet het doen met de plek waar hij toevallig terechtkwam. Daarom hebben planten allerlei slimme manieren ontwikkeld om de plaaggeesten weg te houden. Ze hebben bijvoorbeeld stekels of stugge haren. Of ze produceren chemische stoffen die voor rupsen ongezond zijn. Maar er bestaat ook een heel ander type verdediging: de zogenaamde indirecte verdediging. Die houdt in dat planten bepaalde insecten lokken, die de rupsen aanvallen. Zoals sluipwespen, zij eten de rupsen op of leggen hun eitjes erin. Hun larven eten de rups dan van binnenuit op. Daardoor gaat de rups uiteindelijk dood en is de plant weer veilig.†

De sluipwesp Cotesia melitaearum onderzoekt de eitjes van de veldparelmoervlinder (Melitaea cinxia). Als ze ze geschikt vindt, dan komt ze na het uitkomen terug om haar eigen eitjes in de rupsen te leggen. © Saskya van Nouhuys
Klik op het plusje voor een grotere foto
De larven van de sluipwesp Cotesia melitaearum kruipen uit de rups waarin ze zijn opgegroeid. De rups is inmiddels overleden. © Roger Vila
Klik op het plusje voor een grotere foto
De sluipwesp Cotesia melitaearum. © Niklas Wahlberg
Klik op het plusje voor een grotere foto

'Een†plant kan op verschillende manieren de 'vijanden van zijn vijanden' aanlokken,' vertelt dr. Arjen Biere, onderzoeker bij het NIOO. 'Eťn daarvan is de productie van speciale lokstoffen.' Planten produceren deze lokstoffen vooral wanneer ze al een beetje zijn aangevreten door rupsen. Deze lokstoffen zijn zogenaamde vluchtige stoffen: ze verspreiden zich door de lucht. Als een sluipwesp de geur ervan opvangt, dan weet hij: er is een plant met rupsen in de buurt. Hij kan vervolgens feilloos de bron van de geur opzoeken.
Welke plantengeuren vinden roofinsecten aantrekkelijk? In een Y-vormige buis worden in beide armen verschillende plantengeuren geblazen. Benedenwinds wordt een roofinsect losgelaten. Of deze links-of rechtsaf gaat, verraadt zijn voorkeur. © T.A.L. Snoere
Klik op het plusje voor een grotere foto

Natuurlijke bestrijding

Een plant die kiest voor chemische verdediging, kan dat dus op een directe manier doen gifstoffen produceren die voor rupsen schadelijk zijn of op een indirecte manier: insecten lokken die de rupsen uitschakelen. Maar hoe maakt een plant een keuze tussen die twee strategieŽn? 'Tja, een plant maakt natuurlijk niet bewust een keuze,' lacht Biere. 'Wij spreken graag van een 'keuze', maar dat bedoelen we in evolutionaire zin. Welke strategie is in de loop van de evolutie het beste gebleken? Welke strategie geeft de plant de meeste kans op overleving? Die strategie zal dan uiteindelijk standhouden. Wij willen graag onderzoeken hoe die beide strategieŽn met elkaar samenhangen. Blijkbaar zijn ze allebei onder bepaalde omstandigheden het gunstigst.'

'Allereerst,' zo legt Biere uit, 'moeten we een onderscheid maken tussen verschillende typen planteneters, in dit geval rupsen.' Er zijn zogenaamde generalisten, die vele plantensoorten eten. En er zijn specialisten, die het bij een of twee soorten houden. Die specialisten zijn vaak goed aangepast aan de gifstoffen van hun favoriete plantensoort. Deze rupsen hebben manieren ontwikkeld om de schadelijke effecten te omzeilen. Ze scheiden de gifstoffen bijvoorbeeld snel weer uit, of maken ze onschadelijk. Generalisten kunnen dat minder goed. Zij kunnen zich onmogelijk aanpassen aan zo veel verschillende plantensoorten. Ze beperken hun voedselkeuze daarom tot de planten die voor hen het minst schadelijk zijn. 'Specialisten zijn dus voor een plant die zich met gifstoffen verdedigt, het vervelendst,' zegt Biere, 'want zij trekken zich niets aan van de gifstoffen. Tegen dit type rupsen kan een plant zich dus beter op de indirecte manier verdedigen: door het aanlokken van sluipwespen.'†

Biologische bestrijding

Maar zijn de gifstoffen die in de rups terechtkomen, niet schadelijk voor de sluipwesp? Dan zou de plant zijn eigen indirecte verdediging om zeep helpen. De beantwoording van die wetenschappelijke vraag is ook voor mensen in de landbouw belangrijk. Biere: 'Ook zij zijn bij het kweken van hun gewassen afhankelijk van die twee manieren van verdediging. Ze proberen plantenrassen te ontwikkelen die voor knagers onaantrekkelijk zijn. Tegelijkertijd zetten ze insecten in om die knagers in toom te houden. Dat laatste is het principe van biologische bestrijding: gewasbescherming zonder chemische bestrijdingsmiddelen. Zij zijn erbij gebaat als de twee systemen elkaar niet hinderen.'†

Afwegingen

Biere en zijn collegas onderzochten daarom het effect van de giftige plantenstoffen op de sluipwespen. En wat bleek? De sluipwespen hebben er weinig van te lijden. Dan zou je dus kunnen concluderen dat de plant maar het beste zoveel mogelijk van beide typen stoffen kan maken: gifstoffen ťn lokstoffen. 'Maar zo werkt het toch ook niet,' legt Biere uit. 'Gifstoffen produceren heeft ook een keerzijde. Er zijn als het ware kosten aan verbonden. Als een plant veel van die stoffen produceert, kan hij minder energie steken in zijn eigen groei, voortplanting en herstel na schade. Dat hebben we ook aangetoond met experimenten.'†

Een plant moet daarom toch afwegingen maken. In sommige situaties is het beter om veel gifstoffen te produceren, bijvoorbeeld als de plant vooral wordt aangevallen door rupsen die generalist zijn en die dus gevoelig zijn voor die gifstoffen. Wordt de plant echter belaagd door specialisten die relatief ongevoelig zijn, dan kan hij zijn energie beter steken in het aanlokken van sluipwespen. 'Maar die situaties zijn niet altijd constant,' merkt Biere op. 'De omstandigheden variŽren met het seizoen, of met de weersomstandigheden, of met factoren die met de insecten te maken hebben. Ook daarom vinden we zoveel verschillende strategieŽn bij planten. De voorspelbaarheid van de omstandigheden is beperkt.'†
Klik op het plusje voor een grotere foto

Natuurlijke selectie

Het valt voor een plant dus niet mee om een keuze te maken. Een sluipwesp kan zijn keuzen vrij gemakkelijk aanpassen door letterlijk te leren wat hij het beste kan doen, maar planten moeten via natuurlijke selectie hun weg vinden. Een plant die de verkeerde 'keuze' maakt, gaat dood en geeft zijn genen niet door aan het nageslacht. Maar juist omdat de omstandigheden variŽren, is de juiste keuze maken niet zo simpel als het lijkt. 'Als ik kijk naar hoe al die mechanismen samenhangen, dan denk ik vaak: hoe bestŠŠt het,' besluit Biere. 'Het is zo ongelooflijk complex. Er is bijvoorbeeld een rups die het handig heeft bekeken. Hij produceert zelf een stof die verhindert dat de plant waar hij op zit, lokstoffen kan produceren voor sluipwespen. Dan denk ik: wat is de natuur toch prachtig. Dat maakt dit onderzoek zo leuk.'

Meer informatie:

Fotoalbum van Joanneke Reudler Talsma, een van de medewerkers van Arjen Biere, met fotos van het onderzoek met rupsen.†