Koffie verkeerd

Soms gaat het verkeerd met onze koffie. Dan worden de koffiebonen leeggepeuzeld voor we de kans krijgen ze te vermalen. Dat komt door een snuitkevertje, de koffiebessenboorder of koffiebessenboeboek. Die boeboek legt eieren in de bessen van de koffieplant. Als die bessen uitgroeien tot de zaden die wij koffiebonen noemen, komen de eieren uit en vreten de larven de bonen leeg.

Dat is niet goed voor onze koffie, zoals al op 1 januari 1919 wordt beschreven in de circulaire van het proefstation der Algemeene Vereeniging van rubberplanters ter oostkust van Sumatra: “de bonen zijn misvormd, gedeeltelijk niet uitgerijpt, wankleurig en vertoonen de karakteristieke, van binnen zwarte boorgaatjes en boorgangen…”, “voor de Europeesche markt feitelijk niet meer geschikt”. De veganisten zijn ontsteld: “ beesten in mijn koffie!” De Wageningse hoogleraar entomologie, Marcel Dicke, vindt dat niet erg, een beetje boorder in zijn koffie. Hij poogt ons al jaren aan de sprinkhanenspiesjes te krijgen. Zijn Insectenkookboek is net uit (Atlas, 2012). De koffiekweker is boos en verbaasd. Koffie drinken kan iedereen, maar koffie eten is een aparte kunst en koffiebonen bestaan nog niet zo lang. Hoe heeft de bessenboorder zich die kunst eigen gemaakt?

Het tekent de kracht van het hedendaagse genoomonderzoek dat wij op deze vraag nu een plausibel antwoord hebben: De kever heeft de kunst van het koffie eten afgekeken van een bacterie en daartoe een bacterieel gen geadopteerd (Acuña et al., PNAS). De koffieboon bestaat voornamelijk uit opslagsuikers vergelijkbaar met het glycogeen, waarmee wij onze suikervoorraad opslaan in lever en spier. In glycogeen zitten honderden suikermoleculen aan elkaar gekoppeld. Die suikerklonten zijn te groot om door onze darm te worden opgenomen. Als wij lever of spier eten, breken we die glycogeenklonten daarom eerst af met behulp van enzymen. De resterende korrels, glucosemoleculen, kan onze darm opnemen.

Ook de koffieboorderlarven moeten een enzym uitscheiden in de darm om de bijzondere suikerklonten (galactomannanen) van de koffieboon af te kunnen breken. De koffieboon is pas kort als gerecht in de aanbieding. De koffiebessenboorder moet dus recent in de keverevolutie het vermogen hebben verworven om een enzym (een mannanase) te produceren dat in staat is de koffieboon-galactomannanen af te breken.

Uit genoomonderzoek blijkt nu dat dit keverenzym eruitziet als een typisch bacterieel enzym. Zulke enzymen komen niet voor in kevers die verwant zijn aan de koffiebessenboorder. Het meest plausibele scenario is daarom dat een voorouder van de boorder het gen voor mannanase kant en klaar heeft verworven. Dat kan alleen als de kever het enzym heeft overgenomen van een bacterie in zijn darm. De kever die dat gen wist in te zetten bij de afbraak van koffiesuikerklonten had het rijk alleen in een nieuw voedselparadijs, de koffieplantage.

Dat biochemici zulke fantastische evolutionaire scenario’s grif geloven, komt omdat er in de afgelopen vijf jaar legio voorbeelden zijn gevonden van de ‘horizontale’ overdracht van genen van bacteriën naar plant of dier. Simpel kan die overdracht natuurlijk niet zijn, want het bacteriële gen moet een plek weten te vinden in het kiembaan-DNA van de gastheer, zodat het onderdeel wordt van het genenpakket van de kever. Voor het bacterie-DNA is de weg van keverdarm via keverbloedbaan naar de kevergeslachtscellen lang en vol afbraakrisico. Als het bacteriële DNA erin slaagt om voldoende intact in de geslachtscel te arriveren, moet het zich nog in het gastheer-DNA nestelen. De actieve transposons van kevers – stukjes DNA die het vermogen hebben om rond te springen – helpen daar kennelijk bij, want bacteriële genen in kever-DNA zijn omgeven door zulke transposons.

Nadat het bacteriële gen in gastheer-DNA is ingebouwd, heeft de evolutie nog werk te doen. Het gen moet – door toevallige mutaties! – afleesbaar worden gemaakt in de kevercelkern. Het gen moet ook worden aangepast, zodat het een enzym gaat coderen dat door de darmcellen van de kever wordt uitgescheiden om in de darminhoud de koffieboonsuikerklonten af te breken.

Duizelingwekkend, deze opeenstapeling van onwaarschijnlijke gebeurtenissen? De Bijbelse Schepping van een complete koffiebessenboorder (excuus, twee boorders), inclusief bacterieel gen, lijkt daar nog simpel bij. We zullen er aan moeten wennen, deze fantastische gebeurtenissen, want zo gaat het toe in de echte evolutie. Ter verontschuldiging voeren evolutiebiologen aan dat de natuur waarschijnlijk veel slordiger omgaat met DNA dan wij lang hebben gedacht. Al dat DNA zwerft als weggegooid plastic door levende organismen. Meestal verdwijnt het weer spoorloos uit de nieuwe gastheer – in tegenstelling tot plastic is DNA heel makkelijk af te breken.

Maar als het een keer bruikbaar is, dan wordt het ook gretig gebruikt, als de selectiedruk maar hoog genoeg is. Ha, een koffiemaler, denkt zo’n kevergenoom dan. Kan ik iets mee in een koffieplantage. En de koffieboer ziet zijn oogst verwoest door een plaag van Bijbelse afmetingen: koffie verkeerd.