Onderzoekers ontdekken hoe landgewassen kunnen overleven in zee
Hoe kunnen planten die in een vroeger stadium van de evolutie op land groeiden tegenwoordig overleven in zee? Onderzoekers hebben de genetische eigenschappen die deze overgang van land naar zee mogelijk maakten in kaart gebracht door het analyseren van het genoom - de complete set genen - van een veelvoorkomend soort zeegras.
Het leven is ontstaan in zee. Zeegrassen zijn de enige bloeiende planten die van het land zijn teruggekeerd naar de zee. Die stap, van droge leefomgeving of zoet water naar zout zeewater, vereiste ingrijpende aanpassingen. Welke genen hierbij een rol speelden was tot nu toe onbekend. Daar is nu verandering in gekomen.
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Jeanine Olsen, hoogleraar mariene biologie aan de Rijksuniversiteit Groningen, beschreef het genoom van het zeegras Zostera marina, ook wel groot zeegras genoemd. Deze soort is wijdverbreid op het noordelijk halfrond. Met de ontleding van het genoom, waaraan jaren is gewerkt, legden de wetenschappers de genetische netwerken bloot die schuilgaan achter het aanpassingsvermogen van zeegras.
Olsen en haar collega's ontdekten dat groot zeegras niet alleen de huidmondjes is kwijtgeraakt waarmee planten op het land koolstofdioxide uit de lucht opnemen. Ook alle genen die betrokken zijn bij de vorming van de huidmondjes zijn uit het zeegras verdwenen. 'Zeegras kan niet meer terug naar het land', zegt Olsen.
Zeewieren
Zeegrassen hebben ook hun stofwisseling omgegooid. Ze produceren zogeheten polysachariden (vormen van suikers), die ervoor zorgen dat de wand van hun cellen is gaan lijken op die van zeewieren. De biochemie van de celwand was al bekend, maar nu is duidelijk welk genetisch complex hiervoor verantwoordelijk is, aldus Olsen.
Omdat zeegras zich onder water voortplant, heeft deze plant geen methoden meer om insecten te lokken die voor bestuiving moeten zorgen. Zeegras plant zich voort met helmdraden die onder water een plant bevruchten. De genen voor het aanmaken van signaalstoffen die insecten moeten aantrekken zijn verdwenen.
Een bijzonder belangrijk onderzoek
Willem Brandenburg, als onderzoeker verbonden aan de Wageningen Universiteit, is enthousiast. Hij spreekt van een bijzonder belangrijk onderzoek. 'Zeegras is een sleutelorganisme in het mariene ecoysteem. Het heeft zich op bijzondere wijze aangepast en dat is heel goed beschreven. Deze publicatie is een beduidende stap voorwaarts in het onderzoek naar mechanismen achter het aanpassingsvermogen van organismen. Dit is van belang voor studies naar de reactie van organismen op biologische stressfactoren als verzilting en opwarming', aldus Brandenburg.
Volgens Olsen zet de beschrijving van het zeegras-genoom, gepubliceerd in Nature, de deur open voor verder onderzoek naar zouttolerantie van gewassen, de rol van zeegras bij het opnemen van kooldioxide en de aanpassing van het zeemilieu aan de opwarming van het water. De betekenis van zeegras, dat groeit in vrijwel alle zanderige kustgebieden, wordt vaak onderschat. Zeegrasvelden zijn de geboortegrond voor veel vissen, beschermen kusten tegen afslag, zorgen dat water helder blijft en nemen meer kooldioxide op dan tropische regenwouden, aldus Olsen.
Ontvang elke dag de Volkskrant Avond Nieuwsbrief in uw mailbox, met het nieuws van vandaag, tv-tips voor vanavond, en alvast zes artikelen uit de krant van morgen. Schrijf u hier in.
