De Heukels' gehusseld

Heukels' Flora van Nederland is volledig overhoop gegooid. Gisteren verscheen in Leiden de 23ste editie. Het is de eerste flora ter wereld met een indeling gebaseerd op DNA-onderzoek.

EEN MAAND na het verschijnen van het nieuwe Groene Boekje en de nieuwe Grote Van Dale wordt Nederland verblijd met de nieuwe druk van nog een standaardwerk: de 23ste druk van de Heukels' Flora van Nederland. En opnieuw zal het gemor en geweeklaag niet van de lucht zijn, zij het ditmaal in kleinere kring. De Heukels', de wetenschappelijkste van de Nederlandse plantengidsen en al 122 jaar oud, is ingrijpend veranderd. Meer dan tachtig planten hebben een nieuwe Latijnse naam gekregen en enkele tientallen een nieuwe Nederlandse naam. Er zijn meer dan 150 nieuwe soorten bijgekomen en enkele tientallen zijn eruit verdwenen. De omslag is paars en fosforescerend groen geworden. Maar het ingrijpendst is dat de vertrouwde klassieke indeling, die vroeger begon met de boterbloemen en eindigde met de orchideeën, totaal is veranderd. Ervaren botanici die vroeger blind de juiste familie wisten open te slaan, kunnen nu helemaal opnieuw beginnen. Waar is dit allemaal voor nodig?

Ruud van der Meijden, de man die de Heukels' al meer dan 25 jaar bewerkt en wiens vierde druk dit nu is, zegt simpel: ``Voortschrijdend inzicht. We zijn afgestapt van de klassieke indeling van het plantenrijk, die berust op zichtbare kenmerken, en overgegaan op DNA-sequenties. Want die indeling heeft de toekomst.''

De Heukels' Flora van Nederland is al jaren een begrip. Het is de bijbel onder de botanici. Het boek oogt van binnen ook als een bijbel: geen enkel kleurenplaatje, alleen tekst en zwartwitte tekeningetjes, cijfers voor iedere alinea en een woud aan afkortingen. En dat alles gedrukt op flinterdun dundrukpapier, waardoor de 685 pagina's samen nog geen 2 centimeter dik zijn.

Een flora is een boek waarmee je een wilde plant op naam kunt brengen. Er zijn heel wat flora's van Nederland en de meeste hebben mooie kleurenplaatjes. Is dat niet handig om een bloem te herkennen? Van der Meijden maakt een wuivend gebaar: ``De kleur van een bloem zegt ook niet alles. Je hebt plantensoorten met blauwe, paarse en witte bloemen. Het gaat erom dat je met een flora een gevonden plant altijd op naam kunt brengen. Met de meeste kleurenflora's lukt je dat niet. Het zijn trouwens vaak bewerkingen van buitenlandse flora's – er staat voor Nederland te veel of te weinig in. Vaak is het ook maar een keuze uit de algemeenste soorten. Maar met de Heukels' is dat niet zo. Hij is voor Nederland volledig, je vindt de naam altijd.''

Ruud van der Meijden is zijn leven lang florist geweest. Als klein NJN'ertje (Nederlandse Jeugdbond voor Natuurstudie) fietste hij begin jaren zestig al van Rotterdam-Zuid naar Oostvoorne. ``We sliepen in bunkers – dat kon toen nog, al mocht het natuurlijk niet.'' Toen hij in het Rijksherbarium (nu Nationaal Herbarium Nederland) als student zijn opwachting maakte, kende hij de Nederlandse flora op zijn duimpje. Na zijn promotie – op een Indische plantengroep, zoals vrijwel alle promoties in het Rijksherbarium – werd hem begin jaren tachtig de eer gegund om de Heukels' te herzien. Van der Meijden: ``Eerlijk gezegd vond ik dat aanvankelijk een degradatie. De tropische flora is zo rijk, er valt nog zoveel te ontdekken en de Nederlandse flora kende ik langzamerhand wel.''

