De steeds toenemende verspreiding van de gewone ambrosia-plant, wetenschappelijk bekend als Ambrosia artemisiifolia, bezorgt mensen met een allergie over de hele wereld langdurig ongemak naarmate het pollenseizoen intenser wordt.
De beruchte invasieve gewone ambrosia is er nu in geslaagd zich tot in het noorden van Noorwegen te wagen, wat zijn buitengewone aanpassingsvermogen aantoont. Het ondervindt momenteel echter weerstand vanwege het uitdagende klimaat van Noorwegen.
“Gewone ambrosia is te vinden in Noorwegen, maar het heeft momenteel geen stabiele populaties”, zegt Vanessa Carina Bieker, een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Natuurlijke historie van het Universiteitsmuseum van de Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie (NTNU).
Bieker stuitte afgelopen herfst op deze uitheemse soort in Oslo. Voorlopig lijken de omgevingsomstandigheden van Noorwegen de voortgang van de plant te belemmeren, hoewel de opwarming het gemakkelijker kan maken om te overleven, gezien de geschiedenis van snelle wereldwijde expansie.
Wetenschappers schrijven de onophoudelijke proliferatie van de ambrosia-plant toe aan de rol van ‘supergenen’, grote blokken genen waarmee de plant zich gemakkelijk kan aanpassen aan nieuwe omstandigheden.
Supergenen worden als een enkele eenheid overgeërfd van de volgende generatie, wat een aanzienlijke invloed heeft op planteigenschappen zoals grootte en bloeitijd. Deze veranderingen vergroten op hun beurt de overlevings- en voortplantingskansen van de plant onder verschillende klimatologische omstandigheden.
“Deze supergenen beïnvloeden planteigenschappen, zoals hun grootte of wanneer ze bloeien, en zijn op hun beurt weer belangrijk voor planten om te kunnen overleven en zich voort te planten onder nieuwe klimaatomstandigheden”, legt professor Michael D. Martin uit.
De onderzoekers werkten samen met wetenschappers van verschillende andere instellingen, waaronder dr. Kathryn Hodgins van de Monash University, om deze supergenen en hun rol bij de invasie van ambrosia te bestuderen. Het baanbrekende onderzoek wordt gepubliceerd in het tijdschrift Communicatie over de natuur.
Inheems in Noord-Amerika, arriveerde gewone ambrosia in de 19e eeuw in Europa, waarschijnlijk via geïmporteerde zaden en paardenvoer. Het uitbreidingsverhaal van de fabriek is echter niet uniek. het maakt deel uit van een breder mondiaal probleem van invasieve soorten die lokale ecosystemen verstoren.
Invasieve soorten vormen een ernstige bedreiging voor het milieu. Ze verstoren de bestaande biodiversiteit, wat vaak rampzalige gevolgen heeft voor de plaatselijke fauna.
Professor Martin benadrukt de noodzaak van een beter begrip van invasieve soorten: “We moeten leren hoe invasieve soorten evolueren en zich verspreiden voordat we kunnen leren ze te beheersen. Dan kunnen we de schade die ze aanrichten aanpakken en hun impact op de soortendiversiteit, onze economie en onze gezondheid beperken.”
In de wereldwijde strijd tegen invasieve soorten is het bestuderen van het genetisch materiaal van planten een cruciale strategie om hun snelle verspreiding en aanpassingsvermogen te begrijpen.
“Als we de veranderingen in het DNA identificeren waardoor dergelijke invasieve soorten zich zo snel kunnen verspreiden, hebben we een nieuw wapen in ons arsenaal wanneer we ze moeten bestrijden”, legt Bieker uit.
Het onderzoeksteam heeft de volledige genetische code van meer dan 600 plantenmonsters gesequenced, inclusief die van gewone ambrosia.
Het genetische speurwerk van het team leidde hen naar een verscheidenheid aan museum- en wietcollecties in Noord-Amerika en Europa, waar ze exemplaren vonden die 190 jaar oud waren.
Door het genetisch materiaal van deze historische monsters te vergelijken met levende planten, konden onderzoekers veranderingen detecteren die zich in de loop der jaren hebben voorgedaan.
“Als je deze oude exemplaren vergelijkt met de levende planten die je daar vandaag vindt, kun je ook de veranderingen in genetisch materiaal herkennen die zich in de loop der jaren hebben voorgedaan. En dit helpt te identificeren welke genen hebben bijgedragen aan de snelle verspreiding van ambrosia, “zei Bieker.
De analyse onthulde dat er genvarianten zijn die gedijen onder bepaalde klimaatomstandigheden en genetische segmenten die in de loop van de tijd wijzigingen ondergaan.
Een van de belangrijke bevindingen van het team is de genetische divergentie tussen ambrosia-populaties in Noord-Amerika, het oorspronkelijke continent, en Europa. Dit verschil is gebaseerd op de fundamentele principes van de genetica en de evolutietheorie.
Naarmate de omgevingsomstandigheden rond een plant veranderen, bijvoorbeeld wanneer deze op een nieuw continent landt, kunnen bepaalde genen individuele planten voordelen geven ten opzichte van andere. Deze genetische variaties verhogen de reproductiesnelheden, waardoor voordelige genen vaker door de volgende generatie kunnen worden geërfd.
“Supergenen in Europese planten zorgden ervoor dat ze snel konden evolueren tijdens de invasie”, legt professor Martin uit. Deze supergenen hebben de kolonisatie van ambrosia in uitgestrekte delen van Europa mogelijk gemaakt door vitale planteigenschappen zoals grootte en timing van de levenscyclus te wijzigen.
“Dit zijn eigenschappen die een aanzienlijke invloed hebben gehad op het succes van ambrosia en dus op de productie van zeer allergeen stuifmeel door planten,” zei Martin, wijzend op de wereldwijde gezondheidsimplicaties van de verspreiding van ambrosia, met name voor mensen met allergieën.
Opmerkelijk aan dit onderzoek zijn niet alleen de bevindingen, maar ook de technieken die voor de analyse zijn gebruikt. De snelle vooruitgang in de genetica in de afgelopen jaren heeft onderzoeksmethoden mogelijk gemaakt die voorheen voor onmogelijk werden gehouden. Met name dit onderzoek laat zien hoe innovatieve genetische methodologieën oude wetenschappelijke collecties nieuw leven kunnen inblazen en nieuwe en verhelderende inzichten kunnen opleveren.
“Dit onderzoek toont de kracht aan van het bestuderen van oude exemplaren in botanische en andere museumcollecties. Ze kunnen ons vertellen over de recente verspreiding, en soms zeer snelle evolutie, van invasieve soorten die sterk zijn beïnvloed door menselijke activiteit, “zei Martin.
In de toekomst kunnen deze bevindingen dienen als basis voor effectieve strategieën om de verspreiding van ambrosia te beperken. Hoewel de vooruitzichten voor de lange termijn zijn, biedt het zeker een sprankje hoop voor mensen met een seizoensgebonden allergie.
Meer over invasieve soorten
Invasieve soorten zijn planten, dieren of ziekteverwekkers die niet inheems (of vreemd) zijn in een ecosysteem en waarvan de introductie schade veroorzaakt of waarschijnlijk zal veroorzaken. Ze kunnen het milieu, de economie of zelfs de menselijke gezondheid aantasten.
Milieueffecten
Invasieve soorten kunnen de biodiversiteit verstoren door inheemse soorten te verslaan voor hulpbronnen zoals voedsel, water en leefgebied. Sommige invasieve soorten zijn roofdieren of ziekteverwekkers die inheemse soorten direct doden. Anderen veranderen habitats op manieren die inheemse soorten niet kunnen tolereren of zich eraan kunnen aanpassen. In het slechtste geval kunnen invasieve soorten lokale soorten uitsterven en ecosysteemfuncties drastisch veranderen.
Economische gevolgen
Invasieve soorten kunnen wijdverspreide economische schade aanrichten. Ze kunnen de landbouwproductiviteit schaden door schade aan gewassen en verlies van vee. In bossen kunnen invasieve insecten en ziekten grote aantallen bomen doden, waardoor de houtproductie wordt aangetast. Invasieve waterplanten en -dieren kunnen de commerciële en recreatieve visserij, varen en andere watergerelateerde industrieën verstoren. Bovendien is het beheer van invasieve soorten kostbaar.
Effecten op de menselijke gezondheid
Sommige invasieve soorten kunnen de menselijke gezondheid schaden. Sommige invasieve planten produceren bijvoorbeeld allergenen. Buitenaardse insecten zoals muggen kunnen ziekten overbrengen. En sommige invasieve dieren, zoals knaagdieren, zijn dragers van verschillende ziekten.
Voorbeelden van invasieve soorten
De zebramossel in de Grote Meren van Noord-Amerika, de bruine boomslang in Guam, de rietpad in Australië en de koraalduivel in het Caribisch gebied en de zuidoostelijke wateren van de VS zijn allemaal voorbeelden van invasieve soorten.
Het beheer en de controle van uitheemse soorten is een grote uitdaging voor het behoud. Het omvat het voorkomen van hun introductie, het identificeren en uitroeien van nieuw gevestigde indringers en het beheersen en verminderen van de gevolgen van gevestigde invasieve soorten.
—-
Bekijk EarthSnap, een gratis app van Eric Ralls en Earth.com.
