school was niks voor vincent merckx (belgië, 1980

42
school was niks voor vincent merckx (belgië, 1980). “voor mij begon de dag pas ’s middags om 4 uur, als ik vrij was.” hij zette zich dan
ook met de nodige twijfels aan een biologiestudie in Leuven. maar dat bleek leuk en het ging steeds beter. hij specialiseerde zich in
planten, die hem al van jongs af aan boeiden. na een promotie in Leuven kwam hij in 2011 naar Leiden om met een veni-beurs verder te
werken aan een stel oneerlijke soorten.
Vincent Merckx
Nationaal Herbarium Nederland
Laag bij de grond
De meeste soorten planten onderhouden een goede relatie met
bodemschimmels. De schimmels voorzien de planten van water
en voedingsstoffen en krijgen daar suikers voor terug. Maar zo’n
relatie is kwetsbaar voor misbruik. Zo zijn er planten die de schim­mels beroven van suikers. Vincent Merckx wil hier alles over weten.
Hij ging bijvoorbeeld na welke schimmels zich zo laten bedriegen.
Had u ooit gedacht dat er schurken zouden zijn in het plantenrijk?
Die zijn er wel degelijk, en Vincent Merckx heeft een zwak voor
ze. De schurken ogen onschuldig: ze zijn piepklein en zeer onopvallend; sommige soorten dragen een beeldschoon bloemetje,
zoals het rode elfenlampionnetje uit Australië (Thismia rodwayi),
dat zo groot is als een vingernagel. Maar ondergronds misbruiken
ze schimmels.
De schimmels die hun slachtoffer zijn hebben normaal gesproken juist een goede relatie met planten, een relatie waar beide
partners van profiteren. De schimmels groeien op plantenwortels
en helpen de planten om water en voedingsstoffen uit de bodem
op te nemen. In ruil daarvoor krijgen ze suikers terug. Planten
maken suikers uit koolstofdioxide, dat ze met behulp van energie
uit zonlicht vastleggen. Dat gebeurt in het bladgroen. Dieren en
schimmels kunnen dat niet.
Het merendeel van alle landplanten heeft zulke nuttige schimmelpartners, waaronder alle soorten die van economisch belang zijn.
De meeste schimmels die in zo’n win-winsituatie, oftewel mycorrhiza, leven, hebben draden die tot in de plantenwortels groeien,
zodat de goederen makkelijk uitgewisseld kunnen worden.
Die intieme relatie tussen plant en schimmel vereist natuurlijk
wederzijds ‘vertrouwen’ en ‘goed gedrag’. Maar de plantjes waarin
Merckx geïnteresseerd is bedonderen de boel. Ze gaan een relatie
aan met mycorrhiza schimmels, maar in plaats van dat ze suikers
leveren, halen ze die juist weg. De schimmels hadden het geroofde
materiaal ontleend aan een eerlijke plantenpartner. De valsspelers
parasiteren dus indirect, via de schimmel, op andere planten.
Zo hoeven ze zelf geen suikers te maken; ze hebben dan ook
geen bladgroen en zijn bruinig van kleur. Biologen noemen deze
levenswijze mycoheterotrofie (schimmelconsumptie).
De belangstelling van Merckx voor deze plantjes komt niet
helemaal uit de lucht vallen. Hij had altijd al iets met planten met
een ongewone levenswijze. Vroeger waren dat vleesetende planten
die insecten vangen in speciale bekers. Hij vertelt: “Die kweekte
ik thuis, en als tiener sliep ik letterlijk tussen de bekerplanten.”
Toen hij voor zijn promotieonderzoek in Leuven kennismaakte
met de mycoheterotrofe planten, bleken die minstens zo bij­
zonder. Hij raakte hij er voorgoed aan verslingerd. Hij ging als
postdoc eerst naar Californië om verder aan deze plantjes te
werken. Dat was een buitenkansje, want hij heeft ook een passie
voor surfen, en dan is Californië the place to be. Vervolgens
kon hij voor een aantal jaar weer in Leuven terecht. Toen zijn
promotor, Erik Smets, directeur werd van het Nationaal
Her­barium Nederland, kwam Merckx hem achterna; hij kon
hier een langduriger aanstelling krijgen dan hij in Leuven had.
Aan de mycoheterotrofe planten, waarover Merckx net een
boek geschreven heeft, is nog genoeg te doen. Er zijn nu zo’n
vijfhonderd van die soorten bekend; de meeste behoren tot de
43
Vincent Merckx
bloemplanten, maar er zijn ook een paar mossen en varenachtigen
bij. Ze leven in tropische regenwouden, tot vreugde van Merckx
die naar Frans en Brits Guyana, Kameroen, Madagaskar, Borneo
en Australië mocht om ze te zoeken. Dat is nog niet zo makkelijk,
want ze zijn obscuur, leven verborgen en zijn vaak moeilijk te
herkennen. Merckx: “Sommige zien er meer uit als schimmels
dan als planten.”