Maar gaandeweg kreeg hij de smaak te pakken. De Heukels' die hij aantrof, was inderdaad erg verouderd. Er moesten nieuwe soorten bij, van de verspreiding over Nederland klopte niet veel meer, en Van der Meijden schreef een groot aantal nieuwe sleutels – tabellen met kenmerken en verwijzingen die de gebruiker naar de juiste familie of geslacht moeten brengen. Van der Meijden: ``Het was daarmee een compleet nieuwe Heukels' geworden. Niet alleen van binnen, maar ook van buiten.'' Inderdaad was het met de 20ste druk in 1983, honderd jaar na Heukels eerste `Schoolflora van Nederland', behoorlijk wennen aan het gifgroene boekje met slappe kaft met op de voorkant fier `Heukels/Van der Meijden: Flora van Nederland'. De volgende twee drukken waren doorgaande verbeteringen op de ingeslagen weg.

Maar de nieuwe 23ste druk is opnieuw een complete omwenteling. Van der Meijden: ``Met de H23, zoals we deze druk op het Herbarium noemen, ben ik radicaler te werk gegaan dan met de H20. Besef wel: dit is de eerste flora ter wereld waarvan de hoofdindeling is gebaseerd op DNA-sequenties. En omdat die anders is dan de klassieke, op zichtbare kenmerken gebaseerde indelingen, moest ik een groot aantal sleutels helemaal herschrijven.''

zijtakkenHet plantenrijk wordt door botanici ingedeeld in klassen, ordes, families, geslachten en tenslotte in soorten. Tot twintig jaar geleden kon dat alleen door alle zichtbare kenmerken te vergelijken: de bouw van de bloem, van het blad, van het zaad, de ontwikkeling van het kiemplantje, de structuur van het hout, de chromosomen, enzovoort. Een fundamenteel probleem daarbij was dat niet goed viel in te zien welke kenmerken het belangrijkst waren voor de indeling: waar vertakten zich de grote zijtakken van de evolutionaire stamboom en waar de kleinere loten? In de praktijk is een consensus gegroeid, gebaseerd op het werk van enkele grote autoriteiten.

Heel anders is de indeling op grond van DNA-sequenties van genen. Deze is `objectief': de gevonden DNA-uitkomsten leiden rechtstreeks tot een plaatsje in het plantenrijk. Daar komt geen autoriteit aan te pas. Niet eerder durfde een bewerker van een nationale flora het aan om de nieuwe DNA-indeling toe te passen op een boek voor gebruikers.

De nieuwe DNA-indeling in de Heukels' gaat voorlopig nog niet verder dan het niveau van de families; de geslachten en de soorten worden nog op vormkenmerken ingedeeld. Van der Meijden heeft de hoofdindeling niet zelf bedacht, zij is gebaseerd op het werk van de internationale Angiosperm Phylogeny Group (APG). Tot deze groep, die wereldwijd alle DNA-gegevens van planten bijeenbrengt, behoort ook David Mabberley, de auteur van The Plant Book, een encyclopedisch namenboek van alle planten ter wereld tot op geslachtsniveau. Mabberley, verbonden aan de universiteit van Seattle, hield gisteren een inleiding bij de presentatie van de nieuwe Heukels'.

Van der Meijden: ``Laat ik eerlijk zijn: die nieuwe DNA-technieken zijn mijn onderwerp niet. Ook van de interpretatie van de DNA-sequenties weet ik niet het fijne. Maar ik weet wel dat dit de goede weg is. En gelukkig ben ik in het Nationaal Herbarium omgeven door onderzoekers die wel alles van DNA weten.''

Een van hen is Barbara Gravendeel, een post-doc die haar tijd verdeelt tussen Leiden en de VS en die samen met Mabberley de inleiding in de Heukels' over DNA-onderzoek schreef. Gravendeel: ``De nieuwe indeling van de bloemplanten is gebaseerd op drie plantengenen.'' Het gaat om het gen rbcL en het gen atpB: twee genen van de chloroplast, het organel in plantencellen waarin de fotosynthese plaatsvindt. En als derde gen het nucleair ribosomaal 18S, het gen dat codeert voor de machinerie voor de eiwitproductie. Bij elkaar is de genetische informatie gebruikt van 560 verschillende soorten hogere planten.

Dat was genoeg om de bloemplanten onder te verdelen tot op het niveau van de families. Gravendeel: ``De drie onderzochte genen evolueren zo langzaam dat het niet mogelijk is om binnen de families ook nog geslachten en soorten te onderscheiden. Voorlopig gebeurt de indeling in geslachten en verder dus nog op vormkenmerken.''

sequencenHet bepalen van DNA-sequenties van een gen, dat 25 jaar geleden nog een heidens werk was, is tegenwoordig helemaal geautomatiseerd. Gravendeel: ``Dat kan tegenwoordig iedere promovendus hier. Alles gebeurt met commercieel verkrijgbare kits. Je moet het gen van een bepaalde plant isoleren – dat duurt zo'n anderhalf uur. Dan moet je het DNA vermenigvuldigen met PCR – kost twee uur. Dan het sequencen... Laten we zeggen dat je in zo'n twee dagen de gevraagde sequentie hebt.''

Die gevonden sequentie wordt dan vergeleken met die van andere plantensoorten. Het percentage gelijk gebleven basen is een maat voor de overeenkomst. Gravendeel: ``Maar in de taxonomie zijn we geïnteresseerd in stambomen, hoe soorten en geslachten stapsgewijs uit elkaar zijn gegaan vanuit een gemeenschappelijke voorouder. Stambomen construeer je meestal met de methode van maximum parsimony. Deze methode, die grotendeels wordt uitgevoerd door een computerprogramma, maakt groepen van de ingevoerde plantengenen. Bij maximum parsimony zoeken we de stamboom waarvoor zo min mogelijk genetische veranderingen nodig zijn.'' Soorten die genetisch het meest op elkaar lijken, komen zo in de stamboom dicht bij elkaar te staan.

De stambomen van de drie genen zijn apart geconstrueerd, maar bleken grotendeels samen te vallen. Gravendeel: ``En daarmee is de indeling van de hoofdgroepen – ordes en families – van de bloemplanten dus bepaald. Voor fijnere indelingen, in geslachten en soorten, heb je sneller evoluerende genen nodig. Daar zijn moleculair taxonomen over de hele wereld mee bezig.''

De moleculaire hoofdindeling wijkt op belangrijke punten van de klassieke hoofdindeling af. Van der Meijden: ``In de oude indeling stonden de orchideeën altijd helemaal achteraan, omdat men ervan uitging dat deze het eindresultaat zouden zijn van vergaande specialisatie met hun geraffineerde insectenbestuiving. Maar dat blijkt onjuist: deze groep is al heel vroeg in de evolutie ontstaan. De orchideeën staan nu tamelijk vooraan in de flora. Andersom bleek dat heel eenvoudig ogende bloemen, zoals windbestuivende katjes van berken, eiken, beuken en elzen, in de evolutie verschillende malen zijn ontstaan uit al sterk gespecialiseerde bloemen. Windbestuiving – het verspillen van grote hoeveelheden stuifmeel – lijkt heel primitief, maar hoeft dat dus helemaal niet te zijn. Kennelijk maakt het een plant die voldoende licht heeft, zoals een gezonde boom, helemaal niet uit om kwistig te zijn met stuifmeel: energie in overvloed.''

Maar ook kleinere veranderingen zullen amateur-botanici verbazen. Van der Meijden: ``Vingerhoedskruid, een plant met grote prachtige bloemen, is nauw verwant aan een ogenschijnlijk bloemloze plant als Sterrenkroos. Ook Ereprijs en Weegbree zijn nu nauw aan elkaar verwant. Verder is de Helmkruidfamilie geëxplodeerd in acht families. De ervaren gebruikers van de nieuwe Heukels' zullen wel even moeten wennen.''

