Eerste hulp bij uitsterving: kastanjes en kikkers

Dit is een fragment uit "De wereld red je niet met minder, minder, minder" van Jan Deschoolmeester en Thomas Rotthier, beiden mede-oprichters van Ecomodernisme.be. Het boek is te koop in de Standaard Boekhandel.

Vandaag worden massa’s goederen met treinen, schepen en vliegtuigen versleept tussen de verschillende continenten. Soms belanden planten- en diersoorten in de lading en komen ze terecht in andere habitats. Het goede nieuws is dat de meeste uitheemse soorten of exoten geen ernstige schade berokkenen aan de lokale biodiversiteit. Meestal voegen ze zich gewoon bij de bestaande fauna en flora. Maar soms is een uitheemse soort zo succesvol dat ze een bedreiging vormt voor inheemse soorten. In dat geval spreken we van een invasieve soort. Een van de slachtoffers van zo’n invasieve soort is de Amerikaanse kastanje (Castanea dentata). Die majestueuze boom is wel dertig meter hoog en heeft een stam van twee à drie meter in diameter. De bomen kunnen wel zeshonderd jaar oud worden. De Amerikaanse kastanje beleefde zijn hoogdagen in de negentiende eeuw, toen hij de flanken van de Appalachen volledig bedekte. Een op de vier bomen in het gebergte was toen een Amerikaanse kastanje. De ontelbare kastanjes die van de bomen vielen, waren een rijke bron van voedsel, zowel voor mensen als dieren. Boeren lieten hun koeien vaak rondlopen in het bos om de kastanjes op te peuzelen. En ook eekhoorns, wilde kalkoenen, beren en witstaartherten deden zich tegoed aan de kastanjes. De bomen hadden bovendien een belangrijke economische waarde. De kastanje stond bekend als ‘de boom van de wieg tot het graf’ omdat mensen het kastanjehout voor alles gebruikten: om hun huizen te bouwen, om zich te verwarmen en om meubelen, violen en grafkisten te maken. De kastanjes werden vermalen om soep, brood en zelfs bier te maken. De tannines uit de houtschors werden gebruikt door de leerindustrie die aan de Amerikaanse oostkust was gevestigd.

In 1904 deed de boswachter van de Bronx Zoo in New York een akelige ontdekking: enkele kastanjebomen hadden verdorde bladeren en hun schors vertoonde kleine oranje vlekken. Kort daarna gingen de bomen dood. De mysterieuze ziekte werd veroorzaakt door een invasieve schimmel (Cryphonectria parasitica) die toevallig was meegelift met geïmporteerde Japanse kastanjebomen uit Azië. Al snel begon de schimmel de ene na de andere kastanjeboom aan te tasten. De ravage was enorm: zo goed als alle 4 miljard kastanjebomen aan de Amerikaanse oostkust werden in de eerste helft van de twintigste eeuw geveld door kastanjekanker. Vandaag blijven er nog maar enkele plekken over waar de bomen overleven, maar ook daar slaat de schimmel sinds kort genadeloos toe. Als er niet wordt ingegrepen, is het slechts een kwestie van tijd voor de Amerikaanse kastanje uitsterft.

De schimmel groeit als een ring rondom de boomstam, waardoor hij alle toevoer van voedingsstoffen en water naar boven afsnijdt. De wortels blijven daarbij onaangeroerd. In een poging om te overleven proberen de bomen nog scheuten te groeien uit het wortelgestel, maar die zijn maar een kort leven beschoren. Nog voor ze uitgroeien tot een volwaardige boom worden ze zonder genade gedood door de schimmel. Amerikaanse kastanjebomen krijgen zo niet de kans om nieuwe kastanjes aan te maken en kunnen zich daardoor niet meer voortplanten. Daardoor is de soort ‘functioneel uitgestorven’, hoewel er nog steeds bomen zijn die nog in leven zijn.

Om de bomen alsnog te redden van de ondergang, kwam de American Chestnut Foundation in de jaren 80 met een plan. Het idee was om de Amerikaanse kastanje te kruisen met zijn Chinese tegenhanger die wel bestand is tegen de schimmel. Eenmaal de Amerikaanse kastanje gekruist was met de Chinese, moest de hybride teruggekruist worden met Amerikaanse kastanjes om zijn portie ‘Amerikaanse’ genen opnieuw te vergroten. Na drie generaties van terugkruisen verkregen ze een hybride die matig bestand was tegen de ziekte en waarvan het genoom 15/16 Amerikaans en 1/16 Chinees was. Maar dat was een werk van lange adem. Pas na enkele jaren konden de veredelaars zien welke nakomelingen niet door de schimmel aangetast werden om daarmee verder te kweken, waardoor het een enorm tijdrovend proces was. Bovendien gedijt de hybride boom niet zo goed in het wild als de echte Amerikaanse kastanje.

In 2012 had William Powell, een New Yorkse hoogleraar biologie, een eurekamoment: misschien kon genetische modificatie de Amerikaanse kastanje redden. Door slechts één gen van de veertigduizend genen die de boom bezit te wijzigen, kon de boom bestand worden tegen de schimmel. De sleutel zat in het oxaalzuur dat de schimmel gebruikt om zich een weg te banen door de schors van de kastanjeboom. Powell wist dat sommige planten, waaronder bananen, tarwe en aardbeien, een gen bezaten waardoor ze oxaalzuur konden afbreken. Door dat gen in te brengen bij de kastanjeboom zou die beschermd zijn tegen de schimmel. Het voordeel was dat deze genetisch gewijzigde boom slechts één gen verschilde van de oorspronkelijke Amerikaanse kastanje en dus niet de nadelige eigenschappen bezat van de hybride.

Vandaag is zo’n genetisch gewijzigde kastanjeboom al te bewonderen in de botanische tuin van New York. De bedoeling is om hem binnenkort ook in het wild los te laten. Het Amerikaanse ministerie van Landbouw (USDA) buigt zich momenteel over de goedkeuring voor het planten van deze genetisch gewijzigde kastanje in het wild. Als de boom effectief geplant mag worden, kan de Amerikaanse kastanje zoals een feniks uit zijn as herrijzen. Gentech zou in de toekomst nog meer soorten kunnen redden van de ondergang. De meest bedreigde groep dieren zijn vandaag de amfibieën. De oorzaken klinken intussen vertrouwd in de oren: ontbossing, verlies van hun leefgebied en klimaatopwarming. Maar de allergrootste bedreiging voor amfibieën is een parasitaire schimmel met een moeilijke naam: Batrachochytrium dendrobatidis (voor het gemak noemen we hem Bd). Bij amfibieën veroorzaakt Bd de zeer dodelijke schimmelziekte chytridiomycose.

Het bekendste slachtoffer van Bd was de gouden pad, een prachtig diertje met een goudkleurige huid en knikkerachtige ogen. De gouden pad werd voor het eerst gespot in 1967 in het Monte Verde-nevelwoud van Costa Rica. Het waren erg schuwe diertjes. Het enige moment waarop de padden verschenen was op het einde van het droge seizoen, wanneer ze met duizenden samenkwamen om te paren in de ondiepe poelen van het woud. De rest van het jaar verscholen ze zich onder de grond. Alles leek prima te gaan voor de gouden pad, maar op het einde van de jaren 80 gebeurde er iets onrustwekkends: het aantal padden begon razendsnel achteruit te gaan. Toen biologen in 1988 het nevelwoud afspeurden op gouden padden, konden ze er nog maar tien vinden. Een jaar later was er nog maar één pad over. Nadien werd het dier nooit meer teruggezien. Op amper twee jaar tijd was de gouden pad volledig uitgestorven. Na verloop van tijd kwamen wetenschappers erachter dat Bd de dader was.

De schimmel is dodelijk omdat hij de huid van amfibieën aantast. Daardoor worden de huidademhaling en de opname van belangrijke stoffen verstoord. Na enkele weken sterven de dieren aan een hartstilstand. De schimmel slaagde er zo in om negentig (!) amfibiesoorten uit te roeien. Vandaag bedreigt de schimmelziekte nog eens vijfhonderd amfibiesoorten. En alsof één massamoordenaar nog niet genoeg was, is er nog een tweede bij gekomen: Batrachochytrium salamandrivorans. In Noordwest-Europa veroorzaakt die schimmel massale sterfte onder salamanders, waaronder ook de vuursalamander (Salamandra salamandra) die in België leeft.

In principe zou men een vaccin tegen de Bd-schimmel kunnen ontwikkelen, maar het vaccineren van een groot aantal dieren in het wild zou veel tijd en geld kosten. Het lijkt er dus op dat veel amfibieën ten dode opgeschreven zijn. Toch is er nog een sprankeltje hoop. Wetenschappers hebben immers ontdekt dat sommige amfibiesoorten een beschermend eiwit afscheiden op hun huid waardoor ze ongevoelig zijn voor de Bd-schimmel. Dankzij CRISPR is het nu vrij eenvoudig en goedkoop om het genoom van andere amfibieën te bewerken, zodat ze dat eiwit ook kunnen aanmaken. Wetenschappers aan de James Cook University in Australië onderzoeken of het mogelijk is om het genoom van een bedreigde kikkersoort, de corroboreeschijnpad (Pseudophryne corroboree), te crispren om hem zo beter gewapend te maken tegen de schimmel. Indien ze daarin slagen, zouden deze kleine diertjes met hun fluogroene en zwarte strepen de eerste ‘superkikkers’ worden die bestand zijn tegen chytridiomycose.