Waarom wordt de ene plant een woudreus en heeft de ander een calimero-complex?

Naturalis-onderzoekers concluderen in samenwerking met collega’s uit Wageningen, Verenigde Staten, Canada en Zuid-Afrika dat niet één sleutelgen maar een compleet genennetwerk voor verhouting verantwoordelijk kan zijn. Hiervoor vergeleken ze twee varianten van de welbekende plant zandraket. Hun resultaten zijn gepubliceerd in het vaktijdschrift The Plant Journal.

De evolutie van kruidachtige naar verhoute planten is honderden malen opgetreden in het plantenrijk, wat wetenschappers ertoe brengt te denken dat het genetisch mechanisme hierachter relatief eenvoudig moet zijn. Het meest gangbare idee is dat er slechts één sleutelgen verantwoordelijk is voor het in gang zetten of juist blokkeren van houtvorming. Dit gen is echter nog steeds niet gevonden. De drang om op zoek te gaan naar alternatieve verklaringen wordt dan ook alsmaar groter.

Naturalispromovendus Nicolas Davin en collega’s vergeleken de natuurlijke variant van de zandraket, die in Nederland veelvuldig voorkomt als een kleine, niet-verhoute soort, en een verhoute, struikvormige mutant van de zandraket. In deze eerder ontwikkelde mutant waren twee genen uitgeschakeld die de plant aanzetten tot bloei. Wat bleek: bij de houtige mutant van de zandraket kwamen maar liefst duizenden genen verschillend tot expressie in vergelijking met de natuurlijke plant. Het was onmogelijk om één gen als sleutelgen voor houtvorming te detecteren. Na verdere analyse kwam aan het licht dat er sprake is van een zogenaamd netwerk met honderden genen die een sterke interactie met elkaar vertonen.

Davin en collega’s hebben het bestaan van dergelijke interactienetwerken geïnterpreteerd als een alternatief mechanisme om de veelvuldige evolutie naar houtvorming te verklaren. Met andere woorden, niet één maar meerdere genen ingebed in een hecht interactienetwerk zouden kunnen verklaren waarom de ene soort uitgroeit tot een woudreus, terwijl de andere met een calimero-complex zal moeten voortleven.

Tekst en afbeeldingen: Naturalis Biodiversity Centre