Houtvorming

Kruid kan weer struik worden als het nodig is

Bloeiende planten op Tenerife. De hoge stengels zijn van Echium wildpretii, een iconische soort op dit eiland en een voorbeeld van verhouting. Beeld EPA/Miguel Barreto
Bloeiende planten op Tenerife. De hoge stengels zijn van Echium wildpretii, een iconische soort op dit eiland en een voorbeeld van verhouting.Beeld EPA/Miguel Barreto

Sommige bloemplanten op eilanden worden houtig, terwijl dat niet geldt voor hun soortgenoten op het vasteland. Onderzoekers krijgen in de gaten waarom.

Willem Schoonen

Charles Darwin, de vader van de evolutietheorie, had het al gezien: op verafgelegen eilanden vind je bloemplanten met houtige stengels, die verwante soorten op het continent niet hebben. Dat is een gevolg van de concurrentie tussen individuele planten op eilanden, dacht Darwin. In het gevecht om zonlicht zou het een voordeel zijn hoger te reiken dan de anderen, en dus van een kruidachtige plant te evolueren in een houtige struik en uiteindelijk een boom, schreef Darwin anderhalve eeuw geleden.

Het is een logische gedachte, maar hard bewijs is er niet voor, zegt Frederic Lens, onderzoeksleider bij Naturalis, het Leidse instituut voor biodiversiteit. Lens, die zijn loopbaan begon aan de Katholieke Universiteit Leuven, is na een lange zoektocht tot de conclusie gekomen dat er belangrijker factoren zijn die planten aanzetten tot houtvorming. Met name droogte. Die bevinding publiceerde hij samen met Nederlandse en met Duitse collega's, geleid door Alexander Zizka van de universiteit van Marburg, onlangs in vakblad PNAS.

De eerste aanwijzingen vond Lens zo’n tien jaar geleden op de Canarische eilanden. “Daar viel mijn kwartje. Je vindt de meeste verhoute bloemplanten daar in de droge kuststreken, niet in de hoger gelegen en vochtiger gebieden”, zegt hij. Inmiddels heeft Lens een database van meer dan duizend eilandsoorten die op houtvorming zijn overgegaan nadat hun kruidachtige voorouders de eilanden hadden gekoloniseerd. Deze overgang van kruidachtig naar houtig heeft zich niet minder dan 175 keer onafhankelijk van elkaar voltrokken.

Het komt dus best vaak voor, zegt Lens, en niet alleen bij eilandbewoners maar ook bij bloemplanten op de continenten. Er zijn op aarde zo'n 300.000 bloemplanten, de zogenoemde angiospermen of bedektzadigen. Van die 300.000 zijn 180.000 soorten houtig. Denk dan vooral aan bloeiende struiken en bomen, zegt Lens.

Zevenhonderd planten die weer hout gingen vormen

De geschiedenis van de bloemplanten gaat zo’n 145 miljoen jaar terug. En hun gemeenschappelijke voorouder was een houtige plant. Bijna de helft van alle soorten heeft in de loop van de evolutie die houtvorming dus achter zich gelaten. Maar het vermogen is in bijna alle soorten bewaard gebleven; ze hebben allemaal nog het genetisch apparaat om hout, een lignine-rijk weefsel, aan te maken.

Het is voor de plant blijkbaar gemakkelijk om dat apparaat weer aan te zetten. Anders zou het zo vaak niet gebeuren, zegt Lens. “Er zijn wereldwijd zevenhonderd onafhankelijke gevallen bekend van planten die weer hout gingen vormen terwijl hun directe voorouders dat niet deden. En daarvan dus 175 op eilanden.”

Droogte hoeft niet de enige oorzaak te zijn. Wat op eilanden ook een rol speelt, is een doorgaans gematigd klimaat met een lang groeiseizoen. Dat biedt de plant het voordeel van langer bloeien en langer leven. “Alle factoren die het leven van een plant verlengen, kunnen houtvorming bevorderen”, zegt Lens. Dat geldt ook voor het feit dat er op eilanden meestal geen grote grazers zijn die het leven van bloemplanten bekorten. Maar de grootste gemene deler in zijn database van soorten die zijn geëvolueerd naar verhoute struiken en bomen, is droogte.

Luchtbellen in de vaten

Hoe helpt verhouting tegen droogte? Lens: “Een plant trekt water omhoog van wortel naar blad, tegen de zwaartekracht in, door een onderdruk te creëren in zijn vaten. Dat is een kwetsbaar systeem. Bij droogte kunnen in die vaten luchtbellen ontstaan, die het watertransport blokkeren. Als de plant dat niet weet op te lossen, gaat hij dood. Dit is een algemeen risico, voor alle planten. Maar het ziet ernaar uit dat verhouting dit risico vermindert. We zien dat bloemplanten die hout zijn gaan vormen beter bestand zijn tegen droogte dan hun neefjes die kruidachtig zijn gebleven.”

De soorten die weer hout gaan vormen blijven een kleine minderheid van de bloemplanten, maar hun overstap is voor de wetenschap een zaak van belang, zegt Lens. “Door klimaatverandering zullen planten in veel gebieden vaker te maken krijgen met droogtestress. Het wordt belangrijk om te volgen of dat bloemplanten zal aanzetten tot de vorming van meer lignine in de stengel.”

Een wereld waarin plantengroei hoe dan ook moeilijker wordt

Hoe het genetisch apparaat voor verhouting in elkaar zit, is nog niet precies bekend. Dat is onderwerp van een groot onderzoeksproject dat nu onder leiding van Naturalis en de Universiteit Leiden gaat beginnen. Dat is niet alleen wetenschappelijk interessant, maar ook belangrijk voor de samenleving, vindt Lens. “Met kennis van dit proces kunnen we voedselgewassen beter bestand maken tegen droogte. Want we zijn op weg naar een wereld waarin plantengroei hoe dan ook moeilijker wordt. We moeten iets doen om in staat te blijven de wereldbevolking te voeden.

“Bovendien kan kennis van houtvorming helpen bij het benutten van delen van de plant die nu worden weggegooid, zoals de stengels van tomatenplanten en andere landbouwgewassen. Met de juiste kennis zouden we daarvan biobrandstof kunnen maken.”

Lees ook:

Elk eiland is een uniek experiment in geïsoleerde evolutie, en toch lijken ze op elkaar

Eilanden zijn een etalage van ecologische en evolutionaire creativiteit. Maar ook cultuur en taal volgen de wetten van eilandbiogeografie, vertelt Sietze Norder.

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden