Een beetje teveel Pokon

Door: Ronald Veldhuizen

Je hebt van die dingen die tegelijk een zegen en een vloek zijn. Kunstmest is zo’n ding. Vorige eeuw verdubbelde het de voedselproductie wereldwijd, en redde het een aantal ontwikkelingslanden van enorme hongersnood. Het maakt groente betaalbaar. Maar een overschot aan stikstof uit kunstmest veroorzaakt nieuwe milieuproblemen. Plantwetenschappers denken nu een oplossing te zien: help gewassen stikstof uit de lucht in plaats van uit kunstmest te halen.

Vorige maand kwamen twintig onderzoekers uit Europa en de Verenigde Staten in de Amerikaanse stad Seattle samen. Hoewel het clubje aan de kleine kant was, spraken ze over een probleem dat in het straatje past van wereldwijde milieuproblemen zoals klimaatverandering en overbevissing: namelijk stikstofvervuiling door kunstmest. Planten, en dus ook voedselgewassen, gebruiken stikstof om te groeien, maar een overschot van het spul zorgt voor groeiexplosies van blauwalgen, bodemverzuring en zuurstoftekort in meren en zeeën. Simpel gezegd zit er teveel Pokon in ons grondwater.

Centraal in de bijeenkomst in Seattle stonden twee nieuwe onderzoeken, die kort geleden in zowel het blad Nature als Science verschenen. De nieuwe werken laten zien dat een oplossing voor het kunstmestprobleem meer binnen handbereik ligt dan gedacht. Het idee van beide onderzoeken is eigenlijk simpel: in plaats van stikstof uit kunstmest strooien, kunnen we planten met genetische modificatie en hulp van bacteriën aanleren om zelf stikstof uit de lucht te plukken. Voor wie het niet weet: de lucht die we inademen bestaat vooral uit stikstof.

Wat is er dan zo spannend aan die nieuwe onderzoeken? Franse wetenschapper Fabienne Maillet schrijft in Nature dat de truuk van de enige plantenfamilie ter wereld die stikstof uit de lucht vastlegt, helemaal niet zo uniek is als gedacht. Planten uit de familie van peulvruchten zijn doorgaans bevriend met bodembacteriën die stikstof uit de lucht halen. Boontjes en erwtjes hoeven daarom nauwelijks te worden bemest.

De chemische signalen ze gebruiken om stikstof van de bacteriën af te troggelen, lijken volgens Maillet erg op stofjes die andere voedselgewassen allang gebruiken in hun communicatie met vriendelijke schimmels. Een kleine genetische bewerking zou deze voedselplanten in staat stellen om net als peulvruchten ook samen te werken met de stikstofbacteriën.

De hoop dat dit haalbaar is, wordt gesterkt door het werk van Ton Bisseling en anderen in het tijdschrift Science. Bisseling ontdekte namelijk dat peulvruchten niet de enige planten zijn die een relatie met stikstofbacterien hebben. Een tropisch plantje, Parasponia genaamd, kan het ook. Waarschijnlijk stalen bodembacteriën de genen van schimmels die al met Parasponia wisten te communiceren.

Als zo’n relatie met stikstofbacteriën al minstens tweemaal spontaan in de natuur evolueerde, dan zal het niet al te ingewikkeld zijn om het bij onze landbouwplanten af te dwingen, zo is de gedachte. De wetenschappers op de conferentie in Seattle, georganiseerd door Allen Good, durfden nog niet te concluderen wat de beste manier zal wezen om een goede relatie tussen planten en stikstofbacteriën te realiseren. Moeten we de plant genetisch veranderen, of de bacterie?

Volgens Good is het antwoord op die vraag niet makkelijk. Het kan daarom nog even duren voordat er goede alternatieven voor kunstmest worden gevonden. Maar de nieuwe onderzoeken laten volgens hem in ieder geval zien dat het probleem oplosbaar is op een manier die in de natuur al gemeengoed blijkt te zijn.

Zie ook

Popcorn, van nature zout (Kennislink)

Klonen zonder witte jas (Kennislink)

dossiers/tien-jaar-biotechnologie/Tien jaar biotechnologie onder de loep (Ditisbiotechnologie.nl)