Klimaatverandering leidt tot een hogere gemiddelde temperatuur, waardoor er langer en vaker hetere hittegolven zullen voorkomen. Het is bekend dat pollen minder goed ontwikkelen bij hoge temperaturen. Pollen zorgen voor de bevruchting van bloemen, waardoor planten zaden en vruchten kunnen produceren.
Bij eerder onderzoek werd meestal gebruik gemaakt van een hitteschok, waarbij planten een paar uur in een omgeving tot wel 50 graden worden gezet. Maar Stuart Jansma wilde juist onderzoeken wat het effect is van langdurige milde hitte op de plant, omdat dit meer lijkt op de werkelijke situatie. Jansma zette tomatenplanten voor meerdere dagen in een omgeving van 30 tot 34 graden, wat zes graden hoger is dan de ideale temperatuur voor deze plant, en onderzocht op genetisch- en celniveau hoe de planten hierop reageerden.
Overdreven reactie
Uit het onderzoek blijkt dat milde hitte niet helemaal hetzelfde effect heeft op de plant als een hitteschok. ‘Planten reageren iets minder heftig wanneer ze blootgesteld worden aan milde temperaturen. Interessant is dat deze reactie bij milde hitte niet echt nodig is voor de plant om te overleven. De plant ‘overreageert’ dus eigenlijk; de plant bereidt zich voor op het scenario dat er nog hetere dagen zullen volgen’, vertelt Jansma.
Langdurige milde hitte bleek in tomatenplanten de aanmaak van plantenhormonen, de omzetting van suikers en de vouwing van eiwitten te beïnvloeden. Al deze veranderingen zorgden ervoor dat de ontwikkeling van pollen verminderde wat leidde tot lagere percentages levende pollen. ‘De plant focust zich niet meer op reproductie, maar wapent zich tegen stressfactoren van buitenaf.’
Geen bevruchting
Andere wetenschappers die vergelijkbaar onderzoek doen naar de rijstplant zagen dat er bij elke graad omhoog 10 procent minder levende pollen voorkwamen in de bloemen. ‘In principe heb je niet zoveel pollen nodig om een plant te kunnen bevruchten, maar als je een laag percentage levende pollen hebt, blokkeren de dode pollen de toegang van de stamper waardoor bevruchting niet meer mogelijk is.’
De overdreven reactie van planten heeft nadelige gevolgen voor onze voedselproductie. Jansma: ‘Elke dag dat de plant “verwacht” dat het volgende week nog steeds warm is, produceert die geen vruchten. Door klimaatverandering komen warme dagen steeds vaker voor, waardoor dit probleem groter wordt. Om dit tegen te gaan zouden we de actieve reactie van planten kunnen uitzetten met genetische modificatie. Daarvoor zou echter wel de huidige Europese wetgeving aangepast moeten worden.’
Stuart Jansma promoveert op 15 september aan de Radboud Universiteit.