Tijdens zijn bijbaantje in de kassen van het westland viel het student Arnout de Bruin op hoeveel last kwekers van rozen en anjers hebben van plagen. Hij vroeg de tuinders of ze verschillende stammen gebruikten. Bij de ene tuinder kwamen de bloemen van één moederplant, de ander kweekte tien verschillende stammen. ‘Ik zocht wat in de literatuur, maar de beschermende werking van genetische diversiteit op parasieten is nauwelijks getest.’
Inmiddels heeft NIOO-promovendus De Bruin dat zelf gedaan, maar dan bij eencelligen. Hij promoveerde op de co-evolutie van een gastheer, de diatomee Asterionella formosa, en een parasiet, de schimmel Zygorhizidium planktonicum.
Deze eencelligen kennen een korte generatietijd. Dat maakt het mogelijk evolutie in een promotie-traject te onderzoeken. De Bruin bracht alg en schimmel bij elkaar en zette ze een jaar lang over in steeds een nieuwe erlenmeyer. Dat leverde 200 generaties op. Hij toonde experimenteel aan dat zowel de gastheer als de parasiet zich aan elkaar aanpassen.
Daarmee steunt De Bruin de red queen hypothese. ‘Dat verwijst naar het sprookje Alice in wonderland. In het boek Through the looking glass komt Alice in een land waar iedereen aan het hollen is. De rode koningin vertelt haar dat iedereen moet blijven rennen om op dezelfde plaats te blijven. Voor parasieten en hun gastheer geldt vermoedelijk ook zo’n wedloop, beiden moeten zich continu aanpassen om te overleven.’
‘De red queen hypothese veronderstelt dat parasieten sneller evolueren dan hun gastheren. Hierdoor kunnen ze zich snel aanpassen aan die gastheertypen die ze het vaakst tegenkomen: lokale adaptatie.’
In dat geval zouden parasieten zich sneller moeten verspreiden in hun lokale gastheerpopulatie. Dat demonstreerde De Bruijn met eencelligen uit de Zuid-Hollandse meren. Planktonicum-schimmels uit de Maarseveense plassen bleken de ‘eigen’ diatomee uit de Maarseveense plassen sneller te besmetten dan A. formosa uit de Vinkeveense plassen. Gastheren zijn echter niet weerloos. Met seksuele reproductie creeëren ze steeds nieuwe gastheertypen waaraan de parasiet zich opnieuw moet aanpassen. Met moleculaire technieken liet de ecoloog zien dat algen onder zware parasietendruk meer genen uitwisselen.
‘Verder heb ik aangetoond dat parasieten meer moeite hebben met genetisch diverse gastheerpopulaties. De groeisnelheid van de parasiet die ik confronteerde met een genetisch diverse gastheerpopulatie bleef – zelfs na 200 generaties – gelijk aan de groeisnelheid in het begin van de proef.’
‘Maar de parasiet bij een populatie met één enkel (nieuw) gastheertype groeide binnen honderd generaties al significant sneller dan in het begin. Genetische diversiteit hindert dus de verspreiding van parasieten.’ De Bruijn durft zijn resultaten niet te vertalen naar vogelgriep of plagen in de land- en tuinbouw. ‘Kippen, rozen en aardappels zijn veel complexer dan een eencellige alg.’