Tot nu toe was er weinig bekend over hoe planten zichzelf beschermen tegen plantenetende insecten en hoe de wapenwedloop tussen insecten en planten zich ontvouwde. Onderzoekers van Wageningen University & Research hebben hier meer inzicht in gekregen: sterke bladnecrose – het mechanisme waarmee planten de eitjes van vlinders en andere insecten op hun bladeren detecteren en doden – ontstond bijna uitsluitend in kruisbloemige planten en hun wilde verwanten die werden aangevallen door koolwitten die immuniteit hadden ontwikkeld tegen de giftige mosterdolie van de planten. Een publicatie over dit onderwerp verscheen in het tijdschrift New Phytologist.
De koolwitte vlinder dankt zijn naam aan zijn voorkeur voor spruitjes, koolzaad en andere gekweekte kruisbloemigen als waardplanten. Wanneer echter een koolwitje (Pieridae) zijn eitjes legt op wilde kruisbloemige planten zoals zwarte mosterd (Brassica nigra), kan de plant een necrotische reactie initiëren waardoor het blad onder het ei gecontroleerd afsterft. Hierdoor droogt het ei uit en valt het van de plant.
Bladnecrose
Om de evolutionaire oorsprong en verspreiding van deze plantenverdedigingseigenschap te begrijpen, heeft een onderzoeksteam onder leiding van de Biosystematics Group 31 plantensoorten binnen de kruisbloemige familie gescreend op de necrotische reactie op een wasbeurt gemaakt van eieren van negen vlindersoorten.
"De experimenten toonden aan dat de sterke bladnecrose bijna uitsluitend evolueerde in de afstamming van de koolgewassen en hun wilde verwanten die van nature werden aangevallen door koolwitte vlinders", zegt onderzoeksleider Nina Fatouros. "Bovendien werd bladnecrose alleen veroorzaakt door die vlindersoorten binnen de Pieridae-familie die gespecialiseerd zijn in kruisbloemigen en zich eraan kunnen voeden ondanks de giftige mosterdolie van de kruisbloemigen."
Deze bevindingen suggereren dat het eierdodende kenmerk zich in de kruisbloemige familie heeft ontwikkeld als een tegenaanpassing aan het vermogen van rupsen om mosterdolie te ontgiften. Als onderdeel van een voortdurende wapenwedloop, hebben sommige vlinders zich waarschijnlijk aangepast aan het doden van eieren door eieren in groepen te clusteren (dus minder aangetast door necrose), door over te schakelen naar andere waardplanten of door eieren op bloemen te zetten in plaats van bladeren.
Het team onderzoekt momenteel de genetische basis van de eierdodende planteigenschap in een groot onderzoeksproject gefinancierd door de Nederlandse Onderzoeksraad (NWO) om uiteindelijk gewassen te ontwikkelen die resistent zijn tegen plaaginsecten.
Voor meer informatie:
Wageningen University & Research
www.wur.nl