Twee Bemisia tabaci doen zich tegoed aan het blad van een watermeloen.

Genetica

Unieke horizontale genoverdracht ontdekt: de tabakswittevlieg erfde eigenschappen van een plant

Twee Bemisia tabaci doen zich tegoed aan het blad van een watermeloen.Beeld Public Domain - Released by the USDA-ARS/original image by Stephen Ausmus

De tabakswittevlieg heeft een bijzondere methode om de plant te beroven van haar verdediging. Een methode, die hem werd aangereikt door de plant zelf.

China, 24 eeuwen geleden. Een wapenhandelaar gaat naar de markt en probeert met luide stem de aandacht te trekken van kopers. Het schild dat hij omhoog houdt is zo sterk dat geen speer erdoorheen komt, roept hij. En de speren die hij te koop heeft zijn de allerbeste; geen schild houdt ze tegen. ‘Maar wat zal er dan gebeuren’, vraagt iemand in het publiek, ‘als uw speer uw schild treft?’

Het verhaal komt van de Chinese filosoof Han Fei (derde eeuw v.C.), die het gebruikte om de paradoxen in stellingen van zijn opponenten te ontmaskeren. En nu wordt het gebruikt door onderzoekers van de Chinese academie van landbouwwetenschappen die, samen met collega’s in Vlaanderen en in Zwitserland, een opmerkelijke wapenwedloop ontdekten in de biologie. Een wedloop waarin het schild van de een de speer wordt van de ander.

De onderzoekers doen in vakblad Cell verslag van hun onderzoek aan de tabakswittevlieg, officiële naam Bemisia tabaci, een van de meest destructieve planteneters ter wereld. B. tabaci – geen echte vlieg maar een soort luis – kan zich voeden met veel plantensoorten, niet alleen tabak, maar ook katoen en tomaat bijvoorbeeld. De van oorsprong tropische soort wordt in Nederland vooral in kassen aangetroffen, tot schade van groente- en sierteelt. Hij vreet het blad kapot en laat een kleverige stof achter, honingdauw, waarin schadelijke schimmels kunnen groeien.

Het is een opmerkelijke prestatie van dat kleine insect, want veel planten hebben verdedigingsmechanismen tegen schadelijke insecten. Zo maken ze stoffen aan die voor de insecten gif zijn. In dit geval gaat het om zogenoemde fenolglycosiden, suikerverbindingen die door de plant worden uitgescheiden en die de tabakswittevlieg zouden moeten doden. Die heeft echter een manier gevonden om de fenolglycosiden chemisch te veranderen waardoor ze niet langer giftig zijn.

Geërfd van de plant zelf

De onderzoekers konden in het genoom van de vlieg het verantwoordelijke gen identificeren. En ze zagen tot hun verwondering dat dat gen elders in het insectenrijk niet voorkomt, ook niet bij micro-organismen als bacteriën. Alleen bij planten komt het voor, die daarmee hun eigen gif kunnen neutraliseren. Ze concluderen dat de vlieg dat vermogen direct van de plant heeft geërfd.

In de biologie wordt dit horizontale genoverdracht genoemd. Genetische eigenschappen kunnen worden overgedragen van ouder op nageslacht, verticaal, maar ook tussen niet-verwante organismen. En hoewel in de evolutie een hoofdrol wordt toegedicht aan de verticale genoverdracht, is de horizontale weg een belangrijke. Er worden steeds meer voorbeelden gevonden van organismen die dankzij genen van niet-verwanten zich beter hebben aangepast aan hun omgeving, nieuwe voedselbronnen hebben aangeboord, of zich hebben leren verweren tegen gifstoffen, zoals hier.

Horizontale genoverdracht gaat het gemakkelijkst in primitieve eencelligen, zoals bacteriën. Zij spelen dan ook een centrale rol in dit genverkeer. Dit is de eerste keer dat de overdracht van een gen van plant naar insect is aangetoond, zonder tussenkomst van een bacterie of virus.

Om te bewijzen dat het gen dat ze vonden in de tabakswittevlieg inderdaad verantwoordelijk is voor zijn weerstand tegen gif, voorzagen de onderzoekers tomatenplanten van een gen dat de werking van dat vliegengen blokkeert. Resultaat was een massale sterfte van de tabakswittevlieg op de bladeren van die tomatenplant.

Dat biedt mogelijkheden voor de bestrijding van deze voor de landbouw schadelijke insecten. Het moet nog uitgebreid worden onderzocht in het veld, maar in principe kan de eigenschap die het insect van de plant heeft gekregen ook weer door de plant onschadelijk worden gemaakt. Waarmee het schild dat tot speer was gemaakt, weer schild wordt.

Lees ook:

Niets bestand tegen Japanse duizendknoop?

Een piepklein insect neemt het op tegen een irritante woekerplant.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden