Met elke graad temperatuurstijging produceert een bloem minder levensvatbare pollen. Bij rijstplanten zagen onderzoekers al eerder dat het aandeel levende pollen per graad met ongeveer tien procent kan afnemen. Dat lijkt misschien geen ramp: voor de bevruchting van een bloem zijn relatief weinig pollen nodig. Toch ontstaat er een probleem wanneer het aandeel dode pollen te groot wordt. Die kunnen de toegang tot de stamper blokkeren, waardoor levende pollen hun werk niet meer goed kunnen doen. Het gevolg: minder bevruchting, minder zaden en uiteindelijk minder vruchten.
Dat is niet alleen een biologisch detail, maar mogelijk ook een risico voor de voedselvoorziening. Veel voedselgewassen zijn afhankelijk van goed ontwikkelde pollen om vruchten en zaden te vormen. Wanneer warme periodes vaker voorkomen, kan dat dus direct doorwerken in de oogst.
Zelfs milde hitte zet planten onder druk
Planten zetten zich al in een vroeg stadium schrap wanneer de temperatuur stijgt, blijkt uit onderzoek van de Nijmeegse Radboud Universiteit. ‘Zodra planten merken dat de temperatuur toeneemt, schieten ze in een soort stressmodus,’ aldus moleculair bioloog Stuart Jansma. ‘Daardoor verschuift de focus van voortplanten naar overleven.’
Jansma onderzocht in 2022 wat er gebeurt wanneer tomatenplanten langere tijd worden blootgesteld aan milde hitte: temperaturen van ongeveer 30 tot 34 graden Celsius, slechts enkele graden boven wat ideaal is voor de plant.
Dat is opvallend, omdat eerder onderzoek zich vooral richtte op korte periodes van extreme hitte. Jansma koos juist voor langdurige, mildere warmte, omdat die situatie beter overeenkomt met de omstandigheden die door klimaatverandering steeds vaker voorkomen.
De resultaten laten zien dat planten al vroeg reageren op die verhoogde temperaturen. Op celniveau veranderen onder meer de productie van plantenhormonen, de verwerking van suikers en de vouwing van eiwitten. Samen verstoren die processen de ontwikkeling van pollen. Daardoor ontstaan minder levende pollen en neemt de kans op succesvolle bevruchting af.
Waarom planten stoppen met investeren in vruchten
Volgens Jansma schakelen planten bij aanhoudende warmte over op een soort overlevingsstand. Ze bereiden zich als het ware alvast voor op nog extremere omstandigheden, ook wanneer dat niet direct noodzakelijk is.
‘Dit is een heel natuurlijke, maar wat overdreven reactie,’ stelt Jansma. ‘Zonder zouden de planten de hitte óók overleven.’ Toch is het evolutionair gezien logisch, vervolgt hij: overleven krijgt prioriteit boven voortplanten.
Maar voor landbouwgewassen pakt die strategie ongunstig uit. Elke dag waarop een plant ‘denkt’ dat de hitte aanhoudt, investeert hij minder energie in bloemen, zaden en vruchten. Bij gewassen als tomaat kan dat betekenen dat bloemen wel verschijnen, maar uiteindelijk minder goed uitgroeien tot rijpe vruchten.
Kunnen wetenschappers planten beter bestand maken?
Het onderzoek wijst ook op mogelijke oplossingen. Jansma ontdekte dat bepaalde signaalstoffen in planten, waaronder salicylzuur, een belangrijke rol spelen bij de gevoeligheid van pollen voor langdurige warmte.
Tomatenplanten met lagere niveaus van dit hormoon bleken onder warme omstandigheden meer gezonde pollen te produceren. Dat opent de deur naar gewassen die beter bestand zijn tegen langdurige hitte.
Wil je niets missen? Volg National Geographic op Google Discover en voeg toe als voorkeursbron om onze verhalen vaker te zien in je Google-feed!
In theorie zou genetische modificatie kunnen helpen om de stressreactie van planten af te zwakken, zodat ze bij milde warmte niet direct hun voortplanting stilleggen. In Europa ligt dat gevoelig, omdat de regelgeving rond genetische modificatie streng is.
Toch maakt het onderzoek één ding duidelijk: niet alleen extreme hittegolven vormen een risico voor landbouwgewassen. Ook langere periodes van relatief milde warmte kunnen de vruchtbaarheid van planten aantasten, en daarmee uiteindelijk onze voedselvoorziening.
Meer ontdekken? Krijg onbeperkt toegang tot National Geographic Premium en steun onze missie. Word vandaag nog lid!
Jurre is als Digital Editor actief voor alle digitale kanalen van National Geographic. Door zijn brede interesse en journalistieke achtergrond is hij van alle markten thuis, al gaat zijn hart toch wat sneller kloppen van verhalen over reizen, geschiedenis en natuur. In zijn vrije tijd gaat hij graag met de backpack op stap óf ontdekt hij, thuis aan de keukentafel, kerkers en kastelen in Dungeons & Dragons.
Kevin is als Managing Editor Digital verantwoordelijk voor de digitale kanalen van National Geographic. In zijn vrije tijd reist hij het liefst naar bestemmingen die de meeste toeristen doorgaans mijden, zoals Transnistrië, Mongolië of Iran. Daarnaast gaat hij graag op pad met zijn camera en probeert hij nieuwe sporten uit.