44
Hoe de plantjes de schimmels weten te bedotten, is nog niet tot
in detail bekend. “We weten dat de schimmeldraden ook bij
deze planten de wortels in groeien”, zegt Merckx. “Maar op een
gegeven moment worden ze daar afgebroken en dan kan de plant
de vrijkomende suikers opnemen.” Het is nog niet uitgezocht
hoe schadelijk het bedrog is voor de schimmel, of voor de eerlijke
planten die de gestolen suikers leveren.
En er zijn nog meer raadsels. Merckx heeft zich de laatste tijd
bezig gehouden met de vraag hoeveel mycorrhiza schimmels
vatbaar zijn voor het bedrog. Mycoheterotrofe plantjes zijn
nogal kieskeurig. Bij gewone mycorrhiza relaties kunnen zowel
planten als schimmels zaken doen met een groot aantal partners.
Maar een mycoheterotrofe plant besteelt slechts een klein aantal
schimmeltypen. Het voor de hand liggende idee was dan ook
dat er slechts een paar mycorrhiza schimmels zijn die zich laten
misbruiken.
Om te kijken of dat klopt analyseerde Merckx het erfelijk
materiaal van de schimmels die met de wortels van mycoheterotrofe planten verbonden waren en keek tot welke typen die
schimmels behoorden. Hij had gegevens van 33 mycoheterotrofe
plantensoorten, sommige zelf verzameld, andere uit bestaande
collecties. Hij analyseerde ook materiaal van mycorrhiza
schim­mels die verbonden waren met eerlijke planten. Hij
maakte een evolutionaire stamboom van al die mycorrhiza
schimmels en gaf aan op welke takken slachtoffers zaten van
mycoheterotrofe planten.
Het resultaat was anders dan verwacht. De slachtoffers waren
verspreid over de hele schimmelstamboom. En het was niet
slechts een handjevol: maar liefst 20 procent van de mycorrhiza
schimmels bleek kwetsbaar voor oplichterij.
Wat wel klopte met de verwachting was dat één mycoheterotrofe
plantensoort maar een klein aantal schimmeltypen besteelt die
bovendien nauw aan elkaar verwant zijn. De bedriegers zijn dus
behoorlijk kieskeurig; sommige hebben zelfs maar één slachtoffer. Kennelijk vereist de diefstal toch een mate van specialiteit.
Merckx vermoedt dat er tussen een mycoheterotrofe plant en
zijn slachtoffers een wapenwedloop aan de gang is waarin de
schimmel zich tracht te verweren tegen misbruik, terwijl de
plant zich erop toelegt dat verzet te breken.
De mycoheterotrofe planten zijn erg zeldzaam; van sommige is
slechts een handvol vindplaatsen bekend. Zou dat samen kunnen
hangen met hun vergaande specialiteit? Zijn de schimmeltypen
die zo’n plantje kan bestelen wellicht zo dun gezaaid dat er voor
de plant maar weinig geschikte groeiplaatsen zijn? Het elfenlampionnetje uit Australië is zeer kieskeurig; hij heeft maar één
schimmelpartner. Merckx is naar Australië afgereisd om de
verspreiding van dit plantje en zijn slachtoffer in kaart te brengen
om te zien of het voorkomen van de schimmel inderdaad de
mogelijkheden voor het plantje beperkt. Dat zou dan de prijs zijn
die mycoheterotrofe planten betalen voor hun oneerlijke gedrag.
Willy van Strien
Mycoheterotrofe planten stelen suikers
van bodemschimmels. Ze zijn nogal
kieskeurig wat die schimmels betreft, liet
Merckx zien, en dat verklaart misschien
waarom ze zeldzaam zijn. Ze zijn klein
en onopvallend, maar sommige hebben
een prachtig bloemetje.
engLish summarY
Most plant species form symbioses with soil fungi: mycorrhiza.
The mycorrhizal fungi help the plants to take up water and
nutrients; in exchange, they receive sugars from the plants. Some
plant species, however, are cheaters that steal sugars from their
fungal partners. This way of life is called mycoheterotrophy.
Vincent Merckx addresses some of the many questions that exist
about these plants. He discovered that as many as 20 percent of
mycorrhizal fungi types are susceptible to their cheating. He also
showed that each mycoheterotrophic plant cheats only a small
number of fungal types. So, the plants are highly specific, and
Merckx now tries to fi nd out whether this specificity accounts
for their rarity.
45