De watervaren Salvinia molesta behoort tot de honderd meest invasieve soorten ter wereld. De plant verdubbelt zich in 36 uur en bedekt complete meren met een dikke groene deken. Nu blijkt dat wetenschappers de plant decennialang verkeerd hebben ingedeeld.
Amerikaanse onderzoekers namen het DNA van de watervaren onder de loep en kwamen tot een verrassende conclusie: de plant is genetisch heel anders opgebouwd dan altijd werd aangenomen.
Al die tijd verkeerd begrepen
Biologen gingen er altijd van uit dat Salvinia molesta een zogenoemde allopentaploïde hybride was: een kruising met vijf sets chromosomen afkomstig van meerdere voorouders. Maar dat is dus niet zo. Uit de nieuwe genetische analyses blijkt dat de plant juist een diploïde hybride is. Dat betekent dat hij slechts twee sets chromosomen bezit: een van elke ouder. Opmerkelijk genoeg zijn die twee oorspronkelijke ouderplanten nog altijd onbekend.
Volgens de onderzoekers is dat veel meer dan een detail uit de evolutiegeschiedenis. Een correcte classificatie is namelijk essentieel om te begrijpen hoe deze waterplant zich heeft ontwikkeld tot zo’n succesvolle invasieve soort.
Niet voortplanten
De twee chromosoomsets in Salvinia molesta blijken namelijk slecht bij elkaar te passen. Ze verschillen zowel in het aantal chromosomen als in hun structuur. Daardoor loopt de vorming van voortplantingscellen volledig vast. Tijdens de meiose, het proces waarbij geslachtscellen ontstaan, kunnen de chromosomen niet goed paren. Het resultaat: er ontstaan geen levensvatbare sporen en de plant kan zich niet voortplanten. Normaal gesproken zou dat een flinke handicap zijn. Maar Salvinia molesta heeft een veel effectievere strategie ontwikkeld.
Eén plant is genoeg
In plaats van zich via sporen voort te planten, groeit de plant razendsnel en breekt hij voortdurend in kleine stukjes uiteen. Elk losgeraakt fragment groeit vervolgens uit tot een volledig nieuwe plant die genetisch identiek is aan het origineel. Met andere woorden: de soort maakt eindeloos kopieën van zichzelf. Dat verklaart waarom één enkele plant voldoende kan zijn om een compleet meer of kanaal over te nemen.
Om die theorie te testen analyseerden de onderzoekers het DNA van honderd planten uit vijf populaties in het zuidoosten van de Verenigde Staten. De uitkomst was opvallend: vrijwel alle onderzochte planten bleken genetisch identiek. De kleine verschillen die onderzoekers aantroffen, kwamen meestal slechts bij één exemplaar voor en zijn waarschijnlijk ontstaan door toevallige kopieerfouten.
Die genetische uniformiteit heeft ook een praktisch voordeel. Omdat vrijwel alle invasieve populaties hetzelfde genetische profiel delen, verwachten onderzoekers dat een bestrijdingsmethode die op één locatie effectief blijkt, ook elders tegen Salvinia molesta werkt. Dat kan de aanpak een stuk eenvoudiger maken.
Nog meer verrassingen in het DNA
Tijdens het onderzoek bestudeerden de wetenschappers ook een verwante watervaren: Salvinia cucullata. Die soort bezit met ongeveer 250 miljoen baseparen het kleinste bekende genoom onder de varens. Maar ondanks zijn extreem kleine genoom beschikt S. cucullata over maar liefst 68 chromosomen, bijna vier keer zoveel als onderzoekers hadden verwacht.
Salvinia molesta heeft een genoom dat ongeveer tien keer zo groot is, maar telt slechts 46 chromosomen. Die zijn verdeeld over twee duidelijk verschillende subgenomen die ongeveer 25 miljoen jaar geleden van elkaar zijn geëvolueerd.
Nieuw beeld van de evolutie van varens
De resultaten laten zien dat de evolutie van het DNA bij Salvinia veel dynamischer verloopt dan tot nu toe werd gedacht. Daarmee zetten de bevindingen ook een vraagteken bij bestaande theorieën over de evolutie van varengenomen. Tegelijkertijd maakt dat Salvinia tot een interessant model om beter te begrijpen hoe de manier waarop planten zich voortplanten de evolutie van hun DNA beïnvloedt.
En voor Salvinia molesta zelf is de conclusie helder: juist doordat de plant zichzelf eindeloos kan klonen, is hij uitgegroeid tot een van de succesvolste invasieve plantensoorten ter wereld.
Wil je niets van Scientias missen? Voeg Scientias toe als voorkeursbron op Google dan zie je al onze verhalen!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
