Raapzaad vertoont genetische aanpassing aan droger klimaat

De gele bloemen van de éénjarige kruisbloemige raapzaad. In een paar jaar tijd blijkt de plant zich genetisch te hebben aangepast aan een droger klimaat. foto universiteit leuven raapzaad brassica rapa field mustard FOTO: Universiteit Leuven Universiteit Leuven

Natuurlijke vegetaties hebben misschien betere mogelijkheden om zich aan te passen aan klimaatverandering dan wordt aangenomen. Amerikaanse onderzoekers ontdekten verrassend snelle evolutionaire aanpassing bij het ‘onkruid’ raapzaad. Evolutionaire aanpassingen zijn veranderingen aan de erfelijke eigenschappen van een populatie die het gevolg zijn van selectiedruk. In dit geval bestond de druk uit een verkorting van het groeiseizoen door vroeg invallende droogte, enige jaren achtereen. Een groep raapzaad-planten reageerde daarop met een opvallende verkorting van de tijd tussen kieming en eerste bloei (PNAS, early edition).

Aan de orde is de vraag of klimaatverandering vooral een beroep doet op ‘fenotypische aanpassing’ van planten of dat ook steun van genotypische aanpassing is te verwachten. Fenotypische adaptatie kent de plantenliefhebber van de waarneming dat stekjes van dezelfde kamerplant zich achter een raam op het zuiden anders ontwikkelen dan aan de koele, donkere noordkant van het huis. Dit soort aanpassing zonder verandering van het erfelijk materiaal gaat snel. Grote plantenpopulaties hebben in principe ook de mogelijkheid zich genetisch aan te passen: onder invloed van de betere overleving van de best aangepaste planten uit de groep veranderen langzaam de erfelijke eigenschappen van de hele groep als het milieu verandert.

Raapzaad (Brassica rapa) is een kruidachtige, éénjarige plant die veel op koolzaad lijkt en ook in Nederland algemeen is. Hij bloeit met geurige gele bloemen die zichzelf niet kunnen bestuiven. De plant werd ongeveer 300 jaar geleden in Californië geïntroduceerd en aan de kust (Orange County) kiemt hij tussen oktober en januari. Bloeien doet hij tussen januari en april. De Californische planten zijn kennelijk al aangepast aan het lokale groeiseizoen dat meestal al voor de zomer stopt omdat dan de droogte intreedt. Vóór de plant verdort moet er zaad gevormd zijn. De rapporterende ecologen van de University of California (Irvine) deden al eerder onderzoek aan de invloed van die droogte op de inzet van de eerste bloei. Raapzaad dat groeide op een zandige bodem die na de laatste regen snel uitdroogde kwam 2,5 weken eerder in bloei dan raapzaad in moerassige omgeving een paar kilometer verderop. De moerassige omgeving kan nog lang water naleveren.

Een waarschijnlijk tijdelijke klimaatverandering die rond 2000 inzette brengt met zich mee dat de gebruikelijke droogte veel eerder begint dan vroeger. De onderzoekers waren in staat dit buitenkansje te onderzoeken omdat ze raapzaadzaad uit 1997 hadden bewaard. De eigenschappen van de planten die daaruit konden worden opgekweekt (in de plantenkas) hebben zij vergeleken met die van planten die opgroeiden uit zaad van 2004 (met vijf jaar vroeg invallende droogte achter de rug.)

De planten opgegroeid uit zaad dat op de droge, zandige plek groeiplaats was verzameld (in 1997 en 2004) vertoonden geen noemenswaardige verandering in het tijdstip van eerste bloei. Maar de planten uit het moerassig gebied hadden hun eerste bloei bijna twee weken vervroegd. Planten met een erfelijke aanleg voor – de mogelijkheid tot – vroeg bloeien waren duidelijk in het voordeel geweest. Een zo grote verandering binnen zo weinig generaties is bijzonder.

Karel Knip

    • Karel Knip