Tabaksplant op het oorlogspad

Planten hebben een hele trukendoos met chemische stoffen klaarliggen, waarvan ze pas gebruikmaken op het moment dat een vijand tevoorschijn komt. Binnen een paar uur na de eerste vraat maakt de hele plant gifstoffen aan die de belager kunnen verdoven of doden, en geurstoffen die de natuurlijke vijanden van de belager aantrekken.

De meeste rupsen, mijten en luizen kunnen maar op één of enkele plantensoorten leven. En ieder van die insecten heeft weer een aantal sluipwespen en roofinsecten –roofmijten, lieveheersbeestjes– als vijand. Sluipwespen leggen hun eieren in het plaaginsect. Ze gebruiken het dier als voedsel voor de larven, waarna het dood gaat. Roofinsecten eten het plaaginsect direct op.

Een plant maakt met lok- en geurstoffen aan een passerende sluipwesp of roofinsect duidelijk welk insect aan zijn bladeren knaagt. 'Passende' roofinsecten komen op die plant af als vliegen op stroop. Prof. dr. M. Dicke, entomoloog (insectenkenner) aan de Wageningen Universiteit, kan er staaltjes van vertellen.

Nicotine
Een voorbeeld van zo'n slimme plant is de wilde tabaksplant, zegt Dicke. „Diverse soorten rupsen knagen aan de bladeren van de wilde tabaksplant. Duits onderzoek heeft laten zien dat de plant in reactie op rupsenvraat een flinke dosis nicotine aanmaakt, een giftige stof die inwerkt op het zenuwstelsel van de rups. Zo bestrijdt de tabaksplant als het ware zijn eigen belagers.”

De tabaksplant maakt niet bij iedere rups een grote hoeveelheid nicotine aan. „De plant weet om welke rups het gaat, hij herkent het dier aan stoffen in het speeksel. Er is een rupsensoort waar nicotine geen invloed op heeft, de tabakspijlstaartrups. Sterker nog: die rups is zo slim om de nicotine die de plant aanmaakt op te slaan en vervolgens in te zetten tegen een sluipwesp die haar eitjes in de rups wil leggen.”

Voor die rupsen heeft de wilde tabaksplant een ander aanvalsplan klaarliggen, legt Dicke uit. „De plant maakt in dat geval nauwelijks nicotine aan, maar geurstoffen die de bijbehorende sluipwesp aantrekken. Zo weet de plant toch van haar belagers af te komen. Alleen bij rupsen die te lijden hebben van nicotine, heeft het voor de wilde tabaksplant nut om dat zenuwgif aan te maken en alleen in dat geval doet ze dat ook.”

Jasmijnplant
Wetenschappers krijgen steeds meer inzicht in de manier waarop planten zich tegen hun vijanden verweren. „Een plant bewandelt twee paden”, zegt Dicke. „De verdediging tegen schimmels, bacteriën en virussen zet ze in gang met de productie van het plantenhormoon salicylzuur, een stof die verwant is aan aspirine. In reactie op een insect maakt een plant jasmonzuur aan, de stof waar de jasmijnplant haar naam aan te danken heeft.”

Een plantenhormoon is een boodschapperstof, die in de hele plant een waterval aan chemische reacties op gang brengt, met als uiteindelijk resultaat de productie van gif- en geurstoffen. Tot voor kort namen onderzoekers aan dat een plant zich nauwelijks kan verweren tegen een infectie en een insectenplaag tegelijk. De twee op gang gebrachte mechanismen zouden elkaar in de wielen rijden. Uit recent onderzoek blijkt dat dit lang niet altijd het geval is. Beide mechanismen blijken sterk met elkaar verweven te zijn. De ene keer werken ze elkaar inderdaad tegen en een andere keer versterken ze elkaar.

Nu blijkt dat beide onderzoeksterreinen door elkaar gaan lopen, hebben wetenschappers uit deze groepen steeds meer onderling contact. Eind vorige maand ontmoetten wetenschappers uit binnen- en buitenland elkaar in Wageningen tijdens een symposium met als thema: ”Resistentie tegen ziekteverwekkers en insecten”.

Kruisen
Het onderzoek aan afweer van planten via geurstoffen heeft nog geen directe toepassingen in de landbouw. Dicke verwacht dat die nog zeker tien jaar op zich laten wachten. Met het onderzoek aan geurstoffen kunnen volgens hem vooral veredelaars hun voordeel doen. „Die proberen al jarenlang door slim te kruisen tussen sterke rassen de opbrengst van het product te verhogen. Op dit moment investeren ze veel in het maken van rassen die bovendien goed bestand zijn tegen ziekten en plagen. Dat scheelt weer spuiten met bestrijdingsmiddelen.”

Veredelaars moeten bij de vele rassen die ze kruisen snel inzicht krijgen of de verandering heeft geleid tot het gewenste resultaat, bijvoorbeeld de productie van een lokstof. „Op dit moment is dat meestal nog niet mogelijk. Het is slechts van enkele tientallen planten bekend welke stoffen verantwoordelijk zijn voor het aantrekken van roofinsecten, terwijl er aanwijzingen zijn dat alle planten lokstoffen produceren.”

In Wageningen is precies uitgezocht welke stof in de komkommerplant verantwoordelijk is voor het aantrekken van roofmijten. Dicke: „Een komkommerplant die wordt belaagd door de spintmijt, maakt binnen een paar uur geurstoffen aan die roofmijten aantrekken. De roofmijt is een vijand van de spintmijt. Met laboratoriumexperimenten hebben we aangetoond welke stof roofmijten aantrekt en hoe de plant het lokmiddel maakt. Het blijkt dat de komkommerplant in reactie op vraat van de spintmijt een enzym aanmaakt dat een hele reeks chemische reacties in werking zet, met als eindproduct de geurstof die roofmijten aantrekt.”

Die informatie is van grote waarde voor de veredelaar. „Van de tientallen gekruiste rassen hoeft hij nu alleen maar wat materiaal te vermalen en het enzym dat verantwoordelijk is voor de aanmaak van de geurstof aan te tonen. Is het enzym aanwezig, dan is dat ras aantrekkelijk om verder te veredelen. Als hij niet weet welk enzym dat is, begint hij niet eens met veredelen. Veel te veel werk.”

Dierentuin
Kennis van afweermechanismen bij planten is van groot belang in de biologische teelt. Dicke: „Chemische bestrijdingsmiddelen zijn niet geliefd. Mensen kiezen steeds vaker voor biologisch geteelde groente. Het spreekt de consument aan als een tuinder sluipwespen laat rondvliegen in zijn kas om luizen en rupsen te verdelgen, en ook voor de tuinder is dit een prettiger manier van plaagbestrijding.”

Dicke verwacht dat de akker van de toekomst een dierentuin is van insecten, waarop meer dan één plantensoort voorkomt en evenwicht heerst tussen nuttige en schadelijke insecten. „Op een akker met aan de randen onkruid waarin natuurlijke vijanden van de schadelijke insecten het goed doen, is een plaag in toom te houden. Een andere mogelijkheid is twee gewassen die een gunstig effect op elkaar blijken te hebben, tegelijk te telen. Een voorbeeld daarvan is de combinatie van wortelen en uien op één veld. Vanuit de biologische landbouw blijkt dat een uitstekende combinatie, maar we weten nog niet hoe dat komt. Er ligt een enorm belangrijk onderzoeksterrein open.”