Een nieuwe indeling gebaseerd op DNA-kenmerken mag wetenschappelijk dan interessant zijn, maar hoe moet de gewone gebruiker zonder DNA-sequencer nu bij die nieuwe hoofdgroepen komen als hij een wilde plant in handen heeft? Gravendeel: ``Bij die nieuwe hoofdgroepen moet de schrijver van de flora een uniek uiterlijk kenmerk vinden. En wel zo één dat die te gebruiken valt in sleutels die leiden tot de familie. Dat is Ruud van der Meijden voor de Nederlandse flora gelukt. Hij is daar heel erg goed in. Op wereldschaal, met zoveel meer families, gaat dat nog niet, helaas.''

Van der Meijden: ``Ik weet dat de Britse flora op dit moment ook herschreven wordt op basis van DNA-sequenties. Ik hoop natuurlijk stiekem dat ze mijn aanpak een beetje zullen afkijken.''

verwantschapWat is, afgezien van dieper inzicht in de evolutie van planten, eigenlijk het praktisch nut van taxonomie gebaseerd op DNA-sequenties? Gravendeel: ``Je kunt de mate van verwantschap nu veel nauwkeuriger bepalen. En bij planten heeft dat allerlei toepassingen. Stel dat een farmaceutisch interessante verbinding wordt gevonden in een bepaalde plant. Dan kan een taxonoom aanwijzen in welke planten verder gezocht kan worden, ook al zien die er heel anders uit en groeien ze in een ander werelddeel.'' De mate van verwantschap speelt ook een rol bij besmettelijke ziekten, bij parasieten en bij kansrijke kruisingen.

De Heukels' wordt door leken altijd beschouwd als een `moeilijke' flora. Is hij door deze wetenschappelijke aanpak nog niet veel moeilijker geworden? Van der Meijden: ``Dit wil ik echt met kracht tegenspreken. Akkoord, voor de Heukels' moet je wel eerst wat investeren in kennis van allerlei botanische termen. Maar wij hebben de flora uitgebreid getest op studenten. Die haalden na twee dagen studeren allemaal een tien!''

Om de Heukels' draagbaar te houden is rigoureus al het overbodige geschrapt. Dus dat vingerhoedskruid of karmozijnbes giftig is, staat er niet in. Van der Meijden: ``Dat heb je niet nodig om de plant op naam te brengen. Maar wel staat er bij iedere plant een verwijzing naar de Oecologische Flora van Eddy Weeda, een naslagwerk, begrijpelijk voor een breed publiek, met zeer veel informatie. Ik heb het paginanummer er zelfs bijgegeven, omdat de indeling nu niet meer parallel loopt. Dat is natuurlijk wel het nadeel van deze verandering.''

Ook is vermeld in welk gebied een plant voorkomt en – in een cijfercode – hoe het met de voor- en achteruitgang is gesteld, of de plant op de Rode Lijst staat, het Standaardlijstnummer, het Florbasenummer en nog tal van andere verwijzingen. Van der Meijden: ``Ik heb in deze nieuwe druk veel verwijzingen juist geschrapt, omdat dat in dit Google-tijdperk niet meer echt nodig is. Ook om ruimte te winnen, laat ik eerlijk zijn. Deze flora, met 151 nieuwe soorten, is maar acht pagina's dikker dan de vorige.''

Is deze 23ste druk nu een eindpunt? Van der Meijden: ``Integendeel, ik verwacht dat we in de komende jaren nog heel wat veranderingen moeten doorvoeren. Niet in de hoofdgroepen, maar wel op familie- en op geslachtsniveau. Het gaat nu heel hard in de taxonomie, het is een heel interessante tijd. In 2007 ga ik met pensioen. Maar ik denk dat ik nog lekker doorga.''

Ruud van der Meijden. Heukels' Flora van Nederland. 23ste druk. 684 blz., gebonden. ISBN 9001 58344 X. Prijs: 49,95 euro.