biologie

Twaalf zaadjes ontkiemen na meer dan 140 jaar in een van de langstlopende experimenten ter wereld

In 1879 stopte een botanicus in Michigan twintig flessen met zaden in de grond. Elke twintig jaar wordt er een opgegraven, om te zien welke zaden nog levensvatbaar zijn. In april was het weer zover. Wat leert een van de langstlopende experimenten ter wereld ons?

Onderzoekers graven in april een van de 140 jaar oude ‘Beal Bottles’ op.  Beeld Derrick L. Turner/Michigan State University
Onderzoekers graven in april een van de 140 jaar oude ‘Beal Bottles’ op.Beeld Derrick L. Turner/Michigan State University

Je ziet het niet af aan de twaalf plantjes die nu in een gebouw van de Michigan State University staan te groeien. Maar het was 1879 toen de zaadjes waaruit ze zijn ontkiemd door de Amerikaanse botanicus William James Beal in een glazen fles werden gestopt, met een paar handen aarde en de zaden van meer dan twintig soorten. Hij begroef twintig van zulke flessen onder de campus.

De plantjes zijn onderdeel van een bijzonder experiment, een van de langstlopende ter wereld. Elke twintig jaar halen onderzoekers van de universiteit zo’n fles bovengronds om te kijken of er nog zaden levensvatbaar zijn. In april was het opnieuw zover. De aarde vol zaden werd in een groeikamer onder een aantal lampen gelegd. En jawel.

Van twee van de planten is nog onduidelijk tot welke soort ze behoren, vertelt de betrokken bioloog Margaret Fleming. De overige tien zijn van dezelfde soort: mottenkruid, een tweejarige plant met gele of witte bloemen die ook in Nederland voorkomt. In de Verenigde Staten is het een exoot. Ook twintig jaar geleden sprong deze plant eruit als grote overlever.

‘Spectaculair experiment’

Zo hebben we er dus een fijn weetje over mottenkruid bij, maar heeft dit onderzoek verder nog waarde? Absoluut, zegt Merel Soons, hoogleraar plantenecologie en natuurbescherming aan de Universiteit Utrecht. Ze noemt het een ‘spectaculair experiment’ vanwege de lange duur.

Volgens Soons wordt er vrij veel onderzoek gedaan naar hoelang zaden levensvatbaar blijven, maar duurt dit doorgaans maximaal een jaar of tien. Daarna is het onderzoeksgeld vaak op. ‘Het is echt verbazingwekkend dat er dus een klein aantal soorten is dat na meer dan honderd jaar nog kiemt. Dat had ik niet verwacht.’

Voor natuurherstelmaatregelen is het belangrijk om te weten hoelang zaden in de bodem levensvatbaar blijven, zegt ze. Dit geeft inzicht in welke planten snel uit zichzelf kunnen terugkeren na een verstoring, en welke niet.

Niet voor niets komt mottenkruid in Nederland vooral voor op verstoorde, onbewerkte grond, bijvoorbeeld langs spoorwegen. Maar de meeste andere zaden zijn na een aantal jaren al niet meer levensvatbaar, bleek ook uit het experiment van Beal. Die krijg je dus niet zomaar meer terug als ze zijn verdwenen.

Verder staan er over de hele wereld zadenbanken, waar zaden opgeslagen liggen om plantensoorten te behouden. Ook daar geldt: als we niet weten hoelang zaden levensvatbaar zijn, weten we ook niet hoelang ze bruikbaar zijn. Al tekent Soons daarbij aan dat de kunstmatige omstandigheden in zo’n zaadbank anders zijn dan de natuurlijke omstandigheden die in dit experiment zijn gesimuleerd.

Nadat de fles is opgegraven, worden de zaden eruitgehaald en in een bak in de groeikamer geplaatst.  Beeld Derrick L. Turner/Michigan State University
Nadat de fles is opgegraven, worden de zaden eruitgehaald en in een bak in de groeikamer geplaatst.Beeld Derrick L. Turner/Michigan State University

Een interessante vraag is waar het grote verschil in houdbaarheid van zaden vandaan komt. Dit hoopt Margaret Fleming van de Michigan State University nog te onderzoeken − als ze de financiering rondkrijgt. ‘Kunnen we genen vinden die dit verschil verklaren? Heeft het bijvoorbeeld te maken met eiwitten of suikers die bescherming bieden? We begrijpen gewoon nog heel weinig van de processen die ertoe leiden dat zaden ouder worden en op een dag niet meer ontkiemen.’

