Al had Napoleon planten bestudeerd…

Het is augustus 1812, Napoleons ‘Grande Armée’ zal in de komende maanden zijn grootheid rap verliezen tijdens de invasie van Rusland. In die dagen had je nog geen thuisbezorgt.nl, legioenen waren voor hun voedsel afhankelijk van lokale plundering op net veroverd gebied. Dat wisten die Russen maar al te goed. Bij het opgeven van de steden Smolensk en Moscow trof het leger van Napoleon slechts steden in as aan. Landerijen vol gewassen werden door de Russen afgebrand voordat ze zelf verder naar het Oosten trokken. De winter in. Deze ‘verschroeide aarde tactiek’ in combinatie met de straffe winter bleek uiteindelijk funest voor de Franse opmars.

Ik zie in deze tragische geschiedenis een mooie parallel met verdediging-mechanismen van planten. Net als het leger van Napoleon, heeft ook een ziekteverwekker grondstoffen nodig om zijn invasie verder uit te breiden. En net als Rusland, kan een plant soms zo’n invasie al van mijlenver aan zien komen. Planten ‘kiezen’ er dan voor om lokaal de boel af te branden om verdere invasie te stoppen. Dit gebeurt middels een hypersensitieve response (HR) met lokale celdood als gevolg. Je kunt dit op je gewas herkennen aan zwarte cirkels. Cirkels van dood en verderf, maar wel door de plant zelf aangebracht.

Waar het voor de Russen wellicht de iconische hoed van Napoleon was, zijn het voor planten de herkenning van typische avirulente (Avr) eiwitten die plant-vijanden uitscheiden om infectie te bevorderen. Die eiwitten kunnen herkend worden door Resistentie (R) –eiwitten in de plant. Halverwege de 20e eeuw ontdekte de wetenschapper Harold Henry Flor deze directe interactie tussen Avr eiwitten van vijanden en R-eiwitten van de plant. Hij bedacht het ‘gene-for-gene model’, waarin vijanden steeds proberen hun Avr eiwitten te veranderen om herkenning te voorkomen, en R-eiwitten evolueren om nieuwe varianten van Avr eiwitten te herkennen.

Inmiddels weten we dat er vaak meerdere eiwitten bij betrokken zijn om vijanden te herkennen. Indirecte herkenning van Avr eiwitten vindt bijvoorbeeld plaats doordat er een ‘bewaakt eiwit’ tussen het Avr eiwit en het R-eiwit in staat. Zodra het bewaakte eiwit in contact komt met het vijandelijke Avr eiwit, buigt het een gekke kant op, waardoor het bewaker R-eiwit gevaar ruikt en lokale celdood op start.

Maar planten kennen nog meer truckjes. Soms kunnen er in de loop van de evolutie spontaan kopieën ontstaan van eiwitten. Zo’n kopie kan dan vrijuit muteren en veranderen van functie, als het originele eiwit blijft doen wat het moet doen. Het kan een hobby krijgen, zo je wilt. In het geval van zo’n bewaakt eiwit, kan het kopie zich helemaal specialiseren tot lokaas. Die Avr eiwitten van plant-vijanden binden aan het lokaas in de hoop daarmee verdere invasie te bewerkstelligen, maar het enige wat gebeurt is een bak alarmbellen en lokale celdood gestart door het gekoppelde R-eiwit. Kneiter-slim van die plant!

En het kan nog veel complexer, met geïntegreerd lokaas binnen het R-eiwit en complexe netwerken van verschillende R-eiwitten. Jouw gewas zit vol ingenieuze oorlog strategieën. Soms vraag ik mij weleens af hoe de wereld eruit zou hebben gezien, al hadden de grote generaals van onze geschiedenis iets minder vaak door blind nationalisme de velden op gestormd, en iets vaker s’-avonds een plantenbiologie boek geopend.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *