Je leest:

Op expeditie naar nuttige soorten

Op expeditie naar nuttige soorten

Auteur: | 4 december 2012

De Madagaskische maagdenpalm is een altijd groene plant met schattige roze bloemetjes. Hij groeit op het eiland Madagaskar en bevat tientallen chemische verbindingen, die farmaceutische eigenschappen hebben.

Al in de jaren ’20 begonnen onderzoekers de plant uiteen te rafelen omdat deze een medicinale werking zou hebben. Uiteindelijk zijn er stoffen (vinblastine en vincristine) in gevonden die in staat zijn de deling van cellen, en dus ook van kankercellen te remmen. Ruim 40 jaar later leverde een andere plant, de taxusboom Taxus brevifolia, een ander medicijn tegen kanker op: placlitaxel, beter bekend als Taxol. Dit na een gerichte speurtocht naar medicijnen tegen kanker die uit de natuur komen. En nog weer later werd ontdekt dat de huid van een klein rood gifkikkertje in Ecuador de stof epibatidine bevat, die vele honderden keren sterker is dan morfine.

Schimmels zijn vaak een bron van medicijnen gebleken.
Stichting BWM

Talloze geneesmiddelen uit de natuur

Het zijn tot de verbeelding sprekende voorbeelden van de natuur als basis voor geneesmiddelen. Een basis die dreigt te verdwijnen als de biodiversiteit vergaand wordt aangetast. En in één adem worden er dan nog veel oudere geneesmiddelen aan toegevoegd, als aspirine uit wilgenbladeren (tegen pijn), kinine uit de bast van de kinaboom (tegen koorts en malaria) en natuurlijk de pijnstiller morfine uit de papaverbol. En het is waar: er zijn talloze voorbeelden van geneeskrachtige planten en dieren. Al sinds de oudheid proberen artsen, of wie daarvoor doorgingen, de werkzaamheid van die planten te verbeteren. De opkomst van de chemie in de negentiende en twintigste eeuw heeft het mogelijk gemaakt om de werkzame stoffen uit die planten, dieren en micro-organismen (bijvoorbeeld de schimmel Penicillium notatum, de bron van het antibioticum penicilline) te isoleren en te verbeteren door hun structuur een klein beetje te veranderen.

Wetenschappers en vertegenwoordigers van de farmaceutische industrie hebben talloze expedities gehouden naar ontoegankelijke streken, om de plaatselijke bevolking uit te horen over de medicinale toepassing van hun omgeving, en op zoek te gaan naar zulke geneeskrachtige organismen. Vooral het tropisch regenwoud was daarbij populair, vanwege zijn enorme rijkdom aan soorten. Toen duidelijk werd dat de natuur in de tropen in rap tempo werd aangetast, vreesden sommigen dat door het verlies van biodiversiteit unieke kansen op de genezing van ziekten en de verbetering van de gezondheid van mensen voorgoed verkeken waren. Er was haast geboden!

Potentiële schatkist voor medicijnen

Onderzoekers en actiegroepen benadrukten dat waarschijnlijk slechts 1 procent van alle planten en bloemen met een medicinale werking onderzocht is, en dat het oerwoud een potentiële schatkist op – onder andere – medicinaal gebied is. Wellicht ligt hier een medicijn verborgen tegen kanker, aids, of willekeurig welke andere ziekte die tot op heden beperkt of niet is te behandelen, was de gedachte. Vernietiging van het regenwoud betekende de vernietiging van al die potentie. Dus was het van (levens)belang dat deze schatkist werd beschermd en dat de reusachtige hoeveelheid kennis van de lokale bevolking over dergelijke medicatie werd verzameld en geanalyseerd.

Die opleving in medicinale expedities, die begon in de jaren ’80 van de vorige eeuw, heeft niet lang geduurd. Er ontstonden politieke strubbelingen omdat de landen die over zulke interessante flora en fauna beschikken geld wilden zien. Ze voelden zich opnieuw gekoloniseerd en beroofd, maar nu van hun genetische schatten. Als de rijke landen zo nodig gebruik wilden maken van de biodiversiteit in het armere deel van de wereld, en daarmee winstgevende producten wilden maken, die ook nog eens onbereikbaar zouden blijken voor het grootste gedeelte van de wereldbevolking, dan moesten ze daar ook maar voor betalen. Veel rijke landen stelden zich op het standpunt dat biodiversiteit en genen voor iedereen vrij toegankelijk moesten zijn, en dat ook de arme landen zouden profiteren van de gezondheidsvoordelen die eruit voortkomen. Het werd een principiële discussie die de animo voor dit soort expedities heeft doen afnemen.

Bosbranden

Bosbranden zijn een ramp voor de biodiversiteit. Planten verbranden, bomen leggen het loodje, het bodemleven verschroeit en al wat kan bewegen maakt zich uit de voeten of sterft. Toch lijkt het regenwoud na hevige bosbranden in staat te herstellen, ontdekten Nederlandse onderzoekers van NWO die het herstel van het tropisch regenwoud na verstoringen onderzochten.

Na een brand komen vrijwel alle plantensoorten nog voor, vooral in de laag gelegen gedeelten, rond beekjes en rivieren. De zaden die in hogere gedeelten nog in de bodem zitten, zijn bijna altijd afkomstig van zogeheten pioniersplanten, die van de vrijgekomen ruimte gebruikmaken om razendsnel te groeien. Ze zijn heel belangrijk voor het behoud van de structuur van het bos en geven de zaailingen van de planten uit de laaggelegen gebieden de gelegenheid op te komen. Die combinatie is in theorie genoeg om weer een regenwoud met een hoge biodiversiteit te doen ontstaan. Daarom moeten de nieuw opgekomen bomen op een afgebrand stuk worden gekoesterd in plaats van gekapt. Helaas gaat dat vaak mis. Bomen worden gekapt en het bos opnieuw in brand gestoken. Overigens blijkt uit onderzoek in het Amerikaanse Yellowstone Park dat geregelde bosbranden op kleine schaal de biodiversiteit juist ten goede komen.

Na een flinke bosbrand kan de biodiversiteit zich herstellen.

Stichting BWM

Laboratorium als belangrijkste bron

Voor de afgenomen interesse voor biodiversiteit was overigens nog een andere reden, namelijk de ontwikkeling van de biochemie, de moleculaire biologie, de medische wetenschap en de bio-informatica. De wetenschap krijgt steeds meer greep op hoe stoffen ingrijpen op cellen en de stofwisseling van de mens. Steeds minder is een stof met een toevallige werking de basis van een medicijn, maar steeds vaker vormt kennis over de werking van biologische processen het fundament voor de ontwikkeling van nieuwe farmaceutica.

Bovendien blijkt in de praktijk dat het soms vele decennia duurt voor een stof die in de natuur is gevonden op de markt kan komen als werkzaam en vooral veilig medicijn. Te vaak openbaren zich onverwachte bijwerkingen, omdat planten en dieren zich nu eenmaal niet hebben ontwikkeld met als doel te voorzien in pijnbestrijding, antibiotische werking of kankerremming bij mensen. Er zijn inmiddels andere technieken om bijna elk denkbaar molecuul te synthetiseren in het laboratorium en grote hoeveelheden van zulke stoffen snel te testen op hun mogelijke werkzaamheid. Dit alles is onafhankelijk van de mate van biodiversiteit op aarde.

Fokken en veredelen

Anders ligt dat voor de veredeling van landbouwgewassen en het fokken van vee. Sinds de eerste mensen 7000 tot 10.000 jaar geleden begonnen met landbouw en veeteelt in het Midden-Oosten, Midden-Amerika en Oost-Azië, hebben ze wilde rassen veredeld door de zaden van de beste exemplaren te zaaien voor het volgend jaar en de beste dieren te gebruiken voor het fokken. Het uitgangsmateriaal daarvoor waren de planten- en dierrassen in de directe omgeving. Het is waarschijnlijk dat de domesticering – het telen of houden – van planten en dieren niet op toevallige plaatsen op aarde is begonnen, maar op plekken waar relatief veel wilde rassen voorkwamen.

Door de geografische en klimatologische omstandigheden hebben bepaalde soorten planten en dieren er welig kunnen tieren. Voor diverse gewassen komt op aarde een aantal belangrijke van deze genencentra voor (ook wel centra van oorsprong of hotspots genoemd). Over de exacte oorspronggebieden en de vraag of bepaalde soorten niet op diverse plaatsen zijn ontstaan, is discussie. Met een slag om de arm kan gesteld worden dat bijvoorbeeld de aardappel van oorsprong uit de Chileense Andes komt, maïs uit Mexico, rijst uit India, tarwe uit het Midden-Oosten en Centraal Azië, sla uit het Middellandse Zeegebied en druiven uit Centraal-Azië. Runderen komen uit het Midden-Oosten en India, paarden uit Noord- en Centraal-Azië, ezels uit Noordoost-Afrika en varkens uit het Midden-Oosten en Oost-Azië, net als geiten en schapen.

Oude landrassen, zoals spelt, kunnen nuttige eigenschappen hebben voor het verbeteren van andere gewassen.
Stichting BWM

Terug naar oude en wilde landrassen

Nog steeds beschikken dergelijke oorspronggebieden over een hoge variatie aan rassen van dezelfde soort, en zijn ze interessant voor veredelaars en fokkers. De moderne landbouw is immers voor een zeer groot gedeelte gestoeld op slechts enkele soorten gewassen, die dermate sterk zijn veredeld en geselecteerd dat ze onder zoveel mogelijk omstandigheden een zo hoog mogelijke opbrengst leveren. Die veredeling heeft ertoe geleid dat de genetische basis van onze landbouwgewassen, en ook van het vee, nogal smal is. Op veel plaatsen met moderne akkerbouw en veeteelt zijn de oude landrassen, en zeker de wilde rassen verdwenen of in het museum terecht gekomen. Soms letterlijk. Want het is voor veredelaars en fokkers nodig om af en toe terug te kunnen grijpen op eigenschappen die niet meer in de commerciële gewassen zitten, maar nog wel in wilde of oude landrassen.

Bijvoorbeeld de bestendigheid tegen droogte en zout van tarwe of rijst. Dan moet de veredelaar overstappen op andere rassen, die misschien niet zulke mooie korrels opleveren, maar wel goed tegen deze klimatologische stress kunnen. Hij hoopt dan die eigenschappen te kunnen kruisen in zijn commerciële gewas. Rassen met zulke gewenste eigenschappen kunnen worden gevonden in de genencentra voor de betreffende soort. Al sinds de jaren ’50 worden daarom geregeld expedities gehouden naar zulke gebieden om wilde rassen en oude landrassen te verzamelen. Het Centrum voor Genetische Bronnen Nederland (CGN) van de Wageningen UR bijvoorbeeld, heeft sinds 1955 dertig van zulke expedities gehouden naar ondermeer de Andes, Peru, Pakistan, Bolivia, Spanje, Egypte, Turkije, Oezbekistan, Armenië en Tadzjikistan. De verzamelaars waren vooral geïnteresseerd in knollen, zaden en vruchten van aardappelen, tarwe, gerst, en groenten en fruit als tomaat, sla, komkommer, uien, kool, wortel en meloen.

Excursies, zoals hier naar Griekenland waar veel inheemse uiensoorten voorkomen, kunnen veredelaars helpen bij het verbeteren van hun gewassen, zoals de aan uien verwante prei.
Stichting BWM

Wageningen als hotspot biodiversiteit

Wageningen heeft niet het enige instituut dat zulke missies uitvoert. Over de hele wereld wordt dit gedaan door talloze onderzoeksinstituten die zich bezighouden met veredeling. De verzamelde planten en zaden worden beheerd in zogeheten genenbanken of genetische collecties, zodat ze beschikbaar blijven voor veredelaars. Er zijn mondiale netwerken en uitwisseling tussen publieke genenbanken, naast de commerciële genetische collecties van veredelingsbedrijven. Zo ontstaan naast de natuurlijke ook kunstmatige hotspots.

Wageningen is zo’n kunstmatige hotspot voor diverse soorten die wordt beheerd door het CGN. De gewascollectie telt in totaal ruim 23.000 verschillende genetische monsters. Daarnaast is sperma opgeslagen van ruim 50 verschillende rassen runderen, paarden, varkens, schapen en pluimvee. Er zijn elders op de wereld ook zulke instituten (dikwijls als onderdeel van de Wereldvoedselorganisatie FAO): zoals voor rijst in de Filippijnen en Ivoorkust, voor aardappelen in Lima en voor maïs en tarwe in Mexico. In Syrië is een grote VN-genenbank voor granen, groenten en veevoer.

Wereldwijd zijn er ongeveer 1.300 genenbanken. De grootste internationale genenbank ligt op Spitsbergen ten noorden van Noorwegen. De opslagkluis bevindt zich aan het einde van een 125 meter diepe tunnel in de permanent bevroren bodem en bevat de zaden van zo’n 200.000 gewassen van over de hele wereld. Dankzij de koude zouden ze wel 10.000 jaar bewaard kunnen worden.

Op Spitsbergen bevindt zich een enorme internationale genenbank van wel 200.000 gewassen, die is ingegraven in een ijskoude berg.
Stichting BWM
Stichting BWM

Dat deze kunstmatige hotspots bestaan, wil niet zeggen dat we de biodiversiteit in de natuurlijke hotspots maar kunnen laten verminderen. De kunstmatige hotspots zijn immers bijzonder kwetsbaar vergeleken met een hotspot van vele duizenden, zo niet honderdduizenden vierkante kilometers. Een enkele brand kan ze volledig in de as leggen, en een burgeroorlog, zoals in Syrië waar een grote genenbank staat, betekent ook extra risico.

Bovendien zijn genenbanken statisch. Het genetische materiaal ligt er opgeslagen en wordt alleen af en toe gecontroleerd vermeerderd. In de natuur vindt voortdurend interactie plaats tussen honderdduizenden planten (en dieren), ontstaan nieuwe variëteiten en wordt de genetische basis van een gewas vaak juist breder. Door concurrentie loopt het natuurlijk ook het risico te verdwijnen.

Niet alleen is een kunstmatige hotspot geen vervanging voor een natuurlijke hotspot, ook strekt de biodiversiteit in een hotspot zich aanzienlijk verder uit dan alleen die van de soorten die interessant zijn voor akkerbouwers, veetelers of andere commerciële gebruikers. Een extra argument om behoedzaam om te gaan met de natuurlijke biodiversiteit.

Dit artikel is een publicatie van Stichting Biowetenschappen en Maatschappij.
© Stichting Biowetenschappen en Maatschappij, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 04 december 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.