Reusachtige madeliefjes, zo groot als bomen, zouden ze er ook geweest zijn zonder het microscopisch kleine leven op de Galapagoseilanden? Nederlanders gaan op zoek naar wat Darwin niet kon zien.
De diversiteit van bacteriën en andere organismen is essentieel voor de natuur op de eilanden, bijvoorbeeld voor de gigantische madeliefjes, unieke planten die momenteel worden bedreigd. Hoe bijzonder en divers dit onzichtbare microbenleven is op de iconische Galapagoseilanden, dat gaat een internationaal onderzoeksteam ontdekken onder leiding van het Nederlands Instituut voor Ecologie, dat onderdeel is van de KNAW (NIOO-KNAW). De Nederlanders reizen samen met wetenschappers uit Ecuador, Spanje en Brazilië af naar de illustere eilandengroep in de Stille Oceaan.
In de voetsporen van Darwin
Hun onderzoek moet onze kennis verbeteren van de co-evolutie van soorten. De onderzoekers nemen bijvoorbeeld monsters van zowel bacteriën en schimmels (het microbioom) als hun gastplanten, ook wel waardplanten genoemd. “Het is erg motiverend voor ons om in de voetsporen van Darwin te treden en de diversiteit in kaart te brengen op en in wilde plantensoorten”, zegt projectleider Jos Raaijmakers, tevens professor in Leiden.
De inzichten van de expeditie kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan het behoud van bedreigde plantensoorten, zoals de Scalesia, het reuzenmadeliefje. Het is een van de meest tot de verbeelding sprekende plantensoorten van de eilandengroep. Er groeien reuzenmadeliefjes in boomvorm die wel 20 meter hoog kunnen worden. Maar de bijzondere plantensoort wordt aan alle kanten bedreigd: door landbouw, geiten, invasieve planten en extreme klimaatomstandigheden.
De Darwinvink van de planten
De Scalesia wordt ook wel de Darwinvink van de plantenwereld genoemd. Deze vogelsoort die Darwin op Galapagos ontdekte, vormde de inspiratie voor zijn evolutietheorie doordat de vinken op de verschillende eilanden verwant waren, maar niet hetzelfde. Dat geldt ook voor de Scalesia: op de ene plek is de madelief een bescheiden struikje en een eiland verderop is het een kolossale boom. De Scalesia paste zich overal aan de lokale omstandigheden aan waardoor minstens vijftien soorten zijn ontstaan.
Sleutel tot overleven
Maar de vraag van de Nederlandse onderzoekers is nu: hoe zit dat met de micro-organismen? Pasten zij zich ook aan en ontwikkelden zij ook een enorme diversiteit op de verschillende eilanden? En wat is hun rol voor de gastplant? Antwoorden op deze vragen vormen hopelijk de sleutel tot de groei en overleving van de unieke plantensoorten op de Galapagoseilanden.
“Het is een onzichtbare wereld, die in de tijd van Darwin onmogelijk te bestuderen was”, legt Raaijmakers uit. “Moderne DNA-technieken helpen ons om de diversiteit van de microben te ontrafelen en te achterhalen of die in lijn is met de soortvorming van de gastplant op de verschillende eilanden van de archipel.”
Een spannende expeditie
De zes onderzoekers en een filmmaker vertrekken op 25 maart voor een expeditie van twaalf dagen naar een aantal eilanden. “We nemen monsters van de bladeren en wortels van de planten om de micro-organismen in kaart te brengen die daar leven”, zegt Raaijmakers. “Net als mensen en dieren, zijn planten afhankelijk van microben voor hun groei, ontwikkeling en gezondheid. Wij hebben miljarden microben op onze huid en in onze darmen waarmee we samenleven. Planten hebben een soortgelijk microbioom: miljarden gunstige bacteriën en schimmels bevinden zich op en in hun wortels en bladeren.”
Het zijn overigens niet de eerste planten die Raaijmakers met zijn collega’s op deze manier heeft bestudeerd. “Bij een aantal gewassen hebben we al een aardig beeld van hun microbioom en dat van hun wilde voorouders. Maar tot nu toe hebben we maar een beperkt idee van de diversiteit aan functies die we waarnemen”, zegt hij. Het is interessant om de vergelijking te maken tussen deze wilde plantensoorten en hun micro-vrienden. “Ook kunnen goede plantmicroben op de lange termijn een sleutelrol spelen in het behoud en herstel van inheemse soorten, die worden bedreigd door klimaatverandering en invasieve planten”, klinkt het verder.
De grotendeels onbewoonde Galapagoseilanden liggen zo’n 1000 kilometer ten westen van Zuid-Amerika ter hoogte van de evenaar en horen bij Ecuador. Meer dan de helft van het oppervlak bestaat uit het grootste eiland Isabela. In totaal wonen er ruim 31.000 mensen op iets minder dan 7900 vierkante kilometer. Ter vergelijking: Nederland is maar ruim vijf keer zo groot. De eilanden zijn extreem afgelegen. Daardoor konden dieren, planten en mogelijk ook micro-organismen onafhankelijk van hun soortgenoten op het vasteland evolueren. De grote variëteit aan nauw verwante soorten hielp Darwin, die de eilanden in 1835 bezocht, om zijn evolutietheorie te ontwikkelen.
De Scalesia
Er is op de archipel veel onderzoek gedaan naar de genetische variatie binnen diersoorten, wat heeft geleid tot een explosie aan nieuwe soorten en subsoorten, eigenlijk zoals Darwin al deed met zijn beroemde vinken. De laatste tijd wordt er steeds meer onderzoek gedaan naar inheemse planten. De Scalesia is daarvan het bekendste voorbeeld. Die blijkt voor te komen als kleine bloem en als grote boom. Vooral dat laatste is natuurlijk uitzonderlijk voor de madeliefjesfamilie met paardenbloemachtige zaden. De grootste soort, de Scalesia pedunculata, kan wel 15 tot 20 meter hoog worden.