Hoe de tomaat zijn wilde haren verloor (en vatbaar werd voor insecten)
Tomatenplanten zijn bedekt met een harige laag, die normaal gesproken werkt als valstrik voor insecten. UvA-natuurkundigen brachten in beeld hoe insecten in de haren verstrikt raken, en ontdekten dat de supermarkttomaat nog wat kan leren van zijn wilde voorouder.
De wilde tomaat was ooit een kleine, harige, groene vrucht. Onaantrekkelijk: niet alleen voor de mens, maar ook voor insecten. Die dikke laag haar hield zowel via geur als via toxische stoffen insecten en andere plaagdieren op afstand.
Na jaren aan veredelingHet kruisen en selecteren van planten met de gewenste eigenschappen. ziet de tomaat eruit zoals we hem in de supermarkt kennen: rood, groot en door de decennia aan veredeling van zijn harige jasje ontdaan. En dus ook vatbaarder voor insecten en andere plaagdieren. Wereldwijd gaat een kleine dertig procent van de plantengewassen verloren door plaagdieren. Veredelaars en onderzoekers willen dus weten hoe we tomaten weer onaantrekkelijk kunnen maken voor insecten, zonder alle nieuw verkregen eigenschappen op te geven.
Op die vraag te beantwoorden begon Petra Bleeker, universitair hoofddocent plantenfysiologie aan de UvA zo’n twintig jaar geleden een postdoc bij de UvA. Ze onderzocht met welke geur wilde tomatenplanten insecten op afstand houden. Het genetisch materiaal dat daarvoor verantwoordelijk was bracht ze in bij gecultiveerde tomaten. ‘Dat lukte, maar de gecultiveerde tomaat maakte te weinig van de geur aan om echt afstotelijk te worden,’ vertelt Bleeker in haar kantoor op het Swammerdam Institute for Life Sciences (SILS).
En dus ging Bleeker verder onderzoeken hoé tomatenplanten die geur verspreiden. Waar ging het mis? Werd er niet genoeg van de geurstof aangemaakt in de plant, of werd deze niet naar buiten getransporteerd?
Harige verdedigingslinie
Het verspreiden van geur heeft alles te maken met de harige laag op de tomatenplant. Die haartjes heten trichomen, en zijn een soort kliertjes die geur afgeven. Op microscopisch niveau zien de trichomen van de tomatenplant eruit als bolletjes op stokjes. De bolletjes zijn gevuld met een soort olie waarin de aromatische verbindingen – chemische stoffen die geur verspreiden – zijn opgeslagen. Niet alleen tomatenplanten hebben trichomen, ook andere planten die geur afgeven zoals kruiden en citrusvruchten (daar zitten ze inwendig), olijfbladeren en dennenbomen.
De trichomen kunnen insecten dus door geur op afstand houden en hebben daarnaast nog een tweede troef in petto. Wanneer insecten landen op de bolletjes, exploderen ze als een booby trap en blijft het insect met zijn poten in de kleverige massa steken. ‘Dat trichomen insecten af kunnen weren, wisten we al langer,’ vertelt Bleeker. ‘Maar hoé het komt dat de bolletjes in contact met insecten wél exploderen, en niet door de regen en de wind, was nog onbekend terrein.’
UvA-natuurkundige Maziyar Jalaal en zijn promovendus Jared Popowski legden met een hogesnelheidscamera vast hoe larven van trips, een plaaginsect voor de tomatenteelt zich voortbewegen op een tomatenblad. Die resultaten publiceerden ze in het vakblad Journal of Experimental Botany. Daar legden ze voor het eerst vast hoe trips in aanraking komt met een bolletje, waarna het bolletje binnen één milliseconde openbarst.
Ook ontdekte ze dat de bolletjes van wilde tomaten onder nog veel meer druk staan: waardoor er nóg minder kracht voor nodig is om ze open te doen barsten. Ook is de inhoud van de bolletjes in wilde tomaten vaak plakkeriger en toxischer dan in gecultiveerde tomaten. Daardoor zijn wilde tomaten zo resistent tegen plaagdieren dat het gebruik van pesticiden eigenlijk niet nodig is.
Geen gouden graal
Voor telers is die ontdekking relevant, omdat ze de genen verantwoordelijk voor de trichomen in wilde tomaten in kunnen brengen bij gekweekte tomaten. Al is het ook niet gelijk de gouden graal voor de tomatenteelt, zegt Bleeker: ‘Uiteindelijk moet je inzetten op verschillende strategieën tegelijk. Dus ook zorgen dat de plant toxische stoffen aanmaakt, de tomaat telen met andere gewassen die aantrekkelijker zijn voor insecten en gebruik maken van natuurlijke plaagdierbestrijders.’
