infectie

Planten horen te bloeien, zaad te produceren en hun toekomst veilig te stellen. Maar soms doen ze dat door toedoen van een parasiet niet. Ze produceren dan meer bladeren dan bloemen en gooien hun toekomst weg om een marionet van de parasiet te worden. Nieuw onderzoek laat nu zien hoe die planten precies in zombies veranderen.

Het draait allemaal om een bacteriële parasiet die van twee organismen profiteert: dwergcicaden en gewassen als koolzaad. Dwergcicaden zijn insecten die door de parasieten gebruikt worden om zich te verspreiden. Koolzaden zijn de planten waarop dwergcicaden leven. Dwergcicaden voeden zich met plantensap dat ze uit de bladeren van planten halen. Hoe meer bladeren een plant heeft, hoe beter de dwergcicade – en dus de parasiet die deze aan boord heeft – uit de voeten kan. De parasiet laat dat echter niet aan het toeval over. Op de één of andere manier zet deze de plant aan tot het omzetten van bloemen in bladweefsel. Zo wordt de plant steriel: de plant produceert geen bloemen meer en kan zich niet vermeerderen. De plant doet alleen nog maar dienst als voedsel voor de dwergcicaden en bevordert zo de verspreiding en het voortbestaan van de bacteriële parasiet. De plant gaat als een soort zombie door het leven, zo stellen onderzoekers van de Wageningen University. De plant is een marionet van de parasiet geworden.

Planten uit het geslacht Arabidopsis. Links de gezonde, rechts de geïnfecteerde planten. Afbeelding: PLoS Biology (doi:10.1371/journal.pbio.1001835).

Planten uit het geslacht Arabidopsis. Links de gezonde, rechts de geïnfecteerde planten. Afbeelding: PLoS Biology (doi:10.1371/journal.pbio.1001835).

Eiwitten
En nu weten we hoe de parasiet een plant omtovert tot een zombie, zo meldt het blad PLoS Biology. Dwergcicaden eten van een plant die de bacteriële parasiet bezit. De bacteriën belanden in de speekselklieren. De dwergcicaden verplaatsen zich naar een andere plant, laten tijdens het eten van die plant wat speeksel en dus de bacteriële parasieten achter. Die parasieten gaan er vervolgens voor zorgen dat die plant aantrekkelijk wordt voor de dwergcicaden, zodat die naar de plant toekomen en de bacteriën een lift kunnen krijgen naar een volgende plant waar het verhaal zich herhaalt. Om een plant aantrekkelijk te maken voor dwergcicaden moet deze meer bladeren gaan produceren. Daarvoor doet de bacterie een beroep op de eiwitten SAP54 en RAD23. Het eiwit SAP54 breekt planteneiwitten af. Het gaat dan om planteneiwitten die van cruciaal belang zijn voor de vorming van bloemen. Dit eiwit is voor zijn werking afhaneklijk van het eiwit RAD23 dat verantwoordelijk is voor de afbraak van de planteneiwitten, waardoor de plant het spoor bijster raakt. Bloemen worden groen, er ontstaan helemaal geen bloemen meer of er ontstaat een overdaad aan scheuten (zie ook de afbeelding hierboven).

Manipuleren
“Deze parasiet kan niet overleven zonder cicaden en geschikte planten,” vertelt onderzoeker Saskia Hogenhout, verbonden aan het John Innes Centre. “We kunnen nu voor de eerste keer laten zien hoe deze parasiet erin slaagt beide te manipuleren. Het is een fascinerende gedachte dat deze bacterie in staat is de manier waarop planten groeien en daarmee de manier waarop insecten zich gedragen zo te manipuleren dat in zijn eigen behoeften wordt voorzien.”

Overigens zijn planten niet de enigen die door toedoen van parasieten zombies worden. Er zijn in het dierenrijk ook verschillende soorten die door parasieten gekke dingen gaan doen. Een bekend voorbeeld is de parasiet Toxoplasma gondii. Deze parasiet zorgt ervoor dat bijvoorbeeld muizen minder bang worden voor katten. Hierdoor wordt de kans dat ze door katten worden opgegeten, groter. En dat is precies wat de parasiet wil: hij kan zich in de maag van de kat namelijk voortplanten. En er is een parasiet die in de hersenen van mieren kruipt en ze dwingt om naar de top van een grassprietje te klimmen, recht in de bek van grazende dieren. “In de dierenwereld vinden ook manipulaties plaats,” bevestigt Hogenhout. “Maar (daar, red.) zijn nog geen mechanismen ontdekt die aantonen hoe deze manipulatie in zijn werk gaat. We weten dat parasieten marionettenspelers zijn, maar we weten nog niet aan welke touwtjes ze precies trekken.”