Evolutie in actie: dit plantje is in de laatste 150 jaar ontstaan

En onderzoekers onthullen nu de drijvende kracht achter het succes van de plant, die enkel voorkomt in een Zwitserse regio.

De plant Cardamine insueta werd in 1972 ontdekt en onderzoek heeft uitgewezen dat het echt om een gloednieuwe soort gaat; de plant was er pak ‘m beet 150 jaar geleden nog niet! En zo wordt maar weer eens duidelijk dat het ontstaan van nieuwe soorten – een proces dat meestal heel wat tijd kost – ook heel snel kan gaan.

Inmenging van de mens
Het ontstaan van het plantje is te herleiden naar de mens, die behoorlijk huishield in Urnerboden, een dorp in de Zwiterse Alpen. “Aan het eind van de negentiende eeuw kwamen er boeren in het dorpje wonen,” zo vertelt onderzoeker Kentaro Shimizu aan Scientias.nl. “Ze hakten bomen om en veranderden het landschap.” De traditionele begroeiing moest wijken voor hooiland. “En toen ontmoetten twee soorten elkaar.” Het gaat om Cardamine amara en Cardamine rivularis. Ze kruisten zich met elkaar en er ontstond een hybride: “Cardamine insueta, een soort die perfect aangepast is aan het nieuwe landschap en nog steeds alleen in het dorpje Urnerboden te vinden is.”

Hoewel eerdere studies dus al een goed beeld gaven van de veranderingen in het landschap die aan de oorsprong van C. insueta ten grondslag lagen, waren Kentaro en collega’s vooral benieuwd naar de genetische drijvende krachten achter het succes van het plantje, dat het landschap inmiddels domineert. “C. insueta is een uitzonderlijke soort die ons in staat stelt om de genetische eigenschappen van een nieuwe soort en diens reactie op veranderingen in de omgeving te onderzoeken,” stelt onderzoeker Rie Shimizu-Inatsugi. “In andere woorden: om evolutie in actie te observeren.”

Perfecte mix
In de nieuwe studie – verschenen in het blad Frontiers in Genetics – onthullen de onderzoekers de genetische mechanismen achter de evolutie van C. insueta. En het succes van de plant blijkt te verklaren te zijn door het feit dat deze van beide ‘ouders’ – C. amara en C. rivularis – een combinatie van erfelijke eigenschappen heeft overgenomen die de plant geknipt maakt voor een leven in de door mensen gecreëerde weides.

Zowel C. amara als C. rivularis gedijen beiden het best in een specifiek landschap. C. amara kun je vooral vinden in en rondom water, terwijl C. rivularis een iets minder vochtige omgeving prefereert. De twee soorten ontmoetten elkaar toen mensen de bossen omtoverden tot grasland en kruisten zich. Het resulteert in C. insueta die één set chromosomen van C. amara heeft geërfd en twee sets chromosomen van C. rivularis. Een analyse van het genetisch materiaal wijst uit dat C. insueta van beide ‘ouders’ een heel belangrijke eigenschap heeft geërfd, waardoor deze perfect is aangepast aan een leven in de graslanden. Zo kan C. insueta zich dankzij erfelijk materiaal van C. rivularis aseksueel voortplanten. C. insueta doet dat middels zogenoemde valse viviparie; er groeien jonge plantjes op het oppervlak van zijn bladeren, die uit kunnen groeien tot nieuwe planten. Een belangrijke eigenschap, omdat de hybride vrijwel steriel is en zonder deze aanpak dus niet zou kunnen overleven. Daarnaast is C. insueta dankzij erfelijk materiaal van C. amara in staat om ook te overleven als het grasland eens onder water komt te staan. “Soms zijn de graslanden droog, maar soms zijn ze ook nat,” legt Shimizu uit. “Afhankelijk van de situatie activeert de plant de verschillende sets genen die hij van zijn twee ‘ouders’ geërfd heeft,” voegt Shimizu-Inatsugi toe. En dat werkt dus. “C. insueta domineert het nieuwe landschap,” stelt Shimizu. “Ondertussen leven de ouders in de gebieden ernaast.”

Dat planten in zo’n korte tijd kunnen ontstaan en nieuwe gebieden kunnen koloniseren, lijkt met het oog op klimaatverandering – een proces dat eveneens resulteert in veranderende landschappen – hoopgevend. Maar we moeten ons niet rijk rekenen, zo stelt Shimizu. “Er zijn slechts enkele soorten bekend die in de afgelopen 150 jaar zijn ontstaan. Als wetenschappers er grondiger naar zouden zoeken, zouden ze er volgens mij nog wel meer vinden. Maar het aantal soorten dat door klimaatverandering verloren is gegaan, is sowieso veel groter.” Shimizu is ervan overtuigd dat er ook in reactie op klimaatverandering evolutie plaatsvindt. “Maar het gaat meestal lang niet snel genoeg om de snelle veranderingen in klimaat bij te kunnen benen.”