Koudebehandeling

Maar eerst zal zij samen met haar collega’s proberen meer zaden te laten ontkiemen. Die krijgen eerst een koudebehandeling, wat er twintig jaar geleden voor zorgde dat een zaadje, van de soort rond kaasjeskruid, alsnog ging groeien. Hierna volgt een rookbehandeling; sommige plantensoorten ontkiemen na bosbranden. Als laatste proberen ze zaadjes tot leven te wekken door ze licht te beschadigen.

De planten die het redden worden verpot, totdat ze bloeien en zelf zaden produceren, zegt Fleming. De onderzoekers houden onder meer in de gaten of er verschillen zijn tussen de exemplaren die al snel opkwamen, en dus redelijk onaangetast lijken door de tijd, en planten die moeizamer ontkiemden.

Ondertussen wordt er gesproken over het opzetten van een nieuw experiment waarbij zaden jarenlang onder de grond worden gestopt. Er valt immers wel het nodige te verbeteren aan het huidige experiment, zegt Fleming.

Meerjarige planten

Om te beginnen: toen William James Beal al die jaren geleden zaden in flessen stopte, verzuimde hij om een deel ervan op dat moment te laten ontkiemen. Het is hierdoor niet te controleren of er zaden van slechte kwaliteit bij zaten.

Daar komt bij dat Beal vermoedelijk helemaal niet van plan was om mottenkruidzaadjes te verzamelen, zegt Fleming. In een nieuw experiment moet dus zorgvuldiger worden gedetermineerd en gedocumenteerd welke soorten in de flessen zitten.

Merel Soons van de Universiteit Utrecht hoopt dat bij een nieuw onderzoek ook een groter aantal meerjarige planten wordt meegenomen. ‘Nu zaten er bijvoorbeeld vijf langlevende soorten in het experiment. Die kiemden allemaal al snel niet meer. Is dat dan representatief voor alle langlevende soorten? Dat is toch wat dubieus.’

Fleming is ondertussen blij dat het experiment de aandacht vestigt op de door haar zo geliefde zaden. ‘Ze hebben de gave om jarenlang in de bodem te zitten en het te laten lijken alsof er niets gebeurt. En dan, onder de juiste omstandigheden, veranderen ze ineens in een plant. Dat is ongelooflijk.’

Na ruim 140 jaar ontkiemd mottenkruid. Beeld Derrick L. Turner/Michigan State University
Na ruim 140 jaar ontkiemd mottenkruid.Beeld Derrick L. Turner/Michigan State University

Experimenten die generaties lang duren

Er bestaan meer experimenten die generaties overspannen. Zo rinkelt op de Universiteit van Oxford al sinds 1840 een bel op een en dezelfde batterij. Die batterij is van een tamelijk primitief type en bestaat uit een stapel schijven van verschillende soorten metaal, die een zeer zwakke elektrische stroom opwekken. De bel rinkelt dan ook traag en nauwelijks hoorbaar. Oorspronkelijk moesten dit soort proefopstellingen vragen helpen beantwoorden over de werking van elektriciteit. Nu is er nog één vraag over: wanneer is dit ding leeg?

Een ander befaamd experiment van de lange adem is het pekdruppelexperiment aan de Universiteit van Queensland, in Australië. Sinds 1930 stroomt hier pek uit een trechter. Deze stof lijkt vast, je kunt hem kapot tikken met een hamer, maar het is toch echt een vloeistof. Wel een nogal stroperige: er zijn in al die jaren negen druppels gevallen. Wetenschappers berekenden dat de stof 100 miljard keer stroperiger is dan water. Het experiment is live te volgen via een webcam, maar verwacht niet al te veel actie.